SGLT-2抑制劑對2型糖尿病患者的腎臟保護作用進展

張慧芳，王利杰，張程遠(yuǎn)，李桂英

糖尿病是世界范圍內(nèi)日益嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題，有發(fā)生嚴(yán)重的微血管和大血管并發(fā)癥的高風(fēng)險，其中糖尿病腎?。╠iabetic kidney disease，DKD）是糖尿病主要微血管并發(fā)癥之一。糖尿病可由不同途徑損害腎臟，從腎小球、腎血管到腎間質(zhì)以至累及腎臟所有結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)不同的病理表現(xiàn)及臨床表現(xiàn)。2017年全球糖尿病患病總?cè)藬?shù)為4.51億，預(yù)計2045年將達(dá)到6.93億，其中40%糖尿病患者會發(fā)生DKD，是引起終末期腎病的重要原因［1］。DKD發(fā)生的相關(guān)危險因素為高血糖、高血壓、肥胖等，因此降糖藥在降糖的同時，還能影響危險因素，則能使終末期腎病的發(fā)生率下降。鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白2（sodium-glucose cotransporter 2，SGLT-2）抑制劑是一種不依賴胰島素水平的新型降糖藥，已被實驗及研究證明，不僅可以降低血糖、降低血壓、減輕體重等，還可以激活自噬通量Sirtuin1、AMPK等發(fā)揮腎臟保護作用。該文對SGLT-2抑制劑對T2DM患者的腎臟保護作用和可能的作用機制進行綜述。

1 SGLT-2抑制劑

鈉依賴的葡萄糖運載體（SGLTs）是一類在小腸黏膜和腎近曲小管中發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)運基因家族，腎臟重吸收葡萄糖的過程主要由SGLTs介導(dǎo)。其中，SGLT1和SGLT2最為重要，SGLT2起主導(dǎo)作用。SGLT1主要分布在小腸刷狀緣和腎近曲小管較遠(yuǎn)的S3節(jié)段中，少量表達(dá)于心臟和氣管，是一種高親和力、低轉(zhuǎn)運能力的載體，SGLT2主要分布在腎臟近曲小管S1-S2部位，是一種低親和力和高容量的轉(zhuǎn)運體，其主要生理功能是在腎臟近曲小管完成腎濾液中90%葡萄糖的重吸收，其余10%由SGLT1完成［2］。

正常人每天有180 g葡萄糖從腎小球濾過，但被近曲腎小管的SGLT-2蛋白完全重吸收，維持正常血糖水平。研究發(fā)現(xiàn)T2DM患者近曲小管的SGLT-2蛋白表達(dá)增多，對Na+和葡萄糖的重吸收增加，到達(dá)遠(yuǎn)端腎小管致密斑的Na+減少，導(dǎo)致腎素分泌減少，管-球反饋（TGF）減弱，最終腎血流量及濾過率升高，導(dǎo)致腎小球高灌注、高壓力、高濾過狀態(tài)。持續(xù)的高灌注、高壓力、高濾過狀態(tài)，將導(dǎo)致腎小球內(nèi)皮損傷，基底膜增厚，逐漸導(dǎo)致腎小球硬化，腎功能衰竭。SGLT-2抑制劑主要機制是作用于近端小管的SGLT2受體，抑制Na+和葡萄糖的重吸收，增加尿中葡萄糖排泄降低血糖，并隨之增加鈉尿。這導(dǎo)致到達(dá)致密斑處Na+增加，TGF激活，降低腎小球高灌注、高壓力、高濾過，腎功能得以恢復(fù)［3］。目前上市的SGLT-2抑制劑包括卡格列凈、恩格列凈、達(dá)格列凈等。

2 SGLT-2抑制劑對DKD危險因素的影響及機制

大量的臨床實驗及研究證明，2型糖尿病患者在使用SGLT-2抑制劑治療時腎臟獲益?？ǜ窳袃舻?腎 臟 結(jié) 局 研 究 （renal outcome trial，ROT）-CREDENCE研究實驗，該實驗是在T2DM合并慢性腎臟病患者中進行的以腎臟終點事件為主要終點的大型多中心臨床研究，結(jié)果證實卡格列凈顯著降低腎臟事件風(fēng)險，同時降低心血管事件，且安全性良好［4］。2019年在世界腎臟病大會上重磅公布，卡格列凈為全球首個腎臟硬化終點獲益的降糖藥，降低腎臟復(fù)合終點（終末期腎病、血清肌酐倍增、腎臟死亡的復(fù)合終點）風(fēng)險達(dá)34%。同樣在恩格列凈的EMPA-REG臨床研究中，觀察到腎臟綜合事件的發(fā)生率下降［5］，在心血管事件高危的T2DM患者中，恩格列凈與安慰劑相比，腎臟疾病發(fā)展緩慢，臨床相關(guān)腎臟事件的風(fēng)險顯著降低［6］。在使用達(dá)格列凈的T2DM患者中，腎小球濾過率下降、腎終末期等風(fēng)險明顯下降［7，8］，且達(dá)格列凈的DAPA-CKD III期研究結(jié)果最新公布，在慢性腎臟病2~4期有白蛋白尿升高的患者中，無論是否伴有2型糖尿病，與安慰劑相比，達(dá)格列凈在標(biāo)準(zhǔn)治療基礎(chǔ)上可降低復(fù)合終點腎功能惡化、心血管或腎病死亡風(fēng)險達(dá)39%，達(dá)格列凈成為首個可顯著延長慢性腎臟病患者（伴或不伴2型糖尿病）生存期的藥物。腎臟的獲益與SGL-2抑制劑減輕DKD相關(guān)的危險因素有關(guān)，從而減少相關(guān)腎臟病的發(fā)生?，F(xiàn)將其可能機制闡述如下。

2.1 降低血糖長期高血糖是導(dǎo)致DKD的主要原因，在高血糖的刺激下，通過多元醇通路的激活，晚期糖基化終末產(chǎn)物 （advanced glycation endproduct，AGE）的形成，蛋白激酶C（protein kinase，PKC）活化等導(dǎo)致DKD的發(fā)生和進展。SGLT-2抑制劑作用于近端小管的SGLT-2受體，增加尿中葡萄糖的排泄（約50%），所產(chǎn)生的糖尿的大小與高于閾值的血糖成正比，顯著降低體內(nèi)高血糖水平，且不發(fā)生低血糖。在一項2型糖尿病患者的臨床薈萃分析中，SGLT-2抑制劑在治療12周后降低了0.5%～0.7%的糖化血紅蛋白水平，并且這種效果持續(xù)到52周治療［9］，由此也可降低腎臟和腎外器官的糖毒性［10］。動物實驗研究表明，在糖尿病的小鼠模型上抑制SGLT-2受體可以減輕腎臟功能的損傷，繼發(fā)于強效的降血糖作用［11，12］。

2.2 降低體重肥胖與多種疾病密切相關(guān)，同樣也是腎臟疾病發(fā)生的高危因素之一。動物實驗表明，肥胖可以導(dǎo)致腎臟線粒體功能障礙和能量失衡，導(dǎo)致慢性腎臟病的發(fā)生和發(fā)展［13］。在達(dá)格列凈、恩格列凈的臨床實驗中，給處于慢性腎臟病不同階段的患者治療24周后，結(jié)果體重較對照組明顯下降［14，15］。薈萃分析結(jié)果顯示SGLT-2抑制劑治療與安慰劑相比減少的體重約1.5～2 kg［16，17］，并且這種減重效果是劑量依賴性的［18］。減輕體重的基本機制部分取決于SGLT2抑制劑以葡萄糖依賴性的方式發(fā)揮作用，可導(dǎo)致每天在尿液中排出約60～100 g葡萄糖，熱量的直接損失可導(dǎo)致體重的下降。再者Liang等研究表明高脂飼料誘導(dǎo)的小鼠肥胖，應(yīng)用SGLT-2抑制劑恩格列凈藥物干預(yù)后增加了能量消耗和脂肪組織褐變，最終體重下降，同時選擇性激活巨噬細(xì)胞減輕肥胖相關(guān)炎癥和胰島素抵抗［19］。

2.3 降低血壓腎小球高濾過是DKD最早的臨床表現(xiàn)之一，常常并發(fā)高血壓，而高血壓又促進腎臟病變的加速發(fā)展。在一項涉及2098名參與者的Meta分析表明，SGLT2抑制劑顯著降低24 h動態(tài)收縮壓3.76 mmHg、24 h動態(tài)舒張壓1.83 mmHg［20］。在臨床實驗中也觀察到，2型糖尿病患者在應(yīng)用SGLT2抑制劑2周后收縮壓明顯下降與尿糖排泄量的增加顯著相關(guān)，而6個月時收縮壓的降低與尿鈉排泄量的增加顯著相關(guān)，其降低血壓作用的主要機制可能是在使用SGLT2抑制劑后2周通過排泄葡萄糖滲透性利尿和6個月通過排鈉而減少血容量［21］。目前普遍認(rèn)為SGLT－2抑制劑降壓機制可能是其在促進葡萄糖滲透性利尿作用時也增加了近端小管Na+的排泄，起到了類似于利尿劑的作用，減少了體內(nèi)循環(huán)血容量從而降低血壓。但是這種滲透性利尿排鈉的作用都是在腎功能正常的情況下，目前進一步實驗表明，與腎小球濾過率＞60 ml/min·1.73 m2的患者相比［22］，在慢性腎臟病患者中的糖化血紅蛋白（HgA1c）濃度改善較小，但是血壓下降的程度與保留腎功能的患者相似［15］。Hallow等研究將腎功能和容積穩(wěn)態(tài)的數(shù)學(xué)模型與健康受試者的臨床數(shù)據(jù)進行結(jié)合，結(jié)果表明雖然葡萄糖排泄可能會隨著腎損害而減少，但腎小球壓和血容量的改善并不會隨著腎小球濾過率的降低而減少，所以血壓也會降低，這也表明了SGLT2抑制劑對患者心腎的益處可能會持續(xù)［23］。另外SGLT－2抑制劑導(dǎo)致的體重降低，也是一種明確的中介作用，但是在SGLT－2抑制劑的降壓效應(yīng)中所占比例不超過40%［24，25］。最新研究提出，SGLT－2制劑使酮類增加可能有助于晚期腎病的血壓降低，還需要進一步研究證明［26－28］。總之SGLT－2抑制劑降低血壓是血流動力學(xué)和代謝變化的綜合效應(yīng)。

2.4 降低尿酸尿酸是嘌呤在人體內(nèi)的一種主要的氧化代謝物，在近端小管重吸收和分泌，主要在尿中排泄。糖尿病腎病時腎小球濾過率降低和同時存在的胰島素抵抗所引發(fā)的腎尿酸穩(wěn)態(tài)受損常會導(dǎo)致高尿酸血癥，而高尿酸血癥會增加腎臟病的風(fēng)險［29，30］。文獻表明，升高的血尿酸水平通過缺血誘導(dǎo)的腎小球動脈硬化和炎癥途徑介導(dǎo)的腎間質(zhì)纖維化促進腎損傷［31］。研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用SGLT2抑制劑治療2型糖尿病可增加尿酸排泄，降低循環(huán)尿酸，改善腎功能［32］。Zhao等進行了meta分析，評估SGLT2抑制劑對2型糖尿病患者血清尿酸的影響，與對照組相比，任何SGLT2抑制劑都能顯著降低血清尿酸水平，其中恩格列凈降低血清尿酸的效果更好［33］。有文獻報道體外研究發(fā)現(xiàn)SGLT－2抑制劑坎格列凈降低尿酸的機制可能是由于藥物對位于腎小管集合管的葡萄糖轉(zhuǎn)運體9（Glucose transporter 9，GLUT9）的作用，抑制了尿酸的再吸收［34］。在2型糖尿病合并高尿酸血癥的小鼠實驗中證明，SGLT－2抑制劑恩格列凈通過AMP依賴的蛋白激酶/蛋白激酶B/環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（AMPK/Akt/CREB）信號通路上調(diào)ATP結(jié)合亞家族G成員2（ATP－binding cassette subfamily G member 2，ABCG2）的表達(dá)，最終降低2型糖尿病合并高尿酸血癥小鼠的血尿酸水平［35］。

2.5 降低超濾在經(jīng)典DKD自然病程Mogensen分期中，整個腎臟的濾過率在初始階段的特點是超出生理水平的增高，糖尿病患者的腎臟高濾過是獨立的DKD危險因子。有文獻報道與安慰劑相比，應(yīng)用恩格列凈后4周后可見腎小球超濾明顯改善；停止使用藥物后，恩格列凈組腎小球濾過率增加，而安慰劑組腎小球濾過率持續(xù)下降及腎功能受損。表明SGLT－2抑制劑可以降低腎小球超濾，保護腎臟功能［23］。普遍認(rèn)為改善腎臟高濾過是SGLT－2抑制劑抑制葡萄糖和Na+重吸收的作用，使致密斑Na+濃度增加，通過TGF入球小動脈收縮，腎小球濾過減輕。但是當(dāng)腎小球濾過率 （Estimated glomerular filtration rateeGFR）下降到60 ml/min·1.73 m2時，這種糖尿效應(yīng)明顯減弱［36］。而Meta分析表明即使在eGFR為20～60 ml/min·1.73 m2的患者中，SGLT2抑制劑也能發(fā)揮有意義的腎臟保護作用［37］。這表明SGLT－2抑制劑對近端小管葡萄糖和Na+重吸收的影響不能解釋改善腎小球過濾的益處，其可能以一種獨立于糖尿程度的方式抑制近端小管Na+重吸收。有研究表明SGLT－2抑制劑降低腎小球超濾過可能也與腎小管分布的鈉氫交換蛋白（sodiumhydrogen exchanger isoform 3，NHE3）有關(guān)。NHE3是重要的跨膜轉(zhuǎn)運逆向離子載體之一，在腎臟近曲小管和髓袢升肢粗段高表達(dá)，是主要的鈉離子通道。主要參與Na＋、HCO3－及白蛋白的重吸收，對機體尿鈉及液體重吸收和維持酸堿平衡方面發(fā)揮了重要作用［38］。研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病腎病中近端小管NHE3蛋白表達(dá)增加，增加尿鈉及蛋白的重吸收。在近端腎小管部位NHE－3與SGLT－2共域，并且功能上相互影響。實驗敲除NHE－3可抑制SGLT2的表達(dá)，抑制SGLT2可干擾NHE－3的活性［39］。因此SGLT－2抑制劑通過干擾近端小管NHE3蛋白，減少Na+的重吸收，增加遠(yuǎn)端小管致密斑Na+的輸送，降低腎小球的超濾過［39-42］。

2.6 改善自噬SGLT-2抑制劑減輕DKD發(fā)生的危險因素，可以延緩腎臟相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展，起到腎臟保護作用，但是這些SGLT-2抑制劑的腎臟保護作用不限于此。大量實驗研究表明，DKD的發(fā)病機制與足細(xì)胞、系膜細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、腎小管細(xì)胞等腎細(xì)胞自噬受損有關(guān)。自噬是一種高度保守的溶酶體降解途徑，在細(xì)胞中主要的生理作用是作為營養(yǎng)饑餓誘導(dǎo)的適應(yīng)性反應(yīng)，通過內(nèi)源性物質(zhì)的再循環(huán)為細(xì)胞提供營養(yǎng)和能量；另外在缺氧、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等環(huán)境下清除大量聚集的蛋白質(zhì)和受損細(xì)胞器，對組織內(nèi)細(xì)胞和細(xì)胞器維持穩(wěn)態(tài)及抵抗應(yīng)激尤為重要［43］。細(xì)胞在應(yīng)激狀態(tài)下（缺氧、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等）會激活自噬免受損傷。此外機體營養(yǎng)狀態(tài)的改變也調(diào)節(jié)自噬，在營養(yǎng)缺乏期間，自噬被顯著誘導(dǎo)，相反，在營養(yǎng)過剩狀態(tài)自噬被抑制。T2DM是代謝功能障礙性疾病，導(dǎo)致調(diào)節(jié)自噬的營養(yǎng)感知通路改變，包括AMPactivated kinase（AMPK）和沉默信息調(diào)節(jié)因子T1（Silent information regulator T1，SIRT1）。它們是自噬的有效調(diào)節(jié)因子，可以直接或間接調(diào)節(jié)自噬，過量營養(yǎng)誘導(dǎo)AMPK和SIRT1的減少均抑制自噬［44］。

AMPK是一種在能量消耗條件下激活的營養(yǎng)傳感激酶，是自噬的正向調(diào)節(jié)因子在許多組織中都有表達(dá)，在腎臟中的系膜細(xì)胞、腎小球內(nèi)皮細(xì)胞和足細(xì)胞高表達(dá)［45］。糖尿病時營養(yǎng)過剩，T2DM動物實驗證明腎小球和腎小管AMPK被抑制［46］。在高糖培養(yǎng)基上培養(yǎng)人腎近端上皮細(xì)胞（HRPTCs）和鏈脲佐菌素（Streptozotocin STZ）誘導(dǎo)的糖尿病腎病小鼠中，AMPK磷酸化減少及自噬活性被抑制，在SGLT-2抑制劑恩格列凈藥物干預(yù)后，AMPK的活性恢復(fù)，自噬相關(guān)蛋白微管相關(guān)蛋白1輕鏈3Ⅱ（Microtubule associated protein1light chain3Ⅱ，LC3Ⅱ）蛋白增強，p62蛋白表達(dá)降低，自噬活性恢復(fù)［44］。這些研究表明，AMPK活性被抑制導(dǎo)致自噬抑制，從而腎臟功能受損。

SIRT1是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adeninedinucleotide，NAD）依賴性的組蛋白去乙?；?，在腎臟中主要分布于腎小管細(xì)胞和腎小球足細(xì)胞。SIRT1是介導(dǎo)自噬的第二大營養(yǎng)傳感通路，對自噬是正向調(diào)節(jié)作用。與AMPK一樣，在T2DM動物模型中，SIRT1也是被抑制的［47］。T2DM時，腎近端小管SGLT-2表達(dá)增加使葡萄糖重吸收增多，造成了高糖環(huán)境，降低了NAD/NADH比值，從而導(dǎo)致近端小管和足細(xì)胞sirtuin1的降低［48］。有文獻報道，在T2DM動物模型中，通過使用SIRT1激活劑激活SIRT1的活性，明顯降低了糖尿病引起的腎臟損傷，并有效減輕了DKD的進展［49］。同樣在STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠中，激活SIRT1活性可以正向調(diào)節(jié)自噬活性，改善了腎細(xì)胞對缺氧的適應(yīng)，抑制了細(xì)胞凋亡［50］。文獻證明，SGLT-2抑制劑抑制SGLT-2蛋白表達(dá)可以上調(diào)腎小管的SIRT1［51］，從而正向調(diào)節(jié)自噬，改善了蛋白尿、腎小球硬化、足細(xì)胞形態(tài)等，保護了腎臟功能［52］。此外，AMPK和SRIT1還可以直接作用于線粒體［53，54］，抑制活性氧的產(chǎn)生和炎癥小體的激活，減輕氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對腎功能的損傷［55］，與自噬作用無關(guān)。

3 小結(jié)

新型降糖藥SGLT-2抑制劑在2型糖尿病領(lǐng)域發(fā)揮了獨特的治療作用，具有不依賴胰島素水平的明顯降糖效果，可以延緩DKD的發(fā)生和發(fā)展。但是，SGLT-2對上述危險因素的影響不足以解釋其保護作用。SGLT-2抑制劑可以刺激通過誘導(dǎo)AMPK和SIRT1，正向調(diào)節(jié)自噬，維持腎臟細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)，降低腎臟損傷。另外，AMPK和SIRT1可以直接抑制氧化應(yīng)激和炎癥。SGLT2抑制劑對AMPK/SIRT1活化和自噬的激活雙重作用可能解釋了它們對2型糖尿病腎臟的保護作用。SGLT-2抑制劑給糖尿病患者帶來了福音，更多的機制需要進一步研究探討。