二肽基肽酶4抑制剂对糖尿病肾病保护作用的研究进展

黄涛 秦洁

[摘要] 糖尿病肾病是糖尿病患者常见的微血管并发症之一，也是引起终末期肾病的主要原因。二肽基肽酶4（DPP-4）抑制剂是一种新型降糖药，不仅降低血糖，还对糖尿病肾病有保护作用。DPP-4抑制剂可通过升高内源性胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的水平，改善机体高血糖状态，减少白蛋白尿，降低血压，延缓糖尿病肾病的进展，并且还能调节非GLP-1底物的表达，发挥肾脏保护作用。对DPP-4抑制剂的研究，为糖尿病及其并发症的治疗提供了新的方向。

[关键词] DPP-4抑制剂；胰高血糖素样肽-1；糖尿病肾病；糖尿病

[中图分类号] R587.2；R692.9 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2016）06-0155-05

Research in the protective effect of dipeptidyl peptidase 4 inhibitors on diabetic nephropathy

HUANG Tao1 QIN Jie2

1.Department of Endocrinology and Metabolism，the Affiliated Peoples Hospital of Shanxi Medical University，Taiyuan 030001，China；2.Department of Endocrinology and Metabolism，Shanxi Provincial Peoples Hospital，Taiyuan 030012，China

[Abstract] Diabetic nephropathy is one of the common microvascular complications of diabetes， also is the main cause of end-stage renal disease. Dipeptidyl peptidase-4 （DPP-4） inhibitors are new drugs for treatment of diabetes，which not only lower blood sugar，but also has protective effect on diabetic nephropathy. Through increasing the endogenous glucagon-like peptide-1（GLP-1） levels，DPP-4 inhibitors improve the body's blood sugar，reduce albuminuria，lower blood pressure and slow the progress of diabetic nephropathy. And DPP-4 inhibitors have renal protective effect independent of GLP-1 through influencing the expression of other DPP-4 substrates. The study of DPP-4 inhibitors offers a new direction for the treatment of diabetes and its complications.

[Key words] Dipeptidyl peptidase-4 inhibitors；Glucagon-like peptide-1；Diabetic nephropathy；Diabetic

近年来，随着人们生活与饮食结构的显著改变，糖尿病等威胁人类健康的非传染性疾病越来越多。2007～2008年，在CDS组织下进行了全国14个省市糖尿病流行病学调查，估计我国20岁以上成年人2型糖尿病患病率为9.7%。2011年，若WHO 1999年的糖尿病诊断标准加上糖化血红蛋白（HbA1c）≥6.5%同时作为糖尿病诊断标准之一，则糖尿病的患病率为11.6%[1]。1型糖尿病患者中有20%～40%发生糖尿病肾病（DN），2型糖尿病患者有15%～20%发生DN，糖尿病肾病是糖尿病患者最常见且严重的微血管并发症，也是引起终末期肾病（ESRD）及糖尿病患者死亡的主要原因之一[2]。且肾功能的逐渐减退和发生心血管疾病的风险增高显著相关[3]。二肽基肽酶4（DPP-4）抑制剂是一种基于肠促胰素的新型口服降糖药物，目前备受关注。它抑制DPP-4，减少体内胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的失活，从而升高内源性GLP-1的水平，增加胰岛素分泌，抑制胰高血糖素分泌，达到控制血糖的目标。在2013年版《中国2型糖尿病防治指南》中，DPP-4抑制剂已成为2型糖尿病高血糖治疗途径的二线治疗药物之一。有研究显示，DPP-4抑制剂不仅通过降低血糖水平阻断高血糖对DN的促进作用，还可能具有GLP-1非依赖性途径的肾脏保护作用，故DPP-4抑制剂在糖尿病及DN的治疗中具有重要意义。本文就DPP-4抑制剂对DN的保护作用做一综述。

1 DPP-4抑制剂与GLP-1的特点

我们熟知的2型糖尿病病因是胰岛β细胞分泌胰岛素功能缺陷、肝糖原输出葡萄糖增加和肌肉、组织摄取葡萄糖减少这三方面，但随着2型糖尿病病因研究的进展，发现还包括肠促胰素作用减弱、胰岛α细胞分泌胰高血糖素增多、血脂代谢紊乱、肾小管重吸收葡萄糖增多、下丘脑调控血糖功能紊乱这五方面[4]，故而新型口服降糖药物DPP-4抑制剂问世。GLP-1是机体在营养摄入时刺激肠道而释放的一类肠促胰岛素激素，主要由小肠下段和结肠的L细胞分泌，其受体广泛分布于胰腺β、δ细胞，还有胃小凹、小肠黏膜、心、肾、肺、中枢神经系统[5]。其主要的生理功能：①葡萄糖依赖性地促进胰岛β细胞分泌胰岛素；②增加胰岛β细胞积聚，促进β细胞增殖分化，减少凋亡；③抑制胰高血糖素的分泌，减少肝葡萄糖输出；④剂量依赖型地延缓胃排空、产生短暂饱腹感，减退食欲；⑤通过作用于下丘脑降低热量摄取[6]。但内源性GLP-1在体内半衰期极短，约2 min，因为其很快会被DPP-4酶降解而失活。DPP-4抑制剂通过抑制DPP-4酶，有效增加内源性GLP-1的水平。大量研究显示，DPP-4抑制剂不仅能降低血糖，还很大程度降低低血糖发生风险，延缓糖尿病病程及其并发症的发展，尤其适用于胰岛功能减退的2型糖尿病患者，其安全性和耐受性良好，还能与多种口服降糖药物以及胰岛素联合使用，可使糖尿病患者明显受益。DPP-4抑制剂有西格列汀、利格列汀、沙格列汀、阿格列汀、维格列汀，利格列汀应用于糖尿病肾损害各个阶段，可无需改变剂量，其余几种药物在肾小球滤过率（GFR）≥50 mL/min时无需减量[7]。

2 DPP-4抑制剂的GLP-1依赖性肾脏保护作用

在机体高血糖状态下，可致炎症反应、氧化应激、脂代谢紊乱，产生糖基化终末产物等多种因素导致或加重DN。DPP-4抑制剂可降低DPP-4酶对GLP-1的灭活，纠正高血糖状态。胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）存在于肾脏中，在人及大鼠的近端小管细胞、肾小球内皮细胞、足细胞、系膜细胞中均可检测到GLP-1R mRNA的表达[8]。GLP-1可作用于肾小球系膜细胞的GLP-1R，激活cAMP通路，减少晚期糖基化终末产物受体的表达，减轻肾脏损害[9]。

在链脲佐菌素诱导的1型糖尿病大鼠中，Liu等[10]给予维格列汀治疗，GLP-1水平增加，抑制肾脏间质扩张，延缓肾小球基底膜增厚，改善肾小球纤维化，减少大鼠白蛋白尿和TGF-β过度表达。Mega等[11]发现长期给予Zucker糖尿病肥胖大鼠DPP-4抑制剂（西格列汀）治疗，可减轻肾小球、肾小管间质和血管的损伤，降低肾脏脂质过氧化反应。

在一项大型随机安慰剂对照试验中，口服西格列汀的2型糖尿病患者经过平均2.1年的随访，Scirica等[12]发现这些患者不仅提高了血糖控制，还改善了尿微量白蛋白排泄率。在另一项随机、双盲、对照试验中[13]，共217例接受RAAS抑制剂治疗的伴微量白蛋白尿的2型糖尿病患者，随机分配到利格列汀治疗组或安慰剂组。研究表明，利格列汀治疗显著减少2型糖尿病肾病患者的蛋白尿，且独立于血糖水平或收缩压的变化。Schernthaner等[14]的研究显示DPP-4抑制剂和SGLT-2抑制剂降低血糖水平无额外的低血糖风险，还可以减少蛋白尿。DPP-4抑制剂和SGLT-2抑制剂对肾脏潜在的益处仍在进一步研究。

国内也有一些研究证实DPP-4抑制剂对糖尿病肾病的保护作用。胡军等[15]将74例合并早期肾损害的2型糖尿病患者随机分配到西格列汀组和对照组，治疗12周后发现西格列汀组的胱抑素C和β2微球蛋白较对照组显著下降，表明西格列汀能改善糖尿病肾病的肾脏损害程度。陈洋等[16]将糖尿病大鼠模型随机分组，不同剂量的西格列汀均使血清超氧化物歧化酶（SOD）活性升高，使尿8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）降低，表明其抗氧化作用可减轻糖尿病大鼠肾脏的氧化损伤。

一氧化氮（NO）是一种内皮依赖性血管舒张因子，DPP-4抑制剂可增加NO的释放，恢复内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的活性，增加缺血再灌注动脉内皮细胞的存活[17]。 Glorie 等[18]研究发现，在肾脏缺血再灌注的大鼠模型中，给予维格列汀的剂量达到一定水平能够保护肾脏，降低大鼠的血清肌酐水平；还发现维格列汀能够减弱肾小管细胞的凋亡，显著降低血清中丙二醛的水平。可能与免疫细胞渗入、抗细胞凋亡及抗氧化等机制有关。Alter 等[19]敲除糖尿病大鼠eNOS基因，构建糖尿病肾病的动物模型，发现给予利格列汀联合血管紧张素受体阻滞剂（ARB）治疗可显著降低尿微量白蛋白的排泄率和氧化应激；而单独给予利格列汀治疗也可显著降低大鼠的氧化应激标记物，改善肾小球硬化，单独使用ARB没有产生这样的结果。Abd等[20]用西格列汀治疗N-硝基-L精氨酸甲酯（L-NAME）诱导的高血压肾病大鼠，发现西格列汀的肾脏保护作用，通过增加血清GLP-1水平，诱导表达eNOS，上调肾脏GLP-1R的表达，增加血清NO水平，增强抗氧化机制。动物试验显示，西格列汀能降低自发性高血压大鼠的血压[21]。DPP-4抑制剂降低血压的机制仍不明确，可能与通过GLP-1间接减少钠盐摄入，增加尿钠排出及舒张血管物质浓度有关。

DPP-4抑制剂升高内源性GLP-1水平，控制血糖，扩张血管，降低血压，对糖尿病肾病起到保护作用，其作用机制众多，但具体途径仍不明确，多数研究来源于动物实验，仍需要继续深入研究来证实。而DPP-4抑制剂对糖尿病肾病的作用不仅仅依赖于GLP-1，还与GLP-1非依赖性作用相关。

3 DPP-4抑制剂的GLP-1非依赖性肾脏保护作用

DPP-4是一种位于细胞表面的丝氨酸蛋白酶家族的Ⅱ型跨膜糖基化蛋白，广泛分布于血浆、肾脏、胃肠道、淋巴结及结缔组织等体内组织，其中肾脏分布最多，在包括肾小管上皮细胞、内皮细胞和T细胞等多种细胞表面表达[22]。DPP-4以两种形式存在，膜结合型和可溶型，细胞表面的膜结合型DPP-4脱落进入血循环为可溶型，可溶型DPP-4与DPP-4抑制剂的降糖作用有关，而膜结合型DPP-4与DPP-4抑制剂其他非血糖依赖性的作用相关[23]。除GLP-1外，DPP-4还可作用于其他底物，如激素、神经肽Y、P物质、趋化因子及细胞因子等。目前已知，DPP-4抑制剂发挥GLP-1非依赖性的肾脏保护作用是通过调节基质细胞衍生因子-1α（SDF-1α）、金属内肽酶meprin β及脑钠尿肽（BNP）等分子的表达。

SDF-1α是一种调节细胞迁移及发育的趋化因子，与C-X-C趋化因子受体4（CXCR4）特异性结合介导机体的炎性反应、胚胎发育、肿瘤生长等多种生物学过程。SDF-1α是目前已知的DPP-4的最适底物，在体内其能被DPP-4迅速降解，而DPP-4抑制剂能阻断这种降解。有研究表明，西格列汀增加了SDF-1α的水平[24]。SDF-1α与CXCR4结合后活化下游的磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）通路，诱导Akt磷酸化，阻断转化生长因子-β1（TGF-β1）/Smad3信号通路，最终抑制纤维连接蛋白（FN）的表达[25]，导致系膜细胞的细胞外基质减少，对肾脏产生保护作用。Fujita等[26]对12例口服ARBs的2型糖尿病合并早期肾损害患者进行一项两种DPP-4抑制剂（西格列汀、阿格列汀）的交叉研究，观察到尿液中白蛋白和氧化应激标志物8-羟基脱氧鸟嘌呤（8-OHdG）水平下降，尿中cAMP和血浆中SDF-1α水平增加。该研究表明SDF-1α为DPP-4酶的底物，作用较强的DPP-4抑制剂联合ARB类药物对早期糖尿病肾病除控制之外，还通过激活SDF-1α-cAMP途径减少肾脏氧化应激。

Meprin是一种位于近端肾小管刷状缘膜上的金属内肽酶，可降解细胞外基质蛋白，并生成生物活性蛋白。Meprin β的基因多态性与蛋白表达水平均与不同肾脏疾病密切相关。在动物试验中，与野生型小鼠相比，敲除小鼠的meprin β基因减轻了小鼠肾缺血-再灌注后对肾脏的损伤[27]。另一项研究发现，与DPP-4+/+小鼠相比，DPP-4-/-小鼠和给予维格列汀的小鼠肾组织中的meprin β降低，提示DPP-4可调节肾脏中meprin β的表达[28]。因此，DPP-4抑制剂对肾脏的保护作用也有可能与meprin β的减少相关。

BNP是心脏分泌的一种多肽类神经激素，有降低血压、利钠、利尿、减轻心脏后负荷、调节循环血量等作用。DPP-4能将BNP降解为生物活性低的BNP（3-36），DPP-4抑制剂呈剂量依赖性抑制这种降解[29]。有研究发现，与野生型糖尿病小鼠相比，在BNP过度表达的转基因（BNP-Tg）糖尿病小鼠中，尿白蛋白显著减少，肾功能明显改善，病理可见系膜基质仅有轻度积聚，肾小球不发生肥大，说明BNP表达增加可延缓糖尿病肾病的进展[30]。

DPP-4抑制剂还可能调节其他物质对糖尿病肾病产生影响。张洋等[31]观察糖尿病肾病微炎性反应模型小鼠，发现糖尿病小鼠较非糖尿病小鼠的甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）显著升高，而且糖尿病肾脏中脂质沉积和细胞内胆固醇显著增加，因为炎性反应可上调糖尿病肾病小鼠足细胞低密度脂蛋白受体（LDLr）的表达，从而增加足细胞中胆固醇的摄入，这引起足细胞一系列损伤，加速糖尿病肾病的进展。Monami等[32]对13项DPP-4抑制剂的研究进行Meta分析，发现DPP-4抑制剂治疗的患者的TC和TG均有下降。一项DPP-4抑制剂对血脂影响的meta分析[33]的结果显示，DPP-4抑制剂能改善TG和TC，且血脂的改善与血糖降低无相关性。目前认为DPP-4抑制剂改善糖尿病患者血脂异常可能与增加餐后脂类的动员和氧化有关。

4 结论

DPP-4抑制剂作为一种新型降糖药物，在临床上的应用逐渐增多，其降糖效果已经得到肯定，然而除了降糖效果外，发现DPP-4抑制剂还具有降低血压、调节血脂、保护血管内皮等多种作用，起到心血管及肾脏保护作用，这些作用除与其增加GLP-1水平引起的降糖效应和发挥GLP-1的肾脏保护作用有关外，还可能与DPP-4调节非GLP-1底物的作用相关。GLP-1分布广泛，DPP-4底物众多，故DPP-4抑制剂影响肾脏疾病的作用机制也是多方面的，在上述的实验中得到证实。然而目前的研究结果主要来自于动物试验及短期临床试验，尚需要更大规模的长期临床试验和数据来评价这类药物在肾脏疾病方面的应用空间，为糖尿病肾病的治疗提供新思路，而目前针对不同DPP-4抑制剂的大型研究正在进行中，我们期待有更积极的结果。

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（收稿日期：2015-12-14）