王月园,王 敏,杜 瑶,朱怀军,葛卫红**
1 南京大学医学院附属鼓楼医院 药学部,南京 210008;2 沈阳药科大学 生命科学与生物制药学院,沈阳 110016
移植术后糖尿病(post-transplant diabetes mellitus,PTDM)是器官移植后新诊断的糖尿病(包括以前存在,但未被检测到的糖尿病),是实体器官移植术后常见的并发症[1]。研究证明,移植术后发生的心血管事件、感染等并发症以及总死亡率与PTDM 相关。肝移植后一年PTDM 发生率为10.8%~33%[2]。不同国家、不同研究报道的PTDM 发生率存在较大差异,主要由于各研究的对象、采取的诊断标准、观察时间、术后免疫抑制剂应用方案等不同所导致的。本文旨在综述与PTDM 发生发展相关的危险因素,为PTDM 高危人群的筛查以及早期预防和治疗提供参考证据。
依据2016年《中国器官移植术后糖尿病诊疗指南》,PTDM 应在移植器官受者病情稳定,即服用维持剂量的免疫抑制剂、移植物功能稳定且不存在感染等并发症时作出的诊断。PTDM 的诊断主要基于空腹血糖(FPG)、随机血糖(RPG)、口服葡萄糖耐量试验(OGTT)、餐后2 h 血糖(2HPG)和糖化血红蛋白(HbA1c)的检测值。见表1。
2.1.1 基础状态 大量研究表明,移植受者的年龄(≥50岁)、体质指数(BMI≥25)[3]、性别(男性)、移植术前空腹血糖受损(IFG)、糖尿病家族史、种族(黑人)[2]、血胆碱酯酶低(<185 IU·L-1)[4]等,均是PTDM 相关的危险因素。其中移植术前IFG、低胆碱酯酶是早期进行干预的危险因素,其他因素虽然是不可干预因素,但可用于PTDM 高危人群的早期识别和筛查。
2.1.2 伴随疾病 近年来,众多研究者关注受者自身病毒感染情况与PTDM 的相关性,其中丙型肝炎病毒(HCV)与巨细胞病毒(CMV)是两种常见的与PTDM 相关的病毒。在一项纳入18 741 例移植受者的国家数据库的分析结果中表明,与非HCV 感染受者相比,移植术后1~2年,HCV 感染组PTDM 的发生率更高[5]。研究发现,对HCV 感染受者进行抗病毒治疗,且随访期间达到持续病毒学应答(SVR),即移植受者在抗HCV 治疗完成大于12 周后,用灵敏检测试剂检测不到HCV RNA,PTDM 的发病率可以显著降低[6]。
表1 美国糖尿病协会(ADA)2014年提出的《糖尿病和糖尿病前期诊断标准》
有研究[7]运用3 种模型对移植术后的受者进行多变量分析,结果均显示CMV 感染是发生PTDM 的独立危险因素。在同一免疫抑制治疗方案下[8],与CMV 阴性组相比,CMV 阳性组PTDM 的发生危险更高,而移植器官受者经过抗病毒治疗后,其葡萄糖耐受可达到正常水平。根据CMV 病毒学检查、调整免疫抑制方案,或许可在一定程度上降低移植术后受者发生PTDM 的危险[9]。
此外,乙型肝炎病毒(HBV)感染以及肝细胞癌[3]等也是促进PTDM 发生和发展的危险因素。
众所周知,2 型糖尿病(T2DM)的发病与基因位点突变相关,一些移植术后常用的药物也会诱发糖尿病,因此,越来越多的研究去探索与DM、代谢酶等相关的基因突变是否也与PTDM 存在相关性,部分研究结果见表2。
表2 基因型与PTDM 的相关性
由表2 可见,与代谢酶相关的基因突变(如CYP24A1、CYP3A4、CYP4F2)与PTDM 发生存在相关性。基因发生突变的移植体受者、术后长期应用一些致高血糖且主要经上述酶代谢的药物(如常用的免疫抑制药物他克莫司),药物的药效学和药动学均异于非突变受者,进而影响PTDM 的发生发展。另外,近年来研究发现,脂联素(ADIPOQ)和瘦素(LEP)、趋化因子(CCL2)、葡萄糖激酶(GCK)、Toll 样受体(TLR)等基因突变也可增加PTDM 的发生率。对于某些基因位点,如TCF7L2(rs7903146)、SLC30A8(rs237025)等的研究,其结果尚存在争议,可能与其研究的移植类型、纳入样本量等有关,与PTDM 的相关性还需进一步探索才能明确其临床应用价值。
2.3.1 钙调磷酸酶抑制剂(CNI)他克莫司(TAC)和环孢素A(CSA)是临床常用的CNI 类免疫抑制剂,广泛抑制钙调磷酸酶,以达到免疫抑制的效果。研究表明,移植术后较高的平均TAC 谷浓度可增加移植体受者发生PTDM 的危险[26],移植术后3 个月TAC 谷浓度>8 ng·mL-1可使PTDM 的发生风险至少增加2 倍[4]。在小鼠体内,TAC 和CSA 均可通过抑制钙调磷酸酶-NFAT 通路,诱导可逆的β 细胞功能障碍,进而降低胰岛素含量,并影响胰岛素分泌[27],除此之外,TAC 还可通过诱导SGLT-1 表达的上调,增强空肠的葡萄糖吸收[28]。Lombardi A 等[29]在细胞水平的实验研究提示,治疗剂量的TAC 可导致β 细胞的线粒体Ca2+摄取减少,伴随着线粒体改变和ATP 产生减少,最终导致葡萄糖的刺激胰岛素分泌(glucose-stimulated insulin secretion,GSIS)受 损。近年来也有学者[30]称,TAC 诱导的DM 是一种自噬体负担过重、自噬清除功能受损的状态,GLP-1 激动剂通过激活自噬体清除功能,减轻自噬体的负担,从而减少TAC 诱导的胰岛损伤。
2.3.2 mTOR 抑制剂 西罗莫司和依维莫司均是mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)抑制剂,依维莫司是西罗莫司的衍生物。一项研究对比了CNI 类与mTOR 抑制剂对于PTDM 的影响,把纳入的92 例肝移植术受者分为免疫抑制治疗方案、仅含CNI 类的A 组与含有mTOR 抑制剂的B 组进行分析,结果显示,B 组PTDM 发生率高于A 组,且B 组血清胆固醇、甘油三酯水平更高[31]。有研究报道,西罗莫司可导致葡萄糖不耐受,增加肝脏和骨骼肌中脂质的储存,损害脂肪细胞在胰岛素刺激后的葡萄糖摄取[32],还可促进细胞内Ca2+储存耗竭而导致胰岛素释放减少[33],进而促进胰岛素抵抗。
2.3.3 其他药物 除前面描述的与PTDM 发生、发展相关的药物外,糖皮质激素、他汀类等也被研究报道为PTDM 的危险因素。一项大型回顾性分析结果表明,类固醇激素与PTDM 存在相关性[3]。降低糖皮质激素的初始用量可以降低PTDM 的发生率,但影响有限[34]。Cho Y 等[35]根据2003年国 际共识“指南”定义,移植术后大于6 个月发生的PTDM,在排除具有糖尿病史的移植体受者后,对比分析了应用他汀类药物组与非他汀类药物组,结果显示,他汀类组PTDM 发生率(31.7%)显著高于对照组(17.6%,P=0.03)。研究发现,他汀类可剂量依赖性地增加血浆胰岛素水平,降低胰岛素敏感性,从而诱导胰岛素抵抗状态[36]。
除移植受者的基础状态、伴随疾病、应用药物、基因突变外,还涉及移植供体的年龄(≥60 岁)[2]、肝脂肪变性、糖尿病状态、尸体肝移植以及围术期的急性排斥反应、肝冷缺血时间(>9 小时)、ICU 停留时间(>15 天)、无诱导疗法等[2]也影响到PTDM 的发生与发展。
本文对移植受者的基础状态、伴随疾病、基因型及其应用药物、供者以及移植过程等方面进行综述,总结了与PTDM 相关的危险因素,以期有助于临床识别PTDM 的高危人群,为其有效管理提供参考依据。