重组人胰高血糖素样肽-1对2型糖尿病合并肥胖患者脂肪组织功能障碍的影响

韩辰宇 叶晓梅 张敏

2型糖尿病(T2DM)合并肥胖患者往往合并脂肪组织功能障碍[1]。脂肪组织功能障碍包括脂肪组织炎症反应细胞外基质(ECM)沉积。能量摄入过剩会导致脂肪组织迅速扩张、脂肪细胞肥大,脂肪组织周围血管也未相应增殖,从而导致脂肪组织局部缺氧[2]。脂肪组织局部缺氧会诱导巨噬细胞浸润、炎性细胞因子产生和胶原合成增加,从而限制脂肪生成、降低脂肪组织的膨胀性,进而降低其储存能力[3]。过剩的能量以甘油三酯的形式储存于肝脏、心脏、肌肉和胰腺等器官及血管内皮[4],这种异位脂肪沉积会导致与肥胖相关的多种疾病的发生、发展,如代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)、心血管疾病和胰岛素抵抗[5]。体重减轻可改善脂肪组织功能障碍及脂肪生成潜能[6]。已有研究表明,重组人胰高血糖素样肽(GLP)-1可使T2DM合并肥胖患者体重减轻[7],然而,在分析脂肪因子水平和全身炎症变化时,体重减轻本身对代谢产生的影响并未得到充分考虑。重组人GLP-1治疗与饮食平衡组对比的随机对照试验(RCT)对脂肪组织功能障碍的直接影响迄今研究数量十分有限。本研究旨在观察贝那鲁肽(100%同源性的重组人GLP-1)是否能直接改善T2DM合并肥胖患者脂肪组织功能障碍,为临床治疗提供新的依据。

对象与方法

1.对象:纳入我院内分泌科门诊及病房成年T2DM合并肥胖患者80例,其中男60例、女20例,年龄18～70岁,平均年龄(37.8±8.6)岁,采用随机数字表法将全部患者分为试验组(40例)和对照组(40例)。纳入标准:(1)均符合1999年WHO糖尿病诊断标准中T2DM的诊断标准[8];(2)BMI≥28 kg/m2;(3)病程6个月～5年;(4)使用稳定剂量的二甲双胍单一药物治疗至少3个月;(5)糖化血红蛋白≤7.5%。排除标准:(1)近6个月内出现过糖尿病急性并发症;(2)近6个月内使用糖皮质激素治疗(口服或静脉)持续超过7天;(3)有特发性胰腺炎、慢性胰腺炎或胃肠道疾病史;(4)中-重度肾功能不全或终末期肾病;(5)近3个月内有显著心脑血管事件;(6)妊娠或哺乳期。本研究经我院伦理委员会审核批准,所有患者均已签署知情同意书。

2.方法:(1)治疗措施:试验组采用贝那鲁肽治疗,2周内(低剂量耐受期)0.1 mg每日3次、餐前5 min皮下注射,2周后加量至0.2 mg每日3次、餐前5 min皮下注射。对照组接受医学营养治疗,由同一名医生根据患者性别、年龄、理想体重和工作性质,参照原生活习惯,计算每日所需热量。确定每日饮食总热量(所需热量的70%)和糖类、蛋白质、脂肪组成后,按每克糖类、蛋白质产热4千卡,每克脂肪产热9千卡,将热量换算为食品后定制食谱,每日推送给患者。建议患者每餐后规律运动20 min,依据其生活和工作需要自行调整,每天至少运动0.5 h,维持16周。(2)观察指标:①一般资料:包括性别、年龄、病程、治疗前后体重及BMI;②治疗前后氧化应激指标[CD14、IL-6、巨噬细胞趋化蛋白(MCP)-1]及炎症因子[肿瘤坏死因子(TNF)-α]水平;③治疗前后细胞外基质沉积指标[赖氨酰氧化酶(LOX)、LOX-2、基质金属蛋白酶9(MMP-9)]及其调节因子[转化生长因子β1(TGF-β1)]水平。

结 果

1.两组患者一般资料比较:两组患者性别、年龄、病程、治疗前后的体重及BMI比较〗差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.两组患者氧化应激指标、炎症因子、细胞外基质沉积指标及其调节因子水平比较:两组患者治疗前CD14、IL-6、MCP-1、TNF-α、LOX、LOX-2、MMP-9及TGF-β1水平比较差异均无统计学意义(P>0.05)。试验组患者治疗后CD14、TNF-α、LOX及TGF-β1水平均低于同组治疗前及同期对照组,MMP-9水平高于同组治疗前及同期对照组(P<0.05)。两组患者其余指标比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两组患者氧化应激指标、炎症因子、细胞外基质沉积指标及其调节因子水平比较

讨 论

肠道L细胞可分泌GLP-1刺激胰腺β细胞释放胰岛素,减少胰腺α细胞分泌胰高血糖素[1],因此重组人GLP-1和GLP-1类似物在T2DM中普遍应用。GLP-1可增加饱腹感、减缓胃排空,从而减轻体重、缓解肥胖[9],经GLP-1类似物治疗后,肥胖关的并发症也得到改善[10-11],但难以区分其改善是GLP-1的直接作用还是体重减轻的间接作用。GLP-1受体(GLP-1R)在人体内各种器官(包括脂肪组织)中均有表达[12]。在本研究中,试验组患者采用贝那鲁肽进行治疗,对照组采用医学营养治疗,16周后比较两组患者之间氧化应激水平及脂肪细胞外基质沉积状态的差异。

本研究通过CD14、IL-6、MCP-1及TNF-α水平来评估两组患者之间氧化应激水平的差异。CD14的主要功能是与革兰氏阴性菌内毒性脂多糖(LPS)结合,转运至单核细胞表面与Toll样受体4(TLR4)结合,激活TLR4信号通路,促进炎症因子释放。近年来有研究表明,肥胖患者肝脏产生的大量游离脂肪酸(FFA)也能充当其内源性配体,激活免疫反应,促进肥胖相关疾病的发生发展[13]。在本研究中,治疗后试验组患者CD14水平明显下降,与同期对照组比较差异有统计学意义。说明贝那鲁肽对CD14表达的影响独立于体重减轻之外。可能是因为GLP-1直接与脂肪细胞表面的GLP-1受体相结合,改善脂肪细胞的缺氧状态,增强其储存脂肪的能力,减少巨噬细胞的浸润,从而减少CD14释放,使血清当中可检测到的游离CD14水平相应减低。IL-6、MCP-1及TNF-α为脂肪细胞和常驻巨噬细胞产生的促炎因子。试验组患者治疗后IL-6、MCP-1及TNF-α水平均有不同程度下降,其中,TNF-α与同组治疗前比较差异有显著统计学意义。两组患者治疗后IL-6、MCP-1水平比较差异均无明显统计学意义,而TNF-α两组间比较差异显著,说明独立于体重减轻外,贝那鲁肽可使TNF-α表达减低。

为评估贝那鲁肽对脂肪组织ECM重构的影响,本研究分析与ECM成分相关的蛋白酶(LOX和LOX-2)水平,结果显示两组患者LOX、LOX-2水平均下降,说明体重减轻本身就可改善胶原和弹性蛋白交联。MMP-9是基质金属蛋白酶家族的一员,主司胶原和弹性蛋白降解,胶原和弹性蛋白是ECM的重要组成部分,ECM沉积过多可导致脂肪组织功能障碍。本研究中试验组患者治疗后MMP-9水平明显高于同期对照组,说明重组人GLP-1有利于胶原和弹性蛋白降解,同时,MMP-9可能具有“抗炎特性”。TGF-β1为促纤维化因子,与许多器官的纤维化相关,并刺激纤维化ECM成分(包括胶原和纤维连接蛋白)重塑。两组患者治疗后TGF-β1水平均较治疗前下降,但两组间比较差异无明显统计学意义。TGF-β1在纤维化发展中起关键作用,巨噬细胞浸润也表达TGF-β1,其表达降低也可能是巨噬细胞浸润减少的结果,这与我们检测到CD14水平下降结果一致。

本研究表明,使用贝那鲁肽治疗后,患者CD14、TNF-α和TGF-β1水平下降,MMP-9水平升高,说明贝那鲁肽在改善脂肪组织功能障碍上有独立于体重减轻之外的获益。因此,对于T2DM合并肥胖的成年患者应尽早启用重组人GLP-1治疗,在减轻体重的同时,改善脂肪组织功能障碍。且本研究的样本量较小、随访时间有限,对于重组人GLP-1对脂肪组织功能障碍的影响还需进一步探讨。