2023钠-葡萄糖共转运体2抑制剂:超越降糖作用的心肾保护作用及对2型糖尿病患者骨代谢和骨折风险的影响(全文).docx
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1、2023钠-葡萄糖共转运体2抑制剂:超越降糖作用的心肾保护作用及对2型糖尿病患者骨代谢和骨折风险的影响(全文)摘要2型糖尿病常见合并心血管、肾脏并发症及骨质疏松症等合并症。钠-葡萄 糖共转运体 2 抑制剂(sodium-glucose co-transporter 2 inhibitor, SGLT-2i)通过促进尿糖的排泄,降低2型糖尿病患者血糖水平,同时具有 减重、降压的疗效。多项大型随机对照临床试验结果表明,SGLT-2i可以 改善心血管疾病和糖尿病肾病的预后。本文在讨论SGLT-2i对2型糖尿病 患者降糖作用之外,聚焦其对心肾结局及骨代谢的影响。SGLT-2i可以改 善冠状动脉粥样硬化
2、性心血管疾病患者的预后,降低心力衰竭住院风险, 降低心血管及全因死亡率,且具有肾脏保护作用。而且其对心肾保护作用 在非2型糖尿病人群中依然存在。SGLT-2i对骨矿离子及骨代谢相关激素 存在调节作用,其对骨质疏松和骨折的风险值得关注。虽然有数据显示卡 格列净可能增加骨折风险,但多项临床试验meta分析结论表明,SGLT-2i 并不会显著增加骨折风险。但是针对骨折高风险的患者,应在用药前进行 骨密度与骨代谢指标的检查,评估骨折风险。2型糖尿病是一种常见的代谢紊乱疾病,通常合并肥胖、高血压、心力衰 竭、高尿酸血症、蛋白尿、肾功能衰竭和骨质疏松症等疾病1。2型糖尿 病患者心血管及肾脏并发症的风险增加
3、,是导致疾病进展和死亡的主要原 因2。心血管疾病是2型糖尿病患者死亡的主要原因3。肾脏疾病是糖 mg/g)37o EMPA-REG OUTCOME试验也分析了恩格列净对2型糖尿 病患者肾脏结局的影响,结果证实恩格列净组患者进展为大量蛋白尿、肌 酊水平翻倍、启动连续肾脏替代治疗的发生率与安慰剂组相比,相对风险 分别降低38%、44%、55%。此外,通过估算的肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate, eGFR)评估肾功能,结果显示虽然治疗前4周 恩格列净组eGFR呈下降趋势,但很快趋于稳定并逐渐上升,治疗66周 直至治疗停止及最后一次长期随访时,恩格
4、列净组eGFR始终高于安慰剂 组,且在治疗后期eGFR保持稳定。该研究针对肾脏微血管病变结局得出 的结论是恩格列净可以延缓肾脏疾病的进展,降低临床相关肾脏事件的发 生率38。SGLT-2i不仅可改善心肾结局,也提高了 2型糖尿病患者的生 活质量,这与心血管死亡的减少、心衰住院率下降、白蛋白尿进展减慢等 其他肾脏结局的改善相关。四、SGLT-2i对骨代谢相关激素水平的影响SGLT-2i影响骨代谢相关激素水平的机制十分复杂,可能影响电解质代谢 和钙磷代谢,从而导致甲状旁腺激素(parathyroid hormone, PTH)增力口, 成纤维细胞生长因子 23(fibroblastgrowthfa
5、ctor, FGF23)、1 , 25-二羟 维生素D31 , 25-(OH)2D3减少等39。一项研究显示,与安慰剂组相 比较,达格列净组血清磷增加9%(95%CI 4%15%, P=0.002) , PTH增 加 16% (95%CI 3%30%, P = 0.010) , FGF23 增加 19%(95%CI 0.3%42%, P = 0.050),而 1 ,25-(OH)2D3 下降 12%(95%CI4%25%,P = 0.120),血清钙和25-羟维生素D3(25-OHD3)水平无明显差异,这与 卡格列净实验结果一致40,41。SGLT-2i对上述三种激素的影响与体内血 磷水平的改
6、变有直接或间接的联系。FGF23由成熟的骨细胞分泌,调节磷 通过肠道的吸收和尿液的排泄,维持体内磷的平衡,同时提示心力衰竭、 心血管不良事件等肾外不良预后。高血磷水平会诱导骨细胞合成FGF23 , 而FGF23通过下调钠-磷酸盐转运蛋白(Na-Pi)Ua转运蛋白表达,抑制近 端小管中磷的重吸收,促进尿磷排泄,并抑制PTH分泌,减少磷酸盐从 骨骼中的释放。此外,FGF23可以抑制1a-羟化酶活性,减少25-OHD3 向活性1 , 25-(OH)2D3转化,最终减少磷酸盐经肠道的吸收42。在糖 尿病小鼠模型中,卡格列净可以引起1a-羟化酶(由CYP27B1基因编 码)mRNA表达水平显著降低,抑制
7、肾CYP27B1表达和1 , 25-(OH)2D3 的转化43。低维生素D水平反馈性刺激PTH释放,也会减少肠道对钙 的吸收。SGLT-2i会引起肾磷重吸收和尿钙排泄增加,反馈性引起FGF23 和PTH的增加以及1 , 25-(OH)2D3的降低。五、SGLT-2i对骨矿离子代谢的影响根据临床试验数据结果与SGLT-2i的作用机制总结得到,SGLT-2I可以引 起血镁水平升高、尿钙水平增加、血磷水平一过性轻度上升,但血钙无明 显变化。SGLT-2调节钠和葡萄糖的重吸收。在健康人群中,超过90%的 葡萄糖通过SGLT-2吸收,其余不到10%的葡萄糖通过SGLT-1吸收。在 2型糖尿病患者中,SG
8、LT-2和SGLT-1的表达上调、活性增加,导致近端 小管钠重吸收增加,血钠水平轻度上升。SGLT-2i抑制这一过程,使得尿 钠排泄增加,但并不显著影响血钠水平。SGLT-2I可提高血清镁水平。一 项纳入关于卡格列净、达格列净、恩格列净、伊格列净4种SGLT-2i涉及 15 309例2型糖尿病患者的18项随机对照试验的meta分析结果表明, SGLT-2i可提高血清镁水平。其中,卡格列净呈线性剂量依赖的方式增加 血清镁44。这可能是由于渗透性利尿,导致细胞外容量负荷降低,从而 引起血镁水平轻度升高45。此外,SGLT-2i诱导胰升糖素浓度升高,增 加远端肾小管中镁的重吸收,也会对镁的稳态产生影
9、响46。SGLT-2i降 低血清中胰岛素的水平,改善胰岛素抵抗,可能导致瞬时受体电位阳离子 通道亚家族 M 成员 6(transient receptor potentialcation channel subfamily M member 6, TRPM6)活性增加,从而减少尿镁的排泄。TRPM6是一种镁离子渗透性通道,主要表达于十二指肠与肾脏,负责镁 的吸收与重吸收,在低镁血症中该蛋白降低。止匕外,胰岛素会促进镁离子 从细胞外转移到细胞内,导致镁离子在细胞内外的重新分布47。SGLT-2I 还能通过利钠和降低容量负荷作用间接引起醛固酮浓度的增加,导致镁离 子的排泄增加48。SGLT-2i可
10、引起尿钙排泄量轻度增加,但并不引起血 钙水平的明显变化49。SGLT-2i的渗透性利尿作用增加肾小管血流量, 减少钙在近端肾小管中的重吸收及在肾小管与间质之间的浓度梯度50。由于SGLT-2i抑制了钠-葡萄糖的共转运和重吸收,为维持肾小管中钠浓 度梯度,钠依赖性Na-Pi Ha(由SLC24A1基因编码)和Na-Pi He(由 SLC34A3基因编码)被激活,增加近端小管中磷酸盐的重吸收,引起血磷 水平的一过性升高51。六、SGLT-2i对糖尿病性骨代谢的影响1 .糖尿病性骨代谢的特点:与正常同龄人相比2型糖尿病患者的骨密度往往升高,但骨折风险增加, 这可能与高胰岛素血症促进合成代谢有关。2型
11、糖尿病患者骨代谢异常的 特点是骨转换率低,骨脆性增加,导致骨折的风险增加52。骨折高风险 原因可能是骨质量和强度下降、皮质骨多孔化和骨微结构受损。绝经后2 型糖尿病患者上述改变尤为显著53。2型糖尿病患者骨脆性增加的病理 生理机制十分复杂。骨骼以外的机制可能包括高血糖、氧化应激、晚期糖 基化终末产物(advanced glycation endproducts, AGEs)的组织特异性 积累导致胶原蛋白特性的损害、骨髓脂肪化增加、内脏脂肪组织释放炎症 因子和脂肪因子、慢性炎症微环境和潜在的成骨细胞和破骨细胞的功能改 变等54。2 . SGLT-2i对骨代谢的影响:2型糖尿病合并骨代谢异常主要表
12、现为低骨转换特征55。 SGLT-1/SGLT-2在小鼠颅骨成骨细胞、骨髓巨噬细胞、成熟破骨细胞等均 未表达,因此推测SGLT-2I对骨代谢和骨转换的影响可能为间接作用56。 不同的SGLT-2i对骨转换影响不同。卡格列净增加骨吸收标志物I型胶原 交联竣基端肽B特殊序列(carboxy-terminal cross-linked telopeptide of type I collagen,0-CTX)的同时,骨形成标志物骨钙素(osteocalcin) 也升高57。而达格列净和恩格列净对骨转换标志物I型原胶原氨基端前 肽(procollagen type I N-terminal prope
13、ptide, P1NP)或0-CTX 无显 著影响。一项在日本关于伊格列净对2型糖尿病患者(基线体重指数222 kg/m2和HbA1C 7%10%)骨代谢影响的随机对照试验的亚组分析结果 表明,伊格列净对骨骼和肌肉含量会产生负性影响,在1224周时,伊 格列净组的骨吸收标志物抗酒石酸酸性磷酸酶5b(tartrate-resistant acid phosphatase 5 b, TRAC P-5 b)水平较基线升高,骨形成标志物骨特异性碱 性磷酸酶(bone specific alkaline phosphatase, BAP)的水平没有明显变 化。这表明伊格列净有促进骨吸收的作用,而不促进骨
14、形成。此外,SGLT-2i 引起的体重下降也可能影响骨密度和骨转换。随机对照试验研究显示,老 年肥胖的患者体重减轻后,骸关节的骨密度会下降。同时,骨形成标志物 骨钙素和骨吸收标志物B-CTX升高,提示体重下降可能促进骨转换,且骨 吸收占优势58。SGLT-2i对骨转换的作用机制十分复杂,仍需要更多临 床试验提供更确切的证据与结论。3 . SGLT-2i对骨折风险影响的临床研究:SGLT-2i对骨折风险的影响存在争议。在CANVAS研究中,与安慰剂组 相比,卡格列净组骨折风险明显增加,全骸骨密度显著下降。但是在一项 关于卡格列净对成人2型糖尿病受试者肾终点影响的随机、多中心、双盲、 平行、安慰剂
15、对照研究(CANVAS-R ; NCT01989754)中,并没有观察到 相关风险的增加(HR = 0.86)59。在涉及17 160例2型糖尿病患者的 DECLARE-TIMI 58研究中,达格列净组与安慰剂组骨折风险相当60。 同样,EMPA-REG OUTCOME研究显示,在恩格列净不同剂量(10 mg/d 或25 mg/d)组中,骨折风险为1.4%1.7%,均与安慰剂组相当61。在 一项关于艾托格列净治疗2型糖尿病患者和已确诊血管疾病的受试者治疗 后的心血管结局的随机、双盲、安慰剂对照、平行组研究(VERTIS CV ; NCT01986881)中,艾托格列净的使用没有显著增加骨折风险
16、62。一项 在日本2型糖尿病患者中关于卡格列净、恩格列净和托格列净的安全性分 析表明,SGLT-2i 与骨折风险相关(RR = 0.85,95%CI 0.20-3.61 )63O 这与东亚患者和80%的白种人患者的结果一致64。一项网络meta分析 的亚分析显示,亚洲人群表现出更高的骨折风险63。另一项使用随机效 应模型来估计RRs的研究结果显示,SGLT-2i的使用与骨折风险无关(RR = 1.02,95%CI 0.91-1.16 ; n = 4)o综上,目前所有的 SGLT-2i 中,只 有卡格列净与骨折风险增加有相关的临床证据支持65。卡格列净作为 SGLT-1与SGLT-2的共同抑制剂
17、,对骨密度和骨折的影响可能与共同抑 制两者相关,而其他SGLT-2i只选择性抑制SGLT-2。这也使得另一个 SGLT-1/SGLT-2双抑制剂索格列净对骨折的风险影响备受关注。大部分 meta分析的结果表明,SGLT-2i可能不增加骨折风险,无论年龄、种族、 SGLT-2i的种类、合并症等。但由于随访时间、纳排标准、主要结局的关 注点不同,需要更大规模的临床试验或研究来提供强有力的证据。此外, SGLT-2i可引发低血糖、血容量相对不足、体位性低血压等,从而导致意 外跌倒和骨折66。因此,高骨折风险的患者使用SGLT-2i之前,应进行 骨密度检测和骨折风险的评估。4 . SGLT-2i对骨折
18、风险影响的动物实验研究: 在糖尿病动物模型中,可以观察到骨小梁微结构的缺陷,包括骨小梁体积、 骨小梁数目和骨小梁厚度的减少,同时伴有骨小梁间距的增加和骨小梁形 状的变化。此外,糖尿病小鼠还表现出皮质骨缺陷、皮质骨多孔化、硬度 和韧性的减少等,其中结构强度和硬度的减少会导致骨折49。SLC5A2 基因突变导致SGLT-2缺失的糖尿病小鼠出现皮质骨密度的降低,轻度皮 质骨矿化缺陷但骨重塑正常67。在动物实验中,卡格列净对骨的影响为 负性作用。包括降低股骨的骨小梁体积、骨小梁数目,增加骨小梁间距。 但是联合胰岛素治疗可预防糖尿病相关的骨微结构和骨强度的恶化,这与 胰岛素的促合成作用一致49,68。在
19、2型糖尿病小鼠模型中,卡格列净改 善了皮质骨和骨小梁的骨缺损69。改善了骨材料特性、骨基质的强度和 基质生物力学(最大载荷、压痕模量、硬度)70。这项研究有望在开发降 糖药时,提供降低骨折风险的新指向。七、小结SGLT-2i具有显著的降糖作用,同时有减重、降低血压、改善心力衰竭预 后、肾脏保护的功效,有独特于其他利尿剂减轻容量负荷的作用,该药上 市后同时被糖尿病管理指南与心力衰竭管理指南推荐于临床应用。本文总 结了在降糖作用之外,SGLT-2I对2型糖尿病患者心肾结局及骨代谢、骨 折风险的影响。多项随机对照试验结果显示,SGLT-2i可以改善冠状动脉 粥样硬化性心血管疾病患者的预后,降低心力衰
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