糖尿病肾病治疗的研究状况

6 ●专笔谈 ● 《中国医学前沿杂志（电子版）》2012年第4卷第9期 糖尿病肾病 糖尿病肾病治疗的研究状况················································································张敏，关熠，郝传明 足细胞损伤与糖尿病肾病····················································································杨倩，梁伟，丁国华 NOX在糖尿病肾病氧化应激损伤过程中的作用·······································朱斌，李平，张浩军，等 糖尿病肾病治疗的研究状况 张敏，关熠，郝传明（复旦大学附属华山医院　复旦大学肾病研究所，上海　200040） 通讯作者：郝传明　Email：chuanminghao@fudan.edu.cn 糖尿病所引起的肾脏损害已成为导致终末期 肾病（end stage renal disease，ESRD）最重要的 原因之一。国外研究资料显示，约30%～40%糖尿 病肾病患者在20年内发展为ESRD，需要进行透析 或移植等肾脏替代治疗；糖尿病肾病引起的ESRD 占整个替代治疗人群的40%～50%。而根据我国最 新的研究资料，糖尿病肾病的患病率和发病率均 呈现一个快速增长的趋势，糖尿病肾病已经超过 高血压性肾病成为导致ESRD的第二位病因。据上 海市2012年透析登记报告，新进入透析的患者约 15.93%是由糖尿病引起。糖尿病的患病率正在迅 速增长，有报道我国的糖尿病患病率已达总人口 的9.7%[1]。因此，糖尿病肾病是严重威胁民众健康 的一种慢性疾病，同时还将给社会带来沉重的负 担。 糖尿病肾病的病理改变包括早期出现肾小球 肥大、基底膜增厚及细胞外基质的增生，进一步 出现小管间质性病变、肾小球硬化。临床上早期 可表现为肾小球滤过率（GFR）增加，然后出现 微量白蛋白尿，蛋白尿，最终导致肾衰竭。多年 来，人们对这些病理改变产生的原因进行了大量 的研究，对糖尿病肾病的发病机制也有了一定的 认识。然而，目前对于糖尿病肾病的治疗仍然缺 乏很有效的手段。除了控制血压、血糖等对症治 疗以及使用肾素-血管紧张素系统（RAS）阻断 剂，如血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）、血管 紧张素Ⅱ受体拮抗剂（ARB）和肾素抑制剂外， 并没有确切而有效的方法，即使应用了RAS阻断 剂，仍然会有很大一部分患者进入ESRD阶段。相 对于其他专业，针对糖尿病肾病的治疗进展则较 为缓慢。据2012年2月统计，正在进行的针对糖尿 病肾病的2期临床试验为9项，仅为糖尿病的临床 试验的1/10，为心力衰竭的1/5。针对糖尿病肾病 的3期临床试验仅为4项。有关内皮素受体拮抗剂 （avosentan）和肾素抑制剂（Aliskiren）的临床试 验由于效果不明显（在使用ACEI/ARB的基础上） 或不良反应而失败。因此进一步探讨糖尿病肾病 的发病机制，并及时向临床转化对糖尿病肾病的 防治有重要意义。本文将就糖尿病肾病的研究状 况，特别是正在向临床转化的研究成果作简要的 综述。 1　糖尿病肾病动物模型 虽然糖尿病动物模型（1型、2型）被广泛应 用，并对糖尿病及其并发症的认识和治疗起了重 要作用，然而目前还没有一种糖尿病模型可产生 与人类糖尿病肾病相同的肾脏损伤。动物糖尿病 7 ●专题笔谈 ●《中国医学前沿杂志（电子版）》2012年第4卷第9期 肾病模型的最大局限在于这些动物不发生肾衰竭[2-4]； 动物糖尿病肾病模型不易产生肾功能损伤的原因 尚不清楚。在人类，糖尿病导致肾脏损伤一般在 糖尿病发病15年以后，而鼠类寿命仅为2年左右， 糖尿病的时间短可能是这些动物仅产生糖尿病肾 病早期表现的原因。但其他因素，如基因和环境 等也起重要作用。肾功能减退是衡量人类糖尿病 肾病预后和疗效的主要终点事件之一。缺乏理想 的糖尿病肾病动物模型是糖尿病肾损伤临床前期 研究的重要障碍。尽管如此，糖尿病动物模型的 研究为认识糖尿病肾病提供了重要的线索。近年 来研究发现，某些单基因缺陷可使糖尿病小鼠产 生一些较为典型的与人类相似的糖尿病肾脏损 伤。内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）缺乏可使db/db小鼠产生较为严 重的糖尿病肾病表现，包括肾功能减退和结节性 硬化（Kimmelstiel-Wilson结节）的产生[2-4]。在1型 糖尿病Akita小鼠，去除缓激肽受体基因可产生与 人类相似的肾小球硬化[2-4]。然而这些基因在人类 糖尿病肾病中的意义有待进一步研究。在小鼠， 不同的种系对糖尿病造成肾损伤的易感性存在很 大差别。某些种系，如C57BL6/J对糖尿病导致肾 损伤有较大的耐受性。提示存在“易感基因”或 “耐受基因”[2-4]。这与人类极为相似。不是所有 糖尿病患者都发生肾脏损伤，仅20%～30%的糖尿 病患者发生糖尿病肾病。而且糖尿病肾病的发生 具有明显的家族倾向。了解糖尿病肾病的“易感 基因”或“耐受基因”对糖尿病肾病的防治有重 大的意义。 2　氧化应激与糖尿病肾病 近年来有关糖尿病肾病的临床试验显示， 氧化应激是糖尿病肾病干预的重要靶点。正常情 况下，机体氧化和抗氧化处于平衡状态。持续产 生的低水平的活性氧（reactive oxygen species， ROS）对维持机体的正常功能起重要作用。当各 种原因导致氧化产物增加，将导致组织细胞的损 伤。大量研究提示，糖尿病肾病肾脏氧化应激明 显增加，糖尿病时糖酵解增加、一氧化氮合成酶 （NOS）失偶联、线粒体功能异常、糖基化终末 产物（advancedglycation end products，AGE）增 加等是导致ROS增加的主要原因。在糖尿病时， 循环中AGE水平明显增加。在糖尿病患者组织器 官中AGE及其受体RAGE表达增加。组织中AGE 可以和胶原交联，导致组织细胞核血管损伤。另 外AGE可激活蛋白激酶C（PKC），激活糜酶使血 管紧张素Ⅱ产生增加，增加NAD(P)H等。这些研 究提示氧化应激是治疗的重要靶点。虽然有大量 动物实验提示各种传统的“抗氧化”治疗（如维 生素E等）对糖尿病肾病有防治作用，但这些制剂 应用到临床后效果甚微[5]。然而，最近有关针对不 同作用机制的抗氧化制剂的研究则引起广泛的关 注。 2.1　抗氧化抗炎药物Bardoxolone　Bardoxolone Methyl开始是作为抗肿瘤药物研发的。然而在两 项Ⅰ期临床试验中发现该药能降低伴慢性肾脏疾 病（chronic kidney disease，CKD）患者血肌酐， 增加eGFR。鉴于其抗氧化、抗炎特性，推测对糖 尿病肾病有治疗作用。最近一项多中心、双盲对 照的Ⅱb期临床试验（BEAM）发现[6]，Bardoxolone 能显著改善2型糖尿病合并CKD 3～4期患者[eGFR 20～45 ml/（min•1.73 m2）]的eGFR，并延缓eGFR 的下降。一项Ⅲ期临床试验（BEACON）正在进 行中，观察Bardoxolone Methyl对糖尿病肾病CKD 4期患者进入ESRD或心血管死亡的影响，预期在 2013年可以有结果。Bardoxolone为前列腺素J类 的类似物，其作用机制尚未完全了解。研究发现 Bardoxolone可以激活核因子Nrf2，从而上调一系 列包括hemoxygenase-1在内的抗氧化物质的表达。 生理状态下Nrf2在胞浆与其受体Keap-1结合，通 过Keap-l蛋白将其锚定在细胞浆内，并使其被泛 素化导致降解，从而无法进入细胞核发挥转录活 性。当受到亲电物质或ROS的刺激时Keap1与Nrf2 解偶联使Nrf2转移入核，与Maf蛋白结合成异二聚 体后识别并结合抗氧化反应元件（ARE/EpRE）， 启动下游保护性蛋白基因的转录，上调抗氧化保 护蛋白基因表达，提高细胞抗氧化应激能力。因 此Nrf2/ARE途径是非常重要的内源性抗氧化应激 通路。我们研究发现，Nrf2在肾小球的足细胞、 8 ●专题笔谈 ● 《中国医学前沿杂志（电子版）》2012年第4卷第9期 系膜细胞和内皮细胞均有表达（未发表资料）。 糖尿病病理状态下肾小球Nrf2表达增多；Nrf2基因 敲除小鼠较Nrf2野生型小鼠氧化应激产物增多、 糖尿病肾脏病变加重。上调Nrf2能够减轻糖尿病 小鼠的肾脏病变 [7-9]。这些研究也提示Nrf2可能 是潜在的糖尿病肾病治疗新靶点，应受到关注。 Bardoxolone可以和Keap-1结合，促使其与Nrf2解 偶联，从而激活Nrf2。Bardoxolone也具有一定的抗 炎作用，该作用可能与激活核因子κB（NF-κB）有 关。 2.2　抗AGE药物Pyridoxamine dihydrochloride （Pyridorin）　Pyridorin由Hudson等研发[10]。该 药物是维生素B的衍生物，能抑制AGE的产生， 抑制糖氧化反应，减少脂氧化终末产物的形成， 结合活性羰基类物质（reactive carbonyl species）等 [11]。动物研究显示，Pyridoxamine可减少糖尿病大 鼠AGE的产生。该药物可在ACEI的基础上进一步 减少糖尿病肾病大鼠的蛋白尿，改善糖尿病肾病 的病理变化和减轻肾功能损害[12]。在一项Ⅱb期随 机、双盲对照的研究中[11]，研究者收录了317例2 型糖尿病伴肾损伤患者[血肌酐：1.3～3.7 mg/dl， 平均（2.2±0.6）mg/dl ]。终点为血肌酐浓度的变 化。结果，如将所有参与者（血肌酐1.3～3.7 mg/ dl）包括在内，Pyridoxamine对终点事件的影响在 1年时差异无显著性。然而在血肌酐水平低于1.9 mg/dl的患者，pyridoxamine使血肌酐的升高减少 了50%。后续分析显示，血肌酐低于3 mg/dl的患 者，pyridoxamine可有显著的治疗效果。为此美国 食品和药物管理局（FDA）批准了该药进行Ⅲ期 临床试验。 3　维生素D3与糖尿病肾病 近年研究提示维生素D除了调节钙的代谢 外，在调节免疫系统、细胞生长和分化中也起到 重要作用。在2型糖尿病的患者中，维生素D的水 平明显降低，且合并微量白蛋白尿的患者其维生 素D的水平明显低于白蛋白尿正常的患者。动物 研究发现维生素D3受体（VDR）缺乏的糖尿病小 鼠（STZ诱导），尿白蛋白的排泄明显增加，肾 小球硬化明显重于野生型糖尿病小鼠[13]。VDR激 动剂帕立骨化醇（paricalcitol）明显减少白蛋白 尿，延缓肾脏损伤的进展[14]。最近一项临床试验 观察了pericalcitol对糖尿病肾病患者白蛋白尿的 影响[15]。研究发现在肾素-血管紧张素-醛固酮系 统（RAAS）抑制剂的基础上，加用VDR激动剂 pericalcitol可以进一步降低糖尿病肾病患者的白 蛋白尿，提示VDR激动剂可使糖尿病肾病获益。 VDR激动剂保护糖尿病肾脏的机制尚未完全了 解。VDR被激活后，可与其靶基因的维生素D反应 元件结合来调节基因的转录。目前已经证实，维 生素D系统反馈抑制肾内的RAS[16,17]；维生素D的 代谢也能抑制转化生长因子-β（TGF-β）的活化[14]。 4　小结 糖尿病肾病已成为威胁人民健康的公共卫生 问题。目前的治疗手段有限，除了控制血糖、血 压、血脂和改善生活习惯外，主要的被证明有效 的方法为RAAS抑制剂。深入探讨糖尿病肾病的发 病机制是研发新的治疗方法的重要途径。近年的 研究进一步证实氧化应激在糖尿病肾病的发生和 发展中起着重要作用。临床研究提示抗氧化应激 和维生素D类药物可能是糖尿病肾病新的治疗方 法。 参考文献 [1] Yang W, Lu J, Weng J, et al. 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