基于血清中鳶尾素水平探討卡格列凈治療2型糖尿病合并心血管疾病的相關(guān)機(jī)制

林雪蓮 劉新宇

2019年國(guó)際糖尿病聯(lián)盟（IDF）最新調(diào)查顯示目前全世界患糖尿病總?cè)藬?shù)約4.63億，預(yù)計(jì)11年后全球?qū)⑦_(dá)到5.78億，26年后糖尿病患者將上升至7億［1］，其中約70%的糖尿病患者死于動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾?。ˋSCVD）并發(fā)癥［2］。2型糖尿?。═2DM）患者進(jìn)行降糖藥物治療的同時(shí)，易并發(fā)ASCVD、心力衰竭、腎臟疾病等，從而增加了發(fā)生主要不良心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)，因此ASCVD成為2型糖尿病患者致死或致殘的主要原因，這與糖尿病患者長(zhǎng)期的高血糖、高胰島素血癥、胰島素抵抗、脂代謝異常等狀態(tài)密切相關(guān)［3］。目前鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑（SGLT2I）發(fā)揮降糖作用的同時(shí)還有保護(hù)心血管的作用，通過(guò)降低腎糖閾，從尿液中排泄葡萄糖、能量及容量負(fù)荷，進(jìn)而減輕體重、改善機(jī)體代謝功能，達(dá)到非胰島依賴(lài)性降糖目的同時(shí)延緩T2DM患者靶器官損傷。動(dòng)脈粥樣斑塊（AS）早期無(wú)明顯癥狀，但可以通過(guò)氧化應(yīng)激增加體內(nèi)炎性、黏附因子及蛋白激酶C等因子水平，引起內(nèi)皮功能受損，導(dǎo)致管腔內(nèi)纖維斑塊及動(dòng)脈硬化斑塊形成，增加患者心腦血管疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，故ASCVD的早期篩查及預(yù)測(cè)受到臨床廣泛重視。鳶尾素（Irisin）是近年來(lái)被發(fā)現(xiàn)的與糖脂代謝密切相關(guān)的細(xì)胞因子之一，與血管內(nèi)皮功能異常相關(guān)［3］。鳶尾素能夠使白色脂肪“褐色化”［4］，誘導(dǎo)解耦聯(lián)蛋白-1表達(dá)增加，促進(jìn)機(jī)體消耗能量，提高體內(nèi)葡萄糖利用率，改善胰島素功能抵抗［5］，有效調(diào)節(jié)糖脂代謝。不僅如此，鳶尾素還可能靶向到達(dá)受損部位發(fā)揮抗炎及抑制氧自由基形成的作用，抑制炎癥細(xì)胞聚集、氧化應(yīng)激化，延緩AS發(fā)展。近幾年來(lái)鳶尾素保護(hù)心血管相關(guān)機(jī)制成為學(xué)者研究的熱點(diǎn)話(huà)題，其很可能成為治療2型糖尿病ASCVD的潛在靶點(diǎn)。目前大量研究證明卡格列凈和鳶尾素對(duì)心血管均有保護(hù)作用，但卡格列凈可能通過(guò)調(diào)節(jié)鳶尾素水平改善T2DM并發(fā)ASCVD的機(jī)制尚不明確且相關(guān)研究鮮少，為探討二者相關(guān)性開(kāi)展本研究，報(bào)告如下。

1.資料與方法

1.1 一般資料 本研究納入2020年12月至2021年6月于錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院住院的2型糖尿病患者144例，年齡58～65歲，糖尿病的診斷都符合1999年世界衛(wèi)生組織制定的標(biāo)準(zhǔn)。本研究經(jīng)錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，納入患者家屬簽署知情同意書(shū)，如用藥期間出現(xiàn)特殊不適情況須立即終止。

1.1.1 WHO糖尿病專(zhuān)家委員會(huì)（1999）診斷標(biāo)準(zhǔn)：有典型糖尿病癥狀（煩渴多飲、多尿、多食、不明原因的體重下降）并且符合以下三項(xiàng)中的一項(xiàng)：隨機(jī)血漿葡萄糖檢測(cè)≥11.1mmol/L，空腹血漿葡萄糖檢測(cè)≥7.0mmol/L，葡萄糖耐量試驗(yàn)2h血糖葡萄糖檢測(cè)≥11.1mmol/L。

1.1.2 糖尿病并發(fā)心血管疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)：①患者確診糖尿病病史長(zhǎng)達(dá)10年以上；②心臟擴(kuò)大合并心臟收縮功能減低的證據(jù)，心臟彩超提示女性左室舒張橫徑大于50mm，男性大于55mm，同時(shí)左室收縮功能減低，射血分?jǐn)?shù)小于45%；③致病的高危因素有動(dòng)脈粥樣硬化、高血糖、高血脂、高膽固醇、年齡、家族史等；④排除高血壓性心臟病、冠心病、心臟瓣膜病等其他心臟病。

1.1.3 頸動(dòng)脈粥樣硬化（CAS）診斷標(biāo)準(zhǔn)：IMT增厚（IMT 0.9～1.3mm）和（或）斑塊形成（斑塊突出于內(nèi)膜表面或IMT＞1.3mm）。

1.2 研究方案 入選錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院診療的T2DM患者144例，根據(jù)ASCVD診斷標(biāo)準(zhǔn)分為單純T2DM（A組）84例和T2DM合并ASCVD（B組）60例。兩組患者再按隨機(jī)數(shù)字表法分別分為兩個(gè)亞組；給予常規(guī)降糖藥或常規(guī)降糖藥聯(lián)合卡格列凈降糖治療，即單純T2DM患者42例給予常規(guī)降糖藥物（A1組），42例口服常規(guī)降糖藥聯(lián)用卡格列凈（A2組）；合并ASCVD患者30例給予常規(guī)降糖藥（B1組），口服常規(guī)降糖藥聯(lián)用卡格列凈30例（B2組）。各組患者一般資料，包括姓名、性別、年齡、生活方式、吸煙史、基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)量（近期無(wú)劇烈且大量運(yùn)動(dòng)）、腎小球?yàn)V過(guò)率（GFR＞60ml/min）等差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

1.3 觀察指標(biāo) 所有受檢者均測(cè)定BMI、SBP、FPG、HOMAIR（按照穩(wěn)態(tài)評(píng)估法計(jì)算HOMAIR=FPG×FIns/22.5）、TC、TG、LVEF、鳶尾素及IMT指標(biāo)，分析應(yīng)用卡格列凈前后的變化，探討相關(guān)機(jī)制。

1.4 血清鳶尾素水平檢測(cè) 使用人鳶尾素酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）試劑盒雙抗體一步夾心法，嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行測(cè)定，往預(yù)先包被鳶尾素抗體的包被微孔中依次加入標(biāo)本、標(biāo)準(zhǔn)品、辣根過(guò)氧化物酶（HRP）標(biāo)記的檢測(cè)抗體，經(jīng)過(guò)溫育并徹底洗滌。用底物3，3'，5，5'-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）顯色，TMB在過(guò)氧化物酶的催化下轉(zhuǎn)化成藍(lán)色，并在酸的作用下轉(zhuǎn)化成最終的黃色。顏色的深淺和樣品中的鳶尾素呈正相關(guān)。用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度（OD值），計(jì)算樣品濃度。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 23.0軟件分析，計(jì)數(shù)資料比較運(yùn)用卡方檢驗(yàn)，計(jì)量資料以（均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）表示，各組間均數(shù)分析采用單因素方差分析及t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.結(jié)果

2.1 各組間用藥后觀察指標(biāo)比較 單純T2DM組和T2DM合并ASCVD組中，應(yīng)用卡格列凈組BMI、SBP、FPG、HOMAIR、IMT、HbAlc、LVEF、TC、TG均低于傳統(tǒng)降糖組；在相同用藥條件下，T2DM合并ASCVD組均高于單純T2DM，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；年齡及性別差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。詳見(jiàn)表1。

表1 各組間用藥后觀察指標(biāo)比較

2.2 各組間鳶尾素比較 單純T2DM組和T2DM合并ASCVD組中，應(yīng)用卡格列凈組鳶尾素高于傳統(tǒng)降糖藥物治療；相同用藥條件下，T2DM合并ASCVD組較單純T2DM組鳶尾素水平降明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 各組間鳶尾素比較 單位：μg/L

2.3 鳶尾素與一般臨床資料相關(guān)性 經(jīng)Pearson相關(guān)分析提示鳶尾素與BMI、SBP、FPG、HOMA-IR、IMT、HbAlc、LVEF、TC、TG呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），詳見(jiàn)表3。

表3 鳶尾素與臨床資料相關(guān)性

3.討論

近年來(lái)糖尿病患病率逐年上升，并發(fā)癥的防治是糖尿病防治的重點(diǎn)，而預(yù)防和治療心血管疾病尤為重要。因此對(duì)糖尿病合并ASCVD的早期診斷及篩查成為研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。鳶尾素是一種主要由肌肉分泌的多肽類(lèi)物質(zhì)，是Ⅲ型纖連蛋白結(jié)構(gòu)域包含蛋白在蛋白酶水解后產(chǎn)生，進(jìn)入血液循環(huán)發(fā)揮作用［6］，其中蛋白5（FNDC5）嵌入細(xì)胞膜的跨膜蛋白，含有一個(gè)信號(hào)肽、兩個(gè)纖維連接蛋白結(jié)構(gòu)域和一個(gè)疏水結(jié)構(gòu)域，運(yùn)動(dòng)刺激PGC-1α的表達(dá)，促進(jìn)FNDC5的表達(dá)，從而提高鳶尾素的水平［7］。研究表明機(jī)體中的高糖環(huán)境可以減少NO等抗氧化物質(zhì)的合成，從而增加血管內(nèi)炎癥反應(yīng)［8］，進(jìn)一步損傷人體大血管，造成體內(nèi)鳶尾素水平明顯降低。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)鳶尾素可能通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞向泡沫細(xì)胞轉(zhuǎn)化和抑制ox-LDL與TM誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞凋亡來(lái)穩(wěn)定斑塊，可能對(duì)AS斑塊的進(jìn)展和穩(wěn)定性具有治療作用［9］，因此鳶尾素有可能成為ASCVD臨床預(yù)測(cè)指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示：鳶尾素水平與FPG、HOMAIR、HbAlc負(fù)相關(guān)，也與TC、TG負(fù)相關(guān)，說(shuō)明鳶尾素參與機(jī)體糖脂代謝。研究報(bào)道，鳶尾素能改善胰島β細(xì)胞功能和抑制高糖誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，機(jī)制主要是通過(guò)ERK（細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶）和p38 MAPK（p38絲裂原活化蛋白激酶）信號(hào)通路促進(jìn)INS-1（大鼠胰島細(xì)胞瘤細(xì)胞）細(xì)胞增殖，調(diào)節(jié)BCl2、Bax、Bclxl的表達(dá)［10］，進(jìn)一步說(shuō)明鳶尾素能夠抑制因長(zhǎng)期糖脂代謝紊亂導(dǎo)致的血管內(nèi)皮細(xì)胞受損。鳶尾素主要通過(guò)cAMP（環(huán)磷酸腺苷）-PKA（蛋白激酶A）-HSL（激素敏感性脂肪酶）途徑促進(jìn)脂解作用［11］，還能直接影響脂肪細(xì)胞，抑制炎性細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子-α和白介素-6的表達(dá)［12］，進(jìn)而治療ASCVD。本研究結(jié)果提示鳶尾素與IMT、LVEF呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.179和0.555。這兩項(xiàng)指標(biāo)能夠作為評(píng)價(jià)心血管相關(guān)疾病的重要指標(biāo)，進(jìn)一步提示鳶尾素能夠成為ASCVD抵抗因子。Zhang等［13］通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鳶尾素通過(guò)單磷酸腺苷激活的蛋白激酶（AMPK）減輕糖脂毒性狀態(tài)下小鼠INS-1E細(xì)胞脂肪的過(guò)度生成，通過(guò)靶向抑制血管內(nèi)皮氧化應(yīng)激物產(chǎn)生，保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞，改善心肌缺血再灌注的損傷，故鳶尾素有望成為冠狀動(dòng)脈疾?。–AD）嚴(yán)重程度的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。以上均提示鳶尾素可能成為內(nèi)皮功能障礙、代謝紊亂、動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病治療的重要靶點(diǎn)，相關(guān)機(jī)制尚需更多學(xué)者研究證明。

迄今為止沒(méi)有確鑿證據(jù)證明傳統(tǒng)降糖藥能降低患者心血管相關(guān)疾病的發(fā)生率，也有研究表明某些降糖藥可能會(huì)增加T2DM患者因心臟衰竭的住院率［14］。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)新型降糖藥鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑，代表藥物有卡格列凈、恩格列凈等，對(duì)心血管有一定的保護(hù)作用。SGLT-2主要分布在腎臟近曲小管S1段，是一種低親和力、高轉(zhuǎn)運(yùn)能力的轉(zhuǎn)運(yùn)體，主要生理功能是在腎臟近曲小管完成腎小球?yàn)V過(guò)液中90%葡萄糖的重吸收，增加尿糖排泄［15］。本試驗(yàn)結(jié)果提示卡格列凈可以降低FPG、HOMA-IR水平，有研究證實(shí)SGLT2i可使HbA1C下降0.37%～1.6%［16］，空腹血糖下降9～38mg/dl。本試驗(yàn)結(jié)果顯示卡格列凈也可以降低BMI、SBP、TC、TG水平，故證明卡格列凈降壓的同時(shí)還參與糖脂代謝，與相關(guān)研究一致［17］，主要機(jī)制可能通過(guò)腎臟對(duì)鈉離子及葡萄糖的重吸收引起滲透性利尿，調(diào)節(jié)機(jī)體容量改善血液對(duì)心血管的側(cè)壓力，緩解心臟容量負(fù)荷［18］。Wu等［19］分析SGLT2i可以通過(guò)調(diào)節(jié)瘦素及脂肪連接蛋白水平，恢復(fù)促炎和抗炎脂肪因子間平衡發(fā)揮心血管保護(hù)效應(yīng)。卡格列凈預(yù)防ASCVD主要通過(guò)內(nèi)皮保護(hù)作用，其機(jī)制可能降低斑塊內(nèi)浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞以及主動(dòng)脈炎癥細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)水平，抑制細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)一步降低ASCVD的患病風(fēng)險(xiǎn)。

本研究結(jié)果顯示，卡格列凈與鳶尾素濃度密切相關(guān)，應(yīng)用卡格列凈后ASCVD患者比單純T2DM血清中鳶尾素水平降低；合并ASCVD患者應(yīng)用卡格列凈后鳶尾素濃度較傳統(tǒng)降糖藥顯著升高，可以證明血清中鳶尾素水平降低，提示患者發(fā)生ASCVD的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，而卡格列凈可以有效提高血清中鳶尾素水平，以治療ASCVD。綜上所述，本研究可以證明卡格列凈通過(guò)提高鳶尾素水平激活ERK和p38 MAPK信號(hào)通路改善胰島細(xì)胞功能，減低脂肪細(xì)胞炎癥細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)，改善糖脂代謝，抑制細(xì)胞凋亡保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞，進(jìn)而治療T2DM合并動(dòng)脈硬化性心血管疾病，但機(jī)制尚需大量臨床研究證明。