鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑防治動(dòng)脈粥樣硬化的作用機(jī)制

左慶娟、馬賽綜述，郭藝芳審校

糖尿病與心血管疾病密切相關(guān)，動(dòng)脈粥樣硬化（AS）性心血管疾?。ˋSCVD）是2型糖尿?。═2DM）致死、致殘的主要原因。因此，治療T2DM的主要目的在于，在降低急性高血糖事件與微血管并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，更有效地降低心血管事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（SGLT2）抑制劑通過(guò)選擇性抑制SGLT2來(lái)減少腎小管中葡萄糖的重吸并增加尿糖排泄，發(fā)揮降糖作用。近年來(lái)先后公布的多項(xiàng)大規(guī)模隨機(jī)臨床試驗(yàn)證實(shí)，SGLT2抑制劑可降低T2DM患者的心血管死亡率、全因死亡率、心力衰竭住院率。在合并ASCVD的T2DM患者中，SGLT2抑制劑治療對(duì)主要不良心血管事件風(fēng)險(xiǎn)的降低幅度更大[1]。改善心血管和腎臟結(jié)局的新型抗高血糖藥物臨床應(yīng)用中國(guó)專(zhuān)家建議，SGLT2抑制劑可作為合并 ASCVD或伴有 ASCVD高危因素的 T2DM患者的首選藥物之一[2]。但目前尚不明確SGLT2抑制劑的心臟保護(hù)機(jī)制。本文結(jié)合現(xiàn)有臨床與基礎(chǔ)研究證據(jù)，總結(jié)SGLT2抑制劑防治ASCVD的可能機(jī)制。

1 改善血管內(nèi)皮功能

高血壓與高膽固醇血癥等均可通過(guò)不同的機(jī)制影響血管內(nèi)皮功能。內(nèi)皮功能受損在AS的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，通常伴隨著氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。以脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）小鼠為基礎(chǔ)的研究顯示，鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的糖尿病模型小鼠血漿環(huán)氧合酶衍生的類(lèi)花生酸（如前列腺素E2和血栓烷素B2）水平明顯升高，且乙酰膽堿內(nèi)皮依賴(lài)性血管舒張作用顯著受損。恩格列凈治療8周可顯著降低類(lèi)花生酸的血漿水平，并逆轉(zhuǎn)內(nèi)皮依賴(lài)性血管舒張功能損害[3]。衍生的類(lèi)花生四烯酸在血管調(diào)節(jié)中具有多種作用。血栓烷素B2的前體前列腺素E2和血栓烷素A2可促進(jìn)炎癥反應(yīng)加重。恩格列凈還可通過(guò)保護(hù)動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞糖萼的完整性，恢復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)受損的糖萼的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng)，減少腹主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)[4]。血糖升高可增加晚期糖基化終產(chǎn)物的形成，及通過(guò)特定受體的信號(hào)傳遞，增加活性氧（ROS）生成，導(dǎo)致血管功能障礙和靶器官損害。通過(guò)降低糖尿病大鼠的血糖，恩格列凈可減輕主動(dòng)脈和血液中的氧化應(yīng)激，促進(jìn)內(nèi)皮功能恢復(fù)[5]。Rahadian等[6]也發(fā)現(xiàn)，卡格列凈可以改善糖尿病ApoE-/-小鼠主動(dòng)脈內(nèi)皮舒張功能，明顯減少動(dòng)脈中炎癥因子如細(xì)胞內(nèi)黏附分子-1（ICAM-1）、血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）以及煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶底物NOX2和p22phox的表達(dá)，減輕動(dòng)脈炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激。

血管舒張功能受多種機(jī)制調(diào)節(jié)，其中內(nèi)皮細(xì)胞分泌的一氧化氮（NO）最為重要。NO主要由內(nèi)皮型一氧化氮合成酶（eNOS）合成。體外實(shí)驗(yàn)表明，作為晚期糖基化終產(chǎn)物前體，丙酮醛通過(guò)抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞eNOSSer1177和蛋白激酶B （Akt）的磷酸化，并促使eNOSThr495和p38絲裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）磷酸化，增加內(nèi)皮的炎癥反應(yīng)。由于內(nèi)皮細(xì)胞幾乎不表達(dá)SGLT2，卡格列凈可能通過(guò)其降糖作用間接激活A(yù)kt-eNOS途徑，減輕炎癥反應(yīng)[6]。內(nèi)皮功能障礙是小鼠AS的啟動(dòng)環(huán)節(jié)，SGLT2抑制劑通過(guò)保護(hù)內(nèi)皮功能，預(yù)防AS的發(fā)生、發(fā)展。

近年來(lái)亦有相關(guān)臨床試驗(yàn)研究了SGLT2抑制對(duì)血管內(nèi)皮功能的影響。比如，恩格列凈對(duì)T2DM合并心血管疾病患者內(nèi)皮功能影響（EMBLEM）試驗(yàn)的主要終點(diǎn)為恩格列凈治療24周后反應(yīng)性充血外周動(dòng)脈彈力測(cè)定法衍生的內(nèi)皮功能的替代標(biāo)志物——反應(yīng)性充血指數(shù)（RHI）的變化，其結(jié)果顯示，恩格列凈對(duì)T2DM合并心血管疾病患者的RHI無(wú)顯著影響[7]。同樣，Kong等[8]觀察到，達(dá)格列凈治療8周并未改變T2DM患者的RHI。達(dá)格列凈對(duì)早期T2DM患者內(nèi)皮功能和血糖控影響研究（DEFENS）采用血流介導(dǎo)的血管擴(kuò)張功能（FMD）來(lái)評(píng)估內(nèi)皮功能，其結(jié)果表明，在糖化血紅蛋白水平＞ 7.0%的亞組患者中，達(dá)格列凈聯(lián)合二甲雙胍治療16周可增加患者的FMD[9]。SGLT2抑制劑可能對(duì)血糖控制欠佳的T2DM患者內(nèi)皮功能的改善作用較明顯。

2 對(duì)巨噬細(xì)胞的作用

炎癥可能是AS進(jìn)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，炎癥標(biāo)志物通常與疾病活動(dòng)和急性冠狀動(dòng)脈事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[10]。比如，糖尿病和肥胖患者的AS發(fā)展與炎癥有關(guān)。巨噬細(xì)胞是主要的炎癥細(xì)胞，可促進(jìn)AS的進(jìn)展。一方面，巨噬細(xì)胞是AS病變中細(xì)胞組成的主要部分，其分泌的某些細(xì)胞因子可能改變局部環(huán)境并導(dǎo)致病變不穩(wěn)定和疾病發(fā)展；另一方面，巨噬細(xì)胞可通過(guò)吞噬氧化型低密度脂蛋白形成泡沫細(xì)胞，壞死的泡沫細(xì)胞可以形成脂質(zhì)核心，而脂質(zhì)核心是AS的主要組成部分[11]。

研究表明，主動(dòng)脈中白細(xì)胞分類(lèi)抗原（CD）68+細(xì)胞的浸潤(rùn)是AS的早期征象，達(dá)格列凈可顯著減少糖尿病大鼠主動(dòng)脈外膜中CD68+巨噬細(xì)胞的積累，有助于預(yù)防與T2DM相關(guān)的早期AS[12]。多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，SGLT2抑制劑可明顯減少AS病變區(qū)巨噬細(xì)胞的積聚[3,6,13-16]。Pennig等[16]通過(guò)給C57BL/6J小鼠注射低密度脂蛋白受體和B族Ⅰ型清道夫受體反義寡核苷酸后予以高脂飲食及腹腔注射STZ構(gòu)建糖尿病性AS動(dòng)物模型，用來(lái)研究AS的進(jìn)展和消退，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，恩格列凈可使該模型小鼠的AS斑塊明顯縮小，CD68+巨噬細(xì)胞減少，可能與恩格列凈顯著抑制斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞的增殖和降低白細(xì)胞對(duì)血管壁的黏附力有關(guān)。

在AS病變的局部慢性炎癥反應(yīng)中，ROS激活Nod樣受體蛋白3（NLRP3）炎性小體，促進(jìn)巨噬細(xì)胞釋放白細(xì)胞介素（IL）-1和IL-18。達(dá)格列凈的抗AS作用可能與巨噬細(xì)胞通過(guò)ROS-NLRP3-caspase-1途徑抑制IL-1的分泌有關(guān)[13]。另有細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，丙酮醛可顯著增加小鼠巨噬細(xì)胞系RAW264.7細(xì)胞中單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）、腫瘤壞死因子-α、VCAM-1等炎癥分子的表達(dá)和c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38 MAPK的磷酸化水平，而JNK和p38 MAPK是血管炎癥的信號(hào)分子[3]。SGLT2抑制劑可通過(guò)降糖作用減輕巨噬細(xì)胞的上述促炎反應(yīng)。

泡沫細(xì)胞的形成受以下因素的調(diào)控：（1）清道夫受體：例如CD36和凝集素樣低密度脂蛋白受體1（Lox-1）；（2）膽固醇?；D(zhuǎn)移酶1（ACAT1）：一種用于膽固醇酯化的限速酶；（3）腺嘌呤核苷三磷酸結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白A1（ABCA1）和腺嘌呤核苷三磷酸結(jié)合盒亞家族G成員1：介導(dǎo)的游離膽固醇外排。Terasaki等[17]發(fā)現(xiàn)，在糖尿病小鼠和糖尿病ApoE-/-小鼠這兩種小鼠模型的腹腔巨噬細(xì)胞中，Lox-1和ACAT1的基因表達(dá)上調(diào)，而ABCA1的基因表達(dá)下調(diào)。SGLT2抑制劑可使這些基因表達(dá)正?；种婆菽?xì)胞的形成，有效預(yù)防AS斑塊的形成。上述多項(xiàng)動(dòng)物及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，SGLT2抑制劑可減少主動(dòng)脈和AS斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)、減輕巨噬細(xì)胞相關(guān)的炎癥反應(yīng)、抑制泡沫細(xì)胞的形成等，從而有效防治AS病變。

3 增強(qiáng)斑塊的穩(wěn)定性

遷移到AS病變中的平滑肌細(xì)胞能夠產(chǎn)生膠原纖維，膠原纖維是病變中纖維帽的主要來(lái)源。纖維帽中平滑肌細(xì)胞的減少或巨噬細(xì)胞的增加可使纖維帽變薄并容易破裂，構(gòu)成斑塊不穩(wěn)定因素。

有研究顯示，達(dá)格列凈能增加糖尿病性ApoE-/-小鼠AS病變中平滑肌細(xì)胞數(shù)量，恩格列凈可增加AS小鼠AS斑塊內(nèi)膠原蛋白含量，有利于增加斑塊的穩(wěn)定性[13,16]。在AS晚期，金屬基質(zhì)蛋白酶（MMP）降解富含膠原蛋白的細(xì)胞外基質(zhì)，使斑塊易于破裂。MCP-1促進(jìn)AS病變中單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞積聚，MCP-1是斑塊不穩(wěn)定的直接因素。MCP-1可誘導(dǎo)人內(nèi)皮細(xì)胞MMP-2以及人平滑肌細(xì)胞MMP-9的表達(dá)，這兩種MMP通過(guò)降解細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)揮作用，都是參與斑塊失穩(wěn)的關(guān)鍵因素[18]。MMP組織抑制因子（TIMP）則可抑制MMP的表達(dá)，MMP和TIMP之間的平衡可作為評(píng)估MMP整體膠原活性的指標(biāo)。研究表明，與對(duì)照組比較，卡格列凈組ApoE-/-小鼠AS斑塊縮小，VCAM-1減少，MCP-1信使RNA（mRNA）表達(dá)降低，而平滑肌細(xì)胞增多，膠原蛋白含量增多，TIMP-1mRNA表達(dá)增多，TIMP-1/MMP-2mRNA比值增高[15]?？ǜ窳袃艨赡芡ㄟ^(guò)降低MCP-1、VCAM-1等的表達(dá)，增加TIMP-1/MMP-2比值，提高AS斑塊的穩(wěn)定性。

然而，另有研究報(bào)道，SGLT2抑制劑魯格列凈治療ApoE-/-小鼠1周后，主動(dòng)脈壁MMP-2和MMP-9表達(dá)減少，但AS斑塊中MMP-2和MMP-9表達(dá)沒(méi)有明顯減少[19]。體外實(shí)驗(yàn)顯示，恩格列凈對(duì)大鼠主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的增值無(wú)明顯影響，且對(duì)血小板源性生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的大鼠主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞定向遷移無(wú)抑制作用[14]。Dimitriadis等[20]發(fā)現(xiàn)，恩格列凈可以降低ApoE-/-小鼠動(dòng)脈斑塊內(nèi)MMP-9表達(dá)，誘導(dǎo)TIMP-1表達(dá)，TIMP-1/MMP-2蛋白比率增加，但是斑塊膠原蛋白含量沒(méi)有明顯差異。因此除上述因素外，SGLT2抑制劑還有可能通過(guò)其他途徑影響平滑肌細(xì)胞和膠原蛋白或其他因素增強(qiáng)斑塊的穩(wěn)定性。目前關(guān)于SGLT2抑制劑對(duì)斑塊穩(wěn)定性影響的研究數(shù)據(jù)較少，且多數(shù)從斑塊病灶中mRNA水平評(píng)估影響斑塊穩(wěn)定的因素。因此，需要更多研究來(lái)探索SGLT2抑制劑增強(qiáng)斑塊穩(wěn)定性的機(jī)制。

4 對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化危險(xiǎn)因素的影響

大量臨床試驗(yàn)觀察了SGLT2抑制劑對(duì)AS危險(xiǎn)因素的作用。SGLT2抑制劑通過(guò)可逆地抑制腎小管SGLT2，減少葡萄糖的重吸收并增加尿糖排泄，發(fā)揮降血糖作用，這是一種獨(dú)立于胰島β 細(xì)胞功能和胰島素抵抗的機(jī)制。除降糖作用外，SGLT2抑制劑對(duì)血壓、體重、脂代謝紊亂等其他危險(xiǎn)因素也有改善作用。

SGLT2抑制劑可不同程度地降低收縮壓與舒張壓，亦可降低T2DM合并杓型或非杓型高血壓患者的平均24 h血壓[21]。SGLT2抑制劑的降壓機(jī)制可能與滲透利尿和輕度利鈉作用有關(guān)[22]。

多數(shù)臨床研究發(fā)現(xiàn)，SGLT2抑制劑治療可導(dǎo)致T2DM患者高密度脂蛋白膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平升高。雖然SGLT2抑制劑使LDL-C水平升高，但未觀察到致AS較強(qiáng)的小而密LDL-C水平升高[23]；此外在最佳降脂治療的情況下，血脂得到良好控制時(shí)，達(dá)格列凈對(duì)血漿LDL-C水平?jīng)]有明顯影響[24]。SGLT2抑制劑升高LDL-C的機(jī)制可能是LDL-C血漿清除率降低和富含甘油三酯的脂蛋白的脂解增加的結(jié)果[25]。最近有研究報(bào)道，SGLT2抑制劑也可能通過(guò)硫肝蛋白糖依賴(lài)的清除機(jī)制或膽汁酸途徑增加低密度脂蛋白受體基因敲除小鼠中脂蛋白的清除，降低膽固醇并改善AS[26]。

超重或肥胖的T2DM患者接受SGLT2抑制劑治療后，體重可有明顯下降，且主要是包括內(nèi)臟脂肪在內(nèi)的脂肪質(zhì)量的減少，相關(guān)機(jī)制可能與SGLT2抑制劑升高脂聯(lián)素水平有關(guān)[27]。此外，SGLT2抑制劑在引起脂肪組織質(zhì)量減少和細(xì)胞外液瞬時(shí)丟失的同時(shí)，伴有腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的上調(diào)，但不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞外液的永久性減少[28]。心外膜脂肪是位于心肌和心包內(nèi)臟層之間的脂肪組織，流行病學(xué)調(diào)查顯示，心外膜脂肪體積與AS和冠狀動(dòng)脈事件的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)[29]。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，SGLT2抑制劑可減小心外膜脂肪體積[30-31]。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，SGLT2抑制劑可通過(guò)不同程度影響上述危險(xiǎn)因素來(lái)改善小鼠的AS[3,6,14-15,20]，但SGLT2抑制劑對(duì)體重、血脂、血壓等的影響結(jié)果不一致，可能是由于所用AS動(dòng)物模型不同、飲食結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一、干預(yù)藥物的劑量和療程存在差異等因素造成的。

5 其他

胰島素抵抗可以促進(jìn)AS斑塊的形成和進(jìn)展。SGLT2抑制劑可降低胰島素分泌和組織對(duì)葡萄糖的利用，改善T2DM患者的胰島素敏感性[32]。Han等[14]報(bào)道，恩格列凈可以改善高脂飲食誘導(dǎo)ApoE-/-小鼠的AS病變，其部分機(jī)制可能是通過(guò)調(diào)節(jié)Akt-GSK-3β 途徑增加胰島素敏感性，改善胰島素抵抗。有研究報(bào)道，血管周?chē)窘M織在生理和病理?xiàng)l件下調(diào)節(jié)血管功能，血管周?chē)窘M織的炎癥與AS的發(fā)展有關(guān)[33]。高血糖可增加血管周?chē)窘M織巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)和炎癥分子表達(dá)。新近研究發(fā)現(xiàn)，與非治療組相比，恩格列凈組糖尿病性ApoE-/-小鼠血管周?chē)窘M織MCP-1、ICAM-1、VCAM-1、CD68和p47phox等多種炎性分子的表達(dá)減少，部分解釋了恩格列凈對(duì)小鼠AS的改善作用[3]。Dimitriadis等[20]發(fā)現(xiàn)，在恩格列凈組和對(duì)照組ApoE-/-小鼠的主動(dòng)脈中均有表達(dá)鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-1（SGLT1）mRNA，而SGLT2mRNA僅有極少表達(dá)，推測(cè)SGLT2抑制劑通過(guò)SGLT1直接作用于主動(dòng)脈并減緩AS的進(jìn)展。

6 總結(jié)與展望

現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù)表明，SGLT2抑制劑在高血糖、高血壓、脂代謝異常、肥胖等多種危險(xiǎn)因素，以及與AS發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞功能等方面具有多效性作用。本文總結(jié)的相關(guān)機(jī)制部分解釋了SGLT2抑制劑的心血管保護(hù)作用，也為臨床實(shí)踐中SGLT2抑制劑用于防治ASCVD提供了可行的理論依據(jù)。然而，SGLT2主要存在于腎臟，在心血管系統(tǒng)及其他組織器官幾乎不表達(dá)。SGLT2抑制劑有可能通過(guò)SGLT1或類(lèi)似的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白體發(fā)揮抗AS作用。臨床上評(píng)估SGLT2抑制劑對(duì)T2DM患者的內(nèi)皮功能、動(dòng)脈血管緊張度、膽固醇等方面的臨床數(shù)據(jù)較多，缺乏反映AS斑塊大小或易損程度的直接數(shù)據(jù)。目前相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)多數(shù)以高脂飲食誘導(dǎo)ApoE-/-小鼠構(gòu)造AS的經(jīng)典模型，合并或不合并STZ誘導(dǎo)的血糖升高。此類(lèi)模型更接近于1型糖尿病合并AS，臨床中卻以T2DM更多見(jiàn)。由此所得的結(jié)果無(wú)法直接推斷于臨床，相關(guān)機(jī)制或許存在偏差。因此，我們需要構(gòu)建更多的AS動(dòng)物模型，從更廣且更深入的動(dòng)物及臨床試驗(yàn)進(jìn)一步探索SGLT2抑制劑的AS保護(hù)機(jī)制，為ASCVD的防治提供新策略。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突