他克莫司與腎移植術后糖尿病相關性的單中心研究

王梓宇 董晨 王洪陽 王清海 郭琛 黃濤 紀建磊 曹延煒 董震

移植后糖尿病（post transplantation diabetes mellitus, PTDM）是指移植術后持續(xù)存在高血糖且符合美國糖尿病協會或世界衛(wèi)生組織制定的糖尿病診斷標準[1]。PTDM作為腎移植術后常見的代謝并發(fā)癥，可以導致移植術后感染和心血管不良事件發(fā)生率升高，嚴重地影響著移植腎和受者的長期存活時間[2-3]?，F階段報道的移植術后1年PTDM發(fā)生率差異較大，為2%～50%，這可能與人群不同、診斷標準不同以及免疫抑制藥使用的差異有關[4-6]?！吨袊浦埠筇悄虿≡\療技術規(guī)范（2019版）》中指出免疫抑制藥鈣神經蛋白抑制劑、糖皮質激素等是導致PTDM發(fā)生的重要因素[7]。然而，目前腎移植受者PTDM發(fā)生的危險因素仍沒有達成共識，因此探討PTDM發(fā)生的主要危險因素具有重要意義。

他克莫司是腎移植術后免疫維持的主要藥物，已被多項研究報道指出其是腎移植受者發(fā)生PTDM的獨立危險因素[8-12]。當移植術后第1個月他克莫司谷濃度超過15～20 ng/mL時，PTDM發(fā)生率明顯升高[13]。另外，當移植術后3個月內他克莫司谷濃度為10～25 ng/mL時，1年內PTDM的發(fā)生率可以達到接近20%[14]。然而，當將移植術后3個月內他克莫司谷濃度控制于8～16 ng/mL時，PTDM的發(fā)生率則可以降低[15]。目前關于他克莫司對PTDM影響的劑量與時間效應尚不統一，本研究通過臨床資料分析及以他克莫司誘導糖尿病小鼠模型確定他克莫司對PTDM的影響，以期為腎移植受者術后不同時期的他克莫司濃度調整提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集2018年7月至2019年7月于青島大學附屬醫(yī)院接受腎移植術的123例受者的臨床資料。供腎均來源于公民逝世后器官捐獻。腎移植術后立即給予以他克莫司為基礎的免疫維持方案。

受者納入標準：（1）術前無糖尿病或糖耐量減低；（2）接受公民逝世后器官捐獻腎移植；（3）隨訪時間超過1年。排除標準：（1）沒有定期隨訪以及隨訪期間更改免疫方案；（2）既往有腎移植史；（3）多器官移植；（4）參與其他臨床試驗者。所有供者三代以內直系親屬均已簽署捐獻同意書。本研究經青島大學附屬醫(yī)院倫理委員會批準（編號：QYFYWZLL），所有參與者均簽署書面知情同意書。

1.2 分組方案

根據受者術后是否發(fā)生PTDM分為PTDM組（19例）和非PTDM組（104例）。PTDM診斷標準：至少1次空腹血糖≥7 mmol/L，隨機血糖≥11.1 mmol/L且有癥狀，或口服葡萄糖耐量試驗（oral glucose tolerance test，OGTT）中2 h血糖≥11.1 mmol/L。

PTDM組，男16例，女3例，原發(fā)病包括IgA腎病7例、系膜增生性腎小球腎炎4例、高血壓腎病2例、局灶性節(jié)段性腎小球硬化癥1例、膜性腎病1例、多囊腎1例、其他3例；非PTDM組中，男72例，女32例，原發(fā)病包括IgA腎病39例、系膜增生性腎小球腎炎25例、膜性腎病8例、局灶節(jié)段性腎小球硬化癥8例、高血壓腎病9例、狼瘡性腎炎2例、多囊腎2例、其他11例。

1.3 研究內容

收集兩組受者的臨床資料，其中包括移植術前資料如年齡、性別、體質量指數（body mass index，BMI）、低密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯、糖化白蛋白水平；移植術后資料如免疫誘導藥物、感染發(fā)生率（術后1年內）、排斥反應發(fā)生率（術后1年內）、糖皮質激素累積劑量（術后1年內）、術后他克莫司谷濃度（1、3、6、12個月），對以上可能引起PTDM的因素進行分析。

1.4 動物實驗

24只雄性C57小鼠（16周齡）均來自于濟南朋悅實驗動物繁育有限公司，所有動物的飼養(yǎng)、使用和實驗方案均提交青島大學動物實驗倫理中心實驗室并獲批準。將小鼠分為對照組（生理鹽水），他克莫司低劑量組（0.1 mg/kg）、中劑量組（0.75 mg/kg）和高劑量組（1.5 mg/kg），每組各6只，分別每日注射兩次，共兩周。記錄各組小鼠給藥前（第0日）和給藥后（第14日）的體質量，并于給藥前后分別經尾靜脈采血，以Accu-chek Sensor儀器測量記錄空腹血糖和餐后血糖。

1.5 統計學方法

采用SPSS 25.0 軟件進行統計學分析。符合正態(tài)分布的計量資料以均數±標準差表示，比較采用t檢驗；不符合正態(tài)分布的計量資料以中位數（下四分位數，上四分位數）表示，比較采用非參數秩和檢驗；計數資料以率表示，比較采用χ2檢驗。采用二元logistic回歸分析腎移植術后PTDM的獨立危險因素。對給藥前后的低劑量組、中劑量組、高劑量組組內分別進行配對樣本t檢驗,對給藥前后的低劑量組、中劑量組、高劑量組的組間空腹血糖進行單因素方差分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 腎移植術后PTDM的發(fā)生情況

123例腎移植受者術后共發(fā)生血糖升高23例，其中4例術后即發(fā)現血糖升高達到糖尿病診斷標準，隨著糖皮質激素減量、飲食控制、適當運動或服用降糖藥物已降至正常范圍，不需降糖藥物或胰島素；15例于術后即血糖升高達到糖尿病診斷標準；另外4例術后一過性血糖升高后降至正常，于隨訪過程中經OGTT診斷糖尿病。因此，腎移植術后1年內PTDM發(fā)生率為15.4%（19/123）。

兩組受者的一般臨床資料中，PTDM組受者的年齡高于非PTDM組（P＜0.05，表1），其他一般資料差異均無統計學意義（均為P＞0.05，表1）。

表1 兩組受者一般資料比較Table 1 Comparison of general data of recipients between the two groups

2.2 腎移植術后PTDM的危險因素分析

二元logistic回歸分析結果顯示，受者年齡≥48歲、移植術后3個月他克莫司谷濃度≥9 ng/mL是腎移植術后發(fā)生PTDM的危險因素，差異均有統計學意義（均為P＜0.05，表2）。

表2 腎移植術后發(fā)生PTDM的危險因素分析Table 2 Analysis of the risk factors for PTDM after kidney transplantation

2.3 動物模型中他克莫司對血糖代謝的影響分析

他克莫司對小鼠血糖代謝的影響分析如圖1所示，在對小鼠進行給藥后（第14日），對照組、低劑量組、中劑量組和高劑量組的體質量均略有下降（圖1A）。對照組小鼠給藥前、后的空腹血糖水平分別為（5.75±0.42）、（5.63±0.31）mmol/L，差異無統計學意義（P＜0.05，圖1B）。同時，低劑量組、中劑量組和高劑量組給藥后的空腹血糖水平分別為（4.98±0.35）、（5.02±0.25）、（4.77±0.33）mmol/L，低于給藥前的（6.03±0.65）、（6.08±0.47）、（5.70±0.27）mmol/L（均為P＜0.05，圖1B）。對不同分組小鼠的餐后血糖分析結果顯示，低劑量組、中劑量組和高劑量組給藥后餐后血糖水平升高（P＜0.05，圖1C），分別為（22.68±4.23）、（24.58±3.14）、（28.43±2.42）mmol/L，高于給藥前的（12.79±1.01）、（12.95±0.78）、（12.93±0.63）mmol/L（均為P＜0.05）。對給藥前后的低劑量組、中劑量組、高劑量組的組間空腹血糖進行單因素方差分析，結果顯示給藥前與給藥后組間差異均無統計學意義（P=0.611、0.750）。對給藥前后的低劑量組、中劑量組、高劑量組的組間餐后血糖進行單因素方差分析，結果顯示治療前組間差異無統計學意義（P=0.740），治療后組間差異有統計學意義（P=0.012），說明餐后血糖呈現他克莫司劑量依賴性。

圖1 他克莫司對小鼠體質量和血糖代謝的影響Figure 1 Effects of tacrolimus on body mass and blood glucose metabolism in mice

3 討 論

PTDM是實體器官移植特別是腎移植術后常見的并發(fā)癥[16-18]。既往研究中，受者年齡、體質量、糖尿病家族史等因素被認為是PTDM的獨立危險因素，但目前尚未達成專家共識。Ajabnoor等[19]的研究顯示受者年齡≥40歲與PTDM發(fā)生顯著相關，而在Rodrigo等[13]之前的一項研究中，受者年齡＞50歲與術后1年PTDM發(fā)生率密切相關。本研究中，大多數受者年齡＞40歲，二元logistic回歸分析顯示受者年齡≥48歲是PTDM發(fā)生的獨立危險因素。

應用他克莫司是腎移植受者發(fā)生PTDM的主要原因之一[20-24]。較高的他克莫司谷濃度與術后1年PTDM的高發(fā)生率相關，降低術后3個月內他克莫司谷濃度則能明顯降低PTDM的發(fā)生率[24]。值得注意的是并非所有已發(fā)表的研究都表明他克莫司顯著影響葡萄糖耐量，例如Shihab等[25]研究表明，將環(huán)孢素轉換為他克莫司可改善腎功能，且不會增加新發(fā)糖尿病或高血糖的發(fā)生率。他克莫司引起PTDM的可能機制包括兩個方面，首先是他克莫司對胰島β細胞有直接損傷作用，其形態(tài)學表現為胰島β細胞致密核心分泌顆粒的擴張、空泡化和減少；其次是胰島素合成受到抑制。他克莫司作為神經鈣調蛋白的抑制劑，它不僅能抑制鈣調神經磷酸酶發(fā)揮其免疫抑制作用，而且能特異、可逆地抑制胰島素基因的轉錄，從而減少胰島素的合成[26-28]。在我們的研究中，腎移植術后1年PTDM的發(fā)生率為15.4%，低于大多數國際研究報道的發(fā)生率[29]，這可能得益于本中心根據受者的免疫風險制定了移植后早期的最佳他克莫司谷濃度方案。他克莫司谷濃度到底多少才會影響PTDM的發(fā)生率也存在爭議。Maes等[30]發(fā)現移植術后第1個月內他克莫司谷濃度＞15 ng/mL是PTDM發(fā)生的危險因素，而Rodrigo等[13]認為當第1次他克莫司水平＞20 ng/mL時，術后1年PTDM的發(fā)生率可以明顯增加。在本研究中，腎移植術后3個月內他克莫司谷濃度持續(xù)≥9 ng/mL被證實是PTDM的獨立危險因素。既往研究報道他克莫司長期暴露后對胰島素分泌有時間依賴性抑制作用[31]，這可能是持續(xù)高的他克莫司谷濃度與PTDM發(fā)生顯著相關的合理解釋。因此，在預防急性排斥反應的情況下，腎移植受者尤其是年齡＞50歲的受者，在腎移植術后早期適當降低他克莫司的谷濃度以降低PTDM的發(fā)生率是一個值得深入研究的課題。

本研究中小鼠腹腔注射他克莫司14 d后空腹血糖出現下降，而餐后血糖顯著升高。Ling等[32]的實驗也發(fā)現他克莫司治療組的空腹血糖呈劑量相關性降低，這歸因于他克莫司顯著抑制肝臟糖異生，而不明顯影響糖原分解。需要指出的是，糖皮質激素在糖代謝紊亂中具有重要作用，其可通過幾種機制引起高血糖，例如通過誘導或加重已有的胰島素抵抗、增加肝臟糖異生以及長期通過刺激食欲和體質量增加[33-36]。本研究中有4例受者腎移植術后即出現血糖升高達糖尿病標準而一直需使用降糖藥物或胰島素控制，而此后的幾個月血糖呈下降趨勢，并于腎移植術后1年內血糖降至正常范圍，這可能受益于糖皮質激素或他克莫司的逐漸減量。經人體和動物實驗證實，他克莫司主要引起餐后血糖升高，僅使用空腹血糖進行診斷可能會低估PTDM的真實發(fā)生率，腎移植受者尤其是有糖尿病發(fā)生風險者應注意餐后血糖的監(jiān)測。

本研究存在一定局限性。首先，受樣本量小、發(fā)生率低的限制，臨床研究難以分亞組分析濃度和劑量的優(yōu)先順序，僅研究了他克莫司谷濃度而闡明其臨床價值；其次，不能完全排除糖皮質激素在臨床研究中發(fā)揮的具體作用。

綜上所述，他克莫司的應用與腎移植術后PTDM發(fā)生密切相關，受者年齡≥48歲、移植術后3個月他克莫司谷濃度≥9 ng/mL是PTDM發(fā)生的獨立危險因素。在動物模型中，他克莫司以劑量依賴性的方式影響餐后血糖水平。