二肽基肽酶-4抑制劑與感染SARS-CoV-2糖尿病患者的相關(guān)性研究進(jìn)展

楊海珍，何鑫綜述 胡克審校

研究發(fā)現(xiàn)，合并糖尿病尤其是2型糖尿病(T2DM)是新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)患者病情加重的重要危險因素之一[1]，因此，對于不同降糖藥物在機(jī)體感染SARS-CoV-2后不同臨床結(jié)局的影響已越來越受到關(guān)注，有研究分析了二甲雙胍及鈉—葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)體2抑制劑對這些患者預(yù)后的影響、可能的利與弊等[2]。近來發(fā)現(xiàn)二肽基肽酶-4(DPP-4)在SARS-CoV-2病毒進(jìn)入體細(xì)胞內(nèi)的過程中起重要作用，而二肽基肽酶-4抑制劑(DPP-4is)廣泛應(yīng)用于T2DM的治療中，且安全性良好，因此對于DPP-4is與COVID-19預(yù)后的相關(guān)性同樣受到高度重視[3]。本文旨在介紹有關(guān)DPP-4is對COVID-19臨床結(jié)局影響的研究進(jìn)展，尤其是與T2DM患者合并COVID-19的相關(guān)性。

1 DDP-4及DDP-4is概述

1.1 DPP-4及DPP-4is對免疫的作用 DPP-4最初被稱為“T細(xì)胞抗原CD26”，是一種能與宿主細(xì)胞相結(jié)合的多功能、可溶性絲氨酸蛋白酶，已發(fā)現(xiàn)在淋巴細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及其他多種細(xì)胞有大量表達(dá)，包括肺血管內(nèi)皮細(xì)胞和肺泡上皮細(xì)胞；同時，廣泛表達(dá)于多種類型的免疫細(xì)胞，包括CD4+和CD8+T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等，并參與其功能的調(diào)節(jié)。研究表明，除具有催化活性外，DPP-4/CD26也與T細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程有關(guān)，通過與腺苷脫氨酶(ADA)、小凹蛋白-1(caveolin-1)、CD45、甘糖-6磷酸/胰島素生長因子-Ⅱ受體(M6P/IGFⅡ-R)等細(xì)胞蛋白相互作用聯(lián)合刺激參與T細(xì)胞活化，產(chǎn)生控制免疫應(yīng)答的細(xì)胞內(nèi)信號[4]。同時，研究結(jié)果也表明，CD26在與其他因素共激活T細(xì)胞的作用中，DPP-4的催化活性不是必需的[5]。DPP-4也可以可溶性形式存在于血漿和體液中[6]。研究發(fā)現(xiàn)，可溶性DPP-4可增加促炎細(xì)胞因子如IL-6、IL-8的分泌，2種細(xì)胞因子在肺損傷中發(fā)揮關(guān)鍵作用[7]。DPP-4is主要通過影響活化B細(xì)胞核因子-κ輕鏈增強(qiáng)子(NF-κB)信號通路來減輕炎性反應(yīng)程度，有研究證實，該類藥物在T2DM患者中具有快速強(qiáng)效的抗炎作用[8]。因此，DPP-4不僅在維持機(jī)體葡萄糖的穩(wěn)態(tài)中起關(guān)鍵作用，而且在炎性反應(yīng)和免疫反應(yīng)中也起重要作用?；诖?，推測DPP-4/CD26參與了多種免疫性/炎性疾病，而DPP-4is通過修飾多種免疫調(diào)節(jié)底物的生物活性而穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境或治療疾病[5]。

1.2 DPP-4及DPP-4is對炎性反應(yīng)的作用 由于DPP-4/CD26參與調(diào)節(jié)T細(xì)胞活性，曾認(rèn)為DPP-4is可能因損害細(xì)胞免疫功能而增加發(fā)生呼吸道感染的風(fēng)險[5]。然而，在臨床實踐中常規(guī)使用DPP-4is并不影響機(jī)體的固有免疫及適應(yīng)性免疫。不過有研究顯示，與其他降糖藥物使用者相比，DPP-4is使用者報道的感染數(shù)量增加，特別是上呼吸道感染病例[9]；但另一項大型前瞻性研究并沒有發(fā)現(xiàn)DPP-4is存在感染風(fēng)險增加的證據(jù)[10]。有研究表明，DPP-4is可增加鼻炎、咽炎及尿路感染的風(fēng)險，但不增加呼吸道感染的風(fēng)險[11]。在COVID-19大流行前夕發(fā)表的2項觀察性研究和對41項隨機(jī)對照性研究進(jìn)行的薈萃分析顯示，DPP-4is并不增加發(fā)生肺炎的風(fēng)險性[12]。總之，就普通細(xì)菌性肺炎的風(fēng)險性而言，常規(guī)使用DPP-4is是安全的。

在2013年，DPP-4被歐洲人類冠狀病毒伊拉斯姆斯醫(yī)學(xué)中心確定為中東呼吸綜合征(MERS)冠狀病毒的功能性受體，其基因型與SARS-CoV-2相類似。研究發(fā)現(xiàn)，DPP-4的自然突變并不利于MERS-CoV進(jìn)入宿主細(xì)胞，反之可能有助于改善MERS感染患者的病情發(fā)展[13]。為進(jìn)一步評價DPP-4與MERS臨床經(jīng)過的相關(guān)性，研究者通過免疫學(xué)方法研究了DPP-4在機(jī)體內(nèi)的分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在人體呼吸道DPP-4的免疫反應(yīng)性定位于免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肺泡細(xì)胞、胸膜間皮和淋巴管[14]。值得注意的是，在一項有關(guān)急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)小鼠模型的研究中，DPP-4is可通過抑制促炎細(xì)胞因子白介素-1b、腫瘤壞死因子-α和白介素-6，而減輕肺損傷等組織學(xué)變化，但這種來自動物實驗的發(fā)現(xiàn)尚未在人體中得到證實[15]。

2 DDP-4及DDP-4is與糖尿病的關(guān)系和作用

葡萄糖穩(wěn)態(tài)依賴于多種激素的相互作用，包括胰島素、胰高血糖素和腸促胰島素激素等。小腸內(nèi)存在營養(yǎng)物質(zhì)時，腸內(nèi)分泌細(xì)胞會釋放腸促胰島素激素，主要是胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)和葡萄糖依賴性胰島素性多肽(GIP)。這些激素以葡萄糖依賴的方式刺激胰島素分泌，同時抑制胰高血糖素分泌，從而促進(jìn)血糖調(diào)節(jié)。DDP-4廣泛表達(dá)于多種組織中，其功能雖尚未完全了解，但其在葡萄糖和胰島素代謝中有重要作用。GLP-1和GIP被循環(huán)中的DPP-4快速代謝并失活[16]，最終導(dǎo)致胰島素分泌減少。DDP-4is可快速特異性抑制DPP-4活性，從而阻斷GLP-1和GIP的分解，增加活性腸促胰島素的水平，最終使胰島素分泌增加和血糖水平降低。由于這種特性，DDP-4is被用于治療T2DM，這也是臨床上控制血糖的良好選擇，在許多國家逐漸取代磺脲類藥物[17]。這一趨勢的原因是，DDP-4is除了對餐后血糖控制有積極作用外，對T2DM患者的體質(zhì)量、血壓、餐后血脂、氧化應(yīng)激和內(nèi)皮功能也有積極作用[18]，且血糖變化幅度小，發(fā)生低血糖的風(fēng)險性低，具有良好的安全性，尤其是住院患者。

3 SARS-CoV-2對糖代謝的影響機(jī)制

COVID-19與糖尿病之間存在雙向關(guān)系。一方面，糖尿病與嚴(yán)重的COVID-19風(fēng)險增加有關(guān)；另一方面，COVID-19本身會擾亂葡萄糖穩(wěn)態(tài)，并可能發(fā)展為糖尿病[19]。長期以來病毒感染被認(rèn)為是引發(fā)糖尿病的潛在環(huán)境因素。研究表明，SARS-CoV-1與β細(xì)胞破壞和1型糖尿病的觸發(fā)有關(guān)[20]。來自德國和我國的病毒學(xué)數(shù)據(jù)揭示了SARS-CoV-2和SARS-CoV-1感染之間的重要共性，并證明SARS-CoV-2與SARS-CoV-1均通過血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)進(jìn)入宿主細(xì)胞[21]。一方面，ACE2可裂解血管緊張素Ⅱ(Ang-Ⅱ)，當(dāng)SARS-CoV-2與ACE2結(jié)合后，ACE2與病毒復(fù)合物一起被內(nèi)吞，降低了ACE2在細(xì)胞表面的表達(dá)，導(dǎo)致Ang-Ⅱ積累和局部腎素—血管緊張素系統(tǒng)(RAS)激活；另一方面，Ang-Ⅱ不僅可通過Ang-Ⅰ型受體促進(jìn)血管收縮，還可促進(jìn)炎性反應(yīng)的發(fā)生，甚至可能導(dǎo)致急性肺損傷、細(xì)胞因子風(fēng)暴。目前尚不清楚COVID-19引發(fā)的糖尿病表型是典型的1型還是2型，其糖代謝改變是短暫的還是持續(xù)的[19]。一些暴露于SARS-CoV-2的新發(fā)糖尿病患者，可能由于細(xì)胞因子風(fēng)暴及SARS-CoV-2向胰腺β細(xì)胞的趨向性而增加胰島素抵抗和胰島素分泌減少，進(jìn)而引起了血糖升高[22]。這可能由于RAS的激活和宿主對COVID-19的炎性反應(yīng)所致。

4 DDP-4及DDP-4is與SARS-CoV-2及COVID-19的關(guān)系和作用

4.1 來自生物信息學(xué)的研究發(fā)現(xiàn) 研究者利用生物信息學(xué)方法來預(yù)測人體細(xì)胞與病毒蛋白相互作用及基于晶體結(jié)構(gòu)蛋白對接的結(jié)果顯示，人類DPP-4與SARS-CoV-2的刺突受體結(jié)合區(qū)域具有高度的親和力，并據(jù)此提出假設(shè)，即SARS-CoV-2能通過DPP-4酶作為功能性受體進(jìn)入宿主細(xì)胞[23]。將SARS-CoV-2主要蛋白酶的三維結(jié)構(gòu)與包括DPP-4在內(nèi)的多種蛋白酶的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)盡管預(yù)測結(jié)果需要進(jìn)一步評估，但仍提示DPP-4is具有抗病毒作用，并可用來治療合并COVID-19的糖尿病患者。然而，另一項研究并未證明SARS-CoV-2能與DPP-4結(jié)合，而是發(fā)現(xiàn)β冠狀病毒除與公認(rèn)的ACE2結(jié)合外，還能夠通過一種未知的受體進(jìn)入人體細(xì)胞[24]。目前大部分研究認(rèn)為，相對于DPP-4，膜結(jié)合ACE2是COVID-19進(jìn)入宿主免疫細(xì)胞的主要結(jié)合位點，而COVID-19患者血液中可溶性DPP-4水平下降這一現(xiàn)象，提示ACE2和DPP-4酶在COVID-19發(fā)病過程中起著調(diào)節(jié)作用[25]。另有研究者進(jìn)一步提出假設(shè)：由于DPP-4is能靶向作用于宿主細(xì)胞與病毒的結(jié)合位點，因此使用DPP-4is或許可降低機(jī)體在暴露病毒后的COVID-19嚴(yán)重程度[3]。但對這一假設(shè)尚存在一定爭議。

4.2 DPP-4is對COVID-19作用的相關(guān)機(jī)制 具有抗炎特性的抗糖尿病藥物一直被認(rèn)為是COVID-19時期“充滿希望的藥物”，已知DPP-4is因其較強(qiáng)的抗炎作用而對心血管系統(tǒng)和腎臟功能具有保護(hù)作用[26]。對16項研究進(jìn)行的薈萃分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與安慰劑相比，DPP-4is治療可顯著降低炎性生物標(biāo)志物C反應(yīng)蛋白(CRP)的水平[27]。Solerte等[28]分析了DPP-4is對因COVID-19而住院的2型糖尿病患者的生化結(jié)果，結(jié)果提示DPP-4is治療組患者的IL-6、降鈣素原和CRP等炎性參數(shù)較基線降低。由于炎性反應(yīng)過程在COVID-19患者異常活躍，加重疾病嚴(yán)重程度，促進(jìn)SARS-CoV-2感染患者發(fā)生急性呼吸窘迫綜合征和凝血功能障礙，因此，DPP-4is可能有利于阻斷導(dǎo)致細(xì)胞因子風(fēng)暴的通路。

另一方面，由于DPP-4是一種作用范圍廣泛的多功能蛋白，不僅僅限于作為蛋白水解酶的作用，因此當(dāng)其受到抑制后對機(jī)體的影響可能也是多方面的。應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)前對于COVID-19的致病過程已有較好的了解，確定了多種危險因素和保護(hù)性因素[29]，但對DPP-4is在感染SARS-CoV-2的2型糖尿病患者臨床結(jié)局有何影響方面尚未完全闡明[3]，尚待隨機(jī)對照性研究獲得可靠結(jié)果之后，方能進(jìn)一步明確其地位。

4.3 COVID-19期間有關(guān)DPP-4is的觀察性研究 分布于人體呼吸道的DPP-4可能會促進(jìn)病毒進(jìn)入呼吸系統(tǒng)，并導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生COVID-19，促進(jìn)細(xì)胞因子風(fēng)暴和免疫病理的進(jìn)展，乃至發(fā)生ARDS。因此，至少在理論上，將DPP-4is應(yīng)用于感染SARS-CoV-2的2型糖尿病患者，可能減少進(jìn)入呼吸道的病毒及其復(fù)制量，并減輕患者在發(fā)生COVID-19后的肺部細(xì)胞因子風(fēng)暴和炎性反應(yīng)程度[30]?；谶@一假設(shè)，已經(jīng)報道了多項回顧性臨床觀察研究[28,31-32]，分析了DPP-4is對因COVID-19而住院的2型糖尿病患者臨床結(jié)局的影響，但不同的研究結(jié)果之間差異較大，患者需要入住ICU的風(fēng)險比(HR)為0.36～1.81。同樣，這些研究也分析了DPP-4is對住院患者病死率的影響，不同結(jié)果之間的異質(zhì)性也很明顯，風(fēng)險比為0.13～1.48。事實上，對于這些研究之間存在較大異質(zhì)性的原因并沒有進(jìn)行較好的解釋；而且，大多數(shù)研究并不是專門針對假設(shè)而設(shè)計的。如在法國進(jìn)行的冠狀病毒SARS-CoV-2和糖尿病終點研究即CORONADO研究[32]，接受DPP-4is治療的糖尿病患者數(shù)量很有限，因此，這也降低了研究結(jié)果的可信度，因為樣本量小的研究結(jié)果使統(tǒng)計效能下降。而另一項招募的患者數(shù)量更大、旨在專門評估DPP-4is對預(yù)后影響的病例對照性研究[28]，所獲得結(jié)果則更具有說服力。與未使用者相比較，DPP-4is使用者需要入住ICU的風(fēng)險比及發(fā)生死亡的風(fēng)險比均更低，前者HR為 0.51(95%置信區(qū)間 0.27～0.95，P=0.03)，后者HR為0.44(95%置信區(qū)間0.29～0.66，P=0.000 1)。

應(yīng)當(dāng)指出的是，現(xiàn)有的研究資料均存在較大的局限性。首先，選擇性偏倚和多種混雜因素影響了所得結(jié)果。因為現(xiàn)有的關(guān)于感染SARS-CoV-2的T2DM患者的預(yù)后大多來自回顧性觀察性研究，這種回顧性研究有其本身固有的缺陷；此外，在無隨機(jī)化的情況下，無法避免選擇性偏差；不同種類降糖藥物的適應(yīng)證和禁忌證不同也影響所得結(jié)果；而且，DPP-4is使用者與未使用者的臨床特征可能存在差異，包括年齡、腎功能、已確定的心血管疾病等，甚至這些因素帶來的影響可能獨(dú)立于DPP-4is本身帶來的影響進(jìn)而影響預(yù)后[30]。其次，患者住院期間血糖控制水平可能影響合并COVID-19的T2DM患者的預(yù)后[1]；但迄今已發(fā)表的有關(guān)DPP-4is與預(yù)后相關(guān)性的研究中，并沒有對住院期間血糖控制水平進(jìn)行分析和排除；甚至對于入院前使用的DPP-4is是否在住院期間仍然維持使用也不清楚。最后，由于這些研究本身的局限性，國外已經(jīng)有學(xué)者對此進(jìn)行了討論和點評[33]，并認(rèn)為當(dāng)前客觀的看法是使用DPP-4is僅可能在理論上降低COVID-19相關(guān)病死率，現(xiàn)有的證據(jù)并不足以證實二者之間存在因果關(guān)系；而西格列汀等DPP-4is對發(fā)生COVID-19的T2DM患者有著潛在的益處，需要得到良好設(shè)計、高質(zhì)量的前瞻、隨機(jī)、對照性研究的證實。

5 當(dāng)前臨床實踐推薦

為證實DPP-4is治療可能影響T2DM患者發(fā)生COVID-19后的病情變化這一假設(shè)，一項在意大利完成、包括3 818例重癥COVID-19患者的研究發(fā)現(xiàn)，盡管意大利不同地區(qū)使用DPP-4is存在明顯的差異，但這種差異與糖尿病患者感染COVID-19后的病死率并不相關(guān)[34]。因此，這一發(fā)現(xiàn)并不支持DPP-4is對COVID-19的發(fā)生和病情進(jìn)展可能產(chǎn)生影響。由于COVID-19是一種有著諸多未知和不確定因素的新型病毒導(dǎo)致的感染，至今對其研究的深度仍然有限，因此，專家建議對病情嚴(yán)重的COVID-19糖尿病患者應(yīng)遵循經(jīng)典的糖尿病治療策略[35]。而且，在大流行期間強(qiáng)調(diào)對COVID-19患者進(jìn)行良好控制血糖的重要性，甚至有學(xué)者提出優(yōu)化血糖控制可能減輕病情和降低感染COVID-19的風(fēng)險性[1]。此外，在一般情況下，對于有著T2DM的SARS-CoV-2無癥狀感染者或非重癥COVID-19患者，不建議預(yù)防性停用降糖藥物。另一方面，即使與胰島素聯(lián)合使用，DPP-4is也不增加發(fā)生低血糖的風(fēng)險性，而且對腎功能的影響也不大。在當(dāng)前，并沒有令人信服的證據(jù)建議輕、中度COVID-19住院患者應(yīng)停用DPP-4is，也即建議非重癥患者應(yīng)繼續(xù)使用。

6 小結(jié)

盡管近來有報道認(rèn)為，DPP-4is有益于降低COVID-19合并糖尿病患者的病死率[28]，但在總體上支持DPP-4is能夠改善暴露SARS-CoV-2的T2DM患者預(yù)后的證據(jù)仍不充足。對于DPP-4is在這些新發(fā)糖尿病患者中的有效性和安全性并未得到充分的證實。此外，DPP-4is對病情危重的COVID-19患者的治療作用可能有限，不少需要入住ICU的重癥患者無法繼續(xù)使用這類藥物，且即使有必要使用降糖藥物也應(yīng)首先采用胰島素替代治療。

總之，鑒于DPP-4參與免疫和炎性反應(yīng)等諸多生物學(xué)過程，因此有理由認(rèn)為DPP-4is可能改善感染SARS-CoV-2糖尿病患者的預(yù)后，但現(xiàn)有的研究尚不足于確切地回答DPP-4is對COVID-19糖尿病患者預(yù)后的影響。此外，除危重患者外，無證據(jù)表明COVID-19糖尿病患者需要停用DPP-4is。當(dāng)然，這些結(jié)論仍有待于前瞻、隨機(jī)、對照性研究所得結(jié)果的證實。