聚焦β细胞保护,降糖治疗着眼本质
我国成人糖尿病患病率再创新高!
面对严峻的防控形势,我们的降糖治疗应该何去何从?
的两大发病机制,其中胰岛β细胞分泌功能的损害起关键作用[4]。通常认为,胰岛β细胞功能下降是T2DM发生的前提条件,也是其发展的中心环节[5]。T2DM诊断时,β细胞功能已经丧失了一半,随后每年进行性减退[6]。其病理生理机制何在?
既往研究认为,细胞凋亡是引起T2DM患者β细胞总量减少与功能下降的主要机制[5]。而越来越多的证据表明,β细胞去分化也是导致β细胞功能下降的重要机制之一[5]。所谓胰岛β细胞去分化,是指已经分化,或者部分分化成熟的正常胰岛β细胞反向褪去成熟细胞的特征,退化成具有多分化潜能的前体细胞,或适应性的逆向分化为其他类型的细胞,进而丧失部分或全部胰岛素分泌能力[5]。2017年ADA 班廷奖获得者Accili教授开展的动物试验表明,随着血糖升高,β细胞去分化,转化为类α细胞或内分泌祖细胞,失去胰岛素分泌能力,最终导致功能性胰岛β细胞数量下降[7]。随后在T2DM患者的胰腺组织中,Accili教授发现同样存在β细胞去分化的现象[8]。综上所述,减轻β细胞负担,恢复功能性β细胞数量是T2DM管理的重要一环[9]。
在“拯救”β细胞的舞台上,二肽基肽酶-4(DPP-4)抑制剂、钠葡萄糖系统转运蛋白2(SGLT2)抑制剂等新型降糖药物也崭露头角。
,而GLP-1可能通过促进β细胞分化、增殖、抑制细胞凋亡通路来保护β细胞[10]
图1 以沙格列汀为代表的DPP-4抑制剂作用机制图
动物试验表明,在STZ建立的糖尿病小鼠模型中,相比安慰剂治疗的对照组糖尿病小鼠,沙格列汀治疗1天后小鼠β细胞数量即增加,治疗11天后β细胞数量显著增加(图2)
图2 沙格列汀增加糖尿病小鼠β细胞数量
图3
再以SGLT2抑制剂为例——达格列净可通过原有β细胞的自我复制、诱导胰岛α细胞向β细胞的转分化、促进胰腺导管来源的β细胞新生三大途径促进糖尿病小鼠β细胞再生,同时能够抑制糖尿病小鼠β细胞去分化和转分化(图4)
图4 达格列净治疗通过三条途径促进β细胞再生
对于使用达格列净治疗8周的T2DM患者,进行3小时肠促胰素输注的高糖钳夹试验,结果发现反映β细胞功能的第一时相C肽应答较治疗前显著增加,提示达格列净可通过改善糖毒性改善T2DM患者β细胞对肠促胰素的敏感性,改善β细胞功能[15]DPP-4抑制剂与SGLT2抑制剂降糖机制互补[16],二者联用可显著改善血糖且更好改善β细胞功能。一项随机、双盲、3期研究纳入二甲双胍控制不佳、糖化血红蛋白(HbA1c)在8%~12%的成人T2DM患者,在二甲双胍基础上随机给予沙格列汀5mg/d联合达格列净10mg/d (n=179)、沙格列汀5mg/d联合安慰剂(n=176)、达格列净10mg/d联合安慰剂 (n=179) 治疗24周,评估上述治疗对β细胞功能的效应。研究表明,沙格列汀、达格列净联合二甲双胍可使HbA1c平均下降1.47%,显著优于其它两组,同时使HOMA-2β较基线增加20.6%,优于沙格列汀联合安慰剂组(HOMA-2β较基线增加11.0%)和达格列净联合安慰剂(HOMA-2β较基线增加17.0%)(图5)
图5 沙格列汀、达格列净联合二甲双胍改善HOMA-2β优于其它治疗组
在T2DM疾病早期,解除高糖毒性后,胰岛β细胞去分化过程是可逆的,这提示治疗早期应更积极控制血糖,以帮助患者恢复部分β细胞功能[18]那么,对于单药治疗血糖控制不佳的T2DM患者,是上调单药剂量,还是联合不同机制的降糖药物?一项双盲、随机对照研究提示,对于二甲双胍单药控制不佳的T2DM患者,与上调二甲双胍剂量相比,联合沙格列汀能够带来更好的血糖控制,不良事件发生率也更低[19]。T2DM其实是一种合并多重缺陷的复杂性疾病,往往需要两种及以上不同作用机制的降糖药物联合治疗[20]。更重要的是,早期联合使用降糖药可及时纠正糖代谢紊乱,使HbA1c早期尽快达标,改善β细胞功能,减轻胰岛素抵抗,良好并持久地控制血糖,延缓糖尿病相关并发症的发生和发展[21]。一项多中心、随机双盲、安慰剂对照纳入640例未接受过药物治疗、平均糖尿病病程0.81年的T2DM患者,随机接受沙格列汀5mg联合安慰剂、沙格列汀5mg联合二甲双胍或二甲双胍+安慰剂治疗24周,结果提示在糖尿病早期二甲双胍联合沙格列汀较更显著降低HbA1c,且不增加低血糖风险[22]治疗,主要目标比较了三组的疗效和安全性。结果发现,沙格列汀、达格列净联合二甲双胍三联治疗显著降低HbA1c达1.5%,显著优于其它两组,而且有效减轻体重2.1kg,不增加低血糖风险(图6)效降低HbA1c体重,不增加低血糖风险
对于降糖药的联合治疗,指南是如何推荐的呢?2017版《中国2型糖尿病防治指南》指出,如单独使用二甲双胍治疗而血糖仍未达标(HbA1c≥7.0%),则可进行二联或三联治疗,加用DPP-4 抑制剂、SGLT2抑制剂等[24];2020年美国临床内分泌医师协会.5%≤ HbA1c≤9.0%时,就应该启动二联治疗,即二甲双胍联合另一种不同机制的降糖药物,治疗3个月血糖仍未达标,再联合第三种不同作用机制的降糖药物[25]。不论是T2DM的二联还是三联治疗,DPP-4抑制剂和SGLT2抑制剂均受到强烈推荐[25]
总结
我国糖尿病患病率高,达标率低,防控形势严峻。胰岛β细胞功能下降是T2DM发生发展的中心环节,β细胞去分化是重要机制,T2DM管理应聚焦β细胞保护。以沙格列汀为代表的DPP-4抑制剂可增加β细胞数量,以达格列净为代表的SGLT2抑制剂可促进β细胞再生,抑制其去分化,二者均可改善β细胞功能。二甲双胍与DPP-4抑制剂和SGLT2抑制剂的二联或三联治疗,作用机制互补,有助于血糖控制,有效改善β细胞功能,实现更好的T2DM患者管理。
1. Li Y, Teng D, Shi X, et al. BMJ. 2020 Apr 28;369:m997. doi: 10.1136/bmj.m997.
2. Yang W, Lu J, Weng J, et al. Prevalence of diabetes among men and women in China. N Engl J Med, 2010, 362:1090-101.
3. 杨兆军, 杨文英. 专家专题报告4:解析β细胞功能下降的影响因素. 中华内分泌代谢杂志, 2010.
4. 王斌. 从胰岛β细胞"去分化"看胰岛素治疗地位变更. 药品评价, 2018, 015(009):9-12.
5. Holman RR. Assessing the potential for alpha-glucosidase inhibitors in prediabetic states. Diabetes Res Clin Pract, 1998, 40 Suppl:S21-S25.
6. Talchai C, Xuan S, Lin HV, Sussel L, Accili D. Pancreatic β cell dedifferentiation as a mechanism of diabetic β cell failure. Cell, 2012, 150(6):1223-1234.
7. Cinti F, Bouchi R, Kim-Muller JY, et al. Evidence of β-Cell Dedifferentiation in Human Type 2 Diabetes. J Clin Endocrinol Metab, 2016, 101(3): 1044-1054.
8. Saisho Y. An emerging new concept for the management of type 2 diabetes with a paradigm shift from the glucose-centric to beta cell-centric concept of diabetes - an Asian perspective. Expert Opin Pharmacother, 2020, 21(13):1565-1578.
9. 翁建平. 基于胰高血糖素样肽1降糖药物的临床应用共识. 中华糖尿病杂志, 2014, 6(1):14-20.
10. Poucher SM, Cheetham S, Francis J, Zinker B, Kirby M, Vickers SP. Effects of saxagliptin and sitagliptin on glycaemic control and pancreatic β-cell mass in a streptozotocin-induced mouse model of type 2 diabetes. Diabetes Obes Metab, 2012, 14(10):918-926.
11. Zhang Y, Chi J, Wang W, et al. Different effects of two dipeptidyl peptidase-4 inhibitors and glimepiride on β-cell function in a newly designed two-step hyperglycemic clamp. J Diabetes, 2015, 7(2):213-221.
12. Pan CY, Yang W, Tou C, Gause-Nilsson I, Zhao J. Efficacy and safety of saxagliptin in drug-naïve Asian patients with type 2 diabetes mellitus: a randomized controlled trial. Diabetes Metab Res Rev, 2012, 28(3):268-275.
13. Wei R, Cui X, Feng J, et al. Dapagliflozin promotes beta cell regeneration by inducing pancreatic endocrine cell phenotype conversion in type 2 diabetic mice. Metabolism, 2020, 111:154324.
14. Ahn C H , Oh T J , Kwak S H , et al. Sodium-Glucose Cotransporter-2 Inhibition Improves Incretin Sensitivity of Pancreatic -cells in Patients with Type 2 Diabetes. Diabetes, Obesity and Metabolism, 2017, 20(2).
15. Forst T , Alghdban M , Fischer A , et al. Sequential Treatment Escalation with Dapagliflozin and Saxagliptin Improves Beta Cell Function in Type 2 Diabetic Patients on Previous Metformin Treatment: An Exploratory Mechanistic Study. Hormone & Metabolic Research, 2018, 50(05):403-407.
16. Ekholm E, Hansen L, Johnsson E, et al. COMBINED TREATMENT WITH SAXAGLIPTIN PLUS DAPAGLIFLOZIN REDUCES INSULIN LEVELS BY INCREASED INSULIN CLEARANCE AND IMPROVES β-CELL FUNCTION. Endocr Pract, 2017, 23(3):258-265.
17. 谭明红, 魏平. 2型糖尿病的胰岛β细胞衰竭新机制——胰岛β细胞去分化. 中国糖尿病杂志, 2017, 25(001):88-90.
18. Neutel JM, Zhao C, Karyekar CS. Adding Saxagliptin to Metformin Extended Release (XR) or Uptitration of Metformin XR: Efficacy on Daily Glucose Measures. Diabetes Ther, 2013, 4(2):269-283.
19. Scheen AJ. DPP-4 inhibitor plus SGLT-2 inhibitor as combination therapy for type 2 diabetes: from rationale to clinical aspects. Expert Opin Drug Metab Toxicol, 2016, 12(12):1407-1417.
20. 梁蝶霏, 李焱. 糖尿病治疗之困:单药足量还是早期联合?. 药品评价, 2016, 13(021):18-21.
21. Dou J, Ma J, Liu J, et al. Efficacy and safety of saxagliptin in combination with metformin as initial therapy in Chinese patients with type 2 diabetes: Results from the START study, a multicentre, randomized, double-blind, active-controlled, phase 3 trial. Diabetes Obes Metab, 2018, 20(3):590-598.
22. Rosenstock J, Hansen L, Zee P, et al. Dual add-on therapy in type 2 diabetes poorly controlled with metformin monotherapy: a randomized double-blind trial of saxagliptin plus dapagliflozin addition versus single addition of saxagliptin or dapagliflozin to metformin. Diabetes Care, 2015, 38(3):376-383.
23. 贾伟平等. 中国2型糖尿病防治指南(2017版). 中华糖尿病杂志, 2018, 10(1): 4-67.
24. Garber AJ, Handelsman Y, Grunberger G, et al. CONSENSUS STATEMENT BY THE AMERICAN ASSOCIATION OF CLINICAL ENDOCRINOLOGISTS AND AMERICAN COLLEGE OF ENDOCRINOLOGY ON THE COMPREHENSIVE TYPE 2 DIABETES MANAGEMENT ALGORITHM - 2020 EXECUTIVE SUMMARY. Endocr Pract, 2020, 26(1):107-139.