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【综述】盐皮质激素受体拮抗剂非奈利酮在2型糖尿病肾病中的作用:从分子结构到心肾保护作用机制

          2024-12-26   浏览:116

2型糖尿病合并慢性肾脏疾病(chronic kidney disease, CKD)、心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)会导致疾病预后进一步恶化,严重增加社会负担。随着治疗理念的革新,对于2型糖尿病的全程综合管理提倡侧重选择具有心肾保护作用的药物,以改善合并心肾并发症的2型糖尿病患者的预后 [ 1 ]

盐皮质激素受体(mineralocorticoid receptor, MR)过度激活介导的促炎、促纤维化作用与糖尿病肾病的发生与进展密切相关,也是2型糖尿病相关CVDCKD治疗的重要靶点 [ 2 ]。非奈利酮是新一代高选择性、高亲和力非甾体类盐皮质激素受体拮抗剂(mineralocorticoid receptor antagonist, MRA),可特异性抑制MR的过度激活,发挥抗炎、抗纤维化作用,降低蛋白尿及心血管-肾脏复合终点风险,改善糖尿病肾病的进展和疾病预后 [ 3 ]。与第一、第二代MRAs相比,非奈利酮具有特殊的化学结构和药代动力学特点,因此,发生电解质紊乱、类性激素样作用等不良反应的风险降低 [ 4 ]。本文探讨非奈利酮拮抗MR带来心肾获益作用的分子机制及新近临床研究进展,为临床应用提供参考。

一、MRMRA的结构与生理作用

MR属于类固醇激素受体核受体超家族的一员,人类的MR由位于4号染色体q31.23NR3C2基因编码 [ 5 ]MR3个主要功能域构成,包括N端结构域(N-terminal domain, NTD)DNA结合域(DNA binding domain, DBD)C端配体结合域(ligand binding domain, LBD)NTD位于氨基端,具有抗原性,是调控MR作用特异性的关键部位;DBD位于MR蛋白中部,结合特异目标DNA序列和激素反应元件,在脊椎动物中高度保守;LBD位于羧基端,与特异性配体(激素)结合,参与MR向细胞核的转运 [ 6 ]

MR在机体内广泛分布,主要分布在心血管系统及肾脏中,在皮肤、肺、肝脏、脂肪组织、骨骼肌、唾液腺、卵巢、睾丸、胎盘也有表达 [ 7 ]MR最主要的生理性配体为醛固酮,二者结合后形成醛固酮-MR复合物,对心肌纤维化、氧化应激及心肾血管硬化的发展产生影响。在肾脏,醛固酮-MR复合物与糖皮质激素反应元件(glucocorticoid response element, GRE)结合,激活肾小管上皮细胞钠通道和基底膜上的Na +,-ATP酶,并上调Na-Cl共转运体(sodium-chloride cotransporter, NCC)活性促进氢、钾离子的排出与钠、氯离子的重吸收,在维持电解质平衡方面发挥重要作用 [ 8 , 9 ]

第三代非甾体MRA非奈利酮是基于二氢吡啶结构(dihydropyridines, DHP)的萘啶类衍生物,通过大量范德华力和氢键与MR结合,与第一代甾体类MRA螺内酯、第二代MRA依普利酮相比,具有更强大的亲和力和拮抗作用,可完全拮抗醛固酮-MR受体复合物引起的转录因子聚集,抑制下游促炎因子、促纤维化因子的表达,且无活性代谢产物。非奈利酮在分子结构上具有创新性 [ 10 ],其通过侧链结构促使MR构象改变,导致MR受体C末端激活功能域突出,影响共调节因子的募集和与MR结合的稳定性。非奈利酮与螺内酯均通过影响转录过程发挥作用,螺内酯在抑制醛固酮与受体结合的同时,还会发挥部分激动剂的作用,但非奈利酮与启动子结合之后发挥反向激动剂作用,即使在没有醛固酮的情况下,也可以减少转录辅助因子(src-1)的激活,抑制转录过程 [ 11 ]

二、MR过度激活对心血管及肾脏的病理作用机制

MR过度激活可以促进活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)产生、引起内皮功能紊乱、介导炎症和纤维化的过程,多种炎症因子包括白细胞介素(interleukin, IL)-6IL-1β、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)-α、环氧化酶-2(COX-2)、细胞趋化因子(CC-chemokine ligand, CCL2)等表达增加,促进炎性细胞(如巨噬细胞、T细胞等)的分化和浸润,在巨噬细胞中增加Jun-Fos表达,激活MAPK-JNK通路;在T淋巴细胞中MR过度激活增加促炎性的T辅助细胞Th17,减少Treg细胞数目,介导组织损伤和ROS产生,激活核苷酸结合寡聚结构域样(NOD)NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体,共同促进慢性炎症和纤维化,加速疾病进展和靶器官损伤 [ 12 ],最终导致心肌肥大、心室重构等心脏病变,肾小球肥大、硬化等肾脏损伤,以及血管内皮功能障碍、血管平滑肌细胞增殖等血管损伤[ 13 ]

1MR过度激活对心血管系统的影响:

2型糖尿病合并CVD的心血管进程中,MR过度激活通过以下机制发挥重要作用:(1)增加NADPH氧化酶活性以诱发系列氧化应激反应,介导炎症和纤维化过程,导致心肌肥厚、心室重构、心肌缺血的发生和发展 [ 14 ](2)肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS)激活和高醛固酮水平进一步促进MR过度激活,同时水钠潴留、钠负荷过重,加重心肌细胞和血管平滑肌的炎症浸润、纤维化和重塑 [ 15 ](3)通过血管内皮生长因子受体1(vascular endothelial growth factor receptor 1, VEGFR1)通路介导血管平滑肌细胞增殖、血管僵硬度增加,减少一氧化氮(nitricoxide, NO)生成,加重血管内皮功能障碍和异常的血管收缩 [ 16 ](4)在心肌细胞中通过影响基因转录,促进心肌细胞肥大和增殖。动物实验证实T细胞MR基因敲除的小鼠可减轻心脏肥大程度 [ 8 ]

2MR过度激活对肾脏的影响:

病理情况下,例如醛固酮增加、高盐负荷、ROS生成增加等,导致MR过度激活,诱导促炎型巨噬细胞M1亚型产生 [ 9 ]。在2型糖尿病合并CKD患者中存在肾脏MR过度激活,机体发生免疫介导的促炎、促纤维化作用,肾小球代偿性增生、硬化、肾纤维化,肾血流减少,诱发肾损伤和肾功能丧失等,是CKD风险增加的关键因素 [ 17 ]MR过度激活可直接通过MR-Rac1通路导致肾脏损伤或盐敏感性高血压,引起肾小球高压、高滤过,增加肾脏负担 [ 18 ]。在动物实验中,敲除编码MRNR3C2基因后可以减少巨噬细胞分化、减少促纤维化相关基因的表达,改善肾脏的局部炎症环境和纤维化 [ 8 ],证实MR过度激活对肾脏的损伤作用。

三、非奈利酮心肾保护作用的分子机制

1.心血管:

有研究认为血管炎症反应是钠负荷大鼠模型中醛固酮诱导的心肌损伤的病理生理基础,冠状动脉炎性病变的特征是单核细胞和巨噬细胞浸润、COX-2升高、单核细胞趋化因子-1(MCP-1)和骨桥蛋白(OPN)mRNA表达增加 [ 19 , 20 ]。非奈利酮可以减少内皮细胞凋亡,抑制平滑肌细胞增殖,减少受损血管新生内膜的形成并降低血管损伤后的白细胞募集和炎症反应,恢复血管完整性,防止不良的血管重塑 [ 21 ]MRA阻断MR信号转导,减少小鼠心肌细胞氧化应激,抑制炎症反应和纤维化过程,减少巨噬细胞浸润程度 [ 22 ]。在慢性心力衰竭的大鼠模型中,非奈利酮较依普利酮能更有效地减轻心脏肥大,改善左心室的收缩与舒张功能,降低循环血中氨基末端脑利钠肽前体(amino-terminal pro-B-type natriuretic peptide, NT-ProBNP)水平,且减少蛋白尿,而高钾血症的发生率更低 [ 23 ]

2.肾脏:

CKD小鼠模型中,非奈利酮可以降低炎症因子水平,减少肾周巨噬细胞浸润 [ 24 ],减少蛋白尿及肾小管间质纤维化,并呈现剂量依赖性地减少成纤维细胞积累与胶原沉积,且抗纤维化过程独立于血压和血流动力学 [ 25 ]。在Munich-Wistar-Fromter(MWF)CKD大鼠模型中,非奈利酮给药后MWF大鼠蛋白尿水平下降40%,非奈利酮通过上调PI3K/Akt通路和血管内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS),增加NO活性,使MWF大鼠主动脉环收缩减少。此外在非奈利酮治疗组MWF大鼠中,主动脉环和肾脏中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)水平和活性显著增加,证实非奈利酮通过SOD活性上调引起的NO生物利用度增高和降低超氧化物阴离子水平来改善内皮功能障碍 [ 26 ]MRA减轻肾小球肾炎模型小鼠的肾小球损伤,在DKD小鼠模型中,非奈利酮明显降低蛋白尿水平 [ 18 ]。与依普利酮相比,非奈利酮治疗组大鼠的肾脏肥大、蛋白尿和肾脏促炎/促纤维化基因(PAI-1MCP-1OPNMMP-2)表达水平下降。此外,非奈利酮还可预防缺血再灌注诱导的肾小管损伤,提高终末器官保护功能 [ 23 ]

四、非奈利酮改善2型糖尿病合并CKD患者结局的临床研究及新进展

FIGARO-DKDFIDELIO-DKD研究是非奈利酮在2型糖尿病合并CKD患者中开展的多中心大型Ⅲ期临床研究,以心血管、肾脏复合终点为主要研究终点。FIGARO-DKD研究表明非奈利酮显著降低肾脏复合终点事件[发生肾衰竭、估算的肾小球滤过率(eGFR)较基线持续下降≥57%或因肾脏疾病死亡]23%FIDELIO-DKD研究结果表明,非奈利酮较安慰剂显著降低肾脏复合终点事件风险达18%,且显著降低心血管复合终点事件(心血管死亡、非致死性心肌梗死、非致死性卒中或因心力衰竭住院),减少新发心力衰竭的风险并改善心衰结局 [ 3 , 27 ],均提示非奈利酮在RAAS抑制剂(RAASi)治疗基础上,仍可进一步显著降低蛋白尿,降低肾脏及心血管复合终点风险。FIDELITY研究是一项基于FIDELIO-DKDFIGARO-DKD研究预先设定的 meta分析,结果显示非奈利酮较安慰剂可显著降低尿白蛋白/肌酐(UACR)32%,显著降低主要结局事件(肾脏衰竭,eGFR下降≥40%或因肾脏疾病死亡)的发生率,并降低合并动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)病史患者的心血管死亡或心力衰竭住院复合事件风险,而不良事件发生率与安慰剂相当 [ 28 , 29 ]

FINEARTS-HF(NCT04435626)是一项多中心随机对照试验(RCT)研究,纳入人群是左心室射血分数(LVEF)40%的患者,中国是纳入患者数量最多的国家。该研究探索非甾体类MRA在射血分数中间值的心力衰竭(HFmrEF)/射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)(LVEF40%)患者中的疗效与安全性 [ 30 ]。在既往发表的Ⅱ期临床研究(ARTSARTS-HF,纳入人群LVEF40%)和Ⅲ期临床研究[FIGAROFIDELIOFIDELITY,纳入人群中包括无症状或纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级Ⅰ级的患者]中,均显示非奈利酮在心力衰竭治疗领域中的巨大潜力,FINEARTS-HF研究有望为HFpEF患者带来新的希望和选择。在ARTS-HF研究中,与依普利酮相比,非奈利酮心血管终点事件(全因死亡、心血管疾病因素住院、心衰恶化住院)发生率更低 [ 31 , 32 ]。此外,FIND-CKD研究(NCT05047263)是一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照的Ⅲ期临床研究,探讨非奈利酮治疗非糖尿病慢性肾病(包括高血压肾病、慢性肾小球肾炎等)的疗效和安全性 [ 33 ]。目前,针对非奈利酮上市后研究在国际上及国内已有多个中心正在开展,例如FINE-REAL研究(NCT05348733)、国内研究(NCT06301622),旨在探讨真实世界中接受非奈利酮治疗的患者特征以及安全性,中期研究结果提示其在真实世界的临床实践中具有良好的临床适用性和耐受性 [ 34 ],今后将为临床应用带来更多循证证据。

非奈利酮除了具有心肾保护作用外,在心房颤动、原发性醛固酮增多症(primary aldosteronism, PA)、肺动脉高压、糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy, DR)等疾病中,也表现出治疗潜力。

FIDELIO-DKD研究中,以新发心房颤动或心房扑动(atrial fibrillation or flutter, AFF)作为终点事件进行分析,非奈利酮显著降低了2型糖尿病合并CKD人群新发AFF的风险 [ 35 ]PA目前的一线药物仍是螺内酯 [ 36 ],非奈利酮与螺内酯同属MRA,在PA治疗中仍需要更多的临床证据支持。此外,动物实验提示MR在特发性肺动脉高压小鼠中过表达,引起肺小动脉重塑、右心室肥厚,用非奈利酮干预后可以在一定程度上逆转病情,减少炎性细胞浸润与血管平滑肌细胞的增殖,为非奈利酮在特发性肺动脉高压中潜在的治疗作用提供思考 [ 37 ]

基于MR的广泛表达,在小鼠脂肪组织中观察到MRA可以通过减少ROS的产生、抑制炎症过程、降低诱导细胞因子的产生来改善肥胖相关胰岛素抵抗,改善脂肪细胞的功能障碍 [ 38 ]。非奈利酮治疗后的糖尿病小鼠糖耐量明显改善,其肩胛棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT)可以通过促进AMP依赖的蛋白激酶的激活,刺激三酰甘油脂肪酶的活性增加,进一步增加产热基因解偶联蛋白-1(UCP-1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(PCG1α)等表达上调 [ 39 ],提示非奈利酮可能参与脂肪组织的能量代谢过程。

局部MR拮抗作用可能是治疗DR的新选择。Goto-Kakizaki(GK)大鼠是12型糖尿病模型大鼠,MRA可以通过上调编码血管通透性相关的基因(Hey1VldlrPtenSlc7a1Tjp1Dlg1Sesn2),降低GK大鼠DR的炎症、血管渗出和水肿等,还可以促使胶质细胞中离子和水通道的分布正常化 [ 26 ]。非奈利酮可以降低促炎介质血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、细胞间黏附因子-1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)IL-1β的表达,减少新生血管的形成、血管渗漏,增加视网膜中具有抗炎作用的调节T细胞的数量 [ 40 ]ReFineDR/DeFineDR临床试验研究结果显示非奈利酮可以延缓非增殖性糖尿病视网膜病变(non-proliferative diabetic retinopathy, NPDR)的临床进展,并且具有降低威胁视力事件的趋势,非奈利酮治疗后需要眼科干预的风险显著降低 [ 41 ],以上研究结果表示,非奈利酮有望为DR患者提供"--"三方位保护。

第一、第二代甾体类MRA具有降压作用,而非奈利酮对血压影响较小。非奈利酮发挥心肾保护作用的机制主要是抗炎、抗纤维化,而非依赖于血流动力学 [ 25 ]。动物研究发现脑组织中合成的醛固酮在血压调节和钠负荷诱导的高血压进展方面十分重要,甾体类MRA可以透过血脑屏障与脑组织中MR结合发挥降压作用,而非奈利酮不能进入脑组织 [ 42 ]。另外,MR作为1种压力调节剂,在边缘回路中大量表达,尤其是海马体。MR功能相对较低的个体对抑郁症易感性更高,慢性应激和抑郁状态可以下调MR。妊娠期抑郁症与胎盘组织中NR3C2(编码MR的基因)CpG_24位点DNA甲基化降低有关,抑制了MR对醛固酮的反应性,均提示MR为缓解抑郁及认知障碍提供了潜在治疗靶点 [ 43 , 44 ]

五、非奈利酮的安全性

在安全性方面,第三代非甾体MRA与第一、第二代甾体类MRA相比安全性更高 [ 10 ]。螺内酯、依普利酮、非奈利酮与心脏、肾脏的分布比例分别为161311,而且非奈利酮对雄激素和孕激素受体亲和力更低,半衰期短,因此性激素相关不良反应的风险更低,更有利于患者的长期维持治疗 [ 45 ]

第一代甾体类MRA螺内酯虽在临床上广泛应用,但其高钾血症风险,特别是在慢性肾功能不全患者中的高血钾风险不容忽视。ARTS研究中,非奈利酮与螺内酯相比,降低BNP/NT-ProBNP的疗效相当,但高钾血症发生率更低 [ 4 ]FIDELIO-DKD对非奈利酮的高钾血症风险做出了详细分析 [ 45 ],随访期间非奈利酮组有21.4%患者出现轻度高钾血症(>5.5 mmol/L),安慰剂组为9.2%2组出现中度高钾血症(>6.0 mmol/L)的比例分别为4.5%1.4%。出现高钾血症的独立危险因素包括基线血钾水平、eGFR下降、高UACR、年龄、女性、联用β受体阻滞剂等 [ 45 ]。研究还证明,基线联合应用RAASi不会增加高钾血症的风险,但治疗时仍需考虑个体差异,密切监测血钾水平 [ 45 ]。此外,临床上常见与钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂(SGLT-2i)降糖药物联合,由于SGLT-2i排钠作用对RAAS反馈性激活,从而间接促进尿钾排泄 [ 10 ],在药物作用机制上非奈利酮与SGLT-2i联用可能减少发生高钾血症的风险,然而尚需要更多临床循证证据支持。

此外,FIDELIO-DKD研究观察到在应用非奈利酮早期出现一过性eGFR下降,在第4个月时较安慰剂组差异最大,随后eGFR变化曲线斜率放缓,最终表现为长期延缓eGFR下降作用,且这一变化曲线与血钾波动平行,与安慰剂组相比,非奈利酮组在4个月时平均血钾上升0.23 mmol/L,随后血钾波动逐渐趋于稳定 [ 45 ]。非奈利酮应用早期eGFR下降的机制尚不明确,推测机制可能涉及肾脏的球管平衡和管球反馈。入球小动脉与出球小动脉对MR过度激活的敏感性不同,由此导致的肾小球囊内压改变亦不相同,引起短期内泌钾减少和eGFR一过性下降。但从远期来看,非奈利酮具有抗炎、抗纤维化作用,对肾脏发挥保护作用。临床医生在应用非奈利酮时,仍要密切监测血钾和肌酐的变化,尤其是在初次或早期应用时。

六、非奈利酮与其他心肾获益药物的联合应用

近年来2型糖尿病肾病的治疗药物研究不断进展,RAASiSGLT2i、胰升糖素样肽受体激动剂(glucagon-like peptide-1 receptor agonist, GLP-1RA)等具有心肾获益证据的药物在临床得到广泛应用,非奈利酮与上述药物联合应用的临床效果备受关注。 Meta分析表明,MRA与血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)/血管紧张素受体拮抗剂(ARB)联用能进一步降低尿白蛋白排泄率、UACR,联用非奈利酮时高钾血症发生率显著低于联用第一、第二代MRA [ 46 ]。非奈利酮联合应用SGLT-2iGLP-1RA可以观察到UACR降低获益更明显,心血管事件发生风险更低 [ 47 ]CONFIDENCE试验(NCT05254002)结果将证明非奈利酮单用和联用恩格列净对UACR降低程度的影响及药物安全性与耐受性的区别 [ 48 ]。在大鼠实验中,非奈利酮和恩格列净联合应用可有效降低高血压合并蛋白尿小鼠的死亡率,减少蛋白尿、收缩压、血肌酐、血尿酸水平,对心肌纤维化具有剂量依赖性保护作用,肾小管损伤标志物肾损伤分子-1(kidney injury molecular-1, KIM-1)、组织金属蛋白酶抑制因子-1(tissue inhibitor of metalloproteinases-1, TIMP-1)表达显著降低 [ 49 ]。在FIDELIO-DKD试验中,联合应用GLP-1RA亚组分析显示UACR降低更明显(联用时降低37%,单用非奈利酮为31%) [ 28 ]。综上,非奈利酮联合ACEI/ARBSGLT-2iGLP-1RA在心肾疾病中具有双重保护作用,而相互作用的分子机制有待进一步探究。

七、展望

2型糖尿病、CVDCKD三种疾病之间存在密切的相互作用,在高糖-脂毒性、胰岛素抵抗、RAAS过度激活、内质网应激、线粒体功能障碍和能量代谢障碍、氧化应激和慢性炎症等共同的病理机制作用下相互加剧。因此202312月,美国心脏学会(American Heart Association, AHA)首次提出"心血管-肾脏-代谢综合征(cardiovascular-kidney-metabolic syndrome, CKM)"的全新概念 [ 50 ],在治疗方案选择上更加侧重综合管理和心肾结局获益。在这一过程中,RAASMR的激活发挥重要作用,同时也是新药物研发的潜在靶点。目前,直接肾素抑制剂类药物已在部分国家地区上市,除降压作用外,糖尿病肾病适应证正在我国开展Ⅱ期临床试验(SPH3127)。内皮素受体拮抗剂(zibotentan)可有效降低CKD患者的蛋白尿 [ 51 ],为该领域的治疗提供新选择,其与MRA的联合应用前景有待进一步探索。

八、小结

非奈利酮是为2型糖尿病合并CKDCVD的患者提供心肾双重获益的第三代高选择性非甾体类MRA,通过抑制氧化应激、阻断炎症及纤维化过程等多种通路发挥作用,非奈利酮基于DHP母体和特殊侧链的分子结构,使其发挥更强大的MR拮抗作用,同时高钾血症、性激素相关不良反应发生率低,具有良好的疗效性与安全性,更有益于2型糖尿病合并CKDCVD的患者启动并维持治疗,实现心肾获益。

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