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胰高血糖素樣肽-1及相關(guān)制劑的降糖機(jī)制與應(yīng)用進(jìn)展

2011-02-09 13:27曹悅鞍
轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志 2011年4期
關(guān)鍵詞:高血糖素沙格列汀類似物

楊 璐,曹悅鞍

胰 高血糖 素樣肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)是一種腸促胰島素,具有刺激葡萄糖依賴的胰島素分泌及增加胰島素的合成,抑制胰高血糖素的分泌,減緩胃排空和抑制食物攝入等生理功能,在降低血糖的同時減輕體質(zhì)量,在促進(jìn)胰島細(xì)胞增殖和改善胰島素敏感性方面也具有重要作用。

GLP-1是由遠(yuǎn)端回腸、直腸和結(jié)腸的L細(xì)胞分泌的腸肽激素。腸腔內(nèi)的葡萄糖、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)能夠直接刺激GLP-1的釋放。其特異性受體廣泛表達(dá)于各種類型細(xì)胞上,包括胰島、胃、小腸黏膜、心、肺及大腦。GLP-1除促進(jìn)胰島素分泌和改善胰島功能外,對其他器官和組織也有影響。GLP-1能夠通過調(diào)節(jié)胰島素及胰高血糖素的分泌和食物攝入量,進(jìn)而控制血糖。但天然GLP-1在人血循環(huán)中可以被二肽基肽酶-Ⅳ(dipeptidyl peptidase-4,DPP-Ⅳ)迅速降解,導(dǎo)致GLP-1的半衰期僅2min左右,限制了其正常生理作用的發(fā)揮,其臨床應(yīng)用亦受到很大限制。經(jīng)重組或修飾的GLP-1及其類似物和DPP-Ⅳ抑制劑在保持GLP-1平衡血糖的同時,很好地解決了這一問題,大大提高了其臨床應(yīng)用前景。

1 GLP-1的降糖機(jī)制

1.1 刺激葡萄糖依賴的胰島素分泌和合成 GLP-1有葡萄糖依賴的促使胰島素分泌的作用。因這種腸促胰島素的作用具有葡萄糖濃度依賴性,既可明顯降低餐后高血糖,又可避免引起嚴(yán)重的低血糖[1]。GLP-1與胰島β細(xì)胞上特異性的受體結(jié)合后,通過葡萄糖信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[2],主要通過激活環(huán)磷酸腺苷(cAMP)途徑[3],在胰島素生物合成、基因轉(zhuǎn)錄的各個階段中起到促進(jìn)作用[4],從而刺激胰島素分泌,提高β細(xì)胞對葡萄糖的敏感性,刺激β細(xì)胞中胰島素基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯等作用。

1.2 增加β細(xì)胞數(shù)量 GLP-1的胰島β細(xì)胞保護(hù)及再生作用,對于2型糖尿病的預(yù)后具有重要意義。GLP-1能夠作為β細(xì)胞有絲分裂因子直接刺激β細(xì)胞增殖;作為一個轉(zhuǎn)錄因子刺激胰島β細(xì)胞特異性基因的激活而誘導(dǎo)β細(xì)胞再生;抑制β細(xì)胞凋亡,進(jìn)而使β細(xì)胞數(shù)量增加,增加胰島素分泌[5]。

1.3 抑制餐后胰高血糖素分泌 GLP-1能夠抑制餐后的胰高血糖素分泌,從而減少肝糖元的釋放,使餐后血糖維持正常[6]。與其他降糖藥物相比,GLP-1在一定程度上彌補(bǔ)了2型糖尿病患者餐后胰島素分泌的不足或延遲,糾正餐后高水平的胰高血糖素,從而使血糖控制更符合生理特點。

1.4 延緩胃排空及抑制食欲 GLP-1具有抑制胃排空和胃酸分泌的作用[7-8],是胃腸蠕動和胃分泌素的調(diào)節(jié)因子。2型糖尿病患者在注射固定劑量的GLP-1后,在不增加患者體內(nèi)胰島素水平的情況下,也能明顯減少進(jìn)食相關(guān)的血脂運輸過程[9]。López de Maturana等[10]研究發(fā)現(xiàn),GLP-1 通過促進(jìn)生長抑素和抑制胃泌素的釋放等機(jī)制抑制胃酸分泌,迷走神經(jīng)可能也參與調(diào)節(jié)作用。研究還證實GLP-1作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)下丘腦的飽食中樞[11],抑制食欲和食物攝入、增加飽腹感,進(jìn)而減輕體質(zhì)量,且這種作用與劑量相關(guān)[12]。

2 二肽基肽酶-Ⅳ抑制劑

DPP-Ⅳ抑制劑是一類絲氨酸蛋白酶[13],通過選擇性抑制DPP-Ⅳ活性以提高體內(nèi)GLP-1的水平,并延長其活性,促進(jìn)葡萄糖刺激的胰島素分泌,抑制胰高血糖素分泌,改善β細(xì)胞的功能[14]。常用的DPP-Ⅳ抑制劑有西他列?。╯itagliptin)、維格列汀(vildagliptin)及沙格列?。╯axagliptin)等。

2.1 西他列汀 西他列汀是一種有明顯降血糖作用的DPP-Ⅳ抑制劑,降血糖作用具有劑量依賴性,且不良發(fā)生率較低。西他列汀和二甲雙胍、吡格列酮等藥物合用,具有協(xié)同作用。Seck等[15]研究比較了二甲雙胍聯(lián)合西格列汀或格列吡嗪治療2型糖尿病的療效,觀察2年后二甲雙胍聯(lián)合西格列汀組患者的糖化血紅蛋白(HbA1c)降低了0.54%,聯(lián)合格列吡嗪組降低了0.51%。聯(lián)合西格列汀組患者的體質(zhì)量減輕,而聯(lián)合格列吡嗪組體質(zhì)量增加。

2.2 維格列汀 Scherbaum等[16]進(jìn)行一項維格列汀治療輕度血糖增高的2型糖尿病患者52周的研究,維格列汀組能顯著降低血糖水平及HbA1c,改善胰島功能,無體質(zhì)量增加及低血糖等不良反應(yīng)。

2.3 沙格列汀 沙格列汀在美國及歐洲已進(jìn)行Ⅲ期臨床研究。Rosenstock等[17]研究觀察沙格列?。诜?0mg,1/d)治療2型糖尿病患者24周的治療效果,發(fā)現(xiàn)沙格列汀與安慰劑相比,HbA1c、空腹血糖、餐后葡萄糖曲線下面積均明顯下降,不良事件發(fā)生率與安慰劑組相似,觀察無低血糖事件發(fā)生,同時沙格列汀治療未引起體質(zhì)量增加。

3 GLP-1類似物

天然GLP-1由于極短的半衰期限制了其臨床應(yīng)用。而GLP-1類似物除具有GLP-1的生理作用外,通過對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,使其可抵抗DPP-Ⅳ的降解,從而顯著延長了GLP-1的半衰期,達(dá)到了良好的治療目的。目前,已經(jīng)用于臨床或臨床試驗中的主要有艾塞那肽(exenatide)、利拉魯肽(liraglutide)和Exendin-4的超長效類似物。

3.1 艾塞那肽 Exendin-4是 GLP-1類似物,最初是從一種美洲毒蜥唾液中提取的39個氨基酸組成的短肽,與GLP-1具有53%的同源性,有極強(qiáng)的GLP-1受體激動作用,因其缺乏DPP-Ⅳ酶降解的位點,DPP-Ⅳ對Exendin-4不起作用,故半衰期較長。艾塞那肽為人工合成的Exendin-4,是首個新型的腸促胰島素激動劑,美國食品和藥品管理局已經(jīng)批準(zhǔn)于2005年4月29日正式上市。Fineman等[18]研究證實,艾塞那肽與二甲雙胍和(或)磺脲類藥物聯(lián)用,可使HbA1c明顯下降,并且能夠增加胰島β細(xì)胞功能。在安全性方面,艾塞那肽耐受性較好,主要不良反應(yīng)為胃腸道反應(yīng)(惡心、嘔吐、腹瀉),一般程度較輕,通常于治療早期出現(xiàn),隨著用藥時間的延長及逐漸加大藥物劑量能改善其耐受性。

3.2 利拉魯肽 它是一種經(jīng)酯酰化修飾的長效GLP-1類似物,在血漿中可非共價結(jié)合白蛋白,釋放緩慢,不易被DPP-Ⅳ降解,其半衰期為12h[19],僅需每日1次注射給藥即能起到良好降糖作用。Degn等[20]研究發(fā)現(xiàn),2型糖尿病患者應(yīng)用利拉魯肽治療后,空腹和餐后2h血糖顯著下降,胰島素釋放增加,12周后 HbA1c水平出現(xiàn)明顯下降(約0.8%)。

3.3 Exendin-4的超長效類似物 Exenatide LAR是經(jīng)過分子結(jié)構(gòu)修飾后給藥更為便利的一種超長效GLP-1類似物,每周1次給藥即可達(dá)到治療目的。其胃腸道不良反應(yīng)也相應(yīng)減少,目前已經(jīng)完成了Ⅱ期臨床試驗。Kim 等[21]針對Exendin-4長效注射劑的Ⅱ期臨床研究結(jié)果顯示,每周皮下注射1次Exenatide LAR,15周后HbA1c水平及空腹血糖明顯下降,但體質(zhì)量無明顯變化。

綜上所述,GLP-1及其類似物可有效地改善胰島β細(xì)胞功能,并通過多重機(jī)制作用于2型糖尿病的多個病理生理靶點而發(fā)揮治療糖尿病的作用,在降低血糖的同時,減輕體質(zhì)量并較少發(fā)生低血糖反應(yīng)。因此,GLP-1及其類似物的臨床應(yīng)用對于延緩糖尿病的發(fā)生、發(fā)展具有重要的意義。另外,由于其存在的惡心、嘔吐以及可能導(dǎo)致急性胰腺炎等不良反應(yīng),需要在臨床應(yīng)用過程中給予足夠的重視。

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