Renal effects of glucagon-like peptide receptor agonists in patients with type 1 diabetes mellitus

Full Text

АГПП-1 - агонисты глюкагоноподобного пептида 1-го типа АД - артериальное давление ДН - диабетическая нефропатия МАУ - микроальбуминурия РААС - ренин-ангиотензин-альдостероновая система рГПП-1 - рецепторы глюкагоноподобного пептида 1-го типа СД - сахарный диабет СКФ - скорость клубочковой фильтрации ССП - сахароснижающие препараты HbA1c - гликированный гемоглобин KIM-1 - молекула почечного повреждения 1-го типа NGAL - нейтрофильный желатиназо-ассоцированный липокалин Сахарный диабет (СД) является глобальной медико-социальной проблемой, по темпам роста распространенности приобретающей характер неинфекционной эпидемии. Общая численность больных СД в мире за последние 10 лет увеличилась более чем в 2 раза и в 2017 г. составила 425 млн человек [1]. В Российской Федерации число пациентов с СД на начало 2017 г. достигло 4,35 млн [2], что также указывает на двукратные темпы прироста за последние годы. Наибольшую угрозу при СД представляют ассоциированные сосудистые осложнения, в том числе диабетическая нефропатия (ДН). В структуре смертности пациентов с СД в России терминальная почечная недостаточность вследствие ДН является третьей по частоте причиной смерти у пациентов с СД 1-го типа (7,1%) и седьмой - у пациентов с СД 2-го типа (1,8%) [2]. Ведущая роль в развитии и прогрессировании этого осложнения отводится гипергликемии. Патологическое действие гипергликемии реализуется посредством сложного механизма: помимо влияния на почечную гемодинамику и функцию канальцев, гипергликемия инициирует избыточное образование активных форм кислорода, конечных продуктов гликирования и повышение экспрессии их рецепторов, активацию цитокинов, профиброгенных и ростовых факторов, полиолового и гексозаминового путей, что в конечном итоге приводит к гломерулосклерозу и нарушению функции почек [3]. Таким образом, многофакторный генез ДН расширяет спектр поиска потенциальных нефропротективных агентов, позволяющих блокировать различные механизмы их повреждения, в том числе среди инновационных классов сахароснижающих препаратов (ССП). Агонисты глюкагоноподобного пептида 1-го типа (аГПП-1) являются новым классом ССП, обладающих высокой сахароснижающей активностью с низким риском гипогликемии и дополнительным благоприятным эффектом в отношении снижения массы тела. Наряду с этим в последнее время широко обсуждаются плейотропные эффекты аГПП-1, в том числе нейро-, васкуло- и нефропротективные [4]. Предпосылкой для изучения нефропротективного действия данного класса препаратов стали данные о наличии рецепторов глюкагоноподобного пептида (рГПП-1), локализованных в различных тканях организма, в том числе в эндотелии ренальных капилляров и мезангии почек [5]. Микроальбуминурия (МАУ) является главным клиническим индикатором развития и прогрессирования ДН, однако ее чувствительность и специфичность в диагностике доклинической стадии диабетического поражения почек ограниченны. Все чаще появляются данные о наличии более специфичных, чем МАУ, биомаркеров раннего поражения почек при СД [6, 7]. Пациенты с СД 1-го типа с классическим диабетическим поражением почек являются более предпочтительной моделью для изучения ДН и нефропротективных эффектов, что позволяет нивелировать неспецифическое воздействие сопутствующих факторов (артериальной гипертензии, хронических воспалительных заболеваний), наиболее часто встречающихся у пациентов с СД 2-го типа. Целью настоящего исследования было оценить влияние терапии аГПП-1 на стандартные и высокочувствительные биомаркеры поражения почек у пациентов с СД 1-го типа с нормо- и микроальбуминурией. Материалы и методы В исследование включено 27 пациентов с СД 1-го типа, находившихся на интенсифицированной терапии аналогами инсулина ультракороткого и пролонгированного действия. Пациенты разделены на две группы: группа контроля, продолжившая терапию инсулином (8 мужчин, 7 женщин) и группа аГПП-1 (6 мужчин, 6 женщин), в которой к инсулину добавлены ежедневные инъекции лираглутида 1 раз в сутки. Стартовая доза лираглутида составляла 0,6 мг/сут в течение 2 нед с последующим увеличением дозы до 1,2 мг/сут. Период терапии составил 6 мес. Основные критерии включения: уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) <10%; экскреция альбумина на уровне А1-А2 (<300 мг/л в разовой порции мочи), сохранная функция почек (скорость клубочковой фильтрации - СКФ-EPI >60 мл/мин/1,73 м2); подписанное информированное согласие. Одно из основных условий участия - стабильная доза средств, блокирующих ренин-ангиотензин-альдостероновую систему (РААС) в течение 3 мес до и на протяжении всего периода исследования, с целью исключения влияния данного фактора на уровни ренальных маркеров. Критерии исключения - стандартные для применения препаратов аГПП-1: беременность / кормление грудью / планирование беременности женщинами; нарушение функции печени с превышением уровнями аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы верхней границы нормы в 2,5 раза и более, хронический панкреатит или идиопатический острый панкреатит в анамнезе; диагностированное или пролеченное онкологическое заболевание в течение предыдущих 5 лет; семейный анамнез или наличие в индивидуальном анамнезе медуллярной карциномы щитовидной железы или синдрома множественной эндокринной неоплазии II типа. На момент включения и через 6 мес наблюдения у всех пациентов исследовались уровень гликированного гемоглобина, липидный профиль, стандартные маркеры ДН (креатинин, СКФ, альбуминурия), а также гломерулярные и тубулоинтерстициальные биомаркеры поражения почек в крови (цистатин С, нейтрофильный желатиназо-ассоцированный липокалин - NGAL, молекула почечного повреждения 1-го типа - KIM-1, остеопонтин) и в моче (коллаген IV типа, нефрин, подоцин, уромодулин, цистатин С, NGAL, KIM-1). На время исследования пациенты из группы терапии обеспечивались исследуемым препаратом аГПП-1 лираглутид (Виктоза, NovoNordisk) при ежемесячных визитах к врачу-исследователю в течение 6 мес. Исследование одобрено на заседании локального этического комитета от 13.11.2013 г. (выписка из протокола №11-13). Стандартное лабораторное обследование проводилось на базе биохимической лаборатории ФГБУ НМИЦ эндокринологии. Экскрецию альбумина с мочой, соотношение альбумин/креатинин определяли в утренней порции мочи иммунотурбодиметрическим методом с использованием стандартного набора на автоматическом анализаторе Beckman Couter по методике производителя. Анализ плазменных и мочевых биомаркеров проводился методом иммуноферментного анализа (ELISA) с использованием коммерческих тест-систем фирм: BioVendor (NGAL, цистатин С, уромодулин), USCN (KIM-1, подоцин), eBioscience (TGF-β1, VEGF-A, остеопонтин), BCM Diagnostics (коллаген IV типа), Cusabio (нефрин). Оптическая плотность образцов оценивалась при длине волны 450 нм с использованием автоматического планшетного ELISA ридера Victor2TM (Perkin Elmer, США). Вычисление концентрации осуществляли с использованием программы Workout 2.5 (Perkin Elmer, Англия). Уровни мочевых биомаркеров нормализованы по уровню креатинина. Статистическая обработка полученных результатов проводилась в пакете прикладных программ SPSS v. 9 Statistics. Использовались методы непараметрического статистического анализа: анализ таблиц сопряженности с помощью критерия хи-квадрат, непараметрический U-критерий Манна-Уитни для двух независимых выборок, в том числе для проведения посттерапевтических сравнений. Выборочные параметры представлены в виде медианы [25-го; 75-го перцентилей], n - объем анализируемой подгруппы, р - достигнутый уровень значимости. Статистически значимым считали уровень р<0,05. Взаимосвязь признаков оценивалась с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Результаты Исходные характеристики пациентов представлены в табл. 1. На момент включения в исследование все пациенты были сопоставимы по основным клиническим и лабораторным параметрам. Через 6 мес терапии уровень HbA1c, индекс массы тела, показатели артериального давления (АД) между группами не различались. В группе аГПП-1 + инсулин отмечалось достоверное снижение уровня HbA1c по сравнению с исходными данными (р=0,02), в то время как в группе инсулинотерапии уровень HbA1c в динамике не изменился (р=0,68). При проведении перекрестного межгруппового анализа статистически значимых различий по данному параметру не выявлено (p=0,322, критерий Манна-Уитни). Показатели фильтрационной функции почек (креатинин, СКФ CKD-EPI) и альбуминурия в каждой из групп и между группами до и после терапии достоверно не различались (см. табл. 1). Анализ уровня мочевых биомаркеров до и после терапии выявил следующие статистически значимые различия: снижение уровня коллагена IV типа (р=0,019) и повышение уровня уромодулина (р=0,009) в группе аГПП-1 + инсулин. Уровень экскреции нефрина после терапии достоверно снижался в группе аГПП-1 + инсулин, однако межгрупповые различия не достигали статистической значимости (р=0,052). Различий в уровне экскреции подоцина (р=0,065) и KIM-1 (р=0,157) не выявлено (табл. 2). В уровне биомаркеров плазмы крови отмечалось достоверное снижение NGAL (р=0,037), остеопонтина (р=0,008) и цистатина С (р=0,013) в группе аГПП-1 (табл. 3). При проведении рангового анализа статистически значимых корреляций между уровнем биомаркеров и показателями метаболической компенсации (гликированный гемоглобин, липиды) не получено. Обсуждение В нашем исследовании по оценке влияния терапии аГПП-1 получены достоверные различия в уровне ряда биомаркеров, которые в настоящее время рассматриваются в качестве наиболее чувствительных и ранних маркеров поражения почек [8]. Получены данные о снижении экскреции уровня коллагена - маркера гломерулосклероза, что может быть обусловлено уменьшением тканевого воспаления и экспансии мезангиальной ткани. Предполагается, что протективный эффект аГПП-1 в отношении функции почек обусловлен уменьшением оксидативного стресса и воспаления [9, 10]. Данные эффекты терапии аГПП-1 продемонстрированы в экспериментальных исследованиях, показавших снижение выработки провоспалительных цитокинов и молекул межклеточной адгезии-1 (ICAM-1) в культуре клеток мезангия, что сопровождалось улучшением клинических и морфологических эквивалентов поражения почек (выраженности гломерулярного склероза) [11-13]. Установлено, что экспрессия рГПП-1 у мышей с индуцированным СД снижается по сравнению с особями без диабета [4]. При этом ранние морфологические изменения, характерные для ДН, опосредуются дефицитом рГПП-1. Это продемонстрировано на модели СД у мышей с knockout-мутацией гена рГПП-1 (-/-рГПП). У таких животных отмечались более выраженное увеличение мезангиального матрикса и содержания фибронектина в стенке капилляров, снижение количества подоцитов и увеличение толщины базальной мембраны клубочков по сравнению с обычной линией мышей с СД [14]. В свою очередь, введение животным аГПП-1 приводило к подавлению образования активных форм кислорода в мезангиальных клетках, значимому снижению клубочковой гипертрофии и мезангиальной экспансии матрикса за счет уменьшения аккумуляции коллагена IV типа. Как известно, характерным структурным нарушением при ДН является поражение клубочков и межуточной ткани с накоплением межклеточного матрикса и формированием гломерулярного фиброза - сложного процесса, в который вовлечены многие молекулы и клетки. Однако по-прежнему дискуссионным остается вклад различных структур в последовательность патологических изменений в почках при СД. Ряд авторов предполагают, что тубулопатия предшествует поражению клубочков и является более ранним признаком диабетического поражения почек, приводя к компенсаторному увеличению тубулярной массы, размеров и массы почек [15]. Уромодулин - гликопротеин, секретирующийся в клетках петли Генле, у здоровых лиц в больших количествах выделяется с мочой. Установлено, что при гипергликемии отложение депозитов гликогена, в том числе в ткани почек, приводит к снижению экспрессии уромодулина при ДН [16]. Предполагается роль этого белка в качестве маркера повреждения дистальных канальцев, отражающего количество интактных клеток канальцев и реальную почечную массу в большей степени, чем СКФ. В нашем исследовании получены данные о повышении экскреции уромодулина в группе лираглутида, что может свидетельствовать о нефропротективном эффекте аГПП-1. Одним из главных факторов прогрессирования дегенеративных изменений в клубочках при ДН является внутриклубочковая гипертензия, ведущая к реорганизации актинового цитоскелета подоцитов, очень чувствительных к механическому растяжению [17]. Было показано, что содержание остеопонтина, ответственного за резистентность подоцитов к растяжению, повышается при СД [18]. Применение аГПП-1 в нашем исследовании сопровождалось уменьшением в моче уровня не только остеопонтина, но и нефрина - одного из ранних маркеров повреждения подоцитарного аппарата. Кроме того, применение аГПП-1 у пациентов с СД сопровождалось снижением содержания в плазме крови уровня островоспалительного энзима NGAL, а также высокочувствительного маркера клубочковой фильтрации цистатина С, что может отражать положительное влияние терапии непосредственно на функциональное состояние почек. Нефропротективные свойства терапии аГПП-1 подтверждены в крупном международном исследовании LEADER (Liraglutide Effect and Action in Diabetes: Evaluation of Cardiovascular Outcome Results), одной из конечных точек которого являлась оценка влияния аГПП-1 лираглутида на микрососудистые исходы у пациентов с СД 2-го типа. Исследование показало снижение частоты развития комбинированной точки почечных исходов: развития микроальбуминурии, удвоения уровня креатинина, терминальной почечной недостаточности или ренальной смерти в группе лираглутида (1,5 против 1,9 случая на 100 пациенто-лет наблюдения, относительный риск 0,78; 95% ДИ 0,67-0,92; р=0,003). Отсутствие значимых различий в уровне HbA1c между исследуемыми группами позволяет предполагать наличие у аГПП-1 прямого нефропротективого действия, независимого от гликемического контроля [19]. Заключение Таким образом, полученные данные о динамике уровня высокочувствительных ренальных биомаркеров свидетельствуют о нефропротективном эффекте аГПП-1 у пациентов с СД 1-го типа с нормо- и микроальбуминурией при добавлении лираглутида к инсулинотерапии, что открывает дополнительные перспективы нефропротективного действия сахароснижающей терапии. В качестве механизма нефропротекции, опосредованной ГПП-1, можно предполагать увеличение количества рГПП-1 в ткани почек, противовоспалительный и антиоксидативный эффекты. Для оценки долгосрочных эффектов, в том числе на показатели фильтрационной функции и структурные изменения ткани почек, требуется проведение дополнительных клинических исследований. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, связанных с рукописью. Работа проведена в рамках выполнения государственного задания «Взаимодействие генетических, эпигенетических, метаболических и воспалительных факторов развития и прогрессирования сосудистых осложнений сахарного диабета, в том числе после хирургически индуцированной ремиссии сахарного диабета (2017-2019)».

About the authors

O K Vikulova

Endocrinology Research Centre, Ministry of Health of the Russia

Email: olga-vikulova-1973@yandex.ru
Moscow, Russia

Z T Zuraeva

Endocrinology Research Centre, Ministry of Health of the Russia

Moscow, Russia

O V Michaleva

Endocrinology Research Centre, Ministry of Health of the Russia

Moscow, Russia

L V Nikankina

Endocrinology Research Centre, Ministry of Health of the Russia

Moscow, Russia

M Sh Shamkhalova

Endocrinology Research Centre, Ministry of Health of the Russia

Moscow, Russia

M V Shestakova

Endocrinology Research Centre, Ministry of Health of the Russia

Moscow, Russia

I I Dedov

Endocrinology Research Centre, Ministry of Health of the Russia

Moscow, Russia

References

Supplementary files