2008年9月7-11日,第44届欧洲糖尿病研究学会(EASD)年会在意大利罗马召开,各国专家共同探讨糖尿病的发病机制、降糖方案及新靶点药物前景。英国伯明翰大学的Barnett教授及意大利比萨大学的Marchetti教授回顾了2型糖尿病的两大主要致病机制——β细胞功能缺陷与胰岛素抵抗,并介绍了降糖药物的发展史。其中,胰高血糖素样肽-1(GLP-1)类似物作为改善β细胞功能的新药,受到高度关注。
GLP-1的发现与生理作用:上世纪60年代,McIntyre和Elrick发现口服葡萄糖对胰岛素分泌的促进作用高于静脉注射,称为“肠促胰素效应”。Perley等证实该效应贡献了进食后胰岛素总量的50%以上。1986年,Nauck等发现2型糖尿病患者肠促胰素作用减退,提示其异常可能是发病机制之一。肠促胰素是肠源性激素,在进食后促进胰岛素分泌,具有葡萄糖浓度依赖性降糖作用,主要由GLP-1和糖依赖性胰岛素释放肽(GIP)组成,其中GLP-1作用更为关键。GLP-1由胰高血糖素原基因表达,在肠黏膜L细胞中经前激素转换酶(PC1)剪切生成,有GLP-1(7-37)和GLP-1(7-36)酰胺两种活性形式,后者占循环活性的约80%。
GLP-1的降糖机制:GLP-1以葡萄糖浓度依赖性方式促进胰岛β细胞分泌胰岛素,抑制α细胞分泌胰高血糖素,从而降低血糖。2型糖尿病患者餐后GLP-1浓度升高幅度减小,但其促胰岛素分泌作用未明显受损,因此GLP-1及其类似物成为重要治疗靶点。GLP-1通过以下途径发挥降糖作用:保护β细胞:促进胰岛素基因转录、合成和分泌,刺激β细胞增殖和分化,抑制凋亡,增加β细胞数量;同时抑制胰高血糖素释放,并促进生长抑素分泌,进一步抑制胰高血糖素。葡萄糖浓度依赖性降糖:仅在血糖升高时发挥作用,血糖正常时不会进一步降低,从而避免低血糖风险。Nauck等研究显示,输注GLP-1可使空腹高血糖患者血糖4小时后恢复正常,且持续输注不会导致低血糖。减轻体重:Zander等研究显示,GLP-1治疗6周后患者体重平均减轻1.9 kg,机制包括抑制胃肠蠕动、延缓胃排空、抑制食欲及作用于中枢神经系统产生饱胀感。此外,GLP-1还具有降脂、降压、心血管保护及神经保护作用。
临床挑战与未来方向:天然GLP-1易被二肽基肽酶Ⅳ(DPP-Ⅳ)降解,半衰期不足2分钟,需持续静脉或皮下注射。解决方案包括开发GLP-1类似物(如利拉鲁肽、司美格鲁肽)以抵抗降解,以及开发DPP-Ⅳ抑制剂(如西格列汀)以延长内源性GLP-1作用。随着研究深入,更多新靶点药物将问世,造福糖尿病患者。
参考文献:
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