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「神药」二甲双胍不神了?王福俤等人发现,诱发急性肾损伤,具有肾毒性

 医诺维 2023-10-19 发布于上海

二甲双胍,是治疗2型糖尿病的首选和全程药物,也是单药治疗和联合治疗的首选药物,受众群体广泛,一度被患者称为“降糖神药”。在我国也已经有20多年的临床应用经验,是目前全球应用最广泛的口服降糖药之一。

近年来,许多研究显示,二甲双胍除了具有降血糖作用外,在临床前模型中一再被证明可以抗衰老,并与较低的死亡率有关,因此二甲双胍也被人们称为「神药」。

衰老是最常见的人类慢性疾病发展的最大危险因素,然而,在衰老过程中,肾功能逐渐衰退。全球超过10%的成年人患有肾脏疾病,其中,急性肾损伤(AKI)是肾功能障碍的最常见原因,与危重患者的高发病率和死亡率相关。目前,尚不清楚二甲双胍是否以及如何保护肾脏。

2023年10月17日,浙江大学医学院王福俤闵军霞等人在 Nature 旗下期刊" Cell Discovery "上发表了一篇题为" Metformin potentiates nephrotoxicity by promoting NETosis in response to renal ferroptosis "的研究文章。

该研究显示,使低剂量的二甲双胍,也会诱发小鼠急性肾损伤,具有肾毒性,增加死亡风险,急性肾损伤后使用二甲双胍,会发生肾实质细胞的死亡和中性粒细胞的扩增,进一步发现肾实质细胞死亡是由铁死亡引起的程序性细胞死亡,而阻断铁死亡可预防二甲双胍诱导的肾毒性


在该研究中,研究人员分析了不同的长寿药物是否可以作为治疗AKI的候选药物,包括二甲双胍、烟酰胺、白藜芦醇、雷帕霉素和Senolytics,根据以往研究中二甲双胍在小鼠中的有效剂量,分为低剂量(50和100 mg/kg)、高剂量(200 mg/kg)二甲双胍进行研究。

研究人员意外发现,即使低剂量的二甲双胍,也会导致肾缺血再灌注引起的AKI恶化,而高剂量的二甲双胍导致肾缺血再灌注小鼠100%致死,未经治疗的小鼠100%存活

此外,在AKI发生前长期二甲双胍治疗,会加重肾缺血再灌注诱导的AKI,在24小时内导致50%以上的死亡,而高剂量的二甲双胍导致100%致死。

二甲双胍诱导肾实质细胞死亡,并呈剂量方式加剧AKI

在人类数据中,研究人员分析了49个队列,在14个队列中发现,二甲双胍与严重肾损伤或疾病显著相关

进一步,研究人员分析了二甲双胍潜在肾毒性的机制,通过单细胞转录组学分析发现,急性肾损伤后使用二甲双胍,会发生肾实质细胞的死亡和中性粒细胞的扩增

重要的是,研究人员还发现,肾实质细胞死亡是由铁死亡引起的程序性细胞死亡,而阻断铁死亡可预防二甲双胍诱导的肾毒性

肾实质细胞死亡是由铁死亡引起

从机制上讲,二甲双胍诱导AKI后,肾实质细胞会发生铁死亡,并会分泌NGAL蛋白,与二甲双胍、铁结合成二甲双胍-铁-NGAL复合物,从而驱动中性粒细胞浸润到肾脏,导致NETosis发生(免疫细胞死亡方式),加重AKI。

最后,研究人员给二甲双胍治疗诱导AKI小鼠喂食高铁饮食(HID)、标准铁饮食(SID)或低铁饮食(LID)9周,发现与标准铁饮食相比,高铁饮食小鼠死亡率显著增加,而低铁饮食小鼠存活率显著延长。这表明,铁水平降低可改善二甲双胍引起的肾毒性

铁水平降低可改善二甲双胍引起的肾毒性

研究指出,越来越多的非糖尿病患者每天服用二甲双胍来延长寿命、改善体重和食欲控制,但没有监测肾功能,因此不能排除轻微的毒性,这是一个值得关注和讨论的问题。

综上,结果表明,二甲双胍不仅对AKI小鼠模型没有治疗作用,而且事实上还加重了损伤程度,二甲双胍加重的肾毒性主要是由肾实质细胞的铁死亡介导的。此外,结果还为预防二甲双胍引起的肾毒性提供了几个潜在的治疗靶点。

从临床角度来看,结果表明,除了监测患者的肾功能外,还应监测接受二甲双胍治疗的患者的全身NGAL水平和铁水平,并且应在二甲双胍标签中强调这些潜在的肾毒性作用。同样,如果用作抗衰老药物,则需要高度考虑二甲双胍对肾功能的影响。

论文链接:

https:///10.1038/s41421-023-00595-3

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