Эффекты эмпаглифлозина на биомаркеры почечного повреждения, фиброза и воспаления низкой интенсивности у больных сахарным диабетом 2 типа

ОБОСНОВАНИЕ

Ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера 2 типа (НГЛТ-2) входят в стандарты лечения хронической болезни почек (ХБП) [1]. В рандомизированных контролируемых исследованиях доказана способность ингибиторов НГЛТ-2 замедлять темпы прогрессирования ХБП диабетического и иного генеза. В частности, в исследовании EMPAREG-OUTCOME (Empagliflozin Cardiovascular Outcome Event Trial in Type 2 Diabetes Mellitus Patients) показано значимое замедление темпов снижения функции почек и уменьшение числа новых случаев терминальной ХБП у больных сахарным диабетом 2 типа (СД2) на фоне лечения эмпаглифлозином [2].

Механизмы и предикторы эффекта ингибиторов НГЛТ-2 на почки остаются предметом дискуссий. В последние годы в качестве предикторов нефропротективного эффекта обсуждается роль исходного уровня, начального снижения и дальнейшей траектории скорости клубочковой фильтрации в ходе лечения, динамики альбуминурии, изменений уровня гемоглобина, липидов, мочевой кислоты, гликированного гемоглобина А_1с (HbA_1c), натрийуретических пептидов и других биомаркеров. Большинство этих параметров продемонстрировали ограниченную ценность в прогнозировании нефропротекции [3].

Изучение динамики биомаркеров патологии различных структур почки открывает новые возможности для мониторинга ответа на терапию ингибиторами НГЛТ-2. Регресс альбуминурии после начала лечения этими препаратами наблюдается довольно быстро, уже в первые недели терапии [4]. Вместе с тем, хорошо известно, что структурные изменения в почках у больных СД возникают еще до повышения экскреции альбумина с мочой, а у многих больных СД2 течение ХБП не сопровождается повышением альбуминурии [5]. Это определяет необходимость поиска альтернативных биомаркеров, которые могли бы отражать эффект ингибиторов НГЛТ-2 на почки, в том числе у пациентов с нормоальбуминурией.

В числе перспективных молекул для оценки динамики прогрессирования ХБП и эффекта нефропротективных препаратов рассматриваются биомаркеры повреждения подоцитов, в том числе нефрин [6–8], биомаркеры канальцевых дисфункций, в том числе ретинол-связывающий белок-4 (RBP-4, retinol-binding protein-4) [9][10], маркеры фиброза почек, такие как коллаген IV типа [8][9][11] и WFDC-2 (WAP four-disulfide core domain protein 2) [7][12], маркеры низкоинтенсивного воспаления, в числе которых рецептор фактора некроза опухолей 1А (TNFRSF1A, tumor necrosis factor receptor superfamily, member 1A) [13] и высокочувствительный С-реактивный белок (вчСРБ) [14]. В данном пилотном исследовании мы оценили возможность использования данных маркеров для оценки почечных эффектов ингибиторов НГЛТ-2 у больных СД2.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Оценить эффекты ингибитора НГЛТ-2 эмпаглифлозина на уровень биомаркеров почечного повреждения, фиброза и воспаления низкой интенсивности у больных СД2 с ХБП и/или высоким сердечно-сосудистым риском.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Место проведения. Исследование проведено в клинике НИИКЭЛ — филиал ИЦиГ СО РАН.

Время исследования. Набор пациентов в исследование осуществлялся в период с февраля по сентябрь 2024 г.

Изучаемые популяции

В исследовании участвовали взрослые больные СД2 с ХБП и/или высоким сердечно-сосудистым риском.

Критерии включения: 1) мужчины и женщины европеоидного происхождения в возрасте от 40 до 70 лет; 2) диагноз «СД2», установленный по критериям ВОЗ (1999–2013 гг.); 3) наличие как минимум одного из следующего: высокий или очень высокий сердечно-сосудистый риск, хроническая сердечная недостаточность II-III ФК (по NYHA), ХБП 2–3 стадии; 4) уровень HbA_1c в пределах индивидуальных целевых значений или выше индивидуального целевого уровня не более чем на 1,0%; 5) терапия пероральными сахароснижающими препаратами (кроме ингибиторов НГЛТ-2) в виде монотерапии или комбинаций, в том числе с базальным инсулином.

Критерии исключения: 1) СД1 и другие специфические типы СД; 2) индекс массы тела ≥40 кг/м²; 3) беременность на момент включения в исследование либо ее планирование в течение ближайших 6 месяцев; 4) терапия ингибиторами НГЛТ-2 на протяжении последних трех месяцев перед включением в исследование; 5) базис-болюсный режим инсулинотерапии; 6) эпизоды кетоацидоза в анамнезе; 7) урогенитальная инфекция (на момент включения); 6) ХБП 4–5 стадии, диализ или трансплантация почек в анамнезе; 7) острые инфекционные заболевания (включая COVID-19), перенесенные в течение последних трех месяцев перед включением в исследование; 8) сопутствующие аутоиммунные и хронические воспалительные заболевания, злокачественные новообразования.

В контрольную группу включались лица без нарушений углеводного обмена, ожирения и заболеваний почек.

Способ формирования выборки из изучаемой популяции

Выборка сформирована на основании вышеизложенных критериев включения и исключения из числа лиц, получавших специализированную медицинскую помощь в клинике НИИКЭЛ — филиал ИЦиГ СО РАН.

Дизайн исследования

Одноцентровое проспективное открытое неконтролируемое исследование.

Описание медицинского вмешательства

Обследование участников исследования проведено в соответствии с действующей версией клинических рекомендаций по СД2 у взрослых [1]. Протокол исследования подразумевал начало приема ингибитора НГЛТ-2 эмпаглифлозина (Берингер Ингельхайм, Германия) в дозе 10 мг 1 раз в сутки в течение трех месяцев, пациенты обеспечивались препаратом на период участия в исследовании. Приверженность лечению оценивалась на 7-й, 28‑й и 90‑й день приема препарата. У участников, получавших монотерапию на момент включения в исследование, предшествующая сахароснижающая терапия отменялась. У пациентов, получавших комбинированную сахароснижающую терапию, перед назначением эмпаглифлозина проводилась деинтенсификация лечения с прекращением приема препаратов сульфонилмочевины, ингибиторов дипептидилпептидазы-4 (ДПП-4).

Методы

Фармакодинамический эффект эмпаглифлозина оценивался по динамике суточной глюкозурии и фракционированной экскреции глюкозы с мочой (ФЭГМ). Для характеристики сахароснижающего действия эмпаглифлозина была исследована концентрация фруктозамина сыворотки крови до приема препарата и на 28‑й день лечения, а также уровень HbA_1c до приема препарата и на 90‑й день терапии.

Функция почек на фоне приема эмпаглифлозина контролировалась по величине креатинина сыворотки крови, измеренного энзиматическим методом, с расчетом скорости клубочковой фильтрации (рСКФ) по формуле CKD-EPI (2009). Исследование отношения альбумин/креатинин (АКМ) в утренней порции мочи проведено на биохимическом анализаторе Beckman Coulter (Китай).

Концентрации нефрина, RBP-4, коллагена IV типа и WFDC-2 в моче, TNFRSF1A и вчСРБ в сыворотке крови измеряли с помощью иммуноферментного анализа (тест-системы Cloud Clone Corp., Китай). Концентрации молекул, определенных в моче, нормированы на концентрацию креатинина. Уровни биомаркеров определяли до начала приема препарата и на 90‑е сутки. Концентрацию вчСРБ оценивали также на 7‑й и 28‑й день лечения. Учитывая половые различия мочевой экскреции WFDC-2 [7][15], данный параметр анализировался отдельно у мужчин и женщин.

Статистический анализ

Для проведения статистического анализа использован пакет статистических программ Statistica 64, версия 12 (StatSoft, США). Анализ распределения количественных данных проведен с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Распределение всех исследованных количественных переменных отличалось от нормального, поэтому они описаны как медиана и межквартильный диапазон (МКД). Номинальные данные представлены как абсолютные значения и процентная доля. Достоверность различий между группой больных СД2 и контрольной группой оценивалась по критерию Манна-Уитни, различия между парными повторными измерениями — по критерию Уилкоксона, различия при трех и более повторных изменениях — по критерию Краскела-Уоллиса. Для оценки взаимосвязей между количественными показателями применен корреляционный анализ Спирмена.

Этическая экспертиза

Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом (заключение №180 от 28.04.23).

Все пациенты подписали информирование согласия для участия в исследовании.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Характеристика участников исследования

В исследование включено 30 пациентов, 16 мужчин и 14 женщин, в возрасте от 43 до 70 лет (медиана 58 лет). Длительность СД с момента постановки диагноза варьировала от 3-х до 14 лет (медиана 7 лет). Медиана индекса массы тела составила 33,4 кг/м², МКД 26,2–37,3 кг/м².

На момент включения в исследование все пациенты получали сахароснижающие препараты. Метформин принимали 29 пациентов, препараты сульфонилмочевины — 8, ингибитор ДПП-4 — 3, базальный инсулин — 8. В соответствии с протоколом исследования, метформин отменен у 13 человек, у 8 участников проведена отмена препарата сульфонилмочевины, у 3 больных отменен ингибитор ДПП-4. Таким образом, в ходе исследования 16 пациентов получали монотерапию эмпаглифлозином, 6 получали эмпаглифлозин в комбинации с метформином, 8 — эмпаглифлозин в комбинации с метформином и базальным инсулином.

Диагноз «ХБП» верифицирован у 25 пациентов: ХБП С1 и С2 — у 14, ХБП С3А — у 9, ХБП С3Б — у 1. Нормальная экскреция альбумина с мочой имела место у 19 пациентов, ХБП А2 — у 8, ХБП А3 — у трех. Все пациенты имели артериальную гипертензию (АГ), в т.ч. АГ 1‑й степени — 4, 2‑й степени — 6, 3‑й степени — 20. Медикаментозное лечение включало ингибиторы АПФ (n=4), блокаторы рецепторов ангиотензина II (n=14), β-адреноблокаторы (n=15), дигидропиридиновые блокаторы медленных кальциевых каналов (n=11), диуретики (n=12). Ишемическая болезнь сердца была диагностирована у 10 участников, в анамнезе у 4-х имелся инфаркт миокарда, у одного — острое нарушение мозгового кровообращения. У 21 пациента выявлен атеросклероз брахиоцефальных артерий, у 16 — атеросклероз артерий нижних конечностей.

В контрольную группу вошли 20 человек, 10 мужчин и 10 женщин, от 40 до 65 лет (медиана — 56 лет).

Динамика глюкозурии и гликемии

Терапия эмпаглифлозином сопровождалась увеличением суточной глюкозурии на 7-й, 28‑й и 90‑й день лечения (p<0,001 для 7‑го и 28‑го дня; p=0,02 для 90‑го дня, табл. 1). Максимум экскреции глюкозы наблюдался на 7‑й день терапии. ФЭГМ показала сходную динамику. Уровень фруктозамина снизился на 28‑й день приема препарата (p=0,01). Среднее снижение уровня HbA_1c составило 0,7% (МКД 0–1,2, p=0,003).

Динамика показателей функции почек, альбуминурии и мочевой кислоты

На фоне лечения отмечено снижение концентрации креатинина в сыворотке крови на 90‑й день приема препарата в сравнении с началом лечения, 7-м днем и 28-м днем (все p<0,05, табл. 1). Величина рСКФ снизилась на 7‑й день приема препарата (p=0,004 в сравнении с началом приема) и восстановилась к 90-му дню (p<0,001 в сравнении с 7-м днем). У 22-х (73%) участников исследования на 7‑е либо 28‑е сутки приема эмпаглифлозина наблюдалось снижение рСКФ на 5% и более в сравнении с исходной величиной. Отношение АКМ значимо не изменилось за время исследования (p=0,58). Уровень мочевой кислоты снизился в среднем на 48 мкмоль/л (МКД 22–94 мкмоль/л, p<0,001).

Мочевая экскреция биомаркеров

Показатели экскреции биомаркеров представлены на рис. 1. До начала приема эмпаглифлозина у больных СД2 в сравнении с контрольной группой зарегистрированы более высокие значения мочевой экскреции нефрина (в среднем в 1,7 раза, p=0,03, рис. 1), RBP-4 (в 1,6 раза, p=0,001), коллагена IV типа (в 1,4 раза, p=0,04) и WDFC-2 (в 2,56 раза у мужчин, p=0,03 и в 2,1 раза у женщин, p=0,02).

На 90‑й день лечения не зафиксировано статистически значимых изменений экскреции нефрина (p=0,85), коллагена IV типа (p=0,46) и WFDC-2 (мужчины: p=0,28, женщины: p=0,97). Вместе с тем, на фоне лечения выявлено значимое снижение экскреции RBP-4 (p=0,04). Экскреция RBP-4, измеренная до начала приема эмпаглифлозина, отрицательно коррелировала с изменением уровня креатинина сыворотки с 0‑го по 90‑й день лечения (r=–0,37, p=0,046). Другие исследованные маркеры в моче не показали ассоциаций с величиной креатинина сыворотки, рСКФ и/или АКМ.

Биомаркеры воспаления низкой интенсивности

Уровень вчСРБ у больных СД2 до начала лечения был выше, чем в контрольной группе (р=0,03), однако в ходе лечения значимых изменений данного показателя не выявлено (р=0,32, рис. 2). Больные СД2 в сравнении с контрольной группой характеризовались исходно более высокими значениями концентрации TNFSF1A в сыворотке крови (p=0,03, рис. 2). На фоне лечения эмпаглифлозином наблюдалось снижение уровня биомаркера (p<0,001). Величина TNFRSF1A, оцененная в сыворотке до приема препарата, отрицательно коррелировала с изменением уровня креатинина сыворотки в первые 7, 28 и 90 дней приема препарата (r=–0,54, p=0,002; r=–0,51, p=0,004 и r=–0,56, p=0,001, соответственно). Обнаружены значимые положительные корреляции между TNFRSF1A сыворотки до приема эмпаглифлозина и изменением величины рСКФ в те же сроки (r=0,47, p=0,007; r=0,45, p=0,01 и r=0,54, p=0,003 соответственно).

Нежелательные явления

У одного участника в ходе исследования наблюдался кандидозный баланопостит. Нежелательное явление не соответствовало критериям тяжелой нежелательной реакции, не потребовало отмены препарата и разрешилось на фоне соблюдения рекомендаций по гигиене.

ОБСУЖДЕНИЕ

Основной результат исследования

В настоящем исследовании мы провели оценку динамики маркеров почечного повреждения, фиброза и хронического воспаления низкой интенсивности у больных СД2 с ХБП и/или с высоким сердечно-сосудистым риском в течение первых трех месяцев терапии ингибитором НГЛТ-2 эмпаглифлозином. Результаты указывают на снижение мочевой экскреции RBP-4 и концентрации в сыворотке крови TNFRSF1A на фоне лечения. Показана ассоциация выявленных изменений с динамикой величины рСКФ.

Репрезентативность выборок

Учитывая критерии включения и исключения, клинико-демографические характеристики участников исследования, можно считать, что выборка достаточно репрезентативна по отношению к популяции больных СД2 с ХБП и/или высоким и очень высоким сердечно-сосудистым риском, которым инициируется терапия ингибиторами НГЛТ-2. Наше исследование включало в основном пациентов с СД2 и нормальными значениями АКМ, что соответствует современной тенденции увеличения распространенности нормоальбуминурической ХБП среди больных СД2 [5]. В тоже время участники исследования характеризовались значениями гликемии, максимально близкими либо соответствующими целевым, что значительно отличает их от общей популяции больных СД2.

Сопоставление с другими публикациями

В сравнении с условно здоровыми лицами без нарушений углеводного обмена у больных СД2 мы обнаружили увеличение мочевой экскреции белка щелевой диафрагмы нефрина, маркера канальцевого повреждения RBP-4, маркеров фиброза почек (коллагена IV типа, WDFC-2), а также повышение в сыворотке крови TNFRSF1A — маркера низкоинтенсивного воспаления и предиктора прогрессирования ХБП. Полученные данные соответствуют результатам других исследований, зафиксировавших повышение концентраций данных маркеров у больных СД2 с ХБП [7][9][13]. Учитывая, что в нашем исследовании большая часть больных имела рСКФ>60 мл/мин/1,73 м² и нормальную альбуминурию, можно рассматривать указанные молекулы как довольно ранние биомаркеры патологии почек.

На фоне терапии эмпаглифлозином мы зафиксировали уменьшение мочевой экскреции RBP-4. Ранее было показано снижение концентрации RBP-4 в сыворотке крови у больных СД2 на фоне лечения дапаглифлозином либо эмпаглифлозином в течение 3-х месяцев [16]. У участников исследования CANVAS (the Canagliflozin Cardiovascular Assessment Study) показано снижение сывороточной концентрации другого маркера канальцевой дисфункции — молекулы почечного повреждения-1 (KIM-1) в течение года применения канаглифлозина [17]. Уменьшение дисфункции и повреждения канальцев на фоне терапии ингибиторами НГЛТ-2 можно объяснить уменьшением экскреции альбумина, улучшением оксигенации и уменьшением воспалительных явлений в тубулоинтерстиции [18]. Мы выявили отрицательную корреляцию между величиной начального уровня RBP-4 и изменением уровня креатинина сыворотки на фоне применения эмпаглифлозина. Известно, что тубулогломерулярная обратная связь играет важную роль в реализации действия ингибиторов НГЛТ-2 в почке [19]. Можно предположить, что зафиксированная нами корреляция отражает более медленный темп восстановления фильтрационной функции почки после начального снижения, индуцированного эмпаглифлозином, у больных с более выраженным повреждением канальцев.

В нашем исследовании не были выявлены изменения в мочевой экскреции маркеров повреждения подоцитов (нефрин) и маркеров и медиаторов фиброза почки (коллаген IV типа, WFDC-2). В модели экспериментального СД2 эмпаглифлозин уменьшал выраженность подоцитопатии и повышал экспрессию нефрина в клубочках [20]. В исследовании Tian Y. и соавт. показано снижение мочевой экскреции нефрина у больных СД2 и альбуминурическими вариантами ХБП на фоне терапии эмпаглифлозином в течение 3-х месяцев; при этом достоверные изменения в мочевой экскреции нефрина у больных СД2 и АКМ менее 3 мг/ммоль отсутствовали [21]. В другом исследовании не выявлено изменений в мочевой экскреции нефрина у больных СД2 после трехмесячного лечения эмпаглифлозином либо дапаглифлозином, но было показано снижение мочевой экскреции других маркеров повреждения подоцитов — подоцина, подоксалина и синаптоподина [22]. Влияние ингибиторов НГЛТ-2 на структуру и функцию гломерулярного фильтра и, в частности, щелевой диафрагмы заслуживает дальнейших исследований.

В отличие от наших данных, в исследовании X. Tao и соавт. мочевая экскреция коллагена IV типа, а также проколлагена III типа, уменьшалась на фоне приема дапаглифлозина. Заметим, что в это исследование были включены больные с гипергликемией (HbA_1c 9–10%), и в ходе исследования уровень глюкозы значительно снизился [23]. В наше исследование не включались больные с выраженной гипергликемией (величина HbA_1c не должна была превышать 1% от целевого уровня). Известно, что гипергликемия оказывает быстрый активирующий эффект на синтез коллагена в нефроцитах [24]. Следовательно, нельзя исключить, что значительные изменения уровня глюкозы могут изменять мочевую экскрецию коллагена.

В данном исследовании мы впервые изучили экскрецию WFDC-2 у больных СД2 на фоне лечения ингибитором НГЛТ-2. Повышенная экскреция биомаркера не показала достоверных изменений. В почках WFDC-2 экспрессируется в основном миофибробластами; этот белок посредством ингибирования сериновых и матриксных металлопротиназ увеличивает количество коллагена I типа в ткани почки [15]. Ранее было показано уменьшение экспрессии WFDC-2 в почке на фоне терапии дапаглифлозином в модели контраст-индуцированного повреждения [25]. Возможно, эффект ингибиторов НГЛТ-2 на динамику маркеров фиброза может быть выявлен в исследованиях с большей продолжительностью и большим числом участников.

Подавление хронического воспаления низкой интенсивности — один из негликемических эффектов ингибиторов НГЛТ-2, имеющий важное значение для реализации защитного действия данных препаратов на органы-мишени [26]. В ряде исследований зафиксировано снижение уровня вчСРБ у больных СД2 на фоне лечения ингибиторами НГЛТ-2 [27–29]. В нашем исследовании достоверные изменения уровня вчСРБ на фоне лечения не выявлены. Это может объясняться как недостаточной мощностью выборки, так и тем, что большинство пациентов исходно имели нормальную величину показателя. Вместе с тем, на фоне лечения эмпаглифлозином мы зафиксировали снижение концентрации TNFRSF1A в сыворотке крови. Уровень TNFRSF1A рассматривается в качестве перспективного маркера прогрессирования и неблагоприятных исходов ХБП у больных СД2 [13]. Снижение концентрации данного маркера на фоне терапии ингибиторами НГЛТ-2 зафиксировано и другими исследователями [30]. Показано, что даже уменьшение темпа прироста сывороточных концентраций рецепторов TNF 1 и 2 на фоне лечения канаглифлозином ассоциировано с дополнительным уменьшением риска прогрессии ХБП у больных СД2 [17]. С учетом полученных нами данных, изменение концентрации TNFRSF1A можно рассматривать как ранний биомаркер нефропротективного эффекта ингибитора НГЛТ-2.

Клиническая значимость результатов

Полученные результаты демонстрируют потенциальную возможность применения изменений концентрации TNFRSF1A в сыворотке крови и мочевой экскреции RBP-4 в качестве ранних маркеров ответа на терапию ингибиторами НГЛТ-2 у больных СД2.

Ограничения исследования

Данное исследование является пилотным, тестирующим гипотезу. Его ограничениями являются: отсутствие рандомизации и плацебо-контроля, открытый дизайн, небольшой размер выборки и короткий срок наблюдения. Набор участников с применением целого ряда критериев включения и исключения может ограничивать возможность экстраполяции результатов на общую популяцию больных СД2, получающих ингибиторы НГЛТ-2.

Направления дальнейших исследований

В будущих исследованиях большей статистической мощности и с большей длительностью наблюдения целесообразно оценить клиническую значимость изменений изученных биомаркеров (RBP-4, TNFRSF1A) как предикторов протективного эффекта ингибиторов НГЛТ-2 на почки и другие органы-мишени у больных СД2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У больных СД2 с ХБП и/или высоким сердечно-сосудистым риском на фоне применения ингибитора НГЛТ-2 эмпаглифлозина (10 мг в сутки в течение 3-х месяцев) наблюдается снижение концентрации маркера прогрессирования ХБП и медиатора хронического воспаления низкой интенсивности TNFRSF1A в сыворотке крови, а также мочевой экскреции маркера канальцевого повреждения RBP-4. Полученные данные могут свидетельствовать о протективном эффекте эмпаглифлозина на дисфункцию канальцев и воспаление низкой интенсивности.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Исследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда №23-15-00113.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Корбут А.И. — сбор данных, статистический анализ, подготовка драфта рукописи; Романов В.В. — исследование биомаркеров; Климонтов В.В. — концепция и дизайн исследования, анализ данных, интерпретация результатов, редактирование рукописи статьи. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.