丁冉，段翌，張倩薇，單若冰

1青島大學(xué)，山東青島 266000;2青島大學(xué)附屬青島市婦女兒童醫(yī)院

第二代磺脲類降糖藥格列本脲是一種選擇性鉀離子通道(K-ATP)抑制劑。一項(xiàng)納入1 160例類鼻疽敗血癥患者的研究發(fā)現(xiàn)，伴有糖尿病的患者存活率更高，但僅限于長(zhǎng)期服用格列本脲組，該組患者63個(gè)免疫相關(guān)基因表達(dá)改變，表現(xiàn)為抗炎作用增強(qiáng)[1]。近10年研究發(fā)現(xiàn)，格列本脲對(duì)呼吸[2,3]、循環(huán)[4,5]、神經(jīng)[6,7]、泌尿[4]等系統(tǒng)的炎癥損傷均能產(chǎn)生保護(hù)作用。NLRP3炎性小體的產(chǎn)生是炎癥反應(yīng)的重要環(huán)節(jié)，抑制NLRP3的生成或NLRP3炎性小體的組裝可一定程度上降低病原體或非病原體引起的炎癥水平。格列本脲通過抑制Sur1相關(guān)的離子通道活性、抑制NLRP3炎性小體組裝以及炎癥介質(zhì)表達(dá)，減輕了炎癥反應(yīng)。當(dāng)前對(duì)于不同類型炎癥的治療主要依賴于抗生素或激素，但對(duì)于慢性炎癥損傷缺乏有效的防治措施，同時(shí)也存在耐藥或其他不良反應(yīng)等問題。格列本脲是臨床治療常用的藥物，具有安全性高、價(jià)格低等特點(diǎn)，并且其特殊的抗炎機(jī)制或可在一定程度作為上述藥物的補(bǔ)充。然而，國(guó)內(nèi)尚無(wú)格列本脲抗炎機(jī)制和作用的系統(tǒng)闡述。因此，現(xiàn)將格列本脲抗炎治療的最新發(fā)現(xiàn)綜述如下。

1 格列本脲抗炎作用機(jī)制

1.1 影響NLRP3炎性小體 炎性小體是一類存在于免疫細(xì)胞胞質(zhì)的高分子量復(fù)合蛋白，其中NLRP3炎性小體是由凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(ASC)、NOD樣受體蛋白3(NLRP3)以及pro-caspase-1組成的多蛋白復(fù)合體。NLRP3炎性小體的激活過程受K+、Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)，ROS水平及溶酶體內(nèi)的多種蛋白酶的調(diào)控，其激活可促進(jìn)pro-caspase-1成為caspase-1，進(jìn)而使下游炎癥因子IL-1β及IL-18前體轉(zhuǎn)化為具有活性的炎癥因子，參與機(jī)體炎癥反應(yīng)。格列本脲對(duì)NLRP3炎性小體的抑制是目前較為肯定的抗炎機(jī)制，其對(duì)K+、Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)及氧化應(yīng)激水平各自的調(diào)節(jié)又互相影響其他調(diào)控機(jī)制，影響炎癥細(xì)胞活性和炎癥因子的表達(dá)。

1.1.1 激活NLRP3炎性小體 生理狀態(tài)下，NLRP3處于低表達(dá)狀態(tài)，不能組裝生成炎性小體，啟動(dòng)信號(hào)及激活信號(hào)是NLRP3炎性小體活化的必要條件。NOD樣受體或其他病原識(shí)別受體可識(shí)別包括細(xì)菌脂多糖(LPS)、肽聚糖等病原相關(guān)分子模式(PAMPs)或自身細(xì)胞、組織破損產(chǎn)生的損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)在內(nèi)的啟動(dòng)信號(hào)，促進(jìn)NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核。啟動(dòng)開始后，ATP或顆粒物質(zhì)等多種激活信號(hào)可介導(dǎo)NLRP3炎性小體的組裝。目前關(guān)于NLRP3炎性小體激活的假說(shuō)主要有4種：①K+外流被認(rèn)為與大多數(shù)活化NLRP3炎性小體的通路相關(guān)。ATP等NLRP3激動(dòng)劑也可導(dǎo)致K+外流，細(xì)胞內(nèi)低K+有助于NLRP3炎性小體的活化[8]。但也發(fā)現(xiàn)，阻斷K-ATP通道不能影響NLRP3炎性小體的活化，而NLRP3激活突變的巨噬細(xì)胞可在沒有K+外流的條件下產(chǎn)生NLRP3炎性小體[8]。②線粒體功能障礙及髓過氧化物酶、一氧化氮合酶等特定酶產(chǎn)生的活性氧(ROS)可減少NLRP3炎性小體的產(chǎn)生。組織ROS表達(dá)受抑制時(shí)，caspase-1及IL-1β水平表現(xiàn)為下降。ROS對(duì)NLRP3炎性小體的活化作用在于啟動(dòng)階段對(duì)NLRP3表達(dá)的影響，而不是激活階段。③NLRP3炎性小體的激活過程存在Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)，細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加可促進(jìn)NLRP3與ASC的結(jié)合[9]，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+通道可減少其活化。④二氧化硅等物質(zhì)可導(dǎo)致溶酶體膜破損，組織蛋白酶家族的多種蛋白酶進(jìn)入胞質(zhì)導(dǎo)致NLRP3炎性小體活化，該作用受組織蛋白酶抑制劑調(diào)控。

1.1.2 調(diào)控K+轉(zhuǎn)運(yùn) P2X7受體參與LPS對(duì)NLRP3炎性小體的活化，ATP與P2X7受體結(jié)合可刺激縫隙連接蛋白pannexin-1開放及K+外流[10]。過去認(rèn)為，格列本脲對(duì)NLRP3炎性小體的抑制在于對(duì)K-ATP通道的關(guān)閉作用[11]，但同為K-ATP通道抑制劑的格列吡嗪并不能下調(diào)NLRP3炎性小體的生成，且缺乏K-ATP亞基或ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的巨噬細(xì)胞也被證明能正常地產(chǎn)生NLRP3蛋白并組裝形成炎性小體[10]。此外，格列本脲含有環(huán)己脲基、磺酰基和苯甲酰胺基三種基團(tuán)，僅含有磺?；捅郊柞０坊母窳斜倦孱愃莆锟烧Ｒ种芅LRP3炎性小體活化，抑制K-ATP通道的環(huán)己脲基被證明不是必須基團(tuán)，并且磺酰基和苯甲酰胺基同時(shí)存在才有最好的效果。此外，LPS刺激炎癥細(xì)胞后，尼日利亞菌素nigericin或DOTAP激活的NLRP3炎性小體均受格列本脲調(diào)控，并且小分子物質(zhì)可正常通過nigericin引起的pannexin-1開放的炎癥細(xì)胞。因此，K+轉(zhuǎn)運(yùn)或許不是NLRP3激活的關(guān)鍵因素[8]，格列本脲對(duì)K-ATP通道的抑制也不是影響NLRP3炎性小體水平的主要機(jī)制。值得注意的是，沙門菌誘導(dǎo)的IL-1β轉(zhuǎn)換酶蛋白激活因子及炭疽致死毒素誘導(dǎo)的NALP1b均可正常結(jié)合ASC[10]?？梢?，格列本脲對(duì)NLRP3炎性小體的調(diào)控位點(diǎn)位于P2X7受體下游及NLRP3組裝之前，但具體調(diào)控原件及位點(diǎn)目前仍需進(jìn)一步研究。格列本脲抑制K-ATP通道對(duì)于NLRP3炎性小體的影響或需更多研究探討。

1.1.3 調(diào)控ROS 生理情況下，NLRP3的配體硫氧還蛋白硫氧還蛋白(TRX)互作蛋白質(zhì)(TXNIP)結(jié)合并抑制TRX活性。當(dāng)細(xì)胞受到異常刺激或線粒體損傷時(shí)ROS產(chǎn)生增加并引起TXNIP與TRX分離，活化NLRP3。ROS還是啟動(dòng)階段髓樣分化因子(MyD88)信號(hào)通路介導(dǎo)NLRP3去泛素化的重要促進(jìn)因素，其產(chǎn)生依賴于NADPH氧化酶、髓過氧化物酶及一氧化氮合酶等特定酶。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，格列本脲可顯著降低大鼠ROS水平，增加抗氧化因子SOD-1及過氧化氫酶水平的同時(shí)降低大鼠髓過氧化物酶、一氧化氮合酶的生成，但具體機(jī)制仍不清楚[12]。此外，格列本脲可增加胞質(zhì)谷胱甘肽(GSH)濃度，減輕ROS對(duì)細(xì)胞的影響。由此可見，格列本脲通過減少ROS的產(chǎn)生和增加消耗，維持氧化應(yīng)激水平穩(wěn)定的同時(shí)抑制了NLRP3的生成。

1.1.4 調(diào)控Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn) Ca2+可促進(jìn)ASC與NLRP3的結(jié)合[9]，但對(duì)AIM2和NLRC4炎性小體的激活無(wú)影響。格列本脲對(duì)正常細(xì)胞Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)影響很小，但可調(diào)控P2X7受體相關(guān)通路抑制LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加，通過P2X7受體/Ca2+/AP-1信號(hào)通路抑制TNF-α等炎癥因子表達(dá)，減少啟動(dòng)信號(hào)對(duì)細(xì)胞的刺激。此外，ROS清除劑tiron和線粒體抑制劑魚藤酮同樣可抑制ATP及毒胡蘿卜素誘導(dǎo)的Ca2+瞬時(shí)升高，并且格列本脲不能改變tiron和魚藤酮處理后的細(xì)胞Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)[13]。因此，格列本脲除了可直接影響Ca2+的轉(zhuǎn)運(yùn)，還可能通過調(diào)控細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激和線粒體活性間接影響Ca2+水平，進(jìn)而調(diào)控NLRP3炎性小體的啟動(dòng)和激活。

1.2 抑制炎癥細(xì)胞 炎癥細(xì)胞過度聚集于局部是炎癥進(jìn)展及組織損傷的重要原因。缺氧可引起內(nèi)皮細(xì)胞K-ATP通道開放，使細(xì)胞處于超極化狀態(tài)，隨后激活SAPK/JNK信號(hào)通路并分泌P選擇素誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞向損傷部位聚集[14]。K-ATP通道開放劑硫化氫可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞的聚集，但該作用受格列本脲的阻滯。格列本脲預(yù)處理可減輕內(nèi)皮細(xì)胞的超極化，抑制中性粒細(xì)胞及單核/巨噬細(xì)胞的黏附趨化功能。由此可見，格列本脲對(duì)K+跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的抑制可影響炎癥細(xì)胞的功能，減輕中性粒細(xì)胞在組織聚集造成的炎癥損傷。單核細(xì)胞可分化形成M1、M2兩種類型巨噬細(xì)胞，M1以促炎、殺傷為主，M2主要功能是抗炎和組織修復(fù)。Kewcharoenwong等[15]研究發(fā)現(xiàn)，格列本脲導(dǎo)致M1/M2比例減小，增加M2表面標(biāo)記(CD163+、CD206+)，并降低M1巨噬細(xì)胞的表面標(biāo)記(HLA-DR+、CD86+)。M1/M2巨噬細(xì)胞比例降低伴隨TNF-α分泌減少、抗炎因子IL-10增加及炎癥細(xì)胞活化水平降低。NLRP3炎性小體的表達(dá)水平是影響巨噬細(xì)胞抗炎作用的重要因素，高氧可引起M2巨噬細(xì)胞表型向M1巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化，但NLRP3-/-巨噬細(xì)胞未出現(xiàn)該變化[3]。格列本脲可能是通過調(diào)控NLRP3炎性小體間接影響巨噬細(xì)胞。嗜酸性粒細(xì)胞是過敏性炎癥和寄生蟲感染的主要效應(yīng)細(xì)胞，其活性受血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)及eotaxin等炎癥因子調(diào)控。輔助性T淋巴細(xì)胞2(Th2)增多會(huì)導(dǎo)致Th1/Th2功能失衡，Th2細(xì)胞因子IL-4、IL-13過度表達(dá)又可促進(jìn)VCAM-1及eotaxin生成；Th2細(xì)胞因子IL-5可促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞表達(dá)IL-5Ra和成熟，成熟嗜酸性粒細(xì)胞也可分泌IL-5正反饋促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞相關(guān)的炎癥損傷。格列本脲在體內(nèi)外均可顯著減少Th2細(xì)胞因子表達(dá)，降低STAT6磷酸化水平，減少VCAM-1、eotaxin等炎癥因子水平，抑制嗜酸性粒細(xì)胞的激活[16]。值得注意的是，Bruchard等[17]認(rèn)為是NLRP3而不是NLRP3炎性小體參與Th2分化的調(diào)控，Th2的NLRP3定位于細(xì)胞核參與轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控。NLRP3基因敲低可明顯抑制IL-4、IL-5、IL-13 mRNA的表達(dá)，但不影響IL-4受體基因正常編碼，排除了NLRP3對(duì)嗜酸性粒細(xì)胞的影響。此外，M2巨噬細(xì)胞的激活被認(rèn)為可抑制炎癥，Th2減少不利于單核細(xì)胞分化形成M2巨噬細(xì)胞，但格列本脲格被認(rèn)為既可抑制Th2的形成，又能增加M2細(xì)胞的激活。因此，格列本脲對(duì)M2巨噬細(xì)胞的調(diào)控可能與獨(dú)立于Th2的其他細(xì)胞或信號(hào)通路相關(guān)。

2 格列本脲在臨床各系統(tǒng)的抗炎應(yīng)用

2.1 呼吸系統(tǒng) 急性肺損傷(ALI)是肺內(nèi)、肺外各種損傷因素引起的急性呼吸功能不全，肺泡出血、間質(zhì)水腫、肺不張、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及ROS增加是其重要特征。格列本脲可減輕ALI大鼠肺組織損傷，減少IL-1β及ROS[18]，而通過抑制ASC也可達(dá)到相似效果[19]，也說(shuō)明了格列本脲對(duì)炎性小體的抑制是其發(fā)揮保護(hù)作用的重要機(jī)制。支氣管肺發(fā)育不良(BPD)是新生兒長(zhǎng)時(shí)間高濃度氧氣治療的常見后遺癥。新生小鼠暴露于高氧可見M2巨噬細(xì)胞表型向M1變化，炎癥細(xì)胞NLRP3炎性小體活化，IL-1β、IL-18增加[3]。格列本脲阻斷高氧暴露小鼠NLRP3炎性小體活化，減少炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，可明顯增加肺泡數(shù)量及肺部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度[3]，應(yīng)用IL-1受體拮抗劑(IL-1ra)也可起到類似效果[20]。嚴(yán)重肺部疾病常需長(zhǎng)時(shí)間輔助呼吸治療，疾病本身和輔助呼吸治療手段均可對(duì)肺部結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重不良影響。目前仍缺乏有效解決方法，糖皮質(zhì)激素對(duì)于ALI的預(yù)防和治療效果均不確切，對(duì)BPD的治療也存在一定爭(zhēng)議。而格列本脲對(duì)急性及慢性肺疾病的炎癥損傷和組織重構(gòu)均表現(xiàn)出一定的保護(hù)作用，格列本脲將來(lái)或可用于肺損傷的治療。

哮喘是一種常見的呼吸道疾病，是以Th2免疫反應(yīng)過度、氣道高反應(yīng)性及嗜酸性粒細(xì)胞大量聚集等為特征的炎癥性疾病。卵清蛋白誘導(dǎo)的哮喘小鼠肺組織Sur1表達(dá)增加86.36%，BALF炎癥細(xì)胞數(shù)也顯著增加，而格列本脲治療后Sur1較前下降，BALF嗜酸性粒細(xì)胞減少了48%，VCAM-1及eotaxin-1也較前降低[2]。哮喘小鼠支氣管和血管周圍有廣泛的斑片狀炎性浸潤(rùn)和多量黏液產(chǎn)生，格列本脲治療后明顯減少，腹腔注射低劑量格列本脲可使小鼠氣道炎癥減少20%，而高劑量時(shí)可減少50%。Li等[21]認(rèn)為格列本脲通過抑制NLRP3炎性小體，一定程度上降低了IL-4、IL-5及IL-13等炎癥因子并且增加IL-10表達(dá)。雖然格列本脲對(duì)哮喘氣道高反應(yīng)性的影響仍存在爭(zhēng)議，但總體治療結(jié)果表現(xiàn)為減輕哮喘的嚴(yán)重程度，為未來(lái)治療哮喘提供了新的可能。

2.2 循環(huán)系統(tǒng) 心血管系統(tǒng)急慢性炎癥?？稍斐尚呐K或血管不可逆損傷，影響患者循環(huán)系統(tǒng)整體功能。格列本脲治療盡管未能逆轉(zhuǎn)高腺嘌呤飲食大鼠心臟器質(zhì)性變化，但可減輕局部炎癥，改善血壓和血管反應(yīng)性，使收縮和舒張末期左心室直徑趨于正常，降低舒張末期左室容積，明顯改善心功能[4]。Cai等[22]研究發(fā)現(xiàn)，格列本脲預(yù)處理可減輕LPS誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠心肌損傷，降低IL-1β及TNF-α水平。LaRock等[5]研究發(fā)現(xiàn)，格列本脲減少NLRP3炎性小體及IL-1β可減輕強(qiáng)心苷的心肌細(xì)胞毒性。此外，格列本脲還可減少小鼠粥樣斑塊形成，增加斑塊內(nèi)膠原含量，降低斑塊易損指數(shù)及斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞含量。雖然格列本脲對(duì)心肌缺血預(yù)適應(yīng)的影響尚有爭(zhēng)議，但格列本脲對(duì)心血管系統(tǒng)的保護(hù)作用不應(yīng)被就此忽略，并且短期小劑量應(yīng)用格列本脲對(duì)血糖及心血管的影響相對(duì)較小，其安全性得到證實(shí)。同時(shí)，F(xiàn)DA不良事件報(bào)告系統(tǒng)顯示格列本脲與地高辛連用的不良事件發(fā)生率為16%，低于地高辛單用的28%。因此，當(dāng)糖尿病患者伴發(fā)急性或慢性心血管系統(tǒng)疾病時(shí)，格列本脲是較好的降糖藥選擇。

2.3 神經(jīng)系統(tǒng) 中風(fēng)是中老年人常見的疾病，缺血缺氧迅速形成的腦水腫及再灌注引起的局部炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致患者病情惡化、腦疝和死亡的重要原因。正常情況下，僅小部分神經(jīng)細(xì)胞表達(dá)Sur1參與形成K-ATP通道。腦缺血可導(dǎo)致Sur1表達(dá)上調(diào)并參與調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元及膠質(zhì)細(xì)胞Sur1-Trpm4通道的形成。多項(xiàng)二期臨床研究表明，格列本脲靜脈注射劑RP-1127小劑量應(yīng)用可顯著下調(diào)MMP-9水平[23，24]。格列本脲對(duì)MMP-9活性無(wú)直接影響，對(duì)Sur1-Trpm4通道[7]及NLRP3炎性小體[25]的抑制作用可能是MMP-9表達(dá)及激活減少的機(jī)制。格列本脲減少了MMP-9對(duì)血腦屏障血管內(nèi)皮細(xì)胞間緊密連接、基質(zhì)及血管基底膜的損傷，避免了因通透性增加引起的炎癥細(xì)胞不斷聚集和TNF-α、IL-1β等炎癥因子加重局部炎癥損傷。此外，格列本脲聯(lián)合亞低溫治療中風(fēng)大鼠可顯著降低環(huán)氧合酶-2、TNF-α、IL-1β等炎癥因子水平，效果較單純亞低溫治療顯著[6]。格列本脲對(duì)Sur1-Trpm4通道的抑制還可減輕神經(jīng)細(xì)胞水腫及大腦半球中線偏移程度[26]，避免細(xì)胞腫脹死亡加重局部炎癥。當(dāng)前格列本脲的腦保護(hù)作用已進(jìn)展至臨床研究階段，并取得了一定的研究成果，有望成為腦損傷的臨床治療藥物。但劑量選擇仍是需要解決的難題，嚴(yán)重的腦損傷伴隨低血糖對(duì)患者可能是致命的打擊。有研究發(fā)現(xiàn)，在不對(duì)血糖造成顯著影響的劑量下，格列本脲仍有神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用[24]。動(dòng)物研究也證明，注射小劑量格列本脲不顯著改變血糖，但已有明顯的抗炎效果[2]。但腦損傷患者使用格列本脲除了抗炎，更多的是其他神經(jīng)保護(hù)作用，其最佳劑量仍需進(jìn)一步探索。

2.4 泌尿系統(tǒng) 高腺嘌呤喂養(yǎng)的大鼠腎臟出現(xiàn)慢性炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，腎小管損傷，纖維化增加，血漿肌酐升高，尿液蛋白質(zhì)、尿酸及尿素均增加。相較正常飲食大鼠，腎臟炎癥標(biāo)志物TNF-α、NLRP3及氧化損傷標(biāo)志物血紅素氧合酶1均增加，但在格列本脲治療后顯著減低[4]。此外，格列本脲還可明顯減少大鼠腎小管上皮細(xì)胞晶體沉積。接受格列本脲治療的糖尿病大鼠腎臟炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子明顯減少，抗氧化應(yīng)激能力提高，腎臟功能及組織結(jié)構(gòu)明顯改善[27，28]。缺血再灌注是腎臟損傷常見病因，再灌注大鼠腎臟血管通透性增加，TNF-α及髓過氧化物酶水平上升；格列本脲通過影響中性粒細(xì)胞遷移減少腎臟炎癥因子，可加快腎臟功能恢復(fù)速度。關(guān)于格列本脲對(duì)腎臟等器官炎癥損傷的的研究目前還較少，還需更多研究來(lái)探索格列本脲可能存在的保護(hù)作用。

綜上所述，格列本脲通過調(diào)控NLRP3炎性小體、抑制炎癥細(xì)胞激活及細(xì)胞因子表達(dá)等方式，在一定程度上減輕了各器官系統(tǒng)的炎癥損傷和組織重構(gòu)。隨著研究的不斷深入，格列本脲對(duì)不同炎癥性疾病的治療作用得到越來(lái)越多的認(rèn)識(shí)，多項(xiàng)神經(jīng)系統(tǒng)損傷后使用格列本脲治療的臨床試驗(yàn)也證明了其潛在的抗炎治療價(jià)值。此外，不同研究關(guān)于格列本脲的給藥方式和劑量仍存在較大差異，對(duì)于非糖尿病患者不同炎癥性疾病的最佳藥用劑量和安全性等問題，期待進(jìn)一步探討。