【糖尿病足临床进展】基于改善微循环障碍的糖尿病周围神经病变治疗进展
文章来源：中华糖尿病杂志, 2020,12(11) : 873-878
作者：俞牧雨 刘芳
单位：上海交通大学附属第六人民医院内分泌代谢科 上海市糖尿病临床医学中心 上海市重中之重代谢病临床医学中心 上海市糖尿病研究所 上海市糖尿病重点实验室
摘要
微循环障碍是糖尿病周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy, DPN）发生的重要病理生理基础之一。糖尿病患者血糖控制不佳可导致微血管基底膜增厚、内皮细胞肿胀增生和血管通透性增加等血管结构改变，同时伴有血管舒张功能障碍和血液流变学异常，而微循环的这些变化可通过引发能量代谢障碍、山梨醇积聚和肌醇耗竭及氧化应激异常增高等效应进而造成DPN的发生发展。前列腺素E1、前列环素衍生物和胰激肽原酶和磷酸二酯酶抑制剂等药物可通过不同机制改善微循环障碍，增加神经组织血流灌注，减轻神经组织缺血缺氧性损伤。
随着经济发展、人口老龄化和人民生活方式的转变，糖尿病等慢性非传染性疾病的发病率大幅增加。2017年中国疾病预防控制中心流行病学调查显示，中国20岁以上成人糖尿病患病率增长至10.9%，据此可推测我国成年糖尿病患者人数约为1.14亿, 已成为世界糖尿病患者人数最多的国家［1］。作为糖尿病最常见的慢性并发症之一，糖尿病周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy, DPN）的患病率也随之增加，美国流行病学调查显示约半数以上的糖尿病患者将会出现DPN。2010年上海的一项流行病学调查显示30岁以上2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）患者DPN发病率约为61.8%［2］，因此，DPN越来越受到人们的关注，对其病因和发病机制的研究变得尤为重要。
关于DPN发病机制目前已经提出了多种学说，如代谢紊乱、微循环障碍、神经营养因子缺乏和免疫损伤因素等，其中微循环障碍在DPN的发生发展中发挥极其关键的作用。本文就DPN中微循环障碍的表现、微循环障碍在DPN发病机制中的作用及基于改善微循环障碍的DPN治疗进展综述如下。
一、DPN中微循环障碍的表现
1.血管结构改变：对轻至重度DPN患者的神经活检研究显示，其神经内膜微血管发生了基底膜厚度增加、周细胞变性和内皮增生等结构变化。糖尿病时，持续高血糖环境造成组织蛋白分子的非酶糖基化反应异常增多，生成了稳定的不可逆共价化合物即糖基化终产物（advanced glycation endoproduct，AGE），可与血管壁骨架蛋白结合，堆积于血管壁，并促进周细胞释放血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）和转化生长因子β，导致周细胞纤维连接蛋白和Ⅳ型胶原蛋白含量增多，进而刺激微血管基膜增厚，管腔狭窄，神经内膜血流减少，血-神经屏障破坏，神经元和施万细胞受到损伤导致神经变性［3］。
AGEs沉积于基底膜，与胶原蛋白和层黏连蛋白交联，进而造成基底膜电负荷改变，血管通透性增加。此外，AGEs可与其受体RAGE结合，诱发炎症级联反应，并造成氧化应激损伤［4］。
2.血管舒张功能障碍：血管内皮舒张因子一氧化氮（nitrogen oxide，NO）由内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）催化生成，具有扩张血管、调节局部血流灌注的作用。Walton等［5］研究表明DPN患者皮肤组织活检中的eNOS水平降低，NO合成减少，使内皮依赖性血管舒张功能下降，神经灌注不足引起神经组织缺血。
内源性长效缩血管活性因子内皮素-1调节血管张力，具有强烈的缩血管效应。DPN时，内皮素-1水平升高，它可直接导致周围组织微血管收缩，也可通过抑制NO产生，阻碍血管收缩，加重神经组织缺血缺氧，导致神经纤维髓鞘变性，神经传导速度变慢［6］。
花生四烯酸在血管内皮细胞的环氧合酶的催化下生成前列腺素（PGI2和PGE2），可通过增加血管平滑肌细胞中的环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）含量促进局部血管舒张。此外，PGE1还可通过调节NO和内皮素-1的水平调节血管舒张功能［7］。
3.血液流变学异常：DPN患者红细胞变形能力下降，聚集增多，黏附力下降，导致神经内膜缺血缺氧。与无并发症的糖尿病患者相比，DPN患者的血小板和纤维素沉积增多，血小板抗聚集能力下降，流速减慢。其原因为DPN时花生四烯酸代谢异常，血小板凝集剂血栓素合成增加，血小板聚集抑制物PGI2和PGE2合成减少，激活血小板，促进血小板黏附聚集，从而阻塞毛细血管［8］。
二、微循环障碍在DPN发生机制中的作用
1.能量代谢障碍：葡萄糖是神经元细胞的主要能量来源，其氧化磷酸化是三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）的主要生成途径。当DPN微循环障碍时，神经灌注显著下降，氧气含量降低，ATP合成大大减少，神经组织中轴突运输、离子浓度平衡的维持等对ATP需求量较大的生物学过程被显著抑制，从而导致DPN的发展［9］。
轴突运输减少不仅抑制了神经元胞体合成的蛋白质流向轴突末端以传递突触小泡（神经递质）、结构蛋白质（基质、微管和神经丝）等，也使逆行运输至胞体的轴突末端内的代谢产物及其摄取的神经生长因子、神经生长素等神经营养因子减少，导致神经轴索营养障碍、再生受损，甚至纤维萎缩脱落，严重影响神经传导功能。离子通道对能量代谢的损害十分敏感。其主要特点是Na+、Ca2+、Cl-内流增加及K+外流增加，Na+-K+-ATP酶活性降低，细胞发生肿胀、水泡形成和膜损伤，造成神经细胞功能障碍，神经传导速度减慢［10］。
2.山梨醇积聚和肌醇耗竭：当氧气供应有限时，神经髓鞘的醛糖还原酶可使葡萄糖转化为山梨糖醇，而无需利用氧化磷酸化初始磷酸化所需的2个ATP分子。因此，当微循环障碍造成氧气含量较低时，细胞中的葡萄糖通过醛糖还原酶途径生成大量的山梨醇，并在山梨醇脱氢酶作用下生成果糖［11］。但是由于神经组织内无果糖激酶，导致山梨醇和果糖大量沉积于周围神经，具有较强亲水性的山梨醇刺激神经细胞水肿，胞内渗透压增高，造成神经细胞水肿、变性、坏死，继而导致节段性脱髓鞘、轴突变性。
此外，大量沉积的山梨醇和果糖抑制了神经组织对肌醇的摄取，胞内肌醇减少，其水解产物二脂酰甘油减少，导致Na+-K+-ATP酶活性下降，神经细胞功能障碍，传导速度减慢。
3.氧化应激：当微循环障碍，氧气缺乏时，醛糖还原酶异常激活使大量还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸耗尽时，可导致活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）大量生成，诱导氧化应激的发生［12］。Kasznicki等［13］研究表明DPN患者血中ROS氧化终产物丙二醛增多，而可阻断ROS的抗氧化酶超氧化物歧化酶水平下降，证实DPN体内存在着异常增高的氧化应激。氧化应激可激活AGE和蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）通路，介导脂质过氧化，促进转化生长因子β、白细胞介素-1等炎症因子的表达，诱导神经细胞损伤［14］。
过量的ROS会加速脂质、蛋白质和核酸的破坏，当ROS导致DNA断裂时，可激活聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶（poly-ADP-ribose polymerase，PARP），进而导致线粒体损伤和细胞凋亡诱导因子释放，诱导细胞凋亡。ROS还可造成Na+-K+-ATP酶活性降低，减少神经节去极化，进而减慢神经传导速度。同时，ROS可诱导内皮细胞周围的周细胞收缩，从而破坏微血管屏障并增加通透性，微循环障碍加重，形成恶性循环［15］。
三、基于改善微循环障碍的DPN治疗
1.前列腺素E1（prostaglandin E1，PGE1）：PGE1可激活血管平滑肌细胞内腺苷酸环化酶生成cAMP，使血管平滑肌舒张，具有较强的扩血管作用。此外，它还可改善红细胞变形能力，降低血液黏度，抑制血小板聚集，防止血栓形成，改善微循环障碍，防止神经组织缺血缺氧性损伤。Wu等［16］将128例DPN患者分为两组，PGE1组给予脂质微球包裹的PGE1静脉注射及胰岛素治疗，对照组仅给予胰岛素治疗，10 d治疗后，与对照组相比，PGE1组密歇根州神经病变筛查仪（Michigan neuropathic screening instrument，MNSI）评分显著改善（由6.43±1.87下降至4.61±1.69, P<0.01)，正中、尺、腓肠神经的运动神经传导速度（motor nerve conduction velocity，MNCV）和感觉神经传导速度（sensory nerve conduction velocity，SNCV）明显增快（P<0.01），下肢足底、拇指感觉阈值明显提高（P<0.01）。另一项Meta分析回顾了包含1 136例DPN患者的16项随机对照试验，结果显示与单独使用甲钴胺相比，PGE1与甲钴胺联合使用可显著加快正中神经MNCV（MD 6.29, 95%CI 4.63~7.94, P<0.000 01）和SNCV（MD 5.68, 95%CI 3.53~7.83, P<0.000 01）及腓神经MNCV（MD 5.36, 95%CI 3.86~6.87, P<0.000 01）和SNCV（MD 4.62, 95%CI 3.48~5.75, P<0.000 01），且没有与药物干预有关的严重不良事件发生［17］，表明PGE1是治疗DPN有效且较为安全的药物。
2.前列环素衍生物：包括贝前列素钠等。可与血管平滑肌和血小板的前列环素受体结合，发挥抗血小板和扩张血管作用。此外，前列环素衍生物可促进内皮中eNOS表达，增加内皮源性NO产生，从而改善微循环。一项双盲、随机、对照试验将99例患有DPN但无外周动脉疾病的T2DM患者［41%为男性，年龄（60±6）岁］随机接受贝前列素钠（40 μg，tid）或安慰剂治疗8周，虽然安慰剂组神经症状也有一定程度改善，但贝前列素钠组症状评分（total symptom score，TSS）较安慰剂组改善更为明显（2.80±2.48比1.60±1.94, P=0.009），且更多的患者在服用贝前列素钠后表现出TSS显著改善的迹象（83.7%比62%, P= 0.015）［18］。
3.胰激肽原酶（pancreatic kininogenase，PKase）：又称血管舒缓素或胰激肽释放酶，是一种丝氨酸蛋白水解酶，是激肽释放酶-激肽系统的重要组成成分，可以降解激肽原，生成缓激肽和胰激肽，扩张小血管和毛细血管，提高血流量，降低血管通透性。同时，还能激活纤溶酶原转变为纤溶酶，增加纤溶活性，减少血中纤维蛋白水平，降低血黏度，防止血栓生成。此外，PKase可通过激活缓激肽和组胺对血栓烷的负反馈，促进血管内皮细胞产生前列环素，有效改善微循环障碍。
Jin等［19］将104例DPN患者随机分为3组：A组接受PKase和标准葡萄糖控制治疗，B组接受PGE1和标准葡萄糖控制治疗，C组仅接受标准葡萄糖控制治疗。结果显示，与C组相比，A组和B组的MNSI评分明显降低，腓总神经、尺神经的MNCV和腓肠神经的SNCV得到了更好的改善，而A组和B组在治疗结束时未发现明显差异，表明PKase具有与PGE1相似的DPN治疗效果，但PKase医疗成本仅为PGE1的18.9%，因此，PKase是治疗DPN经济有效的药物。
4.磷酸二酯酶（phosphodiesterase，PDE）抑制剂：己酮可可碱是一种甲基黄嘌呤衍生物，为非选择性PDE抑制剂，可增加细胞内cAMP并激活蛋白激酶A。它可以增加血流量，对红细胞的流变特性产生有益影响，并会增加缺血组织的氧含量，降低血浆和血液的黏度。此外，它通过增加前列环素来防止血小板凝集，改善血管扩张。Hosseini等［20］开展的随机、对照、双盲试验将60例糖尿病周围神经病变患者随机分为干预组（己酮可可碱，bid，400 mg）和安慰剂组（bid），治疗2个月后己酮可可碱组的周围神经病变症状明显改善（P=0.042）。
PDE5抑制剂可通过抑制PDE5活性减少环磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）降解，使cGMP蓄积，细胞内钙离子水平降低，血管平滑肌松弛，血流量增加。同时，PDE5抑制剂还可增加神经生长因子（nerve growth factor，NGF）和血小板源生长因子（platelet-derived growth factor C，PDGF-C）等神经营养因子的表达，改善神经功能，包括伐地那非、西地那非等。最近的一项贝叶斯网络Meta分析回顾了15项关于PDE5抑制剂在糖尿病勃起功能障碍患者中功效与耐受性的随机对照试验，分析了阳性反应率、由基线至研究结束的国际勃起功能指数变化、与治疗相关的不良事件等指标，结果表明：（1）对于糖尿病患者，PDE5抑制剂在改善勃起功能和总体性生活满意度方面通常比安慰剂更有效；（2）基于网状Meta分析和累计排名曲线下面积分析，伐地那非和美罗那非在功效和避免不良反应方面可能优于其他PDE5抑制剂，而这两者之间没有明显差异；（3）糖尿病勃起功能障碍患者服用PDE5抑制剂总体上来看较为安全且耐受性良好［21］。
与PDE5同一家族的PDE3被抑制后可提高血小板和血管中cAMP的浓度，并导致血小板聚集和血管舒张的抑制，具有良好的扩张血管作用，包括西洛他唑等。国内的几项临床研究均显示西洛他唑可以改善DPN患者皮肤感觉异常和减退，肌电图结果提示神经传导速度明显增快［22, 23］，但试验的方法学质量较差，证据等级较低，而近期Rosales等［24］进行的一项ASCEND研究，共纳入47例DPN患者，随机分为安慰剂组、低剂量（100 mg/d）和高剂量（200 mg/d）西洛他唑组，12周后3组患者的神经症状评分均明显改善，但各组之间未发现显著差异（在12周时，P=0.333），这表明西洛他唑在改善神经病变症状方面没有优势。因此，我们仍需要开展更多大型临床研究进一步探索西洛他唑对DPN患者的有效性及安全性。
5.血管紧张素转化酶抑制剂（angiotensin converting enzyme inhibitors，ACEI）:ACEI包括依托普利、赖诺普利、群多普利等。ACEI可竞争性抑制血管紧张素转化酶（angiotensin converting enzyme，ACE），阻止制血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ，血管紧张素Ⅱ有强烈的收缩血管作用，因此ACEI可以抑制肾素-血管紧张素Ⅱ系统的缩血管效应，同时还可过增加前列腺素的生成来激活腺苷环化酶，从而进一步促进cAMP的生成，改善微循环障碍。
20世纪末一项纳入了41例DPN患者的随机、双盲、安慰剂对照试验显示，群多普利治疗12个月后，患者腓神经MNCV（P=0.03）和M波振幅（P=0.03）增大，F波潜伏期（P=0.03）减小［25］。但最近的一项随机对照试验显示，63例DPN患者随机服用喹那普利和安慰剂2年后，喹那普利组MNSI评分和震动感觉阈值（vibration perception threshold，VPT）在治疗前后无明显改善，且治疗后与安慰剂组相比无明显差异［26］。由此可见，ACEI是否对DPN具有改善作用仍具有争议，需要更大的样本量、更长的随访时间来进一步验证，同时应选取早期DPN患者进行临床试验，以观察ACEI能否延迟而非逆转DPN进程。
6.血管活性肽酶抑制剂：包括坎沙曲等。血管活性肽酶抑制剂是一类可同时抑制ACE和中性内肽酶（neutral endopeptidase，NEP）活性的药物。抑制NEP可通过阻断C型利钠肽和缓激肽、肾上腺髓质素等血管活性肽的降解来促进这些肽的表达从而改善血管功能。血管活性肽酶抑制剂同时抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统、强化利钠肽和激肽系统，升高NO水平，具有比ACEI更强烈的抑制血管收缩、促进血管舒张作用。有研究表明用血管肽酶抑制剂AVE7688处理链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠8~10周，纠正了糖尿病引起的神经内膜血流减少，显著改善了运动神经和感觉神经的传导速度，防止了后爪痛觉过敏的发展［27］。另一项研究指出坎沙曲治疗显著增加了角膜纤维长度，防止了高血糖导致的角膜神经密度下降［28］。以上动物实验结果表明NEP可能为DPN治疗的潜在靶标，但尚需人体临床试验进一步论证其作用。
7.活血化瘀中药：中医认为DPN是由于血瘀而引起的侧支阻滞，这会阻止气血向四肢流动，从而引起麻木和疼痛。因此，通常使用能促进气血流动或散瘀的中草药来治疗DPN。一项包含了16项随机对照试验，共1 173例患者的Meta分析显示，黄芪桂枝五物汤治疗DPN的疗效明显优于对照组（OR=0.36，95%CI：0.29~0.46，Z=8.33，P<0.000 01）。但随机对照试验的质量通常较低，需要更大规模、设计更完善的随机对照试验来更准确地评估黄芪桂枝五物汤的临床有效性［29］。另一项包含了49项随机对照试验，涉及3 639例DPN患者的Meta分析测试了38种不同的中草药，包含单一草药（芦荟、刺五加等）、传统中成药（复方丹参注射液、血塞通胶囊等）和自行配制的中草药复方（补阳还五汤、桂枝葛根汤等），这些试验显示中草药对麻木、疼痛等神经症状的改善和神经传导速度变化具有积极作用，但多数试验的方法学质量较差，证据等级较低，且对不良事件的报道不足［30］。因此尚没有足够证据支持中药治疗糖尿病性周围神经病变的有效性和安全性，临床上应谨慎使用。
四、总结
综上所述，微循环障碍是DPN的主要病因和致病因素，糖尿病引起微血管形态及功能的变化，并通过破坏血管通透性等机制进一步导致神经组织缺血缺氧性改变，如ATP缺乏、山梨醇积聚和肌醇耗竭及氧化应激增高等，造成神经细胞水肿、变性、坏死等损伤，诱导DPN的发生及发展。PGE1、前列环素衍生物、胰激肽原酶和PDE抑制剂等药物可有效改善微循环障碍，对于预防、延缓和治疗DPN具有十分重要的意义。但许多改善微循环障碍的药物仍缺乏足够的临床循证学依据，今后我们仍应致力于开展大规模前瞻性临床研究，为DPN患者微循环障碍治疗的安全性、个体化用药提供更加充足可靠的循证医学证据。
参考文献 略
来源：中华糖尿病杂志