他克莫司血药浓度及相关基因多态性对肾移植后糖尿病发生的影响*

沈国平，程梁，蒋振伟，蒋艳，邹素兰，胡楠

(苏州大学附属第三医院/常州市第一人民医院药学部，常州 213003)

移植后糖尿病(post-transplantation diabetes mellitus，PTDM)指器官移植术后发现的糖尿病，是肾移植后常见的并发症之一，可增加肾移植术后发生感染、心血管等疾病的危险性，并可导致移植肾失功，降低人/肾存活率，严重影响患者长期生存率[1]。目前关于PTDM的危险因素尚未见统一的意见，有研究认为高龄、肥胖、糖尿病家族史、炎症、病毒感染、糖皮质激素和免疫抑制药的应用等可能是PTDM的危险因素。他克莫司作为目前临床应用最广泛的钙调磷酸酶抑制药，常用于预防器官移植后的排斥反应。然而在抗排异反应的同时，他克莫司存在多种副作用，其中一种就是受体PTDM。多项研究表明他克莫司致PTDM的发生率与剂量相关，降低他克莫司治疗剂量可在一定程度上减少或逆转PTDM的发生[1-2]。由于他克莫司治疗窗窄，药动学个体差异大，临床上需要定期监测其血药浓度，并根据浓度调整用药剂量以避免免疫抑制不足或过量。他克莫司在体内主要经CYP3A5酶代谢，同时它也是外排转运体P糖蛋白的底物，有大量研究报道了相关药物代谢酶和转运体的基因多态性与他克莫司体内代谢的关系。笔者前期也发现CYP3A5*3，POR*28，ABCB1 3435和ABCB1 1236基因多态性可影响他克莫司的谷浓度[3-5]，提示这些基因的突变可能对PTDM的发生有一定的影响。此外，近年来有研究提示维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)基因多态性可能会通过改变与配体VD3的结合，对CYP3A4的表达水平产生影响，进而导致他克莫司的药动学个体差异[6-7]。同时，还有研究提示VDR基因多态性与移植后糖尿病的发生发展有相关性[8-9]。笔者对肾移植受者血液样本和临床资料进行收集，检测相关基因多态性位点，分析移植后1年内他克莫司浓度与PTDM的关系，探讨PTDM发生的危险因素，为PTDM的预防和治疗提供参考依据。

1 资料与方法

1.1临床资料 对2010年1月1日—2020年1月1日于我院接受同种异体肾移植术受者的临床资料进行回顾性分析。受者的纳入标准：在我院接受肾移植手术；年龄>18周岁；手术资料完整；术前未诊断糖尿病；术后使用他克莫司+霉酚酸类药物+糖皮质激素三联免疫抑制方案。排除标准：二次移植患者；同种异体肾移植术后1年内移植肾失功；同种异体肾移植术后1年内死亡；术后随访时间<12个月。根据纳入和排除标准，最终共360例受者纳入本研究。本研究经常州市第一人民医院伦理委员会的审查批准(伦理编号：2021科第151号)。

1.2免疫抑制方案 术后免疫抑制药方案均采用他克莫司+霉酚酸(MPA)类药物+糖皮质激素三联用药。MPA类药物在肾移植术前12 h内开始口服，吗替麦考酚酯500～1000 mg·d-1(或麦考酚钠360～720 mg·d-1)，每日2次。糖皮质激素用法为术中及术后1 d静脉滴注甲基强的松龙500 mg·d-1，术后第2 天或第3 天减为250 mg·d-1。此后口服泼尼松片40 mg·d-1，逐渐减量至10～20 mg·d-1。他克莫司剂量为0.07～0.15 mg·kg-1·d-1，每天2次，8：00和20：00口服给药，首次剂量在肾移植术后第1至第3天给予。其后根据血药浓度进行调整，术后1个月内目标血药谷浓度为8～12 ng·mL-1。

1.3PTDM诊断标准 目前公认的PTDM诊断标准是美国糖尿病学会(ADA)对糖尿病的定义：有糖尿病症状且至少1次空腹血糖(fasting blood glucose，FBG)≥7 mmol·L-1或随机血糖≥11.1 mmol·L-1或口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test，OGTT)中2 h血糖≥11.1 mmol·L-1或糖化血红蛋白(HbA1c≥6.5%)。为了排除肾移植术后的手术应激状态等其他因素带来的影响，PTDM的诊断至少在手术1个月以后[10]。

1.4他克莫司浓度测定 采用均相酶增强免疫分析法(enzyme multiplied immunoassay technique，EMIT)测定他克莫司血药浓度。西门子Syva 药物浓度分析仪(Viva-E)，配套的Emit2000他克莫司试剂盒、标准曲线和质控药盒，均为西门子医学诊断产品有限公司提供[10]。

1.5基因型分析 采用聚合酶链反应(PCR)-限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism，RFLP)技术检测肾移植受者CYP3A5*3(rs776746)、POR*28(rs1057868)、ABCB1(rs1045642)、ABCB1(rs1128503)、VDR ApaI(rs7975232)、VDR BsmI(rs1544410)、VDR FokI(rs2228570)和VDR Taq1(rs731236)基因型[3-4]。基因型及等位基因见表1，均符合Hardy-Weinberg平衡(P<0.05)，研究资料具有群体代表性。

1.6统计学方法 采用IBM公司的SPSS 23.0版分析软件，首先对收集的因素进行单因素分析，找出可疑因素：对于分类变量进行卡方检验，对于连续变量，首先考察其正态性，服从正态分布，采用均数±标准差表达，选择独立样本t检验进行单因素研究；如果不服从正态分布，采用中位数[下四分位数，上四分位数]表达，选择两个独立样本的非参数检验进行单因素研究；然后对可疑因素再进行多因素研究，采用二元Logistic回归分析，以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1术后PTDM发生率 术后1年内，所纳入360例受者中诊断为PTDM 29例，发生率为8.06%。肾移植术后2～3个月内诊断24例，占82.75%；术后3～6个月内诊断1例，占3.45%；术后6～12个月内诊断4例，占16.67%。术后3个月时非PTDM组FBG为(5.09±0.71) mmol·L-1，PTDM组FBG为(6.92±2.49) mmol·L-1，两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。

2.2术后1年内PTDM组和非PTDM组他克莫司血药浓度 PTDM组和非PTDM组在移植术后1年内他克莫司谷浓度见图1。PTDM组他克莫司谷浓度在移植术后1个月内各时间点(7，14，21和28 d)均显著高于非PTDM组(P<0.05)，3个月后浓度差异逐渐缩小，在6个月时差异有统计学意义(P<0.05)，而在3个月和12个月时差异无统计学意义。

2.3PTDM危险因素分析 本研究共纳入20余个潜在危险因素，包括性别、年龄、体质量指数(BMI)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、移植前尿蛋白、肌酐、尿酸、胆固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、住院时间、术后28 d他克莫司血药浓度、CYP3A5*3(rs776746)、POR*28(rs1057868)、ABCB1(rs1045642)、ABCB1(rs1128503)、VDR ApaI(rs7975232)、VDR BsmI(rs1544410)、VDR FokI(rs2228570)和VDR Taq1(rs731236)基因型。单因素分析结果显示，PTDM组和非PTDM组在HBV、HCV、移植前尿蛋白、肌酐、尿酸、胆固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、住院时间、CYP3A5*3(rs776746)、POR*28(rs1057868)、ABCB1(rs1045642)、ABCB1(rs1128503)、VDR ApaI(rs7975232)、VDR BsmI(rs1544410)、VDR FokI(rs2228570)和VDR Taq1(rs731236)基因型等因素比较均差异无统计学意义(均P>0.05)。而两组间在受者年龄、BMI和术后28 d他克莫司血药浓度因素的差异均有统计学意义(均P<0.05)，见表1。

①与非PTDM组比较，t=0.217～2.764，P<0.05。

结合临床及统计学P值(P<0.1)，将受者年龄、BMI、术后28 d他克莫司血药浓度、住院时间(P<0.06)、移植前三酰甘油(P<0.06)和移植前高密度脂蛋白(P=0.078)纳入多因素Logistic回归模型中进行分析，结果显示受者年龄[OR1.067，95%CI(1.018，1.118)，P<0.007]、BMI[OR1.192，95%CI(1.023，1.390)，P<0.024]和术后28 d他克莫司血药浓度[P<1.470，95%CI(1.261，1.713)，P<0.001]，是术后1年内PTDM发生的独立危险因素，见表2。

3 讨论

PTDM发生率在不同移植中心的差异较大，为2%～50%，这与不同国家地区、人种、生活方式及饮食习惯有关，也与各中心采取的筛查方法、诊断标准、观察时间以及术后免疫抑制药方案的不同有关。在肾移植患者中，PTDM在移植后早期即可发生，通常发生于术后3～6个月，平均诊断时间为4.3个月[11]。肾移植患者在术后短期内都会出现一个应激性高血糖现象，主要由于使用大剂量糖皮质激素导致机体产生的应激反应，而后会随着激素使用剂量减小而降低。因此本研究中对PTDM的判定时间选择术后1个月至1年内。本研究29例PTDM患者中，82.75%在术后3个月内被确诊，评价诊断时间为2个月，与既往研究较为吻合[12-13]。

年龄是PTDM以及糖尿病的一个高危因素，可能由于胰岛β细胞功能随着年龄增大而下降。有研究表明，年龄每增加10岁，PTDM的发生率增加29%[14]，也有文献报道年龄>45岁肾移植患者发生PTDM的概率是<45岁患者的2倍[15]。本研究中，所有PTDM患者年龄段分布为：<30岁2例，30～40岁9例，>40岁18例，年龄越大肾移植患者，PTDM发生率越高，与国内外大部分研究报道一致。

表1 肾移植术后PTDM潜在危险因素的单因素分析

表2 PTDM多因素Logistic回归分析

本研究分析发现肾移植患者BMI是影响PTDM发生的独立危险因素。在一项韩国肾移植受者的研究中发现，当BMI>25 kg·(m2)-1时，PTDM发生风险会增加3.46倍[14]。这是由于肥胖会刺激胰岛β细胞产生胰岛素抵抗，导致葡萄糖清除减慢从而产生PTDM[16]。有临床研究证实，通过改变生活方式，如减轻体质量，可有助于预防以及治疗PTDM[17]。因此应指导肾移植受者改善生活方式，适当运动，保持BMI在合理范围。

国内外大量文献已证实免疫抑制药是PTDM的一个重要诱因。临床试验发现他克莫司比环孢素具有更强升高血糖作用[18]。然而他克莫司致PTDM发病机制尚未完全阐明，目前认为他克莫司一方面通过直接损伤胰岛β细胞，另一方面抑制胰岛素基因的转录，使胰岛素合成减少而诱发PTDM[19]。由于他克莫司治疗窗窄，药动学个体差异大，临床使用时需要定期监测患者的血药浓度并调整用药剂量，以避免免疫抑制不足或过量。多项研究表明他克莫司致PTDM的发生率与剂量相关[1-2，20]，降低他克莫司治疗剂量可在一定程度上减少或逆转PTDM的发生，提示PTDM的发生可能与他克莫司的药动学相关。RODR GUEZ-RODR GUEZ等[21]研究发现他克莫司浓度>10 ng·mL-1可增加糖尿病的风险，且他克莫司致糖尿病作用呈剂量依赖性。也有研究发现他克莫司浓度>15 ng·mL-1是PTDM的危险因素[22]。本研究结果显示PTDM患者他克莫司浓度显著高于非PTDM患者，这与国内外的相关研究结果一致[1，23]。此外，本研究结果显示PTDM患者与非PTDM患者他克莫司浓度在移植后1个月内差异更为明显，提示移植早期高浓度的他克莫司对移植后糖尿病的发生影响更大。

近年来随着药物基因学的发展与推广，证实基因多态性是影响他克莫司药动学个体间差异的主要原因。他克莫司是CYP3A代谢酶和P-gp转运体的共同底物。笔者前期曾对肾移植患者CYP3A5、ABCB1和POR基因多个SNP位点进行检测与分析，证实CYP3A5*3、ABCB1和POR*28基因多态性与他克莫司浓度剂量存在一定的相关性[3-5]。而这些基因多态性与PTDM的相关性也引起广泛的重视。LANCIA等[24]发现POR*28/*28和ABCB1(rs1045642)CC或CT基因型携带者在肾移植术后发生PTDM的风险显著更高。此外近年来也有文献报道了VDR基因多态性与PTDM的相关性研究。YAO等[9]报道15.24%肾移植受者术后6个月内出现PTDM，并且VDR Fok1基因型与PTDM的发展有关。NUMAKURA等[8]研究发现VDR TaqI基因型也是PTDM的一个风险因素。然而，也有研究报道不同的结果，WANG等[25]研究并未发现VDR taqI基因多态性与PTDM具有相关性。本研究检测这360例肾移植受者的CYP3A5*3(rs776746)、POR*28(rs1057868)、ABCB1(rs1045642和rs1128503)、VDR ApaI(rs7975232)、VDR BsmI(rs1544410)、VDR FokI(rs2228570)和VDR Taq1(rs731236)基因多态性位点，并将它们与PTDM发生情况进行统计，但并未发现这些基因多态性与PTDM间存在相关性。

综上所述，年龄、BMI和他克莫司血药浓度是术后1年内PTDM发生的独立危险因素。针对这些危险因素，可采取切实有效的防治措施，降低PTDM的发生率，提高肾移植受者的长期存活率。同时，本研究并未发现CYP3A5*3(rs776746)、POR*28(rs1057868)、ABCB1(rs1045642和rs1128503)、VDR ApaI(rs7975232)、VDR BsmI(rs1544410)、VDR FokI(rs2228570)和VDR Taq1(rs731236)基因多态性与肾移植后PTDM发生存在相关性，为以后的他克莫司及PTDM相关药物基因组学研究提供参考依据。