SGLT2抑制剂与GLP-1R激动剂对心房颤动中炎症相关氧化应激的协同作用

《JACC: Basic to Translational Science》：Synergistic Effects of SGLT2 Inhibitors and GLP-1R Agonists on Inflammation-Associated Oxidative Stress in Atrial Fibrillation

　　

心房颤动（AF）与心房炎症及不良重构相关。研究人员分析了来自心脏外科手术患者的80份右心耳（RAA）标本，其中18例具有AF病史，以考察炎症与钠-葡萄糖协同转运蛋白2（SGLT2）及胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）表达和功能之间的关系。炎症性RAA表现出氧化应激、纤维化以及SGLT2和GLP-1R表达增加，且在AF患者中更为显著。SGLT2抑制剂和GLP-1R激动剂均可降低活性氧（ROS）水平，其中联合治疗效果最强。上述发现提示，联合应用SGLT2抑制剂与GLP-1R激动剂，可能通过降低氧化应激，成为预防AF相关心房重构的潜在策略。

该文发表于《JACC: Basic to Translational Science》，聚焦心房颤动（AF）这一最常见持续性心律失常的病理基础。AF不仅显著增加卒中风险，还与心力衰竭（HF）尤其是射血分数保留型心力衰竭密切相关。近年来，心房心肌病（atrial cardiomyopathy）的概念逐渐成为理解AF发生发展的重要框架，其核心在于心房电重构与结构重构在临床心律失常出现前即已逐步形成。已有研究表明，慢性炎症可塑造促纤维化、促血栓和促氧化的局部微环境，是驱动心房重构的重要机制之一。然而，目前针对AF发病机制中“炎症—氧化应激—结构重构”轴的直接治疗手段仍较有限。因此，探索兼具心血管保护与抗炎抗氧化作用的药物在AF中的潜在机制，具有明确的转化医学价值。

在这一背景下，研究人员将目光聚焦于两类已在心血管代谢领域广泛应用的药物：钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂（SGLT2i）和胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1Ra）。这两类药物均已在糖尿病、肥胖相关心血管疾病及HF治疗中显示获益，并被认为具有抑制炎症和减轻氧化应激的潜力。但其在AF相关心房组织中的表达特征、细胞来源及功能作用仍不清楚。研究人员据此提出问题：在存在炎症和重构的心房组织中，SGLT2与GLP-1R是否上调；SGLT2i和GLP-1Ra能否减轻相关氧化应激；二者联合是否具有协同效应。

本研究纳入法国斯特拉斯堡大学医院接受冠状动脉旁路移植或主动脉瓣置换术的80例患者右心耳样本，其中18例有AF病史。研究显示，与无AF病史者相比，AF患者心房组织呈现更明显的炎症表型，伴随内皮激活、氧化应激增强、纤维化加重，以及SGLT2和GLP-1R表达升高。功能实验进一步表明，恩格列净（empagliflozin）与司美格鲁肽（semaglutide）均可降低炎症相关活性氧（ROS）生成，而低剂量联合应用产生了显著强于单药的抗氧化效应。研究由此得出结论：AF相关心房组织中存在与炎症密切相关的SGLT2和GLP-1R上调，联合靶向这两条通路可能成为抑制AF相关心房重构的新型治疗策略。

本研究的关键技术方法主要包括：基于80份人右心耳（RAA）手术样本的分子与组织学分析；采用实时定量PCR、蛋白印迹（western blot）、免疫荧光共定位和Sirius red染色评估炎症、氧化应激及纤维化标志物；通过二氢乙啶（DHE）染色检测组织和细胞ROS；在人冠状动脉内皮细胞、AC16心肌细胞及健康供者外周血单个核细胞（PBMCs）中进行TNF-α刺激、siRNA沉默及药物干预；并结合倾向评分逆概率加权（IPTW）和单、多变量统计分析控制混杂因素。

研究结果

Patient population studied
研究共分析80例心脏手术患者的RAA，其中18例有AF病史，以阵发性AF为主。与窦性心律（SR）患者相比，AF患者年龄更大，CHA₂DS₂-VASc评分更高，左心房容积指数和面积更大，左心室射血分数更低。该部分结果说明，AF患者在临床表型上已呈现更明显的心房结构异常，为后续组织学和分子差异分析提供了临床背景。

RAA inflammation is associated with endothelial activation, remodeling, fibrosis, and increased SGLT2 and GLP-1R expression
研究人员对RAA中炎症、巨噬细胞、内皮激活、衰老、纤维化、血栓形成及SGLT通路相关基因进行检测，发现整体样本间存在显著异质性。AF患者RAA中，NOS3和CD163表达降低，而IL1B、IL6、TNFA、CD68、CD86、CCL2、F3、TP53、TGFB1、COL3A1以及SLC5A1、SLC5A2和GLP1R表达升高。相关性分析显示，TNF-α与CD86、CCL2、F3、TP53、TGFB1、SLC5A2和GLP1R呈正相关，与NOS3和CD163呈负相关；SGLT2和GLP-1R也与多项炎症及重构标志物正相关。多变量分析进一步证实，年龄≥75岁、糖尿病、AF及慢性肾病与TNFA和SLC5A2独立正相关，而糖尿病、AF及慢性肾病与GLP1R独立正相关。这部分研究表明，AF相关RAA呈现以炎症、内皮功能障碍、促纤维化和促血栓通路活化为特征的病理重构，并伴随SGLT2与GLP-1R上调。

在蛋白水平验证中，研究人员按TNFA中位数将样本分为低TNF-α组和高TNF-α组。高TNF-α组eNOS降低，而p-p65、SGLT2、GLP-1R、NOX2、VCAM-1、组织因子、p53、p21、MMP-9、TGF-β1及collagen-3a升高；其中AF患者升高更明显。Sirius red染色进一步证实高TNF-α组胶原沉积增加，AF患者纤维化最重。由此可以概括，高炎症状态与AF相关心房组织中的氧化应激、衰老、内皮激活和纤维化相互伴行。

Inflammation-related cellular expression of SGLT2 and GLP-1R in human RAA tissue and cardiac cells
免疫荧光共定位分析显示，在高TNF-α的RAA中，SGLT2主要与CD31阳性内皮细胞及CD86阳性促炎巨噬细胞共定位，与troponin T阳性心肌细胞共定位较弱。相较之下，GLP-1R在高TNF-α组织中主要与心肌细胞及巨噬细胞共定位，与内皮细胞共定位较少；而在低TNF-α组，其表达较低且更多见于内皮细胞。研究人员还重新分析公开的人心房单核RNA测序数据集，支持SLC5A2和GLP1R在心房内皮细胞、免疫细胞和心肌细胞中的细胞类型特异性表达。

在体外实验中，TNF-α可显著诱导人冠状动脉内皮细胞SGLT2表达，而降低GLP-1R表达；在AC16心肌细胞和PBMCs中，TNF-α则同时上调SGLT2和GLP-1R。相应siRNA沉默可削弱这些变化。该部分结果说明，炎症状态下SGLT2与GLP-1R的上调具有明显细胞类型依赖性，这为两类药物效应差异及联合效应提供了细胞学基础。

ROS formation in inflamed RAA is attenuated by SGLT2 inhibition
研究发现，RAA中的ROS水平与CD86、TNF-α及SGLT2表达呈正相关。AF患者RAA的ROS高于SR患者。恩格列净能够降低AF患者RAA中的ROS；在SR患者中，仅对高TNF-α亚组有效，对低TNF-α亚组无明显影响。进一步药理学实验显示，在低TNF-α组，N-乙酰半胱氨酸（NAC）和NADPH氧化酶抑制剂VAS-2870可降低ROS，而恩格列净和英夫利昔单抗（infliximab）无效；在高TNF-α组中，恩格列净和英夫利昔单抗同样可显著降低ROS。多变量分析显示，糖尿病、AF和左心房容积指数增大与基础ROS水平独立相关。

当RAA切片暴露于外源性TNF-α后，低TNF-α组ROS升高，但仅NAC、VAS-2870和英夫利昔单抗能阻断，恩格列净仍无效；而高TNF-α组TNF-α诱导的ROS进一步升高，并可被NAC、VAS-2870、恩格列净和英夫利昔单抗共同抑制。该结果说明，SGLT2抑制的抗氧化作用主要出现在既有炎症激活和SGLT2上调的心房组织中。

GLP-1Ra attenuate inflammation-related atrial ROS formation via cell type-specific effects
GLP-1R表达与RAA中的ROS水平呈正相关。司美格鲁肽可降低AF患者及SR患者RAA中的ROS，但在SR患者内部，仅高TNF-α亚组受益，低TNF-α亚组无明显变化。机制实验显示，司美格鲁肽和利拉鲁肽（liraglutide）的抗氧化效应可被GLP-1R拮抗剂exendin 9-39、腺苷酸环化酶抑制剂SQ22536以及蛋白激酶A（PKA）抑制剂PKI（14-22）阻断；而腺苷酸环化酶激活剂forskolin可模拟其作用，提示该过程依赖cAMP/PKA信号通路。

在低TNF-α组额外给予TNF-α后，司美格鲁肽和利拉鲁肽均可使升高的ROS下降，且同样依赖GLP-1R-cAMP/PKA通路。体外细胞实验证实，TNF-α诱导的ROS在心肌细胞和PBMCs中可被司美格鲁肽抑制，但在内皮细胞中不受影响。该部分结果表明，GLP-1Ra可减轻炎症相关心房氧化应激，但其作用具有细胞类型特异性，主要在心肌细胞和免疫细胞中更为明显。

Combination of SGLT2i plus GLP-1Ra has synergistic antioxidant effects in inflamed human RAA tissue and cardiac cells
剂量-反应实验显示，在高TNF-α组RAA中，恩格列净和司美格鲁肽在≥10 nM时均可降低ROS。值得注意的是，在TNF-α表达最高四分位的RAA中，10 nM恩格列净和10 nM司美格鲁肽单用仅轻度降低ROS，而二者联合可使ROS下降42.4%，显著超过理论相加效应，表现出明确协同抗氧化作用，且这一效应在SR和AF患者中均可观察到。

在TNF-α刺激的内皮细胞、心肌细胞和PBMCs模型中，10 nM低剂量联合用药同样能够降低ROS，而同剂量单药无效。进一步的蛋白检测显示，联合治疗可减轻心肌细胞中的NOX2、MMP-9和TGF-β1上调，降低PBMCs中的NOX2、CD86和CCR2表达，并缓解内皮细胞中NOX2、VCAM-1和p53升高及VASP Ser¹⁵⁷位点磷酸化下降。另一个重要发现是，SGLT2沉默可阻止TNF-α诱导的内皮细胞GLP-1R下调，提示二者之间可能存在调控串扰。整体而言，该部分结果证明，SGLT2i与GLP-1Ra通过不同细胞分布和不同作用机制形成互补，从而在炎症性心房组织中产生协同抗氧化和抗炎效应。

讨论总结
本文的核心贡献在于，从人类心房组织层面系统揭示了AF相关炎症表型与SGLT2、GLP-1R上调之间的紧密联系。研究表明，AF不仅是节律异常，更与心房心肌病背景下的炎症、内皮功能障碍、氧化应激、细胞衰老、纤维化和促血栓状态密切相关。SGLT2主要定位于促炎巨噬细胞和内皮细胞，GLP-1R主要定位于巨噬细胞和心肌细胞，这种差异化细胞分布决定了两类药物在抑制炎症相关ROS形成方面的互补性。SGLT2i更倾向于干预炎症激活内皮及相关氧化反应，GLP-1Ra则主要通过GLP-1R-cAMP/PKA通路在心肌细胞和免疫细胞中发挥抗氧化作用。联合用药在低剂量下即可获得显著协同效应，提示其在心房重构干预中具有潜在转化价值。

研究同时指出若干局限性，包括样本量较小、手术时所有患者均为SR、分析重点为RAA而非左心房及左心耳、未直接评价电重构、未定量组织局部TNF-α浓度，以及体外实验药物浓度与临床暴露水平并不完全对应。因此，本文结论主要支持“炎症相关结构重构和氧化应激可被双通路干预”的机制层面认识，而对临床节律结局的影响仍需进一步前瞻性研究验证。

研究结论部分翻译
本研究结果表明，AF与心房组织中炎症增强以及SGLT2和GLP-1R表达升高密切相关。炎症性RAA中SGLT2和GLP-1R水平升高，与不良重构和氧化应激标志物相关。SGLT2抑制剂联合GLP-1R激动剂所产生的协同抗氧化效应，可能代表一种降低AF中炎症相关心房重构和氧化应激的新型治疗策略。