糖尿病合并SGLT2抑制剂使用者循环微量元素浓度降低：一项探索性横断面研究

《Nutrients》：Lower Circulating Trace-Element Concentrations Among SGLT2 Inhibitor Users with Diabetes: An Exploratory Cross-Sectional Study

　　

背景/目的：钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂（SGLT₂is）具有超出血糖控制的代谢和肾脏效应，但其与循环微量元素谱的关系仍研究不足。研究人员探讨现患SGLT₂i使用是否与血清微量元素及靶向代谢物差异相关，特别关注肾功能及共享多元素表型的可能性。方法：在这项探索性横断面研究中，按现患SGLT₂i暴露评估血清微量元素和靶向氨基酸代谢物。主要临床比较为接受SGLT₂i的糖尿病（DM）参与者（n=6）与未接受SGLT₂i者（n=10）。次级分析纳入更广泛的三组队列。由于暴露组小且治疗非随机分配，分析被视为假设生成性。组间比较辅以置换检验、按重算未截断2021 CKD-EPI估算肾小球滤过率（eGFR）校正的回归、错误发现率（FDR）校正、元素间相关分析、主成分分析（PCA）和影响诊断。结果：在DM参与者中，SGLT₂i使用者的循环铜（Cu）、镁（Mg）、硒（Se）和锌（Zn）浓度较低，补充分析方向一致。在纳入八个分子结局多重性校正的次级分析中，Cu（q=0.015）和Se（q=0.047）达到预设FDR阈值，Mg和Zn未达到（均q=0.051）。探索性PCA识别出第一主成分（PC1）解释四种测定元素70.8%的方差。PC1在SGLT₂i治疗者中较低，且在eGFR校正后仍与暴露相关（β=?2.43，95%置信区间（CI）?4.22至?0.65；p=0.008）；然而，该成分仅代表统计协方差，不应解释为共同生物机制或共享微量元素耗竭的证据。结论：在DM参与者中，现患SGLT₂i使用与若干测定微量元素循环浓度方向性降低相关；但多重校正后，仅Cu和Se达到预设FDR阈值，Mg和Zn未达到。横断面设计、暴露亚组小、临床不平衡以及缺乏治疗前、饮食、尿微量元素、炎症、治疗时长和依从性数据，使该模式不能归因于SGLT₂抑制。因此，这些发现应视为假设生成性，并需采用治疗前后连续测量的前瞻性验证，以确定观察到的表型反映药理效应、治疗选择、潜在临床表型或这些因素的组合。

该研究针对SGLT₂抑制剂（SGLT₂is）在血糖控制之外的心血管和肾脏获益及其潜在系统机制展开。既有研究提示SGLT₂抑制涉及近端小管钠葡萄糖处理、利钠、管球反馈及底物利用、酮体代谢、氧化应激和炎症信号等通路，但循环生化谱可能同时反映药理效应、非随机治疗选择、肾功能、糖尿病严重程度、营养和合并用药。代谢组学研究报道能量底物和氨基酸代谢变化，矿物质研究多集中于镁和磷酸盐调节，直接关联SGLT₂i暴露与实测血清锌、铜、硒、镁浓度的临床证据仍少。锌参与抗氧化防御、蛋白结构、胰岛素储存与信号及多种酶功能，糖尿病、心力衰竭和心血管不良表型中可见血清锌改变；氨基甲酰化相关代谢亦与肾衰竭、动脉粥样硬化风险和不良结局相关，肾功能因此是微量元素和氨基甲酰化代谢物的潜在混杂因素。研究人员在左心室收缩功能保留的参与者中，按现患SGLT₂i使用评估血清微量元素和靶向氨基酸谱，主要比较DM患者中治疗者与未治疗者，三组队列作为次级描述和建模框架；因暴露非随机且仅6例治疗者，所有分析均为探索性和假设生成性。研究显示DM患者中现患SGLT₂i使用与若干微量元素循环浓度方向性降低相关，但多重校正后仅Cu和Se达到预设FDR阈值，Mg和Zn未达到；探索性相关和PCA仅提示统计协方差，不能确立共同生物机制。该研究意义在于提出需以前瞻性、治疗前后连续采样和匹配对照验证的假设，不能据此确立微量元素缺乏、治疗诱导耗竭或SGLT₂抑制的因果效应。

关键技术方法概括（不超过250字）：源数据库含88名有配对临床和分子数据者，分析限制于左心室射血分数（LVEF）≥50%的56名参与者；源队列为2025年因稳定冠心病由心脏科转诊、在内科和高血压科住院的连续患者。主要DM比较为6例SGLT₂i使用者与10例未使用者，次级三组分析纳入37例无DM且无SGLT₂i暴露者，3例无DM的SGLT₂i使用者仅作描述。采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定血清Cu、Mg、Se、Zn，液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）测定靶向氨基酸及相关代谢物；以重算未截断2021 CKD-EPI eGFR校正回归，辅以精确Mann–Whitney检验、rank-biserial效应量、穷尽置换检验（8008种分配）、HC3稳健标准误、Benjamini–Hochberg（BH）FDR八结局校正、Spearman相关、PCA及留一影响诊断。

3.1 研究队列和基线失衡：LVEF≥50%队列共56名，主要DM比较为6例SGLT₂i使用者与10例未使用者，次级三组分析共53名，另3例无DM的SGLT₂i使用者仅描述。通过标准化均数差（SMD）和Hedges’ g评估基线不平衡，提示治疗组与未治疗DM组存在临床特征差异，三组描述性比较采用Kruskal–Wallis检验和Fisher精确检验，这些p值仅描述队列，不用于确立基线可比性。

3.2 糖尿病队列中的微量元素谱：通过DM-only比较发现四种测定元素在SGLT₂i治疗者中均较低，平均组间差为Cu ?357.7 μg/L、Mg ?4894.4 μg/L、Se ?30.2 μg/L、Zn ?332.3 μg/L。精确Mann–Whitney检验显示Cu、Se、Zn差异显著（p=0.016、0.022、0.031），Mg较弱（p=0.118）；穷尽置换检验得Cu p=0.014、Mg p=0.042、Se p=0.013、Zn p=0.038。

3.3 探索性元素间相关与主成分分析：通过Spearman相关发现六组两两相关均为正（ρ=0.512至0.623，均p<0.001）。探索性PCA显示PC1解释70.8%总方差，Cu、Mg、Se、Zn载荷分别为0.876、0.917、0.870、0.685；DM-only中SGLT₂i使用者PC1均值?2.10，未使用者0.18（精确Mann–Whitney p=0.022），eGFR校正后仍相关（β=?2.43，95% CI ?4.22至?0.65；p=0.008）。该结果仅代表统计协方差，不能解释为共同生物机制。

3.4 八结局多重性分析：通过次级三组分析并按重算未截断eGFR校正及BH八结局校正，Cu（β=?1.52，95% CI ?2.48至?0.56；p=0.002；q=0.015）和Se（β=?1.15，95% CI ?2.04至?0.25；p=0.012；q=0.047）达到FDR阈值，Mg（β=?1.33；p=0.024；q=0.051）和Zn（β=?0.73；p=0.026；q=0.051）未达到；同型瓜氨酸及三个预设代谢模块评分均未获支持，未识别出锌的孤立分子信号。

3.5 锌和铜影响分析：通过留一观察影响分析，Zn全肾校正系数为?0.78 SD，16次留一估计范围?1.01至?0.68 SD且均为负，最大Cook距离0.251，暴露系数最大绝对DFBETA为0.744；Cu全模型系数?1.44 SD，留一范围?1.72至?1.31 SD且均为负，最大Cook距离0.498，最大绝对暴露DFBETA为0.547。结果表明Zn和Cu系数方向并非由单一参与者造成，但不证明稳健性、可重复性或无混杂。

3.6 无DM的SGLT₂i使用者和单药描述性发现：3例无DM的SGLT₂i使用者仅作描述，其血清等效Cu 899.6至1298.3 μg/L、Mg 20872.8至22379.1 μg/L、Se 87.1至132.1 μg/L、Zn 1085.5至1255.7 μg/L，未重现DM治疗组一致较低的模式；因仅3例未作统计比较或糖尿病状态修饰推断。6例治疗DM者中达格列净和恩格列净各3例，个体微量元素谱变异较大，未作假设检验，不能推断药物特异性效应。

3.7 分子发现的整合探索性解释：通过整合分析发现四种微量元素方向一致，但统计支持不同；Cu和Se在八结局次级分析中达到FDR阈值，Mg和Zn未达到（q均0.051）。元素间正相关和共同主成分仅概括数据集内协方差，不能确立协调生物表型或共同机制。上述分析来自同一小样本、临床不平衡数据集，属同一信号的互补表征而非独立确认，不能区分SGLT₂i暴露与治疗选择、糖尿病严重程度、肾脏或心血管表型、营养或炎症因素、容量状态及合并用药。

讨论部分总结：该探索性横断面研究显示，DM患者中现患SGLT₂i使用与Cu、Mg、Se、Zn方向性较低相关，但八结局多重校正后仅Cu和Se达到预设FDR阈值，Mg和Zn未达到。元素间正相关和探索性PCA仅提供统计描述，不能区分共同生物调节与营养状态、炎症、蛋白结合、肾脏处理、容量状态、治疗选择或分析前因素。SGLT₂i对近端小管钠葡萄糖处理、利钠和管球反馈的作用提供生物学背景，但本研究未评估尿排泄、细胞内或组织分布、饮食摄入及纵向变化，故不能将观察谱归因于肾处理改变或SGLT₂抑制本身。锌参与抗氧化防御、蛋白结构、细胞内信号、胰岛素生物学和金属酶功能；既往SGLT₂i研究涉及镁、磷酸盐和锌-α2-糖蛋白，而后者为脂肪因子，并非元素锌测量；血清锌受饮食、炎症、肾脏处理、白蛋白及结合蛋白、采样条件和分析方法影响，故较低循环浓度不应解释为锌缺乏或全身锌储备降低，且锌与铜、硒、镁平行变化反对孤立解释锌。PCA仅总结协方差，不能识别来源；Cu和Se达到FDR阈值而Mg和Zn未达到，说明元素特异性结果并不等同。肾功能需谨慎解释：重算未截断eGFR减少60 mL/min/1.73 m²以上右删失造成的信息损失并增强敏感性分析，但不消除肾混杂；eGFR不反映各元素小管处理、尿矿物质丢失或治疗相关血管内容量和滤过动力学变化，仅6例暴露者使多变量建模难以区分这些过程。治疗暴露非随机，治疗前微量元素浓度不可得，治疗与未治疗DM组在代谢、肾脏和治疗特征上存在差异，包括MRA和利尿剂使用明显不平衡，提示适应证混杂和治疗选择偏倚可能。靶向代谢组学未发现同样一致信号，同型瓜氨酸及赖氨酸/氨基甲酰化、一碳/甘氨酸、转硫/氧化还原模块在肾校正和八结局校正后均未获支持，提示在本数据范围内主要生化模式位于微量元素域而非预设氨基酸通路。研究优势包括同一批参与者测定微量元素和靶向代谢物、以未截断eGFR重建肾功能、明确量化基线不平衡、采用精确检验、置换、回归、多变量和影响分析等互补方法，且四元素方向一致及Zn、Cu留一分析方向保持降低单一影响观察造成整体模式的可能性；但这些不能克服小暴露组、非随机分配和残余混杂。局限包括仅6例DM者使用SGLT₂i、组间临床不平衡、暴露为现患且非随机、缺乏治疗前测量、精确疗程和依从性，缺乏饮食摄入、尿微量元素排泄、足够完整炎症标志物、糖尿病病程、关键降糖治疗、白蛋白及其他蛋白结合决定因素和详细分析前变量；测量仅反映循环浓度，不能确立全身矿物质状态、临床缺乏、组织再分布或肾丢失；多种分析针对同一小数据集，属互补视角而非独立重复，仍需外部队列验证。3例无DM的SGLT₂i使用者未重现DM治疗组一致较低模式，但仅3例不能支持正式比较或效应修饰推断，只增加避免将表型直接归因于SGLT₂抑制的理由。下一步应开展前瞻性研究，在SGLT₂i启用前及预设间隔后测量微量元素，并设匹配或倾向平衡的未治疗对照，同时评估饮食摄入、尿元素排泄、白蛋白及其他结合蛋白、炎症标志物、肾小管指标、容量状态和相关合并治疗，以区分摄入改变、再分布、肾处理和治療选择效应；在独立队列复制多元素模式及共同微量元素成分后，才宜探讨达格列净与恩格列净的药物特异性差异或临床后果。

研究结论翻译：在这一小型、临床不平衡的横断面队列中，糖尿病患者现患SGLT₂i使用与若干测定微量元素较低循环浓度相关。多重检验校正后，Cu和Se达到预设FDR阈值，Mg和Zn未达到。探索性元素间相关和PCA显示四种测量存在协方差，但不能确立协调生物表型或识别其潜在原因。这些发现仍属描述性和假设生成性，不确立微量元素缺乏、治疗诱导耗竭或SGLT₂抑制的因果效应。需要开展纳入治疗前测量、饮食评估、尿元素排泄、炎症标志物、白蛋白及其他结合蛋白、容量状态和标准化纵向采样的前瞻性研究，以确定这些观察反映药理效应、治疗选择、潜在临床特征或其他共同决定因素。