医学研究者发现,索马鲁肽或许能够逆转骨关节炎导致的破坏性组织损伤。骨关节炎是世界上最常见的关节炎形式。
以Ozempic和Wegovy为商品名的索马鲁肽,最广为人知的是用于治疗2型糖尿病和帮助人们减肥。但这项新研究发现,索马鲁肽能保护小鼠关节,其机制并非通过减轻体重来缓解关节压力。
相反,这种药物重新编程了那些合成并维持健康软骨的细胞的代谢方式,使它们能够产生更多能量。
来自中国和美国的研究团队在其发表的论文中指出:“这项工作不仅突显了索马鲁肽作为一种治疗代谢性骨关节炎的有效药物的潜在‘脱靶效应’,还揭示了一种不依赖于减重的修复机制。”
除了小鼠实验外,研究人员还进行了一项随机人体试验,以评估索马鲁肽对患有骨关节炎和肥胖的个体的疼痛、活动能力和组织退化的影响。
肥胖、糖尿病等代谢疾病以及炎症是骨关节炎进展的主要因素。这些疾病会影响身体几乎所有组织,包括骨骼、软骨和滑膜(关节内表面的润滑膜)。
以索马鲁肽为基础的药物(如Ozempic及其同类药物)通过模拟胰高血糖素样肽-1(GLP-1)来发挥作用。GLP-1是一种天然激素,可刺激胰岛素释放以控制血糖水平,同时还能向大脑发出“进餐结束”的信号,从而产生抑制食欲的效果。
因此,减轻体重通过降低关节的承重压力来缓解骨关节炎,这看似是显而易见的。但实际情况并非总是如此。现有的骨关节炎疗法通常是姑息性的,只能缓解症状,却无法解决根本原因。
然而,索马鲁肽似乎在基础层面影响了关节健康。在患有肥胖和骨关节炎的小鼠和人类中,使用索马鲁肽治疗减轻了疼痛并减缓了软骨退化。小鼠的骨赘(骨刺)也更少,关节膜的病变程度也更轻。
当研究人员比较接受治疗和未接受治疗的小鼠的软骨时,他们检测到了近8300种蛋白质表达的变化。
他们设置了一个关键对照组:一个“配对喂养”组,其进食量与接受索马鲁肽治疗的小鼠相同。尽管体重变化相当,配对喂养组的软骨并未获得同样的保护,这表明存在一种不依赖于减重的、直接作用于关节的效果。
然而,索马鲁肽改变的最重要的生物通路似乎是“GLP-1R-AMPK-PFKFB3轴”——一个影响各种细胞如何产生能量的化合物级联反应。
通过启动这一酶促级联反应,索马鲁肽改变了软骨细胞(存在于健康软骨中的细胞)所使用的代谢过程,使其更高效,从而提高其存活能力。
正如研究者所揭示的,在受骨关节炎影响的小鼠体内,软骨细胞的大部分能量来自一种称为糖酵解的过程。糖酵解不需要氧气,因此在压力大、高强度的运动中(例如早晨冲刺追赶垃圾车)能快速提供能量。然而,由于缺氧,每分子葡萄糖通过糖酵解只能净产生2个三磷酸腺苷(提供能量的分子)。
但在索马鲁肽治疗后,一种称为氧化磷酸化的过程成为软骨细胞的首选代谢途径。与糖酵解不同,氧化磷酸化需要氧气,并且能产生更多三磷酸腺苷,每分子葡萄糖最多可产生36个三磷酸腺苷分子。
为了观察这些发现是否适用于人类,研究人员招募了20名年龄在50至75岁之间、同时患有肥胖和骨关节炎的个体,并将他们随机分为两组。一组接受玻璃酸钠(一种关节润滑剂,是透明质酸的一种特别有效形式)治疗。另一组同时接受玻璃酸钠和索马鲁肽治疗。
在为期24周的治疗期结束时,接受玻璃酸钠+索马鲁肽组的骨关节炎疼痛评分更低,膝关节功能有显著改善。核磁共振成像分析还显示,内侧关节区域(负责承受体重和日常运动冲击的区域)的软骨更厚,并出现了新的软骨生长。
这项研究的发现可能影响全球医疗卫生格局。骨关节炎影响着全球约6亿人,预计到2050年将影响10亿人。同时,在更年轻的、活动频繁的人群中,骨关节炎的发病率也在增加,导致患者面临数十年的疼痛和残疾。
这项工作进一步证明了GLP-1类药物可能具有除减肥以外的益处,并明确了寻找针对关节内部代谢的骨关节炎新疗法的研究方向。
但也有必要管理预期。小鼠研究并不总能转化为人类的长期效果,而且使用索马鲁肽本身也存在一些不容忽视的副作用和担忧。
研究人员总结道:“索马鲁肽对人膝关节的保护作用应谨慎解读,并需要通过临床试验进一步验证。”
这项研究发表在《细胞代谢》期刊上。
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