为提升行业学术水平及研究能力，提高器官移植相关临床医疗服务质量和水平，中关村精准医学基金会拟于2022年9月1日至2023年3月1日开展“二甲双脈改善肾移植术后代谢紊乱，一项单中心、前膽性、开放、随机、对照临床试验”的课题研究。

•        项目背景：

肾移植（KT）是治疗终末期肾病的最佳措施，尽管新型免疫抑制剂应用使得短期移植肾及患者存活率极大的提高，但长期存活率并未得到明显改善。根据美国器官移植登记系统，5年及10年移植肾失功比例高达20%及40%。目前常用的免疫抑制方案为钙调磷酸酶抑制剂（CNI）+霉酚酸（MPA）+激素；大量的研究表明激素可以引起糖异生增加、极低密度脂蛋白（VLDL）转化为低密度脂蛋白(LDL);CNI可以导致胰岛β细胞胰岛素分泌下降、胰岛素抵抗、胆汁酸分泌减少、胆固醇分泌入胆汁减少；另一种用量较少的免疫抑制剂mTORi，也会导致胰岛细胞体积缩小，脂肪酸摄取减少、甘油三酯合成减少，脂蛋白酶活性下降。免疫抑制剂的长期使用，肾移植患者术后容易出现代谢紊乱，约70%-80%出现血脂异常，20%-40%出现血糖代谢异常；表现为甘油三酯、低密度脂蛋白、血清总胆固醇、糖化标准蛋白（HbAc1）、空腹血糖水平升高。糖脂代谢异常是动脉粥样硬化性心血管（ASCVD）的主要致病因素，会导致心血管事件风险明显增加；而目前带功死亡是移植肾丢失的最主要原因，其中心血管疾病死亡占绝大多数；因此，改善肾移植术后代谢紊乱具有重要意义。

二甲双胍为国内外指南推荐的II型糖尿病的首选药物，也是目前唯一被国内外糖尿病指南推荐为有明确心血管疾病获益证据的降糖药物。二甲双胍可通过多种途径调节糖脂代谢，其中AMP活化蛋白激酶（AMPK）依赖通路可能起着关键性作用。AMPK是调控能量稳态的重要激酶，负责监管细胞能量的摄取和输出。当存在能量应激时，AMPK可以被AMP结合、导致上游激酶苏氨酸磷酸化，进而磷酸化下游靶分子，促进ATP的分解代谢（如脂肪酸氧化）和抑制消耗ATP的合成代谢（如糖异生、脂质和蛋白质合成），从而促进能量平衡与细胞生存。研究表明AMPK可以通过多种底物的磷酸化来降低脂质储存，同时抑制脂肪酸和胆固醇合成。基础研究表明，二甲双胍可以直接作用于肠道细菌，促进胍基丁胺的产生，提高脂质代谢效率。临床研究也表明二甲双胍能够改善糖脂代谢代谢紊乱。最近发表于Lancet的2期临床试验发现在全身性使用激素的非糖尿病患者中，相较于安慰剂组，二甲双胍不影响激素抗炎效果，同时二甲双胍组患者的糖代谢、脂代谢以及骨密度指标均显著改善；此外，二甲双胍组患者的纤溶系统、颈动脉内膜-中层厚度、炎症指标和基础的炎性疾病的临床活动度指标也均有改善。

目前二甲双胍在肾移植受者的临床研究较少，原因是二甲双胍主要通过肾脏排泄，估算肾小球滤过率（eGFR）是能否使用二甲双胍以及是否减量的决定性因素。在最近Alnasrallah等人的临床试验中，19名肾移植术后糖耐量异常患者随机分配进入二甲双胍组和空白对照组，所有患者eGFR>60ml/min [10]。二甲双胍组患者在肾移植术后1月开始接受每天1000mg二甲双胍，治疗周期为6月；随访一年发现二甲双胍在肾移植受者中的耐受性及安全性良好，未出现代谢性酸中毒等严重并发症，提示二甲双胍应用于移植肾功能稳定的患者是安全可行的。

基于以上研究结果，我们推测二甲双胍也可用于预防或改善肾移植受者代谢紊乱。本项目为单中心、前瞻性、开放、随机对照临床试验，拟筛选初次肾移植且肾功能稳定患者，在术后早期即开始使用不同剂量二甲双胍，探究二甲双胍预防肾移植后代谢紊乱的安全性及有效性以及是否存在剂量依赖效应；同时采用全转录组测序、代谢组学检测基因层面及代谢产物层面的变化，16sRNA技术检测患者肠道菌群的改变，希望能够从基因、人与微生物交互作用层面寻找其作用机制。

二、研究内容：

1、研究内容

对于实验组（口服二甲双胍）及对照组在不同时间点检测糖代谢及脂代谢相关指标，证实二甲双胍能够改善肾移植后代谢紊乱；并通过对于不良反应的监测证实其安全性；

对于实验组采取不同的剂量（高剂量组vs.低剂量组），在不同时间点检测糖代谢及脂代谢相关指标，探索二甲双胍改善肾移植后代谢紊乱是否存在剂量依赖效应；

在不同时间点采用全转录组测序检测基因层面、代谢组学检测代谢产物层面的变化，16sRNA技术检测患者肠道菌群的改变，明确二甲双胍改善肾移植后代谢紊乱的作用机制。

三、研究方法：

1、研究方法

（1）研究对象

1）纳入标准：

I.  年龄≥18岁

II.  接受首次肾移植

III. 接受三联免疫抑制方案，包括他克莫司，MPA及糖皮质激素。

IV. 出院时移植后2周eGFR>45ml/min/1.73m2

2）排除标准：

I.   供者或者受者移植前患有糖尿病，糖耐量异常或者空腹血糖受损

II .  移植前受者服用二甲双胍超过6个月

III.  ALT或AST高于正常值上限3倍

IV.  供受者存在HCV/HBV/HIV感染

V.  供受者存在恶性肿瘤史

VI. 多器官联合移植

（2）研究方法

1）随机分组

二甲双胍高剂量治疗组，低剂量治疗组和空白对照组，每组计划纳入50例患者。接受二甲双胍者在肾移植手术后2周开始口服盐酸二甲双胍片（格华止，美国）治疗，低剂量组为500mg bid；高剂量组为1000mg bid。空白对照组不接受任何相关干预措施。

所有受者均接受标准三联免疫抑制方案（CNI+MPA+激素），受者在术前一天开始口服霉酚酸酯（MMF）1000mg bid 或者肠溶片 720mg bid，术后第二天开始口服他克莫司(Tacrolimus, FK506) 1.5mg bid；后续根据他克莫司及MPA血药浓度调整剂量。根据受者术前免疫风险选择不同的免疫诱导药物（抗胸腺细胞免疫球蛋白ATG或巴利昔单抗, Basiliximab）。移植术中使用甲强龙500mg，术后每天静脉注射（或静脉滴注）甲强龙200-300mg，术后第4天改为口服泼尼松60mg qd，并每日逐渐减量10mg至维持剂量为5-10mg qd。

2）随访

按照本中心肾移植术后随访经验，患者肾移植术后3个月内每周随访一次，3-6月内每两周1次。每次随访记录患者肾功能及药物不良反应。分别于在实验开始的4周、8周、12周、16周、20周及24周分别检测患者的血脂及血糖代谢，炎性指标，评估胰岛素抵抗、内脏脂肪分布；在12周及24周采用全转录组测序、代谢组学检测基因层面及代谢产物层面的变化，同时采用16sRNA技术检测患者肠道菌群的改变。

3）退出标准

I.  严重偏离方案

II. 因严重的不良反应，必须提前停止用药

III. 撤回知情同意书

IV. 依从性差，未能按计划用药者

V.  失访

（3）观察指标

1） 一般资料：

收集基础资料包括移植前基线资料，包括身高、体重、腰围、臀围、内脏脂肪分布，糖脂代谢指标；移植前配型，免疫抑制剂方案等。

2）糖脂代谢及炎症指标

研究对象均清晨空腹抽取静脉血，血浆葡萄糖用OlympusAU2700 全自动生化仪测定，采用己糖激酶法；血浆胰岛素用 ADVIA centaur自动化学发光免疫分析仪测定，采用化学发光免疫法；糖化血红蛋白用Bio Rad Variant Ⅱ糖 化 血 红蛋白分析仪测定，采用离子交换层析法 ；统一 用O lympusAU2700全自动生化仪检测甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇LDL C ）及高密度脂蛋白胆固醇 HDL C ）；采用免疫增强比浊法测定超敏 C反应蛋白（ hs CRP ）；根据稳态模型计算胰岛素抵抗指数 (HOMA IR)、 胰岛细胞分泌指数 (HOMA β) 计算公式 HOMA IR= FPG×FINS/22.5，HOMA β=20×FINS/( FPG- 3.5)

3）移植结局

移植肾存活率、患者存活率、排斥反应发生率、感染发生率（肺部感染、泌尿系统感染、多瘤病毒感染、巨细胞病毒感染等）、移植肾功能（肌酐）。

转录组学、代谢组学及微生物组学

在24周及48周搜集外周血单核细胞，用转录组测序检测不同时间点外周血单核细胞基因表达，明确二甲双胍对于外周血细胞基因表达谱的影响，并筛选与代谢相关的关键基因及通路。12周及24周搜集外周血血清及粪便，采用代谢组学检测不同时间点外周血血清中及粪便中代谢产物改变，并筛选出糖脂代谢密切相关的代谢产物及通路。12周及24周搜集粪便，采用16sRNA技术检测不同时间点肠道菌群的变化，筛选对于糖脂代谢相关的菌群改变。

（4）统计分析

用SPSS 22.0（IBM，USA）以及SAS 9.2（North Carolina University,USA）进行统计学分析。计量资料若为正态分布采用均数和标准差 表示，组间差异比较采用ｔ检验或者方差分析（ANOVA）；若为非正态分布采用中位数和四分位间距表示，组间差异比较采用非参数秩和检验Wilcoxon。计数资料采用百分构成比或率表示，组间比较采用χ２ 检验或Fisher 检验。

2、可行性分析

（1）主要研究者林涛，博士，主任医师，华西医院器官移植中心副主任、泌尿外科肾移植专业组组长、中华医学会器官移植专委会委员、四川省医学会器官移植专委会候任主任委员，将为本项目提供指导。

（2）临床病种在全国的优势、专项技术开展情况：泌尿外科系国家卫健委临床重点专科，是全国开展肾移植最早、数量最多、效果最好的单位之一。从1978年开展首例肾移植以来，肾移植一直是泌尿外科重点发展方向，并拥有独立的肾移植病房，床位63张，迄今已累计行肾移植逾4000例。2020年共完成各类肾移植491例（排名全国第一），其中包括活体肾移植252例（全国第一）。本项目涉及的肾移植标本及相关临床资料在前期研究中已经有所积累，并形成了一整套完善的随访方案，这对该项目的实施和完成提供了重要保证。

（3）国际国内的声誉：自2006年开展亲属活体肾移植以来，华西医院活体肾移植每年完成的例数及移植效果连续8年排名全国第一。至今已完成活体肾移植将近3000例，成为国内唯一突破2000例的单位。活体肾移植的5年人、肾存活率分别为98%、95%，已经达到国内领先、国际一流水平。

四、研究计划

2022.9.1-2022.9.30：伦理审查、临床试验注册、患者召募；

2022.10.1-2023.1.31：完成150例患者随访、数据采集及多组学分析；

2023.2.1-2023.3.1：数据收集整理，发表成果；

五、预期研究结果

1、证实二甲双胍改善肾移植术后代谢紊乱的有效性及安全性；

2、明确二甲双胍改善肾移植术后代谢紊乱是否存在剂量依赖关系；

3、探索二甲双胍改善肾移植代谢紊乱的作用机制；

六、联系方式

中关村精准医学基金会  刘琦  13811902542