二甲双胍:一种多效性药物的全面综述——从血糖控制到老年防护

引言:一种“神药”的演变

二甲双胍(Metformin)不仅仅是一种药物,更是一种科学现象。它引出了一个核心问题:一种源自几个世纪以来在民间医学中使用的山羊豆(Galega officinalis)的药物,是如何演变为全球处方量最大的2型糖尿病口服治疗药物,并成为治疗癌症、心血管疾病甚至衰老本身的候选药物的?1。本报告将系统性地解构其“神药”之名,深入探讨支持其多效性(pleiotropic)作用的坚实科学证据。

二甲双胍的旅程始于1918年,当时科学家发现其活性成分胍(guanidine)具有降糖特性 1。经过数十年的研究,它于1994年获得美国食品药品监督管理局(FDA)的批准 5,并最终被列入世界卫生组织(WHO)的基本药物清单 6。这一悠久的历史背景确立了其长期的安全性与临床重要性。本报告将全面审视二甲双胍在糖尿病治疗中的基石作用、有充分证据支持的标签外应用,以及其作为老年防护和抗癌药物的前沿研究,同时批判性地评估其潜在机制和现有临床证据的强度 5

第一节:糖尿病管理的基石——二甲双胍的基础疗效

1.1. 主要临床适应症:2型糖尿病(T2DM)的一线治疗

根据美国糖尿病协会(ADA)和欧洲糖尿病研究协会(EASD)等全球主要权威机构的指南,二甲双胍结合生活方式干预,被普遍推荐为2型糖尿病(T2DM)的一线口服药物治疗 2。其地位建立在数十年的疗效证明、强大的安全性、低廉的成本以及心血管保护证据之上 2

1998年发表的英国前瞻性糖尿病研究(UKPDS)是二甲双胍发展史上的一个里程碑。该研究表明,在新诊断的超重T2DM患者中,与传统疗法或其他降糖药相比,使用二甲双胍进行强化治疗,不仅能有效控制血糖,还能独立于其降糖效果之外,显著降低糖尿病相关终点事件、全因死亡率和心肌梗死的风险 1。一项为期10年的随访研究证实了这些益处的持续性 1。这项研究首次巩固了二甲双胍不仅仅是一种降糖药的声誉 1

在临床应用中,二甲双胍能有效降低基础和餐后血浆葡萄糖水平,而不会引起低血糖或高胰岛素血症,这是其相对于磺脲类等其他药物的关键优势 3。根据基线水平和剂量的不同,它通常能将糖化血红蛋白(

HbA1c)水平降低0.8%至3% 2

1.2. 核心作用机制:一幅复杂且充满争议的图景

1.2.1. 肝脏:主要作用部位

科学界的共识是,二甲双胍主要的抗高血糖作用是抑制肝脏糖异生(hepatic gluconeogenesis),即肝脏产生葡萄糖的过程 5。此外,它还能改善外周组织(如肌肉)的胰岛素敏感性,并减少肠道对葡萄糖的吸收,尽管这些被认为是次要效应 5

1.2.2. 线粒体:关于复合物I抑制的争论

长期以来,主流假说认为,二甲双胍作为一种带正电荷的分子,会在线粒体基质中积聚,并对线粒体呼吸链的复合物I(Complex I)产生轻微、可逆的抑制 11。这种抑制作用会减少三磷酸腺苷(ATP)的产生,从而提高细胞内单磷酸腺苷(AMP)与ATP的比率(

AMP/ATP) 19

然而,科学界的一个关键争论点在于,许多体外研究中抑制复合物I所需的二甲双胍浓度处于毫摩尔(mM)级别,而患者体内的治疗性血浆浓度仅为微摩尔(µM)级别,两者相差数个数量级 12。这种剂量上的巨大差异表明,直接、强效地抑制复合物I可能是一种超生理效应,而非其在患者体内的主要作用机制。

这种剂量差异促使研究人员探索在临床相关浓度下仍然活跃的其他机制。其中一个主要的替代假说是抑制线粒体甘油-3-磷酸脱氢酶(mGPDH)。这将改变肝脏的氧化还原状态(提高胞质中$NADH/NAD^+$的比率),并选择性地抑制乳酸和甘油等底物转化为葡萄糖的过程 12。二甲双胍对糖异生的抑制作用具有底物选择性,这一事实也支持了这种氧化还原依赖性机制 14

1.3. 主调节器:AMPK激活与下游信号传导

细胞内AMP/ATP比率的升高(或其他能量感知信号)会激活AMP活化蛋白激酶(AMPK),这是一种关键的细胞能量传感器 5。一旦被激活,AMPK会调控细胞从耗能(合成代谢)过程转向产能(分解代谢)过程。这包括:

  • 抑制肝脏糖异生 11
  • 抑制脂质和胆固醇的合成 16
  • 抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路,这是调控细胞生长、增殖和蛋白质合成的核心通路。AMPK-mTOR之间的联系对于二甲双胍在癌症和衰老领域的潜在作用至关重要 19

正如复合物I的作用备受争议一样,AMPK是否是二甲双胍所有效应的必要条件也受到质疑。一些研究表明,特别是在较低的、更具临床相关性的剂量下,二甲双胍可以在不依赖AMPK的情况下抑制糖异生和mTOR 12。这进一步强化了一个观点:二甲双胍的“神奇”之处并非源于单一通路,而是一个由相互关联且有时功能冗余的机制组成的网络。

二甲双胍在糖尿病治疗中的基础“奇迹”在于它能有效控制血糖,同时避免了低血糖这一危险的副作用,并提供了独特的、经UKPDS研究首次证实的心血管保护作用。其他降糖药,如磺脲类,通过刺激胰岛素分泌来降低血糖,但这可能导致低血糖和胰腺β细胞的“耗竭” 3。相比之下,二甲双胍主要通过抑制肝脏葡萄糖生成和提高现有胰岛素的效能来发挥作用,而不会强制分泌更多胰岛素 5。因此,它被归类为“抗高血糖药”而非“降血糖药” 5。这种集疗效、独特的安全性以及经证实的长期心血管益处于一体的特性,是其“神药”地位的基石,也是其至今仍是全球一线疗法的原因 9

然而,对二甲双胍作用机制的深入探究揭示了一幅更为复杂的图景。关于其核心机制的传统观点(抑制复合物I → 激活AMPK)可能是一种过度简化,并且可能仅在实验室研究的高剂量下完全成立。在临床实践中,其真正的疗效可能依赖于更微妙的、并行的机制,如氧化还原状态的调节。多个研究来源指出了实验室剂量(mM)与临床剂量(µM)之间的巨大差异 12。一个仅在千倍于临床剂量下才起作用的机制,无法完全解释其在人体中的效应。这促使我们重新评估大量的临床前研究。如果一项研究显示二甲双胍具有抗癌效果,但使用的是高剂量,那么其结果对于服用标准剂量的糖尿病患者的直接相关性就值得商榷。氧化还原依赖性机制(抑制mGPDH)则为一项关键的临床观察——二甲双胍对糖异生的底物选择性抑制——提供了更合理的解释 14。此外,部分效应已被证明不依赖于AMPK 12,这表明其作用方式是一个网络,而非单一的线性通路。因此,二甲双胍的“奇迹”并非来自单一靶点的“魔法子弹”,而更像是一次性击中多个相互关联靶点(复合物I、mGPDH、AMPK、mTOR、氧化还原平衡)的“霰弹枪”。这种复杂性和冗余性可能正是其多效性益处的根源,也解释了为何难以确定单一的作用机制。

表1:二甲双胍关键分子机制总结

机制/通路 主要分子靶点 关键下游效应 证据强度与主要争议
肝脏葡萄糖生成 肝脏糖异生 降低肝糖输出 非常强:广泛的临床共识。
线粒体呼吸(经典通路) 复合物I ATP减少,AMP/ATP比率增加 中等:主要在超生理(mM)浓度下观察到;在临床(µM)剂量下的相关性存在争议 14
细胞氧化还原状态(替代通路) mGPDH 胞质$NADH/NAD^+$比率增加 新兴:证据表明这可能是临床剂量下的关键机制,解释了底物选择性抑制 14
能量感知通路 AMPK 抑制mTOR,抑制合成代谢过程 :对某些效应至关重要,但并非全部;存在不依赖AMPK的通路 12
肠道介导效应 肠道葡萄糖代谢、微生物组、GLP-1分泌 增加葡萄糖利用,改变微生物组,增强肠促胰岛素效应 增长中:越来越多的研究表明肠道是关键作用部位之一 12

第二节:超越血糖控制——多效性的心血管益处

2.1. 心血管保护的临床证据

如前所述,UKPDS研究为二甲双胍降低超重T2DM患者心肌梗死和全因死亡率提供了首个强有力的证据 1。随后的随机试验荟萃分析和大型观察性研究大多支持了这些发现,将二甲双胍的使用与较低的心血管事件、心血管死亡和全因死亡风险相关联 1。一项荟萃分析显示,心血管事件减少了21%,死亡率减少了45% 2。对SAVOR-TIMI 53试验人群的一项大型分析发现,使用二甲双胍与较低的全因死亡率和心血管死亡率相关 22

尽管有大量数据支持,但与SGLT2抑制剂和GLP-1受体激动剂等较新的药物不同,二甲双胍尚未获得FDA批准的用于降低心血管风险的特定适应症 22。一些系统性综述,如2020年的一篇Cochrane综述,认为现有证据不足以明确断定其能减少主要心血管事件,这凸显了数据中的不一致性 23。这使得二甲双胍在当今已有其他药物在专门的大型试验中证实具有心血管益处的背景下,其地位面临新的审视 10

2.2. 血管健康的机制洞见(超越血糖控制)

二甲双胍的心血管益处并不仅仅是血糖控制改善的副产品,而是源于对血管疾病根源的多方面直接干预,包括动脉粥样硬化、炎症和血栓形成。

  • 直接抗动脉粥样硬化效应:二甲双胍似乎能直接干扰动脉粥样硬化的进程。临床前研究表明,它能抑制单核细胞向巨噬细胞的转化,减少炎症细胞对动脉壁的侵袭,并限制动脉粥样硬化斑块内巨噬细胞对脂质的摄取 16
  • 改善内皮功能:血管内皮对调节血管健康至关重要。研究显示,二甲双胍能改善内皮功能,减少内皮激活标志物(动脉粥样硬化的早期步骤),并增强对内皮依赖性血管舒张剂的反应 16
  • 有利的止血功能与减少血栓形成:二甲双胍能使凝血系统的平衡向更有效的纤维蛋白溶解(血栓分解)方向倾斜。它通过降低纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)的水平来实现这一点,PAI-1是一种阻止血栓溶解的分子 1。这种抗血栓特性可能有助于其对心脏病发作和中风的保护作用。
  • 减少炎症和氧化应激:二甲双胍能减少活性氧(ROS)和晚期糖基化终末产物(AGEs)的形成,这两者是糖尿病中血管损伤的关键驱动因素 3。它能激活Nrf2通路(抗氧化防御的主调节器),并抑制NF-κB等炎症通路 3
  • AMPK/自噬轴:在血管平滑肌细胞中,二甲双胍激活AMPK,进而促进自噬(细胞自我清洁)。这一过程有助于清除泡沫细胞(动脉粥样硬化斑块的关键组成部分)中多余的胆固醇,从而延缓动脉粥样硬化的进展 24

尽管二甲双胍拥有悠久的历史和强有力的观察性数据支持,但其作为主要心血管保护药物的地位正受到新一代药物(SGLT2抑制剂、GLP-1受体激动剂)的挑战。这些新药已在现代大型心血管结局试验(CVOTs)中成功证明了其优越性 10。这创造了一种新的治疗范式:二甲双胍因其成本和安全性仍然是基础疗法,但在高风险患者中,可能会更早地补充或被其他药物替代。ADA/EASD的共识报告现在推荐在高风险人群中及早考虑使用这些新药,通常是与二甲双胍联合使用,甚至在某些情况下优先于单纯增加二甲双胍的剂量 10。因此,二甲双胍在心血管保护方面的“奇迹”,虽然在UKPDS时代得以确立,但现在正被重新定位。它不再是糖尿病心血管保护领域无可争议的冠军,而是高风险患者治疗方案中一个可靠、经济且安全的基础,其他更强效、更具靶向性(也更昂贵)的疗法在此基础上构建。其角色可能从唯一的英雄,演变为一个重要团队的基石成员。

第三节:肿瘤学领域的潜在盟友——二甲双胍在癌症防治中的作用

3.1. 流行病学关联:观察性证据及其局限性

大量的观察性研究和荟萃分析报告称,在糖尿病患者中,使用二甲双胍与多种癌症(如结直肠癌、乳腺癌、胰腺癌和肝细胞癌)的发生风险降低以及癌症相关死亡率的下降有关 1。一项荟萃分析发现,总体癌症发病率降低了31% 29,而另一项则报告降低了28% 28

然而,这些证据几乎完全来自回顾性的观察性研究,这类研究极易受到偏倚和混杂因素的影响(例如,时间相关性偏倚、适应症混杂等)7。更近期的、更严谨的分析表明,其实际效果可能小于最初的报告,并且一些随机临床试验(RCTs)未能发现其抗癌益处 7。这凸显了相关性与因果性之间的关键差距。

3.2. 双管齐下的抗肿瘤机制

二甲双胍潜在的抗癌效应基于一个引人注目的双重机制:它既能改善机体的代谢环境(使其不利于癌症生长),又能直接靶向癌细胞内部的能量和生长通路。

  • 间接的、全身性效应:T2DM和高胰岛素血症本身就是许多癌症的风险因素。胰岛素和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)是强效的促有丝分裂原,能驱动肿瘤生长 21。二甲双胍通过改善胰岛素敏感性并降低循环中的胰岛素/IGF-1水平,可能间接地创造一个不利于癌症发生和发展的环境 11。这是一种间接的、“全身性”的机制。
  • 直接的、细胞性效应:二甲双胍似乎也能直接作用于癌细胞。
    • 能量应激(AMPK/mTOR):与其在肝脏中的作用类似,二甲双胍能抑制癌细胞的线粒体功能,导致能量应激、AMPK激活,并随后抑制mTOR通路。由于许多癌症高度依赖mTOR信号通路进行生长和增殖,这是一个关键的直接抗癌机制 11
    • 不依赖AMPK的通路:二甲双胍也可以通过不依赖AMPK的机制抑制mTOR并诱导细胞周期停滞(在G0​/G1​期),例如通过上调REDD1蛋白 19
    • 其他直接效应:研究表明,它能抑制乳腺癌细胞中的HER2信号传导,并在多种癌细胞系中诱导细胞凋亡(程序性细胞死亡)和自噬 19

围绕二甲双胍在肿瘤学领域的热议,是一个关于观察性研究局限性和医学领域“炒作周期”的有力案例。最初压倒性的积极流行病学发现,已经被对研究固有偏倚的更深入理解以及缺乏金标准RCTs的证实所冲淡。早期的荟萃分析显示了惊人的风险降低(约30%)29,引发了巨大关注。然而,后来的批判性综述明确指出了这些研究中的偏倚,如“时间相关性偏倚”(服用二甲双胍的患者必须活得足够长才能被开具处方,这使得样本偏向于更健康的个体)28。当考虑到这些偏倚后,效应值会缩小或失去统计学意义 30。一份报告甚至直言:“随机临床试验未发现抗癌益处” 7,这直接与观察性数据相矛盾,是一次重大的现实检验。科学界的反应是呼吁进行大型、设计良好的RCTs以获得明确答案 28。因此,相关论述已从“二甲双胍预防癌症”演变为“观察性数据

提示二甲双胍可能与较低的癌症风险相关,但这可能源于偏倚,我们迫切需要RCTs来证明因果关系。”这展示了科学的自我修正过程,并强调其在癌症领域的“神药”地位目前尚未得到证实,其证据基础比在糖尿病或心血管疾病领域要薄弱。

第四节:靶向衰老本身——寻求老年防护剂

4.1. 老年科学假说:二甲双胍能否延长健康寿命?

老年科学(Geroscience)是一个基于以下假说的领域:通过靶向衰老的基本生物学过程,我们可以同时延缓多种增龄性疾病(如癌症、痴呆、心血管疾病)的发生,从而延长“健康寿命”(healthspan)——即生命中保持健康的时期 20

二甲双胍是首个老年科学药物的领跑者,因为其已知的作用机制与靶向衰老的标志性特征惊人地吻合 20。在模式生物中的研究显示,二甲双胍可以延长线虫和几种啮齿动物的寿命和/或健康寿命 20。在小鼠中,它已被证明能改善认知功能和身体表现等健康寿命指标,并延缓增龄性疾病的发生 20。然而,证据并非普遍适用;一些研究,包括大型的美国国家老龄化研究所干预测试项目(NIA ITP),并未发现其延长小鼠寿命的效果,这凸显了其效应的复杂性和潜在的遗传依赖性 20

4.2. TAME试验:一个新时代的里程碑式研究

靶向衰老与二甲双胍(Targeting Aging with Metformin, TAME)试验是一项计划中的大型、随机、安慰剂对照试验,旨在在人类中检验老年科学假说 20。该试验计划招募3,000名65-79岁的老年人,并追踪他们发生新的主要增龄性疾病(包括心血管事件、癌症、痴呆或死亡的复合终点)的时间 20

TAME试验最深远的目标不仅是测试二甲双胍,更是在FDA建立一个将“衰老”视为可预防病症或可治疗适应症的监管路径 20。如果成功,它将为其他老年防护药物的开发和测试打开大门 20

4.3. 衰老的细胞标志:二甲双胍如何干预

  • 调节炎症(“炎性衰老”):慢性、低度炎症是衰老的关键驱动因素。二甲双胍已显示出抗炎作用 3
  • 增强自噬:自噬是细胞的回收系统,随着年龄增长而衰退。二甲双胍激活AMPK,进而促进自噬,帮助细胞清除受损成分 20
  • 影响细胞衰老:二甲双胍已被证明有助于清除衰老细胞(即随年龄增长而累积并分泌炎症因子的“僵尸细胞”)20
  • 代谢与线粒体健康:通过改善胰岛素敏感性、减少氧化应激和调节线粒体功能,二甲双胍靶向了支撑衰老过程的核心代谢功能障碍 20

关于二甲双胍抗衰老的论述,更多是建立在一个引人注目的假说和临床前数据之上,而非已证实的对人类的益处。即便是动物实验,关于二甲双胍延长寿命的证据也充满争议且不一致,这使得科学界的焦点更实际地转向改善健康寿命,即减少增龄性疾病的负担。多个来源明确指出,延长寿命的证据是“有争议的” 32。NIA ITP这一测试抗衰老化合物的金标准项目,也未发现其效果 33。这使得那些更具轰动性的说法变得温和。一篇批判性综述得出结论,对健康寿命的有益影响可能是

间接的,源于其主要的抗高血糖、增强胰岛素敏感性、减少氧化应激和保护内皮等作用 32。这重新定义了论点:二甲双胍可能不是从根本上让生物活得更长,而是通过预防糖尿病、心脏病和癌症等疾病,防止它们

过早死亡 32。因此,抗衰老的“奇迹”更准确地应被描述为“在衰老背景下预防疾病的奇迹”。二甲双胍的真正价值可能在于将发病期(生病的时期)压缩到生命末期的一段较短时间内,而不是从根本上延长最大寿命。这是一个比“长生不老药”的流行科学概念更现实、更科学的立场。

表2:二甲双胍主要治疗应用临床证据概览

治疗领域 主要适应症/用途 关键临床发现 证据强度 主要局限性/争议
2型糖尿病 一线治疗 降低HbA1c且不引起低血糖 非常强(多个大型RCTs,全球指南推荐) 在高风险患者中,新药在心血管/肾脏风险降低方面可能更优。
心血管疾病 T2DM患者的预防 UKPDS显示心梗和死亡率降低;荟萃分析支持 (观察性与RCT数据) 无FDA批准的特定心血管风险适应症;部分综述结果不一致 23
癌症 预防/治疗 观察性研究显示发病率/死亡率降低 弱至中等(主要为观察性研究) 偏倚风险高;未在RCTs中得到证实 7
衰老/健康寿命 老年防护 在某些动物模型中延长健康寿命 临床前/假说性 无人体数据;延长寿命的效果在动物中也存在争议 32。TAME试验待定。
多囊卵巢综合征(PCOS) 胰岛素抵抗、不孕 改善月经周期,降低雄激素 (多个RCTs,指南支持的标签外应用) 主要适用于有代谢特征的患者。
神经保护 痴呆预防 部分研究显示痴呆风险降低 相互矛盾/不确定 大型研究结果矛盾;剂量依赖性和B12缺乏是主要混杂因素 35
糖尿病预防 糖尿病前期 DPP试验证明风险降低31% (大型RCTs) 效果不如强化生活方式干预 37

第五节:扩展治疗领域——已确立和新兴的标签外应用

5.1. 多囊卵巢综合征(PCOS):恢复代谢与生殖和谐

二甲双胍被广泛用于标签外治疗多囊卵巢综合征(PCOS),这是一种常见的女性内分泌疾病,其特征为胰岛素抵抗、高雄激素血症和排卵障碍 5。PCOS与胰岛素抵抗密切相关,后者导致代偿性高胰岛素血症。高水平的胰岛素会刺激卵巢产生过多的雄激素,并扰乱正常的月经周期 38。二甲双胍通过直接靶向这种潜在的胰岛素抵抗,改善胰岛素敏感性,降低循环中的胰岛素水平,从而减少血清雄激素水平 38。这最终导致月经周期恢复、成功诱导排卵和改善生育结局 38。它常与克罗米芬等其他药物联合使用以增强疗效 39。指南建议,尤其是在伴有代谢风险因素或身体质量指数(BMI)大于25

kg/m2的PCOS患者中使用 39

5.2. 神经保护:一个争议极大的前沿领域

T2DM与认知能力下降之间存在密切联系,一些研究者甚至将阿尔茨海默病(AD)称为“3型糖尿病”,因为它们共享脑部胰岛素抵抗、炎症和氧化应激等病理特征 35。这为研究像二甲双胍这样的胰岛素增敏剂在神经保护方面的作用提供了强有力的理论基础。临床前模型显示,二甲双胍能穿过血脑屏障,并能减少神经炎症、降低氧化应激(通过激活AMPK和Nrf2)、改善脑部胰岛素信号传导和促进自噬 3

然而,临床证据却表现出极大的不一致性。一些荟萃分析和大型人群研究发现,糖尿病患者使用二甲双胍与发生痴呆或认知障碍的风险显著降低有关 36。但其他大型研究则发现,二甲双胍的使用与痴呆风险

无显著关联,甚至在较高剂量下可能增加风险 35

解释这些矛盾结果的原因是当前研究的一个主要方向,可能的假说包括:

  • 剂量依赖性:低至中等剂量可能具有保护作用,而高剂量则可能无效甚至有害 35
  • 维生素B12缺乏:长期使用二甲双胍可导致维生素B12缺乏,这本身就是认知障碍的一个风险因素,可能混淆了研究结果 36
  • “生物变异性”(Biovariance):个体在药物代谢和反应上的内在生物学差异可能导致不同的结果 40
  • 研究人群差异:其效果在糖尿病和非糖尿病人群中,或根据APOE ε4等遗传因素可能有所不同(尽管一项研究未发现该基因型的影响)43

二甲双胍在神经保护领域的案例鲜明地揭示了药物效应的非线性和高度情境依赖性,超越了简单的“好”或“坏”的分类。相互矛盾的数据表明可能存在一个治疗窗口,并强调个体患者因素(如遗传、代谢、B12水平)可能是决定结果的关键。这指向了一个更加个性化的应用未来。大量高质量研究的矛盾结果 35 证明,对于二甲双胍是否保护大脑这个问题,简单的“是”或“否”都是不准确的,答案必然是“视情况而定”。剂量依赖性假说 35 提供了一个有力的解释,即可能存在一个U型曲线:剂量太小无效,适中则有益,过高则有害。B12缺乏问题 36 是一个典型的混杂因素,必须通过监测和补充来解决。“生物变异性” 40 这一概念则提出,即使在同质群体中,随机的生物过程也意味着个体的反应会有所不同。因此,神经保护的故事是二甲双胍传奇中最复杂、最悬而未决的一章。它迫使我们从群体性建议转向更精细的、个性化的方法。这里的“奇迹”并非直接的益处,而是这种药物揭示了药理学的深层复杂性和精准医疗的必要性。

5.3. 其他研究中的用途

  • 糖尿病预防:具有里程碑意义的糖尿病预防计划(DPP)研究表明,与安慰剂相比,二甲双胍能将糖尿病前期进展为T2DM的风险降低31%(尽管其效果不如强化生活方式干预的58%)37。一项为期10年的随访显示,风险持续降低了18% 37。荟萃分析证实,它能显著降低高危人群的患病风险 37
  • 体重管理:二甲双胍已显示出适度的减重效果,不仅在糖尿病患者中,在非糖尿病的肥胖个体以及服用抗精神病药物(常导致体重增加)的患者中也有体现 2。体重减轻通常在2-3公斤左右,这被认为有助于其发挥其他代谢益处 2
  • 1型糖尿病(T1DM)的辅助治疗:对T1DM患者的RCTs荟萃分析显示,在胰岛素治疗基础上加用二甲双胍,可以适度降低HbA1c、BMI和每日总胰岛素剂量,但也会增加胃肠道副作用的风险 47

第六节:临床考量与未来展望

6.1. 安全性概况:管理副作用与禁忌症

二甲双胍最常见的副作用是胃肠道反应,影响高达30%的使用者,包括腹泻、恶心、呕吐、腹胀和金属味。这些症状通常是短暂的,可以通过从低剂量开始缓慢加量,并随餐服用药物来减轻 46。长期使用与维生素B12吸收减少有关,可能导致贫血或周围神经病变,建议定期监测B12水平 46

最严重但非常罕见的副作用是乳酸性酸中毒(发生率约为1/30,000),这是一种医疗急症,也是其黑框警告的来源 46。乳酸性酸中毒的风险是二甲双胍禁忌症的基础。应在以下患者中避免使用或极其谨慎地使用:

  • 严重肾功能不全:在估算肾小球滤过率(eGFR)低于30 mL/min/1.73m2的患者中禁用。指南已从过去更严格的基于肌酐的限制放宽 9
  • 急性或不稳定的心力衰竭及严重肝功能损害:这些情况会增加乳酸性酸中毒的风险 9
  • 代谢性酸中毒:包括糖尿病酮症酸中毒 46
  • 过量饮酒 46
  • 使用碘化造影剂的放射学检查:过去通常会停用二甲双胍,但新指南对肾功能稳定的患者更为宽松 9

6.2. 未解之谜:规划二甲双胍的未来研究

当前,在癌症、神经保护和衰老等多个领域,最迫切的需求是进行大规模、前瞻性的随机对照试验,以超越相关性,建立因果关系 7。TAME试验是朝着这个方向迈出的关键一步 20。此外,明确二甲双胍在临床相关浓度下的主要分子机制,对于指导未来的药物开发和更好地理解其多效性至关重要 6。未来可能在于识别哪些患者能从二甲双胍的标签外应用中获益最大,这可能涉及使用生物标志物、基因筛查或分析肠道微生物组来预测反应 33

结论

二甲双胍从一种简单的草药演变为现代医学的基石和激烈科学探究的对象,这本身就是对其非凡特性的证明。虽然它在2型糖尿病治疗领域的“神药”地位当之无愧,但其在其他领域的潜力仍然是一个诱人但很大程度上尚未被证实的承诺。正在进行的研究将最终决定二甲双胍的传奇是仅限于糖尿病领域,还是将真正成为一种重新定义增龄性人类疾病治疗的泛治疗药物。

引用的著作

  1. Metformin off-label use may avoid poly-pharmacy in diabetics | The …, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.bmj.com/content/389/bmj.r843/rr-0
  2. The effect of metformin on weight and other metabolic parameters and outcomes in obese non- diabetic patients, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.crd.york.ac.uk/PROSPEROFILES/85512_PROTOCOL_20180823.pdf
  3. Neuroprotective Effects of Metformin Through the Modulation of …, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.mdpi.com/2073-4409/14/14/1064
  4. A Bibliometrics Analysis of Metformin Development From 1980 to 2019 - Frontiers, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.frontiersin.org/journals/pharmacology/articles/10.3389/fphar.2021.645810/full
  5. Metformin: A Review of Potential Mechanism and Therapeutic Utility Beyond Diabetes - PubMed Central, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10312383/
  6. Metformin: A Review of Potential Mechanism and Therapeutic Utility Beyond Diabetes, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.researchgate.net/publication/371854884_Metformin_A_Review_of_Potential_Mechanism_and_Therapeutic_Utility_Beyond_Diabetes
  7. Metformin Beyond Diabetes: Exploring Off-Label Applications across Medical Frontiers | Request PDF - ResearchGate, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.researchgate.net/publication/382136504_Metformin_Beyond_Diabetes_Exploring_Off-Label_Applications_across_Medical_Frontiers
  8. The Current and Potential Therapeutic Use of Metformin—The Good Old Drug - MDPI, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.mdpi.com/1424-8247/14/2/122
  9. Should metformin be used in every patient with type 2 diabetes?, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.ccjm.org/content/86/1/17
  10. The Current and Potential Therapeutic Use of Metformin—The Good Old Drug - PMC, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7915435/
  11. Metformin–mode of action and clinical implications for diabetes and cancer - PubMed, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24393785/
  12. The mechanisms of action of metformin - PubMed, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28776086/
  13. Cellular and molecular mechanisms of metformin: an overview - CiteSeerX, 访问时间为 七月 14, 2025, https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=69c39318824cc9d7bb994e05c17cc6d59b5c4f73
  14. Cellular and Molecular Mechanisms of Metformin Action - PMC - PubMed Central, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7846086/
  15. Mechanisms of action of metformin in type 2 diabetes and associated complications: an overview - PubMed, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18991752/
  16. Mechanisms of action of metformin with special reference to …, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6851752/
  17. Metformin inhibits mitochondrial complex I of cancer cells to reduce tumorigenesis - eLife, 访问时间为 七月 14, 2025, https://elifesciences.org/articles/02242
  18. Role of Mitochondria in the Mechanism(s) of Action of Metformin - Frontiers, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.frontiersin.org/journals/endocrinology/articles/10.3389/fendo.2019.00294/full
  19. Metformin and cancer: An existing drug for cancer prevention and therapy - PMC, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5772929/
  20. Metformin as a Tool to Target Aging - PMC, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5943638/
  21. Metformin in cancer prevention and therapy - PMC, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4200668/
  22. Metformin Use and Clinical Outcomes Among Patients With Diabetes Mellitus With or Without Heart Failure or Kidney Dysfunction | Circulation, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.119.040144
  23. Metformin - Wikipedia, 访问时间为 七月 14, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Metformin
  24. Cardiovascular Protection by Metformin: Latest Advances in Basic and Clinical Research, 访问时间为 七月 14, 2025, https://karger.com/crd/article/148/4/374/845130/Cardiovascular-Protection-by-Metformin-Latest
  25. Protective effects of metformin in various cardiovascular diseases: Clinical evidence and AMPK‐dependent mechanisms - PMC, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9549498/
  26. Mechanisms of action of metformin in type 2 diabetes: Effects on mitochondria and leukocyte-endothelium interactions - PubMed, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32535544/
  27. Key Statements and Reports | American Diabetes Association, 访问时间为 七月 14, 2025, https://professional.diabetes.org/standards-of-care/key-statements-and-reports
  28. Metformin: A Dual-Role Player in Cancer Treatment and Prevention …, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.mdpi.com/1648-9144/61/6/1021
  29. Metformin and Cancer Risk in Diabetic Patients: A Systematic Review and Meta-analysis, 访问时间为 七月 14, 2025, https://aacrjournals.org/cancerpreventionresearch/article/3/11/1451/48626/Metformin-and-Cancer-Risk-in-Diabetic-Patients-A
  30. Mitochondria-targeted metformins: anti-tumour and redox signalling mechanisms - Journals, 访问时间为 七月 14, 2025, https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsfs.2016.0109
  31. Metformin in Longevity Study (MILES). - ClinicalTrials.gov, 访问时间为 七月 14, 2025, https://clinicaltrials.gov/study/NCT02432287
  32. A Critical Review of the Evidence That Metformin Is a Putative Anti-Aging Drug That Enhances Healthspan and Extends Lifespan - Frontiers, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.frontiersin.org/journals/endocrinology/articles/10.3389/fendo.2021.718942/full
  33. Taming expectations of metformin as a treatment to extend healthspan - Miller Lab - Oklahoma Medical Research Foundation, 访问时间为 七月 14, 2025, https://millerlab.omrf.org/wp-content/uploads/sites/49/2019/02/Geroscience-2019-Konopka.pdf
  34. Does Metformin Help Slow Aging and Prevent Disease? - Biohackr Health, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.biohackr.health/antiaging/metformin-and-aging-see-the-tame-miles-trials/
  35. The Correlation between Metformin Use and Incident Dementia in Patients with New-Onset Diabetes Mellitus: A Population-Based Study - PubMed Central, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10221114/
  36. Metformin Use Associated with Reduced Risk of Dementia in Patients with Diabetes: A Systematic Review and Meta-Analysis - PubMed, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30149446/
  37. (PDF) The Effectiveness of Metformin in Diabetes Prevention: A Systematic Review and Meta-Analysis - ResearchGate, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.researchgate.net/publication/374283026_The_Effectiveness_of_Metformin_in_Diabetes_Prevention_A_Systematic_Review_and_Meta-Analysis
  38. Role of Metformin in Polycystic Ovary Syndrome (PCOS)-Related …, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10544455/
  39. Polycystic Ovary Syndrome: Assessment and Management Guidelines - AAFP, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.aafp.org/pubs/afp/issues/2024/1100/practice-guidelines-polycystic-ovary-syndrome.html
  40. (PDF) Metformin’s Effects on Cognitive Function from a Biovariance Perspective: A Narrative Review - ResearchGate, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.researchgate.net/publication/389134263_Metformin’s_Effects_on_Cognitive_Function_from_a_Biovariance_Perspective_A_Narrative_Review
  41. Heterogeneous treatment effects of metformin on risk of dementia in patients with type 2 diabetes: A longitudinal observational study, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10917005/
  42. Novel targets and therapies of metformin in dementia: old drug, new insights - Frontiers, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.frontiersin.org/journals/pharmacology/articles/10.3389/fphar.2024.1415740/full
  43. Promise of metformin for preventing age-related cognitive dysfunction - PubMed, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34380878/
  44. Metformin’s Effects on Cognitive Function from a Biovariance Perspective: A Narrative Review - PMC - PubMed Central, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11855408/
  45. The Association between Metformin Use and Risk of Developing Severe Dementia among AD Patients with Type 2 Diabetes, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10669124/
  46. Metformin - StatPearls - NCBI Bookshelf, 访问时间为 七月 14, 2025, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK518983/
  47. An Updated Systematic Review and Meta‐Analysis on the Efficacy and Safety of Metformin as Add‐on Therapy to Insulin in Patients With Type 1 Diabetes - PMC, 访问时间为 七月 14, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12165280/
  48. metformin - use in polycystic ovarian syndrome - The Royal Women’s Hospital, 访问时间为 七月 14, 2025, https://thewomens.r.worldssl.net/images/uploads/fact-sheets/METFORMIN-2020.pdf

二甲双胍:一种多效性药物的全面综述——从血糖控制到老年防护
https://ai123.win/2025/07/14/二甲双胍:一种多效性药物的全面综述——从血糖控制到老年防护/
作者
AIs
发布于
2025年7月14日
许可协议