리뷰 논문

경피적 관상동맥 중재술 후 당뇨병 관련 심부전: 분자적 기전 및 조기 다중 표적 중재의 전망

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DOI:

10.3791/72255

2026년 8월 21일

이 논문에서

요약

본 리뷰에서는 경피적 관상동맥 중재술(PCI) 후 당뇨병 관련 심부전의 기저에 있는 분자적 기전을 살펴보고, 통합적인 임상 적용 프레임워크 내에서 SGLT2 억제제, GLP-1 수용체 작용제 및 대사 조절제를 포함한 초기 다중 표적 치료 전략을 강조합니다.

초록

당뇨병(DM)은 경피적 관상동맥 중재술(PCI) 후 심부전(HF)이 발생하는 주요한 독립적 위험 인자입니다. 인슐린 저항성, 고혈당 및 기질 이용 변화를 포함하여 당뇨병과 관련된 대사 장애는 상호 연결된 여러 분자 경로를 통해 심근 손상과 부정적인 심실 리모델링에 기여합니다. 본 리뷰에서는 당뇨병 및 관상동맥 질환 환자에서 PCI 후 심부전이 발생하는 병태생리학적 기전을 체계적으로 검토하며, 특히 심근세포의 대사 기능 장애, 염증 신호 전달, 세포 사멸 경로 및 미세혈관 손상에 중점을 둡니다. 당뇨병성 심근은 허혈-재관류 손상, 조영제 유발 신병증 및 스텐트 관련 염증과 같은 PCI 관련 스트레스 요인에 대해 부적응성 반응을 보이기 쉬운 특성을 가지며, 이는 심부전의 위험을 증가시킵니다. 이러한 기전적 통찰을 바탕으로, 조기 위험 층화 및 예측 모델링을 위한 신규 바이오마커와 다중 표적 치료 전략을 검토합니다. 여기에는 sodium-glucose cotransporter 2 (SGLT2) 억제제 및 glucagon-like peptide-1 receptor agonists (GLP-1RAs)와 같은 심장 보호 효과가 있는 혈당 강하제, 심근 대사 조절제 및 통합적 다학제 관리 접근법이 포함됩니다. 임상적, 분자적 및 영상 바이오마커의 통합은 고위험 환자의 조기 식별을 용이하게 하고 개인 맞춤형 치료 개입의 시행을 지원할 수 있습니다. 종합적으로, 가용한 증거들은 PCI를 받는 당뇨병 환자에서 심부전의 진행을 예방하고 심혈관 결과를 개선하기 위한 기전적 및 임상적으로 유의미한 프레임워크를 제공합니다.

서론

당뇨병(DM)은 지속적인 고혈당, 인슐린 저항성(IR) 및 이상지질혈증을 특징으로 하는 흔한 대사 장애이며, 각각의 증상은 심혈관 건강에 부정적인 영향을 미칩니다1,2. 심혈관 합병증 중 관상동맥질환(CAD)은 당뇨병 환자에게 특히 흔하게 나타나며, 전 세계적인 유병률과 사망률의 상당한 원인이 됩니다. 당뇨병과 관상동맥질환은 죽상동맥경화증, 내피세포 기능 장애, 염증 및 심근 리모델링을 심화시키는 대사 장애를 통해 상호작용합니다3. 이러한 병태생리학적 변화는 종합적으로 심근경색(MI) 및 심부전(HF)을 포함한 심혈관 이상 사건의 위험을 증가시키며, 특히 관상동맥질환 관리의 일반적인 재관류 전략인 경피적 관상동맥 중재술(PCI) 후에 그 위험이 높습니다4.

역학 연구에 따르면 PCI를 받는 당뇨병 환자에게서 주요 심혈관 이상 반응(MACE)의 발생률이 더 높게 나타났습니다. 분자 수준에서 당뇨병으로 인한 대사 장애는 심근 손상 및 기능 장애를 유발하기 쉬운 환경을 조성합니다5. 고혈당과 IR은 심근세포 내 기질 이용의 변화, 미토콘드리아 기능 장애 및 산화 스트레스 증가를 초래합니다. 염증 및 면역 활성화는 당뇨병과 관련된 심혈관 합병증의 발전에 중추적인 역할을 합니다6. 임상 환경에서 PCI를 받는 CAD 및 당뇨병 환자는 HF 및 사망률의 증가를 포함하여, 원내 및 장기 결과가 더 좋지 않은 경향이 있습니다. 특히, 기존의 DM과 급성 PCI 관련 손상(예: 재관류 손상 및 미세 색전증)의 결합은 시술 후 HF를 가속화하는 "더블 히트(double-hit)" 현상을 일으킵니다. DM 환자에서 PCI 후 HF의 병태생리는 "투-히트(two-hit)" 모델로 개념화할 수 있습니다. "첫 번째 히트"는 만성적인 당뇨병성 대사/염증 프라이밍을 나타내며, "두 번째 히트"는 급성 PCI 관련 스트레스 요인(풍선 유발 허혈, 재관류 손상, 기계적 혈관 외상, 원위부 미세 색전증 및 스텐트 유발 염증)으로 구성됩니다. 미토콘드리아 기능이 장애되고 항산화 방어 체계가 고갈되었으며 NLRP3 인플라마좀이 프라이밍된 당뇨병성 심근에서는, 동일한 정도의 PCI 스트레스가 불균형하게 증폭된 손상 반응을 유발합니다. 본 리뷰에서는 DM과 PCI 후 HF를 연결하는 분자적 메커니즘을 체계적으로 조사하고, 다중 표적 조기 중재 전략을 뒷받침하는 현재의 증거를 논의합니다(그림 1).

리뷰 및 관점

당뇨병에서의 대사 조절 장애 및 심근세포 기능 장애

고혈당 및 인슐린 저항성(IR)

고혈당은 포도당 산화를 억제하고, 유리 지방산 산화를 증가시키며, ATP 생산 효율을 감소시키고, 미토콘드리아 기능 장애를 촉진함으로써 심근세포의 에너지 대사를 심각하게 교란합니다7,8,9. PPARα 상향 조절에 의해 매개되는 지방산 산화의 강화는 지질 축적과 산화 스트레스를 심화시킵니다10,11,12. 인슐린 저항성(IR)은 GLUT4 전위와 포도당 섭취를 감소시켜 심근의 포도당 대사를 손상시킵니다13. PCI로 유도된 일시적 허혈은 GLUT4 및 인슐린 신호 전달을 더욱 하향 조절하여, 환자가 PCI 후 저심박출량 증후군 및 심부전(HF)에 취약해지게 만드는 에너지 결핍을 초래합니다. IR은 심근의 기질 이용을 지방산 쪽으로 이동시킵니다. 지방산은 정상적으로 심장 에너지 생산에 상당 부분 기여하지만, 지방산 산화에 대한 과도한 의존은 지질 축적과 활성 산소종(ROS) 생성을 증가시켜 지질 독성과 미토콘드리아 기능 장애를 촉진합니다14,15,16.

이러한 기질 대사 이상은 H9c2 심근세포주와 db/db 당뇨 쥐 모델에서 메커니즘적으로 처음 검증되었으며, 이는 고혈당-지질독성과 심장 기능 장애를 연결하는 인과적 실험 증거를 제공합니다. 제2형 당뇨병 PCI 환자를 대상으로 한 회고적 임상 FDG-PET 코호트 관찰 결과는 지속적인 인슐린 저항성과 심근 포도당 이용 저하 사이의 상관관계를 뒷받침합니다. 그러나 PCI 후 심장 손상을 회복시키기 위해 PPARα 또는 심근 지방산 대사를 표적으로 하는 대규모 인간 중재 시험은 여전히 부족하여 직접적인 임상적 인과관계를 확인하지 못한 상태입니다.

AGE-RAGE 축

최종당화산물(advanced glycation end products)은 당뇨병성 심근에 축적되어 RAGE와 결합하며, 이는 산화 스트레스, 염증 및 섬유화를 유발합니다17,18. PCI로 인한 혈관 손상은 AGE-RAGE 신호 전달을 증폭시켜 신내막 증식, 미세혈관 기능 장애 및 PCI 후 박출률 보존 심부전(HFpEF)을 촉진합니다. AGE-RAGE 신호 전달은 NF-κB를 활성화하여 IL-6와 TNF-α를 증가시키고, M1 대식세포를 모집하며, 허혈-재관류(I/R) 손상을 심화시킵니다19,20,21. 수용성 RAGE는 이러한 효과를 완화합니다. AGE-RAGE 축은 PI3K/Akt 및 NF-κB 경로를 통해 심장 섬유아세포 분화와 세포외 기질 침착을 촉진합니다22. Dapagliflozin과 liraglutide는 AGE-RAGE 매개 손상을 억제합니다23.

당뇨성 심부전 환자의 심근 생검 샘플은 조직 내 AGE 침착 증가가 임상적 상관관계가 있음을 확인해주며, 녹아웃 동물 모델은 심장 리모델링에서 RAGE 신호 전달의 직접적인 인과적 역할을 입증합니다. 아직까지 AGE-RAGE 경로의 선택적 억제가 PCI 후 HF 이벤트를 감소시킨다는 것을 입증한 2/3상 인간 임상 시험은 없으며, 이는 인과적인 인간 임상 증거가 여전히 예비 단계에 머물러 있음을 의미합니다.

염증 반응 및 PCI 특이적 기전

만성 염증과 NLRP3 인플라마좀

당뇨병성 심근의 만성 저등급 염증은 TNF-α 및 IL-6를 포함한 전염증성 사이토카인에 의해 유도되며, 이는 NF-κB 및 MAPK 신호 전달 경로를 활성화합니다24. NLRP3 인플라마솜의 활성화는 IL-1β 및 IL-18의 방출을 촉진하여 파이롭토시스 세포 사멸로 이어집니다25. PCI 과정에서 당뇨병 환자는 IL-6 및 C-반응성 단백질(CRP) 수치의 상승으로 특징지어지는 과도한 급성기 염증 반응을 보이며, 이는 심근 억제 및 미세혈관 폐쇄의 원인이 됩니다. 전염증성 M1 대식세포의 우세는 만성 염증을 더욱 지속시킵니다26. 또한, 미토콘드리아 DNA 누출에 의한 cyclic GMP-AMP synthase–stimulator of interferon genes (cGAS–STING) 경로의 활성화는 사이토카인 생성 및 염증 신호를 증폭시킵니다27.

PCI 도중, 허혈-재관류(I/R) 손상은 NF-κB와 NLRP3 인플라마좀을 모두 활성화합니다. 당뇨병성 심근에서는 기존의 NLRP3 프라이밍과 미토콘드리아 기능 장애가 여러 기전을 통해 심근 손상을 증폭시킵니다: (1) 과도한 활성산소종(ROS) 생성; (2) 신속한 NLRP3 인플라마좀 활성화; (3) 노리플로우(no-reflow) 현상을 유발하기 쉬운 기존의 내피 기능 장애; 그리고 (4) 원위부 관상동맥 미세색전증28. 결과적으로, 당뇨병 환자는 PCI 후 더 큰 경색 크기와 더 높은 노리플로우 발생률을 보입니다.

중요한 점은, 이러한 염증 반응이 당뇨병에만 국한된 것이 아니라는 점입니다. IL-6, IL-1β 및 NLRP3와 관련된 유전적 다형성은 염증성 손상에 대한 개인별 감수성에 영향을 미칩니다. 결과적으로 당뇨병 환자 모두가 PCI 후 HF를 겪는 것은 아니며, 5년 시점의 추정 발생률은 20%–30%인 반면, 당뇨병이 없더라도 전염증성 표현형을 가진 일부 개인은 유사한 합병증이 발생할 수 있습니다29.

이러한 공유된 전신 염증 증폭 폭포 현상은 심부전이 동반된 COVID-19 환자에게서도 관찰될 수 있으며, 이는 서로 무관한 병리적 과정이 아니라 동일한 NF-κB/NLRP3 기반 심장 리모델링 경로를 보여주는 전형적인 병행 임상 사례가 됩니다30. 이러한 발견은 염증이 다양한 대사적, 감염성 및 허혈성 손상을 연결하는 공통 최종 경로라는 개념을 뒷받침합니다.

NF-κB–NLRP3 상호작용 및 섬유화

NF-κB와 NLRP3 인플라마좀은 NF-κB가 NLRP3 발현을 상향 조절하고, NLRP3 매개 IL-1β 방출이 NF-κB 신호 전달을 더욱 강화하는 양성 피드백 루프를 형성합니다31. 이러한 양방향 상호작용은 PCI 이후 심장 섬유화와 심근 기능 장애를 촉진합니다32. 이에 따라 전신 면역 염증 지수(SII)와 피브리노겐-알부민 비율(FAR)을 포함한 전신 염증 바이오마커들이 PCI 후의 부정적인 결과에 대한 중요한 예측 인자로 부상했습니다 (그림 2)33.

Transforming growth factor-β1 (TGF-β1)은 Smad 의존성 및 p38 MAPK 신호 전달 경로 모두를 통해 심근 섬유화를 촉진합니다34. PCI로 유발된 혈관 손상은 순환 섬유아세포를 활성화하며, 당뇨병성 심근에서는 TGF-β1의 상향 조절이 미만성 심근 섬유화와 박출률 보존 심부전 (HFpEF)의 발생을 가속화합니다35,36. Galectin-3는 염증을 더욱 촉진하며 TGF-β1과 시너지 효과를 일으켜 섬유성 리모델링을 악화시킵니다37.

파이롭토시스와 심장 섬유화를 유도하는 상호 NF-κB–NLRP3 양성 피드백 루프는 당뇨병 I/R 마우스 모델과 인간 일차 심장 대식세포 배양에서 명확하게 검증되었습니다. 임상 당뇨병 PCI 코호트에서는 혈중 IL-1β, TNF-α, SII 및 FAR이 해당 경로의 활성화를 반영하는 간접적인 대리 지표로 작용합니다. 하지만 선택적 NLRP3 억제제는 전임상 연구에서만 심장 보호 효과를 보였으며, NLRP3 차단이 PCI 후 HF 입원율을 감소시킨다는 것을 입증하는 전향적 무작위 인간 임상 시험은 아직 진행 중입니다. 즉, 이 치료 기전은 인간에게서 임상적으로 확인된 것이 아니라 제안된 상태로 남아 있습니다.

PCI 특이적 심근 손상 기전

PCI는 당뇨병 환자에게서 더욱 악화되는 여러 형태의 심근 손상을 유발합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다: (1) 미토콘드리아 기능 장애와 과도한 활성 산소(ROS) 생성으로 인해 심화되는 허혈-재관류(I/R) 손상; (2) ST분절 상승 심근경색(STEMI)으로 내원하는 당뇨병 환자의 약 25%–40%에서 발생하며, 주로 원위부 색전술, 내피 세포 손상 및 혈관 경련으로 인해 나타나는 미세혈관 폐쇄 및 무혈류(no-reflow) 현상; (3) 과도한 신내막 증식을 촉진하는 스텐트 관련 염증; (4) 회복 능력 저하로 인해 누적된 심근 손상을 초래하는 관상동맥 미세색전증; (5) 전신 염증과 체액 과부하를 유발하여 HF의 위험을 더욱 증가시키는 조영제 유발 신병증.

심근세포 사멸 경로

미토콘드리아 세포사멸

미토콘드리아 세포사멸은 미토콘드리아 막 전위(Δψm)의 소실, 미토콘드리아 투과성 전이공(mPTP)의 개방, 그리고 그에 따른 cytochrome c 방출을 특징으로 합니다38. PCI로 유도된 I/R 손상은 mPTP 개방을 촉발하는 반면, 만성적인 ROS 노출은 당뇨병성 미토콘드리아를 세포사멸에 더 취약하게 만들어, 더 많은 cytochrome c 방출과 좌심실 박출률(LVEF)의 더 낮은 회복률을 초래합니다39. 또한, 미토콘드리아 분열 및 융합 역학의 조절 장애와 미토파지(mitophagy) 손상은 세포사멸성 세포 죽음을 더욱 악화시킵니다40.

소포체 스트레스와 세포 사멸

고혈당, 최종당화산물(AGEs) 및 지질독성에 의해 유도된 소포체(ER) 스트레스는 PERK, IRE1α, ATF6 신호 전달 경로를 통해 미접힘 단백질 반응(UPR)을 활성화합니다41. PCI 관련 I/R 손상은 ER 스트레스를 더욱 악화시키며, UPR 신호가 만성적으로 활성화된 당뇨병성 심근세포에서 이러한 초기 적응 반응은 C/EBP 상동 단백질(CHOP)의 상향 조절을 통해 세포 사멸로 전환됩니다42,43,44.

자가포식 기능 장애

당뇨병은 Klotho/SIRT1 신호 전달 경로의 하향 조절을 통해 자가포식 활성을 저해합니다45. PCI로 유도된 I/R 손상 동안 손상된 세포 구성 성분을 제거하기 위해서는 효율적인 자가포식 제거가 필수적이지만, 당뇨병성 심근에서 저해된 자가포식 흐름은 기능 장애가 있는 소기관의 축적을 초래하여 심근 기절 및 HF를 악화시킵니다46. Metformin은 자가포식 활성을 강화하는 것으로 나타났으며47, 반면 나트륨-포도당 공동수송체 2 (SGLT2) 억제제는 나트륨-수소 교환체 1 (NHE1; 표 1)의 억제를 통해 과도한 자가포식 관련 세포 사멸을 억제합니다48.

임상적 위험 요인, 바이오마커 및 AI 기반 예측

임상적 특성

HbA1c는 MACE와 U자형 상관관계를 보이며, 6.5% 미만의 수치와 불량한 혈당 조절 모두 위험 증가와 관련이 있습니다49. hs-CRP와 추정 사구체 여과율은 1년 후의 HF 위험을 예측합니다50. 상승된 미세혈관 저항 지수(angio-Index of Microcirculatory Resistance)는 2년 후의 높은 MACE 위험을 예측하며, 무혈류 현상은 당뇨병 환자에게서 더 빈번하게 나타납니다51.

바이오마커

확립된 일상적 임상 바이오마커

NT-proBNP와 심장 트로포닌은 가이드라인에서 승인된 심근 손상 및 심실벽 스트레스의 표준화된 순환 마커입니다52. PCI 후 당뇨병 환자의 경우, 30일 외래 추적 관찰 시 NT-proBNP >300 pg/mL는 장기적인 HF 및 사망 위험 증가를 나타내는 검증된 컷오프 값으로 활용됩니다. PCI 전 기저치, 시술 후 24시간, 그리고 90일 추적 관찰 시의 연속적인 측정은 개체 내 분석 재현성이 매우 우수함을 보여줍니다. 기존의 임상 위험 점수 체계에 NT-proBNP를 추가하면 5년 MACE 예측을 위한 AUC가 약 0.10–0.12 향상되어, 일관된 증분 예후 가치를 제공합니다. PCI 후 24시간 이내에 측정된 고감도 트로포닌은 급성 미세혈관 심근 손상을 식별하며, 72시간 이후에도 트로포닌 수치가 지속적으로 상승하는 경우 조기 HF 보상부전의 독립적인 예측 인자가 됩니다. hs-CRP는 기저 전신 염증을 반영하기 위해 통상적으로 검사하며, 심혈관 위험 증가에 대한 임상적 임계값으로 >2 mg/L가 널리 수용되고 있습니다.

연구 중인 새로운 염증성, 섬유성 및 대사성 바이오마커

세라마이드와 프로테오믹 패널은 고위험군 개인을 식별하며53, ANGPTL7은 인슐린 저항성(IR)과 심부전(HF)을 연결하고54, GDF-15와 galectin-3는 섬유화를 반영하며55,56, 심외막 지방 두께와 miRNA(miR-223-3p)는 새로운 마커로 부상하고 있습니다57. 전신 면역 염증 지수(SII)와 피브리노겐-알부민 비율(FAR)은 만성 염증 부담을 정량화하기 위해 일상적인 혈구 수치로부터 도출됩니다. 이러한 염증 복합 지수(SII, FAR), 순환 사이토카인(IL-1β, TNF-α), 섬유화 마커(galectin-3, GDF-15) 및 microRNA는 단일 센터의 retrospective PCI 코호트 데이터에 의해서만 뒷받침되고 있습니다. 임상적 위험 층화를 위한 보편적이고 다인종적으로 검증된 컷오프 임계값은 아직 확립되지 않았습니다. 검출 프로토콜은 표준화된 상용 분석법이 부족하여 실험실 간 재현성이 제한적입니다. 또한, 이러한 새로운 바이오마커들은 표준 기준인 troponin + NT-proBNP 패널과 결합했을 때 예측 성능의 증가 폭이 미미하며, 일상적인 스크리닝을 위해 ACC/ESC 임상 진료 지침에 포함된 것은 없습니다.

급성 손상 바이오마커(troponin, IL-6)는 시술 중 발생한 I/R 손상을 포착하기 위해 PCI 후 24시간 이내에 샘플링해야 하는 반면, 만성 염증 및 섬유화 마커(SII, FAR, NT-proBNP, galectin-3)는 지속적인 심근 악성 리모델링을 추적하기 위해 30일 및 90일에 정량화하는 것이 가장 적절합니다.

AI 기반 위험 예측

심혈관 학회에서 권장하는 현재의 표준화된 위험 층화 도구에는 GRACE, SYNTAX 및 만성 심부전 선형 회귀 위험 점수가 포함됩니다. 이러한 모델들은 고정된 선형 방정식을 통해 연령, 혈당 상태, 시술 데이터, troponin 및 NT-proBNP 수치를 통합하며, 대규모 다기관 레지스트리 외부 검증을 거쳤고, 일상적인 병상 옆 임상 적용을 위해 보편적으로 인정되는 위험 컷오프 값을 갖추고 있습니다.

머신러닝 알고리즘(random forest, gradient boosting, SVM 및 XGBoost)은 예측 정확도에서 기존 모델보다 15%–20% 더 우수한 성능을 보였으며, 곡선 아래 면적(AUC) 값은 0.85–0.92인 반면 전통적인 위험 점수는 0.70–0.78이었다58. SHAP는 해석력을 향상시킨다. 모델에는 혈당 변동성, 염증 궤적 및 시술 변수가 포함되며, 기존의 임상 평가에서 간과할 수 있는 비선형 상호작용을 감지할 수 있다. Parizad 등은 AI 기반 위험 예측이 다변량 회귀 분석만 사용했을 때보다 심혈관 위험 계층화를 15%–20% 개선한다는 것을 입증하였다58.

후향적 훈련 코호트에서는 우수한 내부 예측 성능을 보였음에도 불구하고, 현재 보고된 모든 머신러닝 예측 프레임워크는 임상적으로 적용 가능한 시스템이라기보다 여전히 연구 단계의 도구에 머물러 있습니다. 중대한 중개적 격차가 지속되고 있는데, 대부분의 AI 모델은 다기관, 다인종 PCI 레지스트리를 통한 외부 검증이 부족하며, AI 위험 점수 산출을 위한 표준화된 온라인 계산기나 가이드라인 권고안이 존재하지 않습니다. 또한, 기존 점수 체계보다 실질적인 예후적 이점이 있음을 입증하는 전향적 임상 시험도 부재한 실정입니다. 따라서 일상적인 환자 진료에 바로 투입될 수 있는 회귀 기반 위험 도구와, 광범위한 도입 전 추가 검증이 필요한 탐색적 AI 알고리즘 사이에는 명확한 구분이 존재합니다.

다중 표적 조기 개입 전략

나트륨-포도당 공동수송체 2 (SGLT2) 억제제 및 글루카곤 유사 펩타이드-1 수용체 작용제 (GLP-1RAs): CVOT 데이터 및 임상 적용

나트륨-포도당 공동수송체 2 (SGLT2) 억제제는 케톤체 이용을 강화하여 심근 대사를 개선하고, NF-κB 신호 전달을 억제하여 염증을 감소시키며, NHE1 활성을 억제하여 자가포식 관련 세포 사멸을 제한할 수 있다59,60. EMPA-REG 임상 시험에서는 심혈관 사망이 38% 감소한 것으로 나타났으며, DAPA-HF에서는 심부전 악화 또는 심혈관 사망이 26% 감소한 것으로 보고되었고, DELIVER 임상 시험에서는 HFpEF 환자에게서 유의미한 임상적 이점이 확인되었다61,62. 또한, 실제 임상 레지스트리(2024–2026)에 따르면 SGLT2 억제제의 조기 투여(PCI 후 ≤72 h 이내)는 심부전으로 인한 입원 위험을 32% 감소시키는 것과 관련이 있었다. SELECT 임상 시험에서는 세마글루타이드가 주요 심혈관계 사건(MACE)을 20% 감소시켰으나, 심부전 결과에 미치는 영향은 비교적 적었다(위험비 [HR]: 0.86)63. 종합적으로, SGLT2 억제제는 심부전 관련 결과에 대해 더 큰 보호 효과를 제공하는 반면, 글루카곤 유사 펩타이드-1 수용체 작용제(GLP-1RAs)는 체중 감소 및 혈당 조절 면에서 더 우수한 이점을 제공한다64.

실질적인 시술 전후 전략에는 다음 사항이 포함됩니다: (1) 임상적으로 안정적인 환자에게는 치료를 지속함; (2) 치료 경험이 없는 환자에게는 PCI 후 24~72시간 후에 치료를 시작함; (3) 혈역학적으로 불안정한 환자에게는 치료를 연기함; (4) 추정 사구체 여과율(eGFR)이 낮은 환자에게는 주의를 기울임 <30 mL/min/1.73 m²2SGLT2 억제제는 조영제 유발 급성 신손상(CI-AKI)의 위험을 증가시키지 않으며, 오히려 메타 분석을 통해 중립적이거나 보호적인 효과가 있음이 입증되었습니다.65GLP-1 수용체 작용제(GLP-1RAs)는 일반적으로 안전하지만, 위장관 부작용이 적절한 경구 섭취를 방해할 수 있습니다.

PCI 후 초기 심근 기절(myocardial stunning)과 HFpEF를 구분하는 것은 임상적으로 중요합니다. 심근 기절은 일반적으로 24–48 h 이내에 정점에 도달하며, 자연적으로 회복되는 특성이 있고, 국소 벽 운동 이상이 특징입니다. 반면, HFpEF는 지속적이며 보존된 좌심실 박출률(LVEF)과 이완기 기능 장애가 특징입니다. 72 h 이후에도 폐모세혈관 쐐기압(PCWP)이 15 mmHg >인 경우는 일시적인 심근 기절보다는 실제 심부전(HF)일 가능성이 매우 높습니다66 (표 2).

대사 조절제 및 종합 관리

Trimetazidine과 ranolazine은 지방산 산화에서 포도당 산화로의 대사 전환을 촉진하여 심근 에너지 효율을 개선합니다67. 장내 미생물군집을 표적으로 하는 치료 전략 또한 심혈관 대사 건강을 개선하기 위한 유망한 접근법으로 부상하고 있습니다68. 종합적인 관리는 혈당, 지질 및 혈압 조절을 생활 습관 교정 및 심장 재활 프로그램 참여와 통합하여 수행해야 합니다69,70. 이 고위험군 집단의 결과를 최적화하기 위해서는 심혈관-신장-대사 (CKM) 증후군을 다루는 다학제적 진료가 필수적입니다 (그림 3).

당뇨병 환자의 PCI 후 심부전 정밀 관리를 위한 분자 영상 기술

분자 영상 기법, 특히 양전자 방출 단층촬영(PET)과 심장 자기공명(CMR) 영상은 심부전(HF) 및 허혈성 심질환 환자의 심근 대사 이상, 염증 및 섬유화를 평가하는 데 유용한 도구입니다. fluorine-18 fluorodeoxyglucose (18F-FDG)를 이용한 PET는 심근의 포도당 섭취를 시각화하고 정량화할 수 있게 하여, 대사 활동 및 심근 생존능의 대리 표지자로 활용됩니다71,72. 심근 관류 영상과 결합했을 때, PET는 재관류 술술의 혜택을 받을 수 있는, 기능은 저하되었으나 생존해 있는 심근(冬眠 심근)을 식별할 수 있습니다. PCI 후 당뇨병이 있는 환자의 경우, 연속적인 18F-FDG PET 영상을 통해 심근 대사 회복을 모니터링하고, HF의 고위험군으로 남아 있는 지속적 대사 유연성 저하 환자를 식별하는 것이 가능할 수 있습니다.

하이브리드 PET/MRI 시스템은 심근 관류, 대사 및 섬유화를 동시에 평가할 수 있어 심혈관 위험에 대한 종합적인 평가를 제공합니다. 보완적인 CMR 기술, 특히 파라메트릭 매핑과 자기공명분광법은 고해상도의 구조적 및 기능적 정보를 제공하며, 당뇨병성 심근병증와 밀접하게 연관된 심근 섬유화 및 부종에 대한 비침습적 평가를 가능하게 합니다.

지방산 대사 평가를 위한 carbon-11 palmitate를 포함하여, 특정 대사 경로를 표적으로 하는 최신 분자 영상 추적자들은 심근 대사 평가의 범위를 확장하고 있습니다. HF 하위 유형의 더욱 정밀한 표현형 분석과 개인별 맞춤형 치료 모니터링을 용이하게 하기 위해 추가적인 새로운 추적자들이 개발되고 있습니다73,74.

염증과 섬유화를 영상화하기 위해, gallium-68 DOTATATE (68Ga-DOTATATE)와 같은 PET 추적자는 죽상경화성 플라크 내의 활성화된 대식세포에서 발현되는 소마토스타틴 수용체 아형 2를 표적으로 삼아 동맥 염증을 특이적으로 검출합니다75. 마찬가지로, Ga 표지 fibroblast activation protein inhibitor-04 (68Ga-FAPI-04) PET는 지연 가돌리늄 강화(late gadolinium enhancement, LGE)가 검출되기 몇 주 전에 활동성 심근 섬유아세포 증식을 검출함으로써, 항섬유화 중재를 위한 조기 치료 기회를 제공합니다76. LGE 및 T1 매핑을 이용한 CMR은 확산성 심근 섬유화 및 세포외 용적(extracellular volume, ECV) 확장의 정량화를 가능하게 하여, 명백한 임상 증상이 나타나기 전 조기 심근 리모델링의 검출을 용이하게 합니다77.

상당한 진단적 잠재력에도 불구하고, 현재 몇 가지 장벽이 일상적인 임상 적용을 제한하고 있습니다. 비용이 주요한 제한 요소로 남아 있으며, 미국에서 단일 18F-FDG PET/MRI 검사 비용은 약 US$3,000–5,000이며 68Ga-DOTATATE PET에는 US$4,000–6,000의 추가 비용이 소요됩니다. 68Ga 추적자는 현장에서의 사이클로트론 생산이 필요하기 때문에 가용성은 주로 3차 학술 센터로 제한됩니다. 또한, PCI 후 상태에서 이러한 고급 영상 기법에 대한 보험 상환 체계가 아직 확립되지 않았으며, 영상 판독에는 널리 보급되지 않은 전문적인 숙련도가 요구됩니다.

이러한 한계점을 해결하기 위해 단계별 영상 전략이 제안됩니다. 1단계(광범위하게 이용 가능)는 PCI 후 심부전 증상이 나타난 모든 당뇨병 환자의 초기 위험 층화를 위해 스트레인 영상(strain imaging)을 포함한 심초음파 검사와 NT-proBNP 측정을 시행하는 것입니다. 2단계(선택적으로 이용 가능)는 고위험 환자(연령 >65세 이상, 다수의 동반 질환 또는 설명되지 않는 증상이 있는 경우) 섬유화 정도를 정량화하고 미세혈관 기능 장애를 평가합니다. 3단계(전문의료센터)에는 다음이 포함됩니다. 18Tier 2 소견이 음성임에도 불구하고 증상이 지속되는 환자를 대상으로 심근 대사와 염증을 평가하기 위한 F-FDG PET/CT. Tier 4(연구 단계)는 다음을 포함한다. 68Ga-DOTATATE 또는 68새로운 항염증 치료제 투여 대상인 난치성 심부전 환자를 대상으로 한 Ga-FAPI-04 PET는 대식세포 매개 염증 및 섬유아세포 활성화의 정량화를 가능하게 합니다.

Tier 2–4 평가를 받는 환자 중 고위험군 후보에는 PCI 후 HF 증상(New York Heart Association [NYHA] class ≥II)이 있으며, LVEF 40%–50%이거나, LVEF가 보존되었음에도 원인 불명의 호흡곤란이 있거나, 명확한 원인 없이 NT-proBNP >300 pg/mL인 환자가 포함됩니다. 초기 평가는 T1 mapping 및 LGE를 포함한 CMR로 시작해야 합니다. 심근 섬유화(ECV >30% 또는 LGE >5% of left ventricular mass)가 나타나는 환자는 이후 Tier 3 평가를 받아야 합니다.

정량적 PET 평가는 표준화 섭취 계수(SUV)를 사용합니다. 18F-FDG PET에서 SUV >3.0은 활성 염증을 나타내고, SUV 2.0–3.0은 경계성 염증 활성을 나타내며, SUV <2.0은 휴지기 질환을 시사합니다. 68Ga-DOTATATE PET에서 SUV >2.5는 대식세포 활성화와 상관관계가 있으며 항염증 치료에 대한 반응성을 예측합니다.

치료 결정은 영상 소견을 바탕으로 내려져야 합니다. 높은 염증 활성도(SUV >3.0) SGLT2 억제제, 콜히신 또는 IL-1을 포함한 항염증 치료의 시작 또는 최적화를 지원함β 억제제. 뚜렷한 심근 섬유화 (ECV >35%)는 SGLT2 억제제 및 GLP-1RA를 이용한 항섬유화 요법의 최적화를 뒷받침합니다. 염증 또는 섬유화 활성이 최소인 환자는 표준 가이드라인 기반의 심부전(HF) 관리를 받아야 하는 반면, 68Ga-FAPI-04 섭취 >4.0은 심부전(HF) 진행에 대한 면밀한 모니터링과 함께 SGLT2 억제제의 조기 투여 시작을 권고합니다.

치료 모니터링에는 6~12개월 후 반복 영상 촬영이 포함되어야 합니다. SUV의 감소는 >ECV의 30% 감소 또는 감소 >3%는 적절한 치료 반응을 나타내는 반면, 그보다 적은 감소는(<(SUV 30% 감소)는 GLP-1RA, 콜히신 또는 IL-1 추가를 통한 치료 단계 상향의 필요성을 시사합니다.β 억제제. 이 프레임워크는 많은 자원이 소모되지만, 분자 영상 기술을 임상 실무에 통합하기 위한 실질적인 로드맵을 제공하며, 비용 효율적인 임상 적용을 확립하기 위해 심장 전문의, 영상의학 전문의, 핵의학 전문의 및 보건 경제학자 간의 다학제적 협력이 필요할 것입니다.78.

임상 적용 및 구현상의 과제

미국심장학회(ACC), 미국심장협회(AHA) 및 유럽심장학회(ESC)의 최신 국제 가이드라인(2024–2026)은 기초 혈당 조절 상태와 관계없이, 제2형 당뇨병(T2DM)과 확진된 심혈관 질환을 동반한 환자에게 SGLT2 억제제 사용을 권고합니다(Class I, Level A 근거). 마찬가지로, GLP-1RAs는 제2형 당뇨병과 확진된 죽상경화성 심혈관 질환을 동반한 환자에게 Class I, Level A 권고 등급을 받았습니다. PCI 이후 최적의 치료 시작 시점에 대해서는 여전히 연구 중이나, 현재의 근거는 혈역학적으로 안정적인 환자에게 조기 시작(PCI 후 72 h 이내)하는 것을 지지합니다.

PCI를 받는 당뇨병 환자에게는 구조화된 위험 계층화 전략을 채택해야 합니다. 다음 연령대의 환자들은 >65세인 경우 조기 정밀 영상 진단을 고려해야 합니다. HbA1c 수치가... >8% 또는 <6.5%는 혈당 조절 최적화가 필요합니다. eGFR 수치가 있는 환자들은 <60 mL/min/1.73 m²2 밀접한 신장 기능 모니터링과 약물 조정이 필요합니다. NT-proBNP 수치가 있는 환자는 >300 pg/mL인 환자는 심초음파 검사를 받아야 하며 가이드라인에 따른 약물 치료를 받아야 합니다. 당뇨병이 있고 LVEF가 <50%의 환자가 SGLT2 억제제 치료를 받아야 합니다. 이전에 심부전으로 입원한 이력이 있는 환자는 종합적인 심부전 관리가 필요하며, 혈관 조영술 기반 미세혈류 저항 지수(angio-IMR)가 있는 환자의 경우 >40은 유의미한 미세혈관 기능 장애가 있는 것으로 간주되어야 하며, 특히 SGLT2 억제제 치료로부터 이점을 얻을 수 있습니다.

PCI와 관련한 약물 치료의 타이밍 또한 매우 중요합니다. 관찰 연구 및 레지스트리 근거에 따르면, SGLT2 억제제는 PCI 전 또는 PCI 후 72 h 이내에 시작해야 합니다. 현재의 관찰 데이터에 따르면, GLP-1RAs는 PCI 전 또는 PCI 후 7일 이내에 시작해야 합니다. 항혈소판 요법은 PCI 직전에 시작해야 하며(Class I, Level A 근거), 스타틴 요법은 PCI 직전 또는 PCI 후 24 h 이내에 시작하거나 강화해야 합니다(Class I, Level A 근거). 심장 재활은 PCI 후 2주 이내에 시작해야 합니다(Class I, Level A 근거).

이러한 진전에도 불구하고, 임상 적용을 방해하는 몇 가지 장벽이 여전히 존재합니다. PCI 후 HF는 증상이 종종 시술 자체로 인해 발생하는 것으로 간주되어 인식이 늦어지기 때문에 과소 진단되는 경향이 있습니다. 심근 기절(myocardial stunning), HFpEF 및 박출률 감소 심부전(HFrEF)을 구분하기 위해 종종 특수 검사가 필요하므로 진단상의 불확실성이 지속됩니다. 추가적인 과제로는 고가의 비용과 제한적인 고급 영상 진단 및 신약 치료의 가용성, 순환기 및 내분비 학회 간의 일치하지 않는 가이드라인 권고 사항, 복잡한 다약제 복용으로 인한 복약 순응도 저하, 소외 계층의 접근성을 제한하는 의료 격차, 그리고 분절된 다학제적 진료 등이 있습니다.

이러한 장벽을 극복하기 위해 여러 실행 전략이 제안되었으며, 여기에는 PCI 후 30일 및 90일에 정기적인 NT-proBNP 평가를 포함하는 구조화된 스크리닝 프로토콜, 심장내과, 내분비내과 및 1차 의료기관이 참여하는 통합 진료 경로, 전자 건강 기록 시스템 내의 임상 의사결정 지원 도구 도입, 증상 인식 및 자기 관리를 개선하기 위한 포괄적인 환자 교육, PCI 후 HF 결과를 성과 지표로 모니터링하는 품질 개선 이니셔티브, 그리고 HF 증상 및 바이오마커의 원격 모니터링을 용이하게 하기 위한 원격 의료의 확대 적용 등이 포함됩니다.

결론

당뇨병(DM) 및 관상동맥 질환(CAD) 환자에서 경피적 관상동맥 중재술(PCI) 후 발생하는 심부전(HF)은 대사 조절 장애, 만성 염증, 심근세포 사멸 및 미세혈관 기능 장애를 포함하여 서로 연결된 기전에 의해 유도되는 복잡하고 다요인적인 상태입니다. 기전 연구의 발전으로 인해 PCI 후 심부전에 대한 이해는 단순히 허혈성 손상에 의한 합병증에서 지속적인 대사적 스트레스와 부적응성 분자 반응의 결합된 효과로 인한 결과로 변화하였습니다. 이러한 관점의 진화는 조기 바이오마커의 식별과 통합적 위험 예측 모델의 개발을 촉진하여, 이 분야를 정밀 심혈관 의학에 더욱 가깝게 만들었습니다.

향후 관리 전략은 포괄적이고 환자 중심적인 케어 프레임워크 내에서 다중 표적 치료 개입을 조기에 시행하는 데 집중해야 합니다. sodium-glucose cotransporter 2 (SGLT2) 억제, glucagon-like peptide-1 receptor agonists (GLP-1RAs) 및 심근 대사 조절제를 포함한 신규 심장 보호 요법은 가이드라인 기반 치료를 보완하고 개인 맞춤형 치료 전략을 지원할 가능성이 있습니다. 효과적인 관리를 위해서는 심혈관 및 대사적 결과를 최적화하기 위해 심장 전문의, 내분비 전문의 및 일차 진료 의사 간의 긴밀한 학제 간 협력이 필요할 것입니다.

PCI 후 심부전(HF)의 기저에 있는 분자적 기전에 대한 이해를 높이고, 조기 위험 층화를 위해 임상적, 분자적 및 영상 생체표지자를 통합하며, 다중 모드 치료법을 시행함으로써, 임상의는 조기 진단을 개선하고 심부전 진행 위험을 낮추며, 궁극적으로 이 고위험군 환자들의 장기적인 심혈관 결과를 향상시킬 수 있습니다.

만성 당뇨병 프라이밍 및 급성 PCI 손상 도식; NLRP3 활성화 및 심근 리모델링.
그림 1당뇨병 및 관상동맥 질환 환자의 PCI 후 심부전 발생에 관한 통합 "이중 타격(two-hit)" 모델의 모식도. 이 도식은 심근 기능 부전을 유발하는 두 단계의 순차적인 병원성 손상을 시각화한 것입니다. 첫 번째 타격(first hit)은 고혈당, 인슐린 저항성, AGE-RAGE 신호 전달, 미토콘드리아 기능 장애 및 기저 NLRP3 염증성 복합체 프라이밍을 포함하여, 심근세포에 가해지는 만성적인 당뇨병성 대사 및 염증성 프라이밍을 의미합니다. 두 번째 타격(second hit)은 허혈-재관류 손상, 원위부 미세색전증, 스텐트 매개 염증 및 무혈류(no-reflow) 현상을 포함하여 PCI 특이적인 모든 급성 스트레스 요인을 포괄합니다. 전처리가 된 당뇨병성 심근은 NF-κB–NLRP3 양성 피드백 루프를 통해 염증 및 산화 스트레스를 증폭시키며, 이는 세포사멸(apoptosis), 파이롭토시스(pyroptosis) 및 결함 있는 자가포식(defective autophagy)이라는 세 가지 뚜렷한 심근세포 사멸 프로그램을 활성화합니다. 종합적으로, 이러한 상호 연결된 신호 전달 폭포는 미만성 심근 섬유화, 부정적 심실 리모델링 및 그에 따른 HFpEF, HFrEF 및 주요 심혈관 사건(MACE)의 발생을 촉발합니다. 약어: AGEs = 최종당화산물; CAD = 관상동맥질환; HFpEF = 박출률 보존 심부전; HFrEF = 박출률 감소 심부전; I/R = 허혈-재관류; MACE = 주요 심혈관 사건; NLRP3 = NOD-like 수용체 pyrin 도메인 함유 3; PCI = 경피적 관상동맥 중재술; RAGE = AGE 수용체; ROS = 활성산소종; T2DM = 제2형 당뇨병. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭하십시오.

당뇨병 프라이밍 과정 도식; NF-κB, NLRP3 인플라마좀 활성화; 사이토카인 경로.
그림 2PCI 후 당뇨 환자의 심근 염증 및 섬유화 리모델링을 유도하는 NF-κB–NLRP3 인플라마좀 간의 양방향 교차 작용에 대한 모식도. 만성 당뇨성 대사 프라이밍(고혈당 및 AGE-RAGE 신호전달 포함)과 급성 PCI 유발 허혈-재관류(I/R) 손상이 결합되면 NF-κB와 NLRP3 인플라마좀이 공동으로 활성화되어 자가 증폭 양성 피드백 루프를 형성한다. 활성화된 NF-κB는 염증성 매개체인 TNF-α와 IL-1β의 전사를 상향 조절하여 심장 조직 내 M1 대식세포의 모집을 촉진한다. 한편, NLRP3 인플라마좀의 활성화는 TGF-β1과 galectin-3의 발현을 더욱 증가시켜 섬유아세포 증식과 미만성 심근 섬유화를 시너지적으로 유발한다. 전신 면역-염증 지수(SII)와 피브리노겐-알부민 비율(FAR)은 이러한 염증 폭포의 전반적인 활성을 반영하는 말초 혈액 순환 대리 마커로 작용한다. COVID-19 또한 동일한 경로를 통해 유사한 전신 염증 신호를 유도하지만, 이는 PCI 후 당뇨성 심부전의 핵심 병원성 경로가 아니라 비교 임상 사례로만 참조된다. 약어: AGEs = 최종당화산물; FAR = 피브리노겐-알부민 비율; I/R = 허혈-재관류; IL = 인터루킨; NF-κB = 핵인자 κB; NLRP3 = NOD 유사 수용체 pyrin 도메인 함유 3; PCI = 경피적 관상동맥 중재술; ROS = 활성 산소종; SII = 전신 면역-염증 지수; TGF-β1 = 변형 성장 인자-β1; TNF-α = 종양 괴사 인자-α. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭하십시오.

제2형 당뇨병(T2DM) 및 관상동맥질환(CAD) 환자 스크리닝 플로우차트; 프로세스는 바이오마커 기반 층화, 심장 자기공명영상(CMR), 양전자 단층촬영(PET)을 포함함.
그림 3경피적 관상동맥 중재술(PCI) 후 관상동맥 질환(CAD)이 동반된 제2형 당뇨병(T2DM) 환자의 위험 계층화 및 개별 맞춤형 중재를 위한 단계별 임상 의사결정 알고리즘. 모든 등록 대상자는 시술 후 30일과 90일에 표준화된 바이오마커 스크리닝을 받습니다. 전신 염증 지표 및 심장 바이오마커의 사전 정의된 컷오프 값에 따라, 환자들은 저위험, 중등도 위험 및 고위험 하위 그룹으로 분류되며 이에 상응하는 정기 관리 및 조기 표적 약물 전략이 적용됩니다. 고위험군 대상자에게는 심장 자기공명영상(CMR) 및 양전자 방출 단층촬영(PET)을 포함한 단계별 심장 영상 평가가 수행됩니다. 정량적 세포외 용적(ECV) 및 표준화 섭취 계수(SUV) 임계값은 추가적인 항염증 및 항섬유화 요법의 지침이 됩니다. 이러한 계층적 스크리닝 및 치료 체계는 최종적으로 박출률 보존 심부전(HFpEF), 박출률 감소 심부전(HFrEF), 심부전 재입원 및 주요 심혈관 사건(MACE)을 포함한 장기적 심혈관 유해 결과를 예측합니다. 약어: CAD = 관상동맥질환; CMR = 심장 자기공명영상; ECV = 세포외 용적; FAR = 피브리노겐-알부민 비율; FAPI = 섬유아세포 활성 단백질 억제; GLP-1RA = 글루카곤 유사 펩타이드-1 수용체 작용제; HFpEF = 박출률 보존 심부전; HFrEF = 박출률 감소 심부전; LGE = 지연 가돌리늄 강화; MACE = 주요 심혈관 사건; NT-proBNP = N-말단 pro-B형 나트륨 이뇨 펩타이드; PCI = 경피적 관상동맥 중재술; PET = 양전자 방출 단층촬영; SGLT2i = 나트륨-글루코스 공동 수송체 2 억제; SII = 전신 면역-염증 지수; SUV = 표준화 섭취 계수; T2DM = 제2형 당뇨병. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭하십시오.

기전핵심 매개인자/경로PCI 전용 트리거심근 영향잠재적 중재 방안
대사 조절 장애PPARα, AMPK, ACC, GLUT4I/R 유도 에너지 결핍에너지 결핍, 산화 스트레스, 미토콘드리아 기능 장애대사 조절제, SGLT2 억제
AGE-RAGE 축RAGE, NF-κB, 활성산소종(ROS)스텐트 유발 염증염증, 섬유화, 혈관내피세포 기능부전sRAGE, 항산화제, 다파글리플로진
염증성 신호 전달NF-κB, NLRP3, IL-1β, IL-18허혈/재관류, 미세색전술파이롭토시스, 사이토카인 폭풍, 유해 리모델링NLRP3 억제, 콜히친, 항-IL-1β
세포사멸(Apoptosis)미토콘드리아 투과성 전환공(mPTP), 시토크롬 c, 카스파제I/R 유도 미토콘드리아 투과성 변화심근세포 소실, 수축 기능 부전mPTP 차단제, 카스파제 억제
자가포식 기능 장애Klotho/SIRT1, LC3, p62재관류 중 손상된 미토콘드리아의 축적손상된 미토콘드리아의 축적자가포식 촉진제 (메트포르민, 운동)
미세혈관 기능 장애내피 산화질소 합성효소(eNOS), 엔도텔린-1, 글리코칼릭스미세색전술, 무재관류 현상무재관류, 관류 감소, 심부전 진행SGLT2 억제, GLP-1 수용체 작용제
섬유화TGF-β, Smad3, galectin-3스텐트로 유도된 섬유아세포 활성화심실 경직, 이완기 기능 부전TGF-β 억제, 갈렉틴-3 차단제

표 1: 주요 병태생리학적 기전, 핵심 매개체, PCI 특이적 유발 요인 및 잠재적 치료 표적 요약.

약물 등급대표 약제주요 심장 보호 기전HF에 미치는 영향선호 대상군주요 임상 결과
SGLT2 억제제Empagliflozin, Dapagliflozin대사 재프로그래밍(케톤 활용), NHE1 억제, 항염증, 항섬유화↓ HF 입원, ↓ CV 사망HFrEF, HFpEF, MI 후EMPA-REG: CV 사망 38% 감소
GLP-1 수용체 작용제Liraglutide, Semaglutide항염증, 혈관 내피 기능, 플라그 안정화, 체중 감소↓ MACE (HF 이점은 유의하지 않음)ASCVD, 비만SELECT: MACE 20% 감소
DPP-4 억제제Sitagliptin, Linagliptin경미한 인크레틴 상승, 완만한 항염증 효과중립적 (주요 HF 이점 없음)높은 CV 위험이 없는 혈당 조절EXAMINE, SAVOR-TIMI: 중립적

표 2: PCI 후 심부전 예방을 위한 SGLT2 억제, GLP-1 수용체 작용제 및 DPP-4 억제제의 비교.

공개 사항

저자들은 공개할 이해관계 충돌이 없습니다.

감사의 글

본 연구는 비전염성 만성질환-국가 과학기술 주요 프로젝트: 허혈성 심뇌혈관 질환과 당뇨병 동반 질환에 대한 중의학적 중재의 비교 효과 연구(No. 2023ZD0505604)의 지원을 받아 수행되었습니다. 또한, 본 연구는 Weifang 과학기술국(프로젝트 번호 2024YX022)의 지원을 받았습니다.

참고문헌

  1. Siam NH, et al. Diabetes mellitus and cardiovascular disease: Exploring epidemiology, pathophysiology, and treatment strategies. Rev Cardiovasc Med. 2024;25(12):436.
  2. Chakraborty S, et al. Cardiometabolic risk factors associated with type 2 diabetes mellitus: A mechanistic insight. Clin Med Insights Endocrinol Diabetes. 2023;16:11795514231220780.
  3. Juricic S, et al. Molecular and pathophysiological mechanisms leading to ischemic heart disease in patients with diabetes mellitus. Int J Mol Sci. 2025;26(9).
  4. Sud M, et al. Low-density lipoprotein cholesterol and adverse cardiovascular events after percutaneous coronary intervention. J Am Coll Cardiol. 2020;76(12):1440-1450.
  5. Hussain S, et al. Hyperglycemia induces myocardial dysfunction via epigenetic regulation of JunD. Circ Res. 2020;127(10):1261-1273.
  6. Anagnostopoulou L, et al. Intersecting molecular pathways in cardiovascular disease and diabetes mellitus: Emerging roles of inflammation and therapeutics. Diabetes Metab Res Rev. 2026;42(4):e70167.
  7. Dludla PV, et al. The combination effect of aspalathin and phenylpyruvic acid-2-O-β-D-glucoside from Rooibos against hyperglycemia-induced cardiac damage: An in vitro study. Nutrients. 2020;12(4).
  8. Cividini F, et al. Ncor2/PPARα-dependent upregulation of MCUb in the type 2 diabetic heart impacts cardiac metabolic flexibility and function. Diabetes. 2021;70(3):665-679.
  9. Vargas-Delgado AP, et al. Renal and cardiovascular metabolic impact caused by ketogenesis of the SGLT2 inhibitors. Int J Mol Sci. 2023;24(4).
  10. Song X, et al. Mitochondria fission accentuates oxidative stress in hyperglycemia-induced H9c2 cardiomyoblasts in vitro by regulating fatty acid oxidation. Cell Biol Int. 2024;48(9):1378-1391.
  11. Rudokas MW, et al. Mitochondrial network remodeling of the diabetic heart: Implications to ischemia-related cardiac dysfunction. Cardiovasc Diabetol. 2024;23(1):261.
  12. Murthy D, et al. CD24 negativity reprograms mitochondrial metabolism to PPARα- and NF-κB-driven fatty acid β-oxidation in triple-negative breast cancer. Cancer Lett. 2024;587:216724.
  13. Honka H, et al. Therapeutic manipulation of myocardial metabolism: JACC state-of-the-art review. J Am Coll Cardiol. 2021;77(16):2022-2039.
  14. Liang L, et al. Discovery and identification of natural alkaloids with potential to impact insulin resistance syndrome in Cyclocarya paliurus (Batal) leaves by UPLC-QTOF-MS combined with HepG2 cells. Food Res Int. 2024;190:114545.
  15. Wang K, et al. Role of epigenetic regulation in myocardial ischemia/reperfusion injury. Pharmacol Res. 2021;170:105743.
  16. Yang B, et al. Salidroside pretreatment alleviates ferroptosis induced by myocardial ischemia/reperfusion through mitochondrial superoxide-dependent AMPKα2 activation. Phytomedicine. 2024;128:155365.
  17. Wang Y, et al. MD2 activation by direct AGE interaction drives inflammatory diabetic cardiomyopathy. Nat Commun. 2020;11(1):2148.
  18. Wang X, et al. Engineered cardiac tissues: A novel in vitro model to investigate the pathophysiology of mouse diabetic cardiomyopathy. Acta Pharmacol Sin. 2021;42(6):932-941.
  19. Li M, et al. The investigation of potential mechanism of Fuzhengkangfu Decoction against diabetic myocardial injury based on a combined strategy of network pharmacology, transcriptomics, and experimental verification. Biomed Pharmacother. 2024;177:117048.
  20. Liu J, et al. An anti-RAGE chimeric antibody alleviates CCl4-induced liver fibrosis via the RAGE/NF-κB pathway in mice. Biomed Pharmacother. 2024;181:117737.
  21. Zhang L, et al. Plantamajoside attenuates cardiac fibrosis via inhibiting the AGEs-activated RAGE/autophagy/EndMT pathway. Phytother Res. 2023;37(3):834-847.
  22. Mayyas F, Omeish A. Comparison of the cardioprotective effects of liraglutide, dapagliflozin, and their combination in a rat model of diabetes induced by streptozotocin. Life Sci. 2025;375:123721.
  23. Liu M, et al. Mechanisms of inflammatory microenvironment formation in cardiometabolic diseases: Molecular and cellular perspectives. Front Cardiovasc Med. 2024;11:1529903.
  24. Romacho T, et al. Visfatin/eNampt induces endothelial dysfunction in vivo: A role for Toll-like receptor 4 and the NLRP3 inflammasome. Sci Rep. 2020;10(1):5386.
  25. Wang X, et al. ETS1-THBS1 axis regulates macrophage polarization and exacerbates myocardial injury in diabetic cardiomyopathy. J Cardiovasc Pharmacol. 2025;86(3):270-280.
  26. He M, et al. Beta-hydroxybutyrate ameliorates cardiac fibrosis in diabetic cardiomyopathy rats via regulating macrophage polarization. Diabetes Res Clin Pract. 2025;229:112461.
  27. Cai G, et al. Targeting the cGAS-STING pathway to modulate immune inflammation in diabetes and cardiovascular complications: Mechanisms and therapeutic insights. Curr Issues Mol Biol. 2025;47(9).
  28. Peng M, et al. Cathelicidin-WA ameliorates diabetic cardiomyopathy by inhibiting the NLRP3 inflammasome. Cell Cycle. 2021;20(21):2278-2290.
  29. Prakash S, Choudhury P, Bisht S. Diabetic cardiomyopathy and COVID-19: Intersecting pathways and amplified cardiovascular risk. Front Pharmacol. 2025;16:1683159.
  30. Kaur N, et al. Mechanisms and therapeutic prospects of diabetic cardiomyopathy through the inflammatory response. Front Physiol. 2021;12:694864.
  31. Kim J, et al. IκBζ controls NLRP3 inflammasome activation via upregulation of the Nlrp3 gene. Cytokine. 2020;127:154983.
  32. Mai W, et al. Berberine inhibits Nod-like receptor family pyrin domain containing 3 inflammasome activation and pyroptosis in nonalcoholic steatohepatitis via the ROS/TXNIP axis. Front Pharmacol. 2020;11:185.
  33. Bian X, et al. The combined effect of systemic immune-inflammation index and type 2 diabetes mellitus on the prognosis of patients undergoing percutaneous coronary intervention: A large-scale cohort study. J Inflamm Res. 2023;16:6415-6429.
  34. Eisinger K, Girke P, Buechler C, Krautbauer S. Adipose tissue depot-specific expression and regulation of fibrosis-related genes and proteins in experimental obesity. Mamm Genome. 2024;35(1):13-30.
  35. Zhang Y, et al. TGF-β1-containing exosomes from cardiac microvascular endothelial cells mediate cardiac fibroblast activation under high-glucose conditions. Biochem Cell Biol. 2021;99(6):693-699.
  36. Ding H, et al. MicroRNA-195-5p downregulation inhibits endothelial mesenchymal transition and myocardial fibrosis in diabetic cardiomyopathy by targeting Smad7 and inhibiting transforming growth factor beta 1-Smads-Snail pathway. Front Physiol. 2021;12:709123.
  37. Liu T, Yang F. Galectin-3 in acute myocardial infarction: From molecular mechanisms to clinical translation. Front Mol Biosci. 2025;12:1730173.
  38. Chen P, et al. Mitochondrial dysfunction: A promising therapeutic target for liver diseases. Genes Dis. 2024;11(3):101115.
  39. Bekhite M, et al. The role of ceramide accumulation in human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes on mitochondrial oxidative stress and mitophagy. Free Radic Biol Med. 2021;167:66-80.
  40. Liu JX, et al. Disturbance of mitochondrial dynamics and mitophagy in sepsis-induced acute kidney injury. Life Sci. 2019;235:116828.
  41. Xue M, Irshad Z, Rabbani N, Thornalley PJ. Increased cellular protein modification by methylglyoxal activates endoplasmic reticulum-based sensors of the unfolded protein response. Redox Biol. 2024;69:103025.
  42. Sebastian SA, Padda I, Johal G. Cardiovascular-kidney-metabolic (CKM) syndrome: A state-of-the-art review. Curr Probl Cardiol. 2024;49(2):102344.
  43. Klimontov VV, Saik OV, Korbut AI. Glucose variability: How does it work? Int J Mol Sci. 2021;22(15).
  44. Patel J, Parab SB, Doshi GM. Endoplasmic reticulum stress and the unfolded protein response in ischemic nephropathy: Pathogenic mechanisms and emerging therapeutic strategies. Pathol Res Pract. 2026;279:156367.
  45. Tian JH, et al. Zonisamide, an antiepileptic drug, alleviates diabetic cardiomyopathy by inhibiting endoplasmic reticulum stress. Acta Pharmacol Sin. 2021;42(3):393-403.
  46. Kapadia P, et al. Effect of anti-hyperglycemic drugs on endoplasmic reticulum (ER) stress in human coronary artery endothelial cells. Eur J Pharmacol. 2021;907:174249.
  47. Chien CY, et al. Diabetes upregulates oxidative stress and downregulates cardiac protection to exacerbate myocardial ischemia/reperfusion injury in rats. Antioxidants (Basel). 2020;9(8).
  48. Qiu Z, et al. Activation of the Klotho/SIRT1 signaling pathway attenuates myocardial ischemia-reperfusion injury in diabetic rats. Shock. 2024;62(3):447-456.
  49. Osorio-Llanes E, et al. Effects of metformin on ischemia/reperfusion injury: New evidence and mechanisms. Pharmaceuticals (Basel). 2023;16(8).
  50. Jiang K, et al. Cardioprotective mechanism of SGLT2 inhibitor against myocardial infarction is through reduction of autosis. Protein Cell. 2022;13(5):336-359.
  51. Yang T, et al. Increased risk of adverse cardiovascular events by strict glycemic control after percutaneous coronary intervention (HbA1c <6.5% at 2 years) in type 2 diabetes mellitus combined with acute coronary syndrome: A 5-year follow-up study. Curr Med Res Opin. 2021;37(9):1517-1528.
  52. Liu Y, et al. Association of estimated glomerular filtration rate (eGFR) and high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP) with the risk of new-onset atrial fibrillation in patients with diabetes. J Inflamm Res. 2025;18:91-103.
  53. Mateoc T, et al. SGLT2 inhibitors: From structure-effect relationship to pharmacological response. Int J Mol Sci. 2025;26(14).
  54. White A, et al. Body mass index, left ventricular wall stress, and NT-proBNP in elderly adults. JACC Adv. 2026;5(2):102564.
  55. Zhang Y, et al. Evaluation of large-scale plasma proteomics for prediction of heart failure in individuals with a full range of glucose metabolism profiles. Eur J Prev Cardiol. 2026;33(2):175-186.
  56. Song Y, et al. Plasma ANGPTL7 links insulin resistance to heart failure: Unveiling a novel fibro-metabolic axis in type 2 diabetes. Diabetes Metab Res Rev. 2026;42(3):e70153.
  57. Rochette L, et al. GDF15 and cardiac cells: Current concepts and new insights. Int J Mol Sci. 2021;22(16).
  58. Parizad R, et al. Artificial intelligence for cardiovascular risk prediction: An umbrella review of applications and translational challenges. Vasc Health Risk Manag. 2026;22:590502.
  59. Lee HJ, et al. Systemic proinflammatory-profibrotic response in aortic stenosis patients with diabetes and its relationship with myocardial remodeling and clinical outcome. Cardiovasc Diabetol. 2023;22(1):30.
  60. Zhu J, et al. Association of epicardial adipose tissue with left ventricular strain and MR myocardial perfusion in patients with known coronary artery disease. J Magn Reson Imaging. 2023;58(5):1490-1498.
  61. Mbarek L, et al. Predicting 3-month poor functional outcomes of acute ischemic stroke in young patients using machine learning. Eur J Med Res. 2024;29(1):494.
  62. Solomon SD, et al. Dapagliflozin in heart failure with preserved and mildly reduced ejection fraction: Rationale and design of the DELIVER trial. Eur J Heart Fail. 2021;23(7):1217-1225.
  63. Ma Z, et al. Cardiovascular adverse events associated with epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors in EGFR-mutated non-small cell lung cancer: Systematic review and network meta-analysis. BMJ. 2025;390:e082834.
  64. Raparelli V, et al. Sex differences in cardiovascular effectiveness of newer glucose-lowering drugs added to metformin in type 2 diabetes mellitus. J Am Heart Assoc. 2020;9(1):e012940.
  65. Marketou M, et al. Effects of sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors on cardiac structural and electrical remodeling: From myocardial cytology to cardiodiabetology. Curr Vasc Pharmacol. 2022;20(2):178-188.
  66. Yu P, et al. Dapagliflozin ameliorates myocardial ischemia/reperfusion injury by modulating EGFR signaling and targeting NCOA4-mediated ferritinophagy. Life Sci. 2026;391:124254.
  67. Vergès B, et al. Protection against stroke with glucagon-like peptide-1 receptor agonists: A comprehensive review of potential mechanisms. Cardiovasc Diabetol. 2022;21(1):242.
  68. Alshanwani A, Kashour T, Badr A. Anti-diabetic drugs GLP-1 agonists and DPP-4 inhibitors may represent potential therapeutic approaches for COVID-19. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2022;22(6):571-578.
  69. Mangoura SA, Ahmed MA, Zaka AZ. New insights into the pleiotropic actions of dipeptidyl peptidase-4 inhibitors beyond glycaemic control. touchREV Endocrinol. 2024;20(2):19-29.
  70. Spoladore R, et al. Metabolic approaches for the treatment of dilated cardiomyopathy. J Cardiovasc Dev Dis. 2023;10(7).
  71. Fitzgerald J, Parker JA, Danias PG. F-18 fluorodeoxyglucose SPECT for assessment of myocardial viability. J Nucl Cardiol. 2000;7:382-387.
  72. Hartikainen S, et al. Cardiometabolic disorders affect myocardial [18F]fluorodeoxyglucose uptake: Impact on diagnostic PET/CT imaging. EJNMMI Res. 2025;15:80.
  73. Saraste A, Knuuti J. PET imaging in heart failure: The role of new tracers. Heart Fail Rev. 2017;22(4):501-511.
  74. Tian Y, et al. Application of radionuclide myocardial imaging in the diagnosis and treatment of heart failure with preserved ejection fraction. Rev Cardiovasc Med. 2025;26(10):41231.
  75. Tarkin JM, et al. Detection of atherosclerotic inflammation by 68Ga-DOTATATE PET compared to [18F]FDG PET imaging. J Am Coll Cardiol. 2017;69(14):1774-1791.
  76. Kong L, et al. Scanner-generated native T1 mapping: A novel approach for assessing myocardial fibrosis in coronary heart disease. Front Cardiovasc Med. 2025;12:1553919.
  77. Zhang X, et al. Positron emission tomography molecular imaging for phenotyping and management of lymphoma. Phenomics. 2022;2(2):102-118.
  78. Zuo Y, et al. Multiparametric cardiac 18F-FDG PET in humans: Kinetic model selection and identifiability analysis. IEEE Trans Radiat Plasma Med Sci. 2020;4(6):759-767.

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