[health] 生理學的鐵壁:SURMOUNT-3 試驗如何量化並擊破由「代謝適應」構築的減重停滯期?

前言:代謝適應與體重設定點的病理生理學挑戰

在肥胖醫學的長期研究中,最大的挑戰往往不在於誘導減重(Weight Loss Induction),而在於體重維持(Weight Maintenance)。臨床觀察與生理學研究一致顯示,經由生活型態介入(Lifestyle Intervention)達成顯著減重後,人體會啟動強大的代謝適應(Metabolic Adaptation)機制。這種演化保留下來的生存機制,會導致基礎代謝率(Resting Metabolic Rate, RMR)的下降幅度遠超過體重減輕的預期值(Adaptive Thermogenesis)。同時,神經內分泌系統會發生劇烈變化:促進食慾的飢餓素(Ghrelin)濃度顯著上升,而抑制食慾的飽足荷爾蒙(如 GLP-1, PYY, CCK, Leptin)濃度則顯著下降。

這股強大的生理驅力試圖將體重拉回原本的設定點(Set Point),解釋了為何超過 80% 的飲食控制者最終會面臨體重反彈(Weight Regain)。SURMOUNT-3 第三期臨床試驗(NCT04657016)的核心科學假設正是基於此病理生理學背景:對於已經透過強化生活型態介入啟動減重、但正面臨代謝反撲風險的患者,介入雙重腸泌素受體致效劑(GIP/GLP-1 RA)Tirzepatide,能否透過其雙重藥理機轉逆轉代謝適應,不僅防止反彈,更進一步突破生理極限?本專欄將基於 Nature Medicine 發表的原始數據,進行詳盡的學術解析。

研究設計詳解:富集設計、分層隨機化與統計估計量

1. 試驗族群與富集設計(Enrichment Design)

本試驗採用富集設計,這是一種在精神醫學與腫瘤學常用的設計,但在代謝領域較為創新。其目的在於篩選出對生活型態介入有初步反應的族群,以精確探討藥物的「加成(Additive)」與「維持(Maintenance)」效應,排除依從性極差或對介入完全無反應的雜訊。

  • 納入標準:BMI ≥ 30 kg/m² 或 BMI ≥ 27 kg/m² 且伴隨至少一項肥胖併發症(高血壓、血脂異常、阻塞性睡眠呼吸中止症 OSAS、心血管疾病 CVD)。關鍵排除標準為第二型糖尿病(T2D)患者,這確保了研究結果反映的是單純肥胖病理生理,而非糖尿病藥物的降糖效應。
  • 第一階段(導入期,Lead-in Period,-12週至0週):所有受試者(N=806)接受為期 12 週的強化生活型態介入(Intensive Lifestyle Intervention)。介入方案具體如下:
    • 熱量限制(Caloric Restriction):女性每日攝取目標 1200 kcal,男性 1500 kcal。為提高依從性與計算精確度,允許每日使用最多 2 次代餐(Meal replacements)。
    • 運動處方:每週至少 150 分鐘中等強度有氧運動(如快走)。
    • 行為諮商:在 12 週內進行共 8 次面對面專業諮詢,由營養師或個管師執行。
  • 隨機化門檻(Gatekeeping):僅有在第 12 週結束時,體重減輕 ≥ 5.0% 的受試者方可進入隨機分配階段。
    數據解讀:導入期數據極具臨床價值。806 名參與者中,有 227 人(28.2%)未能進入下一階段。其中,141 人(17.5%)是因為依從了介入但減重未達 5% 而被定義為「生活型態介入無反應者(Non-responders)」並剔除。這量化了單純生活型態治療在真實世界中的生理極限。

2. 隨機分配與分層因子

進入第二階段的 579 名受試者(此時平均已減重 6.9%),依 1:1 比例隨機分配至 Tirzepatide 組(N=287)或安慰劑組(N=292)。隨機化過程採用了互動式網路回應系統(IWRS),並依據以下因子進行分層(Stratification),以確保組間基線平衡:

  1. 國家:美國、阿根廷、巴西。
  2. 性別:男、女(女性上限控制在 70%)。
  3. 導入期減重幅度(<10% vs. ≥10%):此分層至關重要。它確保了兩組在藥物介入起始點(Baseline at Week 0)時,具有相似的代謝狀態與減重動能,避免了因初始減重幅度不同而產生的迴歸均值(Regression to the mean)干擾。

3. 介入內容與統計方法:雙重估計量(Dual Estimands)

為全面且誠實地評估藥效,本研究預先定義了兩種統計估計量。理解這兩者的差異對於解讀現代減重藥物試驗至關重要:

  • Treatment Regimen Estimand (TRE)
    • 定義:評估「治療策略」的總體效果,不論受試者是否持續用藥。
    • 處理方式:採用傳統的 ITT(Intention-to-Treat)原則。若受試者停藥或使用救援治療,其後續數據仍納入分析(採用混合模式重複測量 MMRM 或多重插補法)。
    • 意義:這反映了真實世界中,包含依從性不佳狀況下的預期療效。這是 FDA 核准藥物時的主要依據。
  • Efficacy Estimand
    • 定義:評估「藥物本身」在受試者持續依從用藥下的藥理效果(On-treatment effect)。
    • 處理方式:若受試者停藥,其後續數據視為缺失(Missing at Random)。
    • 意義:這反映了藥物的真實生物學潛力(Biomedical Potential),排除了人為依從性因素的干擾。本專欄將重點分析此數據,因為它最能代表藥理機制的極限。

研究結果:雙重估計量下的療效分析

SURMOUNT-3 臨床試驗圖解:Tirzepatide 治療肥胖的代謝適應與體重變化數據分析
圖表說明:SURMOUNT-3 試驗顯示,在生活型態介入後接續使用 Tirzepatide,可進一步突破減重停滯期並預防代謝適應造成的復胖。(資料來源:Nature Medicine)

1. 主要終點:隨機分配後的額外減重(Week 0 to 72)

基於 Treatment Regimen Estimand (TRE),分析從隨機分配(第 0 週)至第 72 週的體重變化,驗證了藥物能否在生活型態介入的基礎上提供額外效益:

  • Tirzepatide 組:體重在原有基礎上進一步下降 18.4% (SE 0.7)。
  • 安慰劑組:體重出現反彈,平均回升 2.5% (SE 1.0)。這是一個關鍵的生理訊號,證實了在缺乏藥理介入下,即便維持生活型態諮詢,代謝適應仍強勢驅使體重回升(Weight Regain)。
  • 治療差異(ETD):兩組差異達 -20.8% (95% CI: -23.2% to -18.5%, P < 0.001)。

2. 總體重減輕:從導入期至終點(Week -12 to 72)

為了評估「生活型態導入 + 藥物維持」這一完整序列治療的成效,研究計算了從導入期開始的總體重變化。以下表格詳細對比了兩種估計量的結果:

估計量 Tirzepatide 組 安慰劑組 治療差異 (ETD) [95% CI]
Treatment Regimen (TRE) -24.3% -4.5% -19.9% [-23.5, -16.2]
Efficacy Estimand -26.6% -3.8% -22.8% [-24.3, -21.2]

深度解讀
1. 里程碑數據:Efficacy Estimand 顯示的 26.6% 總減幅,是目前非手術減重治療中的頂標數據,逼近袖狀胃切除術(約 25-30%)的效果。
2. 安慰劑組的生理困境:安慰劑組最終僅維持了 -3.8% 的總減幅。考慮到他們在導入期已經減去了 6.9%,這意味著在隨機分配後的一年半內,他們反彈了將近一半的減重成果。這強有力地證明,對於大多數肥胖患者,單靠意志力維持長期減重是違抗生理機制的。

3. 極端反應者(Super-responders)分析

在 Efficacy Estimand 分析中,Tirzepatide 組展現了驚人的反應率分布:

  • 額外減重 ≥ 5%:87.5% (vs. 安慰劑組 16.5%)。
  • 額外減重 ≥ 20%:48.3% (vs. 安慰劑組 0.7%)。
  • 額外減重 ≥ 25%:36.3% (vs. 安慰劑組 0.3%)。

這意味著超過三分之一的用藥者,若疊加導入期的減重,其總體重降幅超過 30%。這群「超級反應者」的存在提示了個體間腸泌素系統敏感性的差異,是未來精準醫療值得探討的方向。

次要終點:心血管代謝風險因子的深層變化

除了體重,各項代謝指標的變化揭示了藥物對全身性代謝健康的修正作用(Week 0 to 72, Efficacy Estimand):

  • 腰圍(Waist Circumference)
    • Tirzepatide 組:進一步減少 14.6 cm。
    • 安慰劑組:增加 0.2 cm。
    • 解讀:安慰劑組腰圍的增加與體重反彈一致,顯示內臟脂肪(Visceral Adiposity)是反彈的首要堆積部位,這與中心性肥胖復發的高風險相符。
  • 收縮壓(SBP)
    • Tirzepatide 組:降低 5.1 mmHg。
    • 安慰劑組:上升 4.1 mmHg
    • 解讀:需特別注意安慰劑組血壓的反彈幅度。這可能反映了隨著體重回升,交感神經活性增加與鈉滯留現象的復發。藥物組則透過減重與潛在的血管舒張作用維持了降壓效果。
  • 空腹胰島素(Fasting Insulin)
    • Tirzepatide 組:大幅降低 39.1%
    • 安慰劑組:上升 17.3%
    • 解讀:這是兩組差異最劇烈的代謝指標。安慰劑組胰島素濃度的顯著惡化,反映了機體對胰島素敏感性的迅速喪失,這是體重反彈後的典型病理變化,也是代謝症候群復發的前兆。Tirzepatide 則展現了強大的胰島素增敏效應。
  • 血脂譜
    • 三酸甘油酯(Triglycerides):-26.8% vs. +3.0%。
    • 非高密度脂蛋白膽固醇(Non-HDL-C):-14.6% vs. +5.6%。

研究解讀:從 SURMOUNT-3 看減重治療的典範轉移

1. 對抗代謝適應的藥理學證據

SURMOUNT-3 最重要的學術貢獻,在於它提供了一個完美的實驗模型,展示了「藥物如何對抗代謝適應」。安慰劑組的受試者並非放任不管,他們每 12 週接受專業諮詢,並被要求維持熱量赤字。然而,數據顯示他們的體重、血壓、胰島素阻抗全面反彈。這不是行為的失敗,而是生理學的必然。Tirzepatide 的介入成功阻斷了這條病理路徑,證明了雙重腸泌素受體致效劑能有效重塑體重設定點。

2. 研究限制與外推性(External Validity)

儘管結果令人振奮,但在解讀本研究時需保持學術審慎,考量其適用邊界:

  • 「無反應者」的缺席:由於富集設計排除了導入期減重未達 5% 的 17.5% 受試者,本試驗結果不應直接外推至對生活型態介入完全無反應的頑固型肥胖患者。該族群可能具有不同的病理生理機制(如更強的基因易感性),其對藥物的反應仍待釐清。
  • 排除糖尿病患者:本試驗嚴格排除 T2D 患者。已知 T2D 患者的減重幅度通常較非糖尿病患者少(可參考 SURMOUNT-2 數據),因此本試驗呈現的 26.6% 減幅,是單純肥胖族群的「最佳情境」,不應直接套用於糖尿病患。
  • 種族與BMI偏差:受試者 86% 為白人,且平均 BMI 高達 38 kg/m²。對於 BMI 較低(如 27-30)或亞洲族群,其藥物動力學與減重效應可能存在差異。

3. 安全性信號的臨床解讀

整體安全性與 GLP-1 RA 類別一致,但特定數據值得臨床關注:

  • 耐受性挑戰:因不良事件(AE)導致的停藥率為 10.5%,主要集中在噁心(39.7%)與腹瀉(31.0%)。這提示了即便在導入期已經過飲食控制訓練的患者,藥物滴定期的腸胃道副作用管理仍是挑戰。
  • 膽囊與心血管信號:膽結石發生率(1.4% vs 1.0%)與心率增加(+2.7 bpm)雖發生率低,但提示了快速減重伴隨的生理風險。特別是膽結石風險,與膽汁過飽和及膽囊收縮力下降有關,是快速減重不可避免的副作用。

臨床治療典範的科學啟示:序列性治療的實證基礎

SURMOUNT-3 的數據不僅僅是關於一款新藥的療效,它為現代肥胖醫學提供了「序列性治療(Sequential Therapy)」的強大實證基礎,預示了治療典範的轉移。

1. 「先減重、再用藥」策略的科學合理性

過去臨床上常爭論何時該介入藥物。本研究證實,對於有動機進行生活型態改變的患者,將藥物作為第二線介入(Second-line intervention)是極具科學邏輯的策略。
科學依據:先透過低成本、非侵入性的生活型態介入篩選出反應者(Responders),再於代謝適應發生的時間點(通常為介入後 3-6 個月)精準導入藥物。這不僅能利用藥物的「加成效應」突破停滯期,更能利用藥物的「維持效應」預防復胖。這是一種符合成本效益且精準的生理學介入模式。

2. 治療目標的重新定義:從「控制」到「緩解」

傳統減重藥物的目標往往設定在 5-10% 的減重,以改善併發症。然而,SURMOUNT-3 顯示,透過序列治療,超過三分之一的患者能達到 >25% 的減重。這意味著藥物治療的終點(Endpoint)已可重新定義:對於部分患者,我們不再只是追求體重控制,而是追求與代謝手術相當的疾病緩解(Remission),甚至完全逆轉嚴重的肥胖併發症。

3. 對於復胖機制的再認識

安慰劑組的數據迫使臨床端必須重新審視「復胖」的定義。復胖不應再被視為患者意志力的失敗,而應被視為一種「缺乏持續性生理介入」的自然後果。這為長期藥物治療(Chronic Pharmacotherapy)提供了倫理與病理學上的正當性——如同高血壓與糖尿病,肥胖是一種需要長期生物學介入的慢性疾病。

結語:科學意義與未來展望

SURMOUNT-3 透過嚴謹的富集設計,科學地驗證了 Tirzepatide 在肥胖治療序列中的關鍵角色。研究結果顯示,在生活型態介入的基礎上疊加 Tirzepatide,可達到 26.6% 的總體重減輕,並有效逆轉代謝適應所引發的體重反彈。這項研究不僅填補了關於介入時機的學術空白,更確立了雙重腸泌素受體致效劑作為突破生理極限、實現類手術級療效的藥理學基石。隨著更多此類藥物的問世,肥胖治療正從「行為主導」邁向「生物學主導」的新紀元。

參考文獻

[1] Wadden, T. A., et al. (2023). Tirzepatide after intensive lifestyle intervention in adults with overweight or obesity: the SURMOUNT-3 phase 3 trial. Nature Medicine, 29(11), 2909–2918. https://doi.org/10.1038/s41591-023-02597-w

[2] Gibble, T. H., et al. (2025). Tirzepatide and health-related quality of life in adults with obesity or overweight: Results from the SURMOUNT-3 phase 3 randomized trial. Diabetes, Obesity and Metabolism, 27(8), 4268–4279. https://doi.org/10.1111/dom.16463

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