高 曄，孫桂波，羅 云，孫曉波

(1. 哈爾濱商業(yè)大學藥物工程技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150076；2. 中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所，北京 100193)

近年來，隨著飲食結(jié)構(gòu)的改變、人口老齡化及環(huán)境等因素的影響，糖尿病患病率大幅升高，根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前全球糖尿病約有4.15億人口，預計到2040年糖尿病患者將達到6.42億[1]。糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)屬糖尿病微血管并發(fā)癥，作為主要的致盲性疾病之一，目前已成為青壯年人群中視力殘疾和失明的主要原因。約有1/3的糖尿病患者會出現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變的癥狀，這其中1/3的人又明確患有嚴重的視網(wǎng)膜病變或黃斑水腫[2]，除了對視力的影響，糖尿病視網(wǎng)膜病變的存在也意味著系統(tǒng)性血管并發(fā)癥的風險增加，時刻危及患者的生命。

DR的主要病理改變是視網(wǎng)膜局部組織發(fā)生缺血、缺氧，眼底周細胞丟失、眼部血管微循環(huán)障礙、血管壁和血液流變學特征發(fā)生改變，并最終誘導新生血管的形成。DR的發(fā)生、發(fā)展與糖尿病病程及血糖水平有密切的關(guān)系，且早期藥物干預能取得較好的治療效果。目前，DR的臨床治療手段主要有視網(wǎng)膜激光光凝治療、玻璃體切除術(shù)、抗血管內(nèi)皮生長因子藥物等，但由于多針對晚期病變且治療效果不理想，故對DR前期的診斷及防預更具有實際意義。因此，本文從DR的產(chǎn)生、發(fā)病機制、藥物干預作用等方面論述DR的相關(guān)機制。

1 DR的致病因素

1.1 高血糖高血糖是導致糖尿病視網(wǎng)膜病的重要危險因素之一。血糖過高可引起氧化應激反應的增強、產(chǎn)生更多活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)，進一步促進多種炎癥因子表達，損傷內(nèi)皮細胞，造成組織細胞結(jié)構(gòu)和功能障礙。而對DR的影響表現(xiàn)為高血糖可以增加視網(wǎng)膜周細胞凋亡基因的表達，使抗凋亡的基因表達量下降，加速視網(wǎng)膜細胞凋亡[3]。血糖控制通常用糖化血紅蛋白(HbA1c)來評估，HbAlc可對血紅蛋白的攜氧能力產(chǎn)生影響，是微血管損傷的重要因子。王祺等[4]對106例2型糖尿病患者DR診斷及相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)，相比于對照組，DR組的HbAlc值明顯高于對照組，證實HbAlc與DR的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。

1.2 血脂異常糖尿病性黃斑水腫(diabetic macular edema，DME)是造成DR視力喪失的主要原因之一。DME早期表現(xiàn)為硬性滲出，由于視網(wǎng)膜毛細血管結(jié)構(gòu)及功能被破壞，血液中的脂質(zhì)和蛋白滲漏到外叢狀層，造成不可逆性的黃斑水腫。Klein等[5]研究表明，血脂水平的升高，尤其是低密度脂蛋白(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)和甘油三酯(triglyceride，TG)水平升高是DR硬性滲出的獨立危險因素。Zhou等[6]通過薈萃分析的方法探索血脂水平與DR發(fā)生率之間的聯(lián)系，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者有無DR在TG、總膽固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白(high-density lipoproteincholesterol，HDL-C)水平上無顯著性差異，而LDL-C水平在DR患者中表達有所增加。

載脂蛋白等非傳統(tǒng)脂質(zhì)標志物也可預測DR的嚴重程度。在視網(wǎng)膜中，血清載脂蛋白A1(apolipoprotein-A1，ApoA1)是防止脂質(zhì)堆積的關(guān)鍵因子，是一種有效的氧化產(chǎn)物清除劑，ApoA1通過促進膽固醇從外周組織逆向轉(zhuǎn)運至肝臟，抑制LDL-C氧化，保護視網(wǎng)膜免受糖尿病引起的氧化應激的影響。而載脂蛋白B(apolipoprotein-B，ApoB)是LDL-C的主要成分，可將膽固醇輸送到組織中，血清中ApoA1/ApoB比值與微血管功能惡化有關(guān)。Hu等[7]收集了非增殖型DR及增殖型DR(各25例)糖尿病患者的血清樣本，研究發(fā)現(xiàn)，輕微的非增殖型DR患者血清中HDL-C/LDL-C和ApoA1/ApoB比值有所增加，而對于病程較長的2型糖尿病患者ApoA1/ApoB的比值降低則與增殖型DR的發(fā)生相關(guān)。

1.3 糖尿病病程糖尿病病程作為DR經(jīng)典的危險因素已經(jīng)被眾多研究報道所證實，尤巧英等[8]對260位Ⅱ型糖尿病患者DR臨床因素的分析中，結(jié)果顯示隨著病程延長，DR的發(fā)生呈上升趨勢，程度越來越重，得出結(jié)論糖尿病病程是導致DR發(fā)展的重要因素。郭學龍等[9]通過對1200例不同糖尿病病程患者的視網(wǎng)膜病變情況進行比較，結(jié)果顯示，糖尿病病程<5年、5～15年、16～25年及>26年的糖尿病患者的視網(wǎng)膜病變發(fā)生率分別為21.09%、32.93%、49.42%、61.75%，呈逐漸上升趨勢，且各組間比較差異均具有統(tǒng)計學意義，證實糖尿病病程為影響DR的一個危險因素。

糖尿病病程與其他危險因素不同，不能對其進行人為干預，而糖尿病初期對眼睛的傷害非常緩慢，早期癥狀不明顯，容易被患者忽視，錯過最佳治療時機，這就提示我們要及早發(fā)現(xiàn)這些潛在的危險因素，對于已經(jīng)確診的糖尿病患者，應定期進行全面的眼底檢查，及時診斷和治療可能存在的DR風險，保護患者的視力功能。

1.4 其他DR的發(fā)生發(fā)展除與血糖、血脂控制情況等上述公認的DR致病因素外，近幾年人們也發(fā)現(xiàn)尿微量白蛋白含量升高，也可增加視網(wǎng)膜病變的患病風險。糖尿病視網(wǎng)膜病變與糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)同為血管內(nèi)皮細胞功能障礙引發(fā)的微血管并發(fā)癥，二者通常平行出現(xiàn)，2017年美國糖尿病協(xié)會發(fā)表的DR立場申明也確認糖尿病腎病是DR的危險因素[10]。夏雪影[11]以尿微量白蛋白/肌酐比值為結(jié)局指標來探討尿微量白蛋白在Ⅱ型糖尿病視網(wǎng)膜病發(fā)生發(fā)展中的作用，研究表明增殖型視網(wǎng)膜病變患者的尿微量白蛋白水平明顯高于非增殖型視網(wǎng)膜病變，且線性分析的結(jié)果表明尿微量白蛋白與DR之間呈正相關(guān)，即尿微量白蛋白含量越高，患者糖尿病視網(wǎng)膜病變情況越嚴重，因此證實了尿微量白蛋白可以作為判斷DR嚴重程度的重要指標。

DR的發(fā)生可能還與患者自身蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)的代謝異常相關(guān)。瘦素是脂肪組織特異性分泌的蛋白活性因子，瘦素水平與肥胖、糖和脂類代謝及胰島素抵抗等具有相關(guān)性，作為新生血管因子參與DR中的炎癥反應，瘦素在細胞內(nèi)大量蓄積，對血管內(nèi)的組織和細胞造成損傷，導致血管內(nèi)皮細胞增生，加速DR的發(fā)展。脂聯(lián)素(adiponectin，APN)是一種特異性血漿蛋白，具有增加胰島素敏感性、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、抑制視網(wǎng)膜新生血管、抗炎及抗氧化應激等多種生理功能。APN能提高一氧化氮含量，抑制新生血管生成，隨著APN水平的下降，視網(wǎng)膜微血管受到損害，從而加重DR進程。黎丹鳳等[12]對165例Ⅱ型糖尿病患者發(fā)生視網(wǎng)膜病變與APN相關(guān)性的分析中，證實血清APN水平與DR嚴重程度呈負相關(guān)，APN能通過抑制TNF-α，降低黏附分子等炎性因子的轉(zhuǎn)錄及表達等抑制DR的發(fā)生。

2 DR的發(fā)病機制

DR為糖尿病視神經(jīng)病變的一種，屬于缺血性視神經(jīng)病變，主要是由于微血管病變引起視網(wǎng)膜缺血，造成的視力損傷。DR早期表現(xiàn)為眼底出現(xiàn)紅色斑點即微血管瘤，此時瘤壁易破碎，使視網(wǎng)膜毛細血管發(fā)生滲血，形成視網(wǎng)膜水腫。DR晚期主要表現(xiàn)為新生血管的形成，與新生血管附著的纖維組織會牽拉視網(wǎng)膜，引起視網(wǎng)膜剝脫，最終導致視力的急劇下降。

DR的發(fā)病機制非常復雜，目前發(fā)現(xiàn)主要是通過細胞代謝、信號和生長因子效應等多個途徑來調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜病變的發(fā)病機制，涉及的途徑包括多元醇通路激活和晚期糖基化終產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGE)的積累、氧化應激、蛋白激酶C活化、炎癥、腎素-血管緊張素系統(tǒng)和血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的上調(diào)，最終引起血-視網(wǎng)膜屏障(blood-retinal barrier，BRB)破壞。

2.1 線粒體功能障礙線粒體是細胞能量的主要來源，參與代謝過程和呼吸。它的主要作用是產(chǎn)生三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)、控制細胞代謝及凋亡的調(diào)節(jié)，線粒體的功能障礙會嚴重影響到組織穩(wěn)態(tài)。線粒體還是活性氧、超氧化物歧化酶和羥基自由基等的主要形成場所，在高血糖狀態(tài)下，視網(wǎng)膜內(nèi)ROS過度表達，增多的ROS進一步損傷線粒體DNA，導致氧化過程增加，線粒體功能紊亂，引起視網(wǎng)膜毛細血管細胞的凋亡。

內(nèi)皮祖細胞(endothelial progenitor cells，EPCs)是來源于機體骨髓中一種特定的造血祖細胞，保留著血管生成能力，可以分化為成熟的內(nèi)皮細胞，在內(nèi)皮組織修復和血管新生中發(fā)揮了重要作用。在糖尿病患者中，EPCs可以被多種因素調(diào)節(jié)：(1)高濃度葡萄糖能誘導EPCs自噬，使線粒體氧化應激增加，線粒體氧化通透性破壞。(2)糖尿病患者普遍存在的AGE可以抑制EPCs進入細胞周期。(3)氧化應激被認為是EPCs的調(diào)節(jié)因子，暴露于過氧化氫后，EPCs的增殖能力受損[13]。臨床研究表明，DR患者EPCs的變化會引起視網(wǎng)膜的增殖、黏附和血管生成等方面功能受損，使血管修復過程不完整[14]，因此糖尿病患者的EPCs缺乏可能是視網(wǎng)膜血管損傷的原因之一。

2.2 氧化應激氧化應激反應是指機體在遭受各種有害刺激時，引起機體內(nèi)高活性分子如ROS、活性氮自由基的產(chǎn)生增加，氧化物清除不及時，使細胞產(chǎn)生多種毒性作用的病理狀態(tài)。經(jīng)研究證實，氧化應激是DR發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素[15]。超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶等作為機體的抗氧化系統(tǒng)，能清除多余的自由基，而在高糖情況下，這些抗氧化酶的表達受到抑制，機體抗氧化能力下降，導致視網(wǎng)膜內(nèi)皮細胞、周細胞和神經(jīng)節(jié)細胞的凋亡增加，并造成眼部微血管損傷及BRB的破壞。因此，高糖情況下，視網(wǎng)膜及血管細胞發(fā)生氧化應激，對細胞造成的不可逆性損傷是DR發(fā)生的機制。

2.3 神經(jīng)退行性病變研究表明糖尿病視網(wǎng)膜病變不再是單純的微血管疾病，通常還伴有視網(wǎng)膜神經(jīng)元退行性病變，且視網(wǎng)膜內(nèi)神經(jīng)細胞結(jié)構(gòu)和功能的改變往往發(fā)生在微血管系統(tǒng)病變前[16]。涉及DR視網(wǎng)膜上的神經(jīng)細胞主要包括視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞、雙極細胞、視錐和視桿細胞以及備受關(guān)注的視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)細胞等。當神經(jīng)細胞的結(jié)構(gòu)及功能發(fā)生改變時，視網(wǎng)膜內(nèi)的正常血管與各神經(jīng)元之間的穩(wěn)態(tài)被破壞，誘發(fā)視網(wǎng)膜病變。神經(jīng)退行性改變的作用機制主要有蛋白激酶C的活化，晚期糖基化終產(chǎn)物堆積以及谷氨酸的興奮性毒性作用等，對于不完全損傷的視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性改變，應該提早使用神經(jīng)保護類藥物進行干預治療。

2.4 微循環(huán)障礙微循環(huán)障礙是糖尿病的早期表現(xiàn)，以微血管瘤增生、血流量增加、毛細血管擴張為主要特征。目前關(guān)于糖尿病微循環(huán)障礙的確切發(fā)病機制尚無完全闡明，主要涉及血管內(nèi)皮損傷、一氧化氮合成減少、一些多元醇通路及蛋白激酶C被激活等，導致微血管結(jié)構(gòu)受損，通透性增加，基底膜增厚，血管腔狹窄或閉塞，進而發(fā)生微循環(huán)缺血缺氧，視網(wǎng)膜功能障礙。因此在控制血糖的同時改善微循環(huán)障礙，對于糖尿病各類慢性并發(fā)癥的預防、延緩、治療等具有十分重要的意義。

2.5 表觀遺傳學改變同卵雙生的兩個人具有相同的基因組，即使在相同的環(huán)境下，他們的性格、健康狀況也會有較大的差別，這種基因的核苷酸序列未發(fā)生改變，而基因表達及細胞表型發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為表觀遺傳改變，該種改變通常具可遺傳性。隨著對基因信息研究的深入，表觀遺傳將作為一個更加準確的方法來闡述疾病的發(fā)生及發(fā)展。

目前研究較多的表觀遺傳學機制主要有DNA甲基化、組蛋白乙?；?、甲基化和非編碼RNA調(diào)控。糖尿病環(huán)境可以改變包括氧化應激、凋亡及炎癥相關(guān)的基因，并干擾代謝的穩(wěn)態(tài)水平。而表觀遺傳學修飾在各種慢性疾病的基因表達中具有重要作用，最近有研究也已經(jīng)證實了DNA甲基化在胰島功能中的作用。Liu等[17]發(fā)現(xiàn)調(diào)控DNA甲基化中MAN2A2位點的表達水平可能與胰島素抵抗的發(fā)展有關(guān)。SUV39H2是一個編碼組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的基因，組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶催化H3K9的甲基化，芬蘭對3 000名糖尿病腎病患者進行的研究中發(fā)現(xiàn)，SUV39H2基因的多態(tài)性與糖尿病微血管并發(fā)癥(包括視網(wǎng)膜病變)之間存在關(guān)聯(lián)。這些研究提示了組蛋白修飾在糖尿病視網(wǎng)膜病變發(fā)展中的作用[18]。了解表觀遺傳調(diào)控因子及其在DR發(fā)病機制中的作用，可以幫助識別新的靶點來對抗糖尿病視網(wǎng)膜病變。

3 藥物治療

3.1 西醫(yī)藥治療西醫(yī)診療多以優(yōu)化血糖、控制血壓等指標來降低DR風險或延緩其進展。常用VEGF藥物、皮質(zhì)類固醇激素等治療。視網(wǎng)膜新生血管的形成被認為是DR患者視力喪失的主要原因，VEGF可破壞血管內(nèi)皮細胞和周細胞，造成視網(wǎng)膜水腫和出血等。玻璃體腔注射抗VEGF類藥物可減輕毛細血管滲漏，減少新生血管的形成，成為治療DR的首選方案[23]。

近年來，類固醇激素已成為治療DME和增殖性DR的新方法。這種治療方式可減輕全視網(wǎng)膜光凝手術(shù)導致的視覺敏感度下降以及黃斑水腫等?，F(xiàn)階段用于治療視網(wǎng)膜病變的皮質(zhì)類固醇激素類藥物有曲安奈德、氟西奈德和地塞米松等，該類藥物的特征是短期療效顯著，但長期使用后機體易產(chǎn)生耐藥性。因此，該類藥物常作為臨床輔助治療手段。

除藥物治療外，對已確診的視網(wǎng)膜病變患者，激光光凝治療和玻璃體切割術(shù)作為快速改善視力的治療手段廣泛的應用于臨床。光凝術(shù)用于治療DR的基本原理是利用激光的光熱效應使脈絡(luò)膜瘢痕化，致視網(wǎng)膜對氧的需求下降，既可以封閉缺氧的視網(wǎng)膜，減少新生血管因子的產(chǎn)生，又可以使新生血管萎縮，術(shù)后視網(wǎng)膜內(nèi)毛細血管收縮，滲漏減少，明顯減輕視網(wǎng)膜水腫和滲出情況，挽救患者剩余視力。DR晚期會出現(xiàn)牽拉性視網(wǎng)膜脫落，纖維增生加重，通過玻璃體切除手術(shù)能夠清除玻璃體內(nèi)積血，解除玻璃體牽引，使患者的視力恢復到良好水平。但是由于手術(shù)過程中有明顯出血，且對操作要求較高，因而更多的研究指出，在術(shù)前聯(lián)合玻璃體內(nèi)注射血管內(nèi)皮生長因子抑制劑(如雷珠單抗或貝伐單抗)能夠明顯改善手術(shù)過程的出血，抑制新生血管和滲出反應，縮短手術(shù)用時，從而提高手術(shù)療效和安全性。

3.2 中醫(yī)藥治療傳統(tǒng)中醫(yī)理論表明視網(wǎng)膜病變多為氣陰兩虛、痰濕內(nèi)阻、肝腎虧損等因素所致的目絡(luò)阻滯，常見虛實夾雜。糖尿病患者久病后會灼熱傷氣，氣傷則血行推動乏力，陰虛則火旺灼傷血脈，經(jīng)脈失養(yǎng)，漸使血行推動不暢而成瘀，目缺乏精血、精液的濡養(yǎng)而出現(xiàn)眼部疾患。DR伴視網(wǎng)膜出血，辨證兼顧止血活血、應實施活血化瘀之法。中醫(yī)治療大多以清熱，健脾益氣，養(yǎng)陰生津為治本原則。周玲玉等[19]在研究金銀花水提物對DR的改善作用實驗中發(fā)現(xiàn)，金銀花水提物可能通過抑制NF-κB介導的炎性信號通路，緩解視網(wǎng)膜的炎性損傷并改善BRB的滲漏，為清熱解毒類成分用于DR的防治奠定了實驗依據(jù)。李春敏[20]利用清熱化瘀方治療非增殖期糖尿病視網(wǎng)膜病變(nonproliferative diabetic retinopathy，NPDR)的臨床觀察中，得到結(jié)論：試驗組患者眼底改善有效率和臨床療效有效率均高于用羥苯磺酸鈣膠囊治療組，并且能夠提高患者的預后視力。王雨[21]使用當歸、黃芪、生地黃、熟地和澤瀉等組方配伍，結(jié)合西醫(yī)治療的方案，結(jié)果顯示中藥能在降低血糖的同時，減少血脂與血液的黏滯度，促進患者機體微循環(huán)，逆轉(zhuǎn)或延緩DR的發(fā)展，提示中藥活血化瘀藥治療DR的臨床效果較好，安全性高。中醫(yī)治療DR常與西醫(yī)療法結(jié)合應用，可明顯改善眼底及視力狀況，提高治愈率，但由于缺少對藥效機制的研究，樣本數(shù)量較小，應用起來存在一些不足。

3.3 基因治療DR是一種或多種基因作用引發(fā)的疾病，目前公認的與DR發(fā)生發(fā)展相關(guān)的基因主要包括有晚期糖基化終產(chǎn)物受體基因、維甲酸X-γ受體、醛糖還原酶基因等候選基因。基因多態(tài)性與環(huán)境因素共同作用影響著DR的發(fā)生，且基因多態(tài)性在不同種族之間存在較大差異，VEGF基因多態(tài)性是DR基因單核苷酸多態(tài)性研究最多的一類。有研究發(fā)現(xiàn)不同人群中與DR相關(guān)的基因多態(tài)性位點可能不一樣，如IL-10基因rs1800896多態(tài)性與中國漢族人群DR相關(guān)[22]，rs2010963位點與印度人發(fā)生DR相關(guān)[23]；此外，尚有維生素D受體基因、促紅細胞生成素基因、細胞黏附分子-l基因多態(tài)性被證實均與DR關(guān)系密切。

隨著對DR發(fā)病機制認識的不斷提高，科研人員也在致力于尋找新的治療方法，包括基于藥物遺傳學原理的一些新方法，如針對腎素血管緊張素酶基因、抗氧化酶和補體系統(tǒng)等的基因治療方案，為DR防治提供更多的依據(jù)。

4 小結(jié)與展望

DR由多因素聯(lián)合作用導致，多種發(fā)病機制復雜交錯、相互協(xié)同、共同參與了DR的發(fā)生及發(fā)展。常用的臨床治療方案，如激光光凝治療、玻璃體腔注射抗VEGF藥物、皮質(zhì)激素類、玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)等，均只關(guān)注晚期血管病變，針對的是本病的單一病理過程，例如：抗VEGF藥物會降低VEGF的生物有效性，且患者需要每個月接受抗VEGF治療才能獲得最大的臨床效果；類固醇激素只能抑制炎癥；而手術(shù)治療更多的針對嚴重型纖維化視網(wǎng)膜。所有這些治療都顯示出特定的局限性，以及一些不可避免的副作用，比如感染風險及術(shù)后眼壓降低。因此，亟需開發(fā)有效低毒的治療藥物。

DR是糖尿病最常見的微血管病變，也可作為一個獨立的預測糖尿病患者大血管并發(fā)癥及心血管風險的指標，在糖尿病患者綜合管理中具有重要意義?？傊珼R在糖尿病患者中的存在不僅意味著“視力問題”，通常伴隨著該患者存在患其他微血管、大血管疾病以及癡呆的高風險。而對糖尿病患者實施個性化治療時，DR的存在常常被遺忘。因此DR的管理必須提供關(guān)于健康飲食和良好生活方式的建議，如加強鍛煉、警惕體重變化等，加強糖尿病患者早期的篩查及治療成為控制和預防糖尿病視網(wǎng)膜病的重要途徑。在DR的早期階段，醫(yī)生唯一能提供的治療策略是嚴格控制DR的危險因素(主要是血糖和血壓)，也就意味著目前對DR的有效治療多適用于該病的晚期，但對于如何及早發(fā)現(xiàn)DR并施以有效的治療方案仍然面臨許多挑戰(zhàn)，糖尿病視網(wǎng)膜病的防治工作任重道遠。