劉自強(qiáng),金明
視網(wǎng)膜靜脈阻塞(retinal vein occlusion,RVO)是一種因血栓阻塞于視網(wǎng)膜靜脈系統(tǒng)引發(fā)的視網(wǎng)膜血管性疾病,發(fā)病率僅次于糖尿病性視網(wǎng)膜病變,多見于年齡較大的患者。其中視網(wǎng)膜分支靜脈阻塞(branch retinal vein occlusion,BRVO)發(fā)病率約占RVO 的48.0%~69.4%[1]。黃斑水腫(macular edema,ME)是RVO 最常見的并發(fā)癥之一,長(zhǎng)期存在的ME 可造成視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)永久性的損傷,導(dǎo)致視力的不斷下降最后甚至失明[2]。RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)生是多因子、多途徑共同參與的復(fù)雜過程,目前主要認(rèn)為是由于視網(wǎng)膜循環(huán)障礙,沿靜脈分布區(qū)域視網(wǎng)膜組織缺血、缺氧,造成血-視網(wǎng)膜屏障(blood-retina-barrier,BRB)破壞,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factorα,TNF-α)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、白介素-8(interleukin-8,IL-8)等多種細(xì)胞因子釋放,視網(wǎng)膜血管通透性增加,管壁受損發(fā)生滲漏,在黃斑區(qū)滲漏的液體積聚于視網(wǎng)膜外叢狀層[3],形成ME。本文主要從BRB 結(jié)構(gòu)的破壞、小膠質(zhì)細(xì)胞的激活、Müller 細(xì)胞功能障礙、細(xì)胞因子的釋放等角度對(duì)缺血型RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行綜述。
BRB 主要包括內(nèi)屏障(inner blood-retina-barrier,iBRB)和外屏障(outer blood-retina-barrier,oBRB),在控制液體和分子進(jìn)出視網(wǎng)膜、維持視網(wǎng)膜內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定上,BRB 的結(jié)構(gòu)完整和功能穩(wěn)定都發(fā)揮著非常重要的作用。iBRB 主要由視網(wǎng)膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞及細(xì)胞間的緊密連接構(gòu)成,周細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞、Müller 細(xì)胞等對(duì)iBRB 也起支持作用[4]。oBRB 主要由視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial,RPE)細(xì)胞及其緊密連接組成。
根據(jù)以往對(duì)RVO 繼發(fā)ME 的研究[5],該病的病機(jī)主要在于視網(wǎng)膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)缺氧環(huán)境高敏感,缺氧誘導(dǎo)VEGF 表達(dá)增加,iBRB 通透性增強(qiáng),液體滲漏到血管外積聚在黃斑區(qū)而造成ME。目前在臨床上使用VEGF 抑制劑,如貝伐單抗注射液和康柏西普注射液等,治療RVO 繼發(fā)ME 取得了好的效果[6]。但基于RPE 對(duì)于視網(wǎng)膜生理活動(dòng)的重要性,oBRB 在RVO 繼發(fā)ME 發(fā)生發(fā)展發(fā)展中的作用也不可忽視。視網(wǎng)膜血管缺血、缺氧和炎癥等均會(huì)造成RPE 細(xì)胞連接復(fù)合物的破壞,增加視網(wǎng)膜血管通透性,形成ME[7-8]。
目前RVO 繼發(fā)ME 中BRB 破壞機(jī)制概括如下:(1)視網(wǎng)膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接被破壞,視網(wǎng)膜血管對(duì)水、溶質(zhì)和蛋白質(zhì)的通透性增加。其中主要原因包括閉鎖蛋白、封閉小帶-1、連接黏附分子表達(dá)的下調(diào)、鈣黏蛋白磷酸化的減少、小膠質(zhì)細(xì)胞的活化[9]以及各類細(xì)胞因子對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞間緊密連接直接或間接的破壞等。(2)小窩蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)的缺乏,誘導(dǎo)iBRB 的破壞,但不改變內(nèi)皮細(xì)胞中的連接蛋白。Li X 等[10]通過比較Cav-1 基因敲除組小鼠與野生小鼠,發(fā)現(xiàn)Cav-1 的缺失會(huì)導(dǎo)致BRB 結(jié)構(gòu)完整性受損,使BRB 高通透性;另外Cav-1 的缺乏也會(huì)導(dǎo)致免疫細(xì)胞募集和白細(xì)胞增多,引起一系列炎性反應(yīng),增加血管通透性[11];Lasse J?rgensen Cehofski 等[11]發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)性BRVO大鼠通過地塞米松玻璃體內(nèi)植入物干預(yù)后,免疫組織化學(xué)顯示Cav-1 升高,其中在視網(wǎng)膜內(nèi)層細(xì)胞中尤為明顯。目前地塞米松為RVO 繼發(fā)ME 的主要治療手段之一,這也從側(cè)面說明RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)病可能與Cav-1 的缺乏相關(guān)。(3)內(nèi)皮細(xì)胞的丟失:Elisa D 等[12]通過激光誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性BRVO 小鼠,觀察到在閉塞血管上游的毛細(xì)血管中,存在血管源性水腫、出血以及內(nèi)皮細(xì)胞的早期死亡。(4)周細(xì)胞的丟失:在上面的BRVO 大鼠模型[12]中,在閉塞血管上游的毛細(xì)血管中也觀察到周細(xì)胞的死亡,猜測(cè)可能與血小板反應(yīng)蛋白-1、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2 的表達(dá)增加有關(guān)。(5)RPE 細(xì)胞的損害:RVO 導(dǎo)致視網(wǎng)膜循環(huán)障礙,視網(wǎng)膜組織缺血、缺氧,損害RPE 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能以及改變RPE 細(xì)胞連接復(fù)合物,從而oBRB 遭到破壞,視網(wǎng)膜下水液聚積[5]。Celik 等[13]觀察到在BRVO 繼發(fā)ME 的病例中約近半數(shù)有黃斑的漿液性剝離,這提示該病的發(fā)生存RPE 屏障的損害。
小膠質(zhì)細(xì)胞來源于造血干細(xì)胞,在生理情況下,分支狀的小膠質(zhì)細(xì)胞處于靜息狀態(tài),分布于內(nèi)層視網(wǎng)膜中,監(jiān)控整個(gè)視網(wǎng)膜的微環(huán)境變化,并參與多個(gè)生理過程,從而維持視網(wǎng)膜微環(huán)境的穩(wěn)態(tài);病理情況下,小膠質(zhì)細(xì)胞作為視網(wǎng)膜中主要的免疫細(xì)胞,在參與炎癥反應(yīng)時(shí)能產(chǎn)生大量炎癥因子,并通過多種特異性受體和其他細(xì)胞相互反應(yīng)[14],參與視網(wǎng)膜疾病的發(fā)生發(fā)展。以往的研究[15-16]發(fā)現(xiàn),視網(wǎng)膜微循環(huán)障礙,組織缺血缺氧,激活小膠質(zhì)細(xì)胞,活化后的小膠質(zhì)細(xì)胞從分支狀轉(zhuǎn)變?yōu)榘⒚装蜖睿菩兄寥毖毖鯀^(qū)域進(jìn)行增殖,釋放相關(guān)炎性介質(zhì),觸發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致血管通透性增加,引起ME。Andreas E 等[7]研究發(fā)現(xiàn),在激光誘導(dǎo)形成的BRVO 動(dòng)物模型中,阻塞的視網(wǎng)膜分支靜脈周圍活化小膠質(zhì)細(xì)胞的密度明顯增加;Jo?lJ 等[9]研究發(fā)現(xiàn),缺氧環(huán)境下小膠質(zhì)細(xì)胞通過觸發(fā)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),影響內(nèi)皮細(xì)胞間緊密連接,加劇BRB損害;Jolivel 等[17]在腦部缺血-再灌注損傷模型中觀察到活化的小膠質(zhì)細(xì)胞可以直接吞噬血管內(nèi)皮細(xì)胞,造成對(duì)其的直接損害。
Müller 細(xì)胞是視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的一種,是構(gòu)成視網(wǎng)膜毛細(xì)血管的基底膜的主要成分,對(duì)維護(hù)視網(wǎng)膜細(xì)胞外水、離子平衡等環(huán)境穩(wěn)定有重要作用。在視網(wǎng)膜缺血缺氧狀態(tài)下,Müller 細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生多種反應(yīng),主要作用機(jī)制包括:(1)下調(diào)水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)的表達(dá),使內(nèi)向整流鉀通道水鉀轉(zhuǎn)運(yùn)功能失調(diào),導(dǎo)致視網(wǎng)膜排水機(jī)制障礙,視網(wǎng)膜組織水腫[18]。(2)缺血缺氧條件下,Müller 細(xì)胞釋放VEGF、IL-6 等多種細(xì)胞因子,增加視網(wǎng)膜血管通透性[19]。
VEGF 是一類具有高度生物活性的糖蛋白,能特異性地促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂、增加血管通透性、介導(dǎo)新生血管血管形成。在視網(wǎng)膜上,VEGF 主要通過結(jié)合相應(yīng)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR),激活自身磷酸化反應(yīng),誘導(dǎo)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng),從而引起視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能的改變[20]。目前已有多項(xiàng)研究證明RVO 繼發(fā)ME患者玻璃體腔內(nèi)和房水中的VEGF 濃度較正常人明顯增高,Noma H 等[21]也發(fā)現(xiàn),VEGF 的水平與RVO 繼發(fā)ME的嚴(yán)重程度呈現(xiàn)正相關(guān)。目前臨床上,抗VEGF 藥物玻璃體腔注射已成為RVO 繼發(fā)ME 的一線治療方案,也進(jìn)一步證明VEGF 是該病發(fā)生發(fā)展的重要因素之一。
目前的研究發(fā)現(xiàn),VEGF 主要通過以下途徑參與RVO 繼發(fā)ME 的形成:(1)VEGF 能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞閉鎖蛋白、支架蛋白和黏附蛋白的磷酸化,破壞iBRB 的結(jié)構(gòu),從而影響屏障功能[22]。Liu X 等[23]通過研究表明,VEGF 能夠誘導(dǎo)閉鎖蛋白S490 的磷酸化,提高內(nèi)皮細(xì)胞的通透性。(2)VEGF 通過減少RPE 細(xì)胞間緊密連接蛋白的表達(dá),改變RPE 細(xì)胞連接的結(jié)構(gòu),破壞oBRB 屏障功能[24]。Dahrouj M 等[25]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也表明VEGF 可以通過VEGFR-2 調(diào)節(jié)RPE,影響oBRB 功能。(3)VEGF 能刺激TNF-α、IL-6、IL-8 等炎性因子的釋放,促進(jìn)視網(wǎng)膜血管內(nèi)白細(xì)胞的聚集,啟動(dòng)炎癥反應(yīng),引起視網(wǎng)膜血管滲透性升高[3]。(4)缺氧環(huán)境下激活缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor,HIF),誘導(dǎo)VEGF 過度表達(dá),其中HIF-1α-VEGF 通路在缺氧缺血環(huán)境下新生血管的產(chǎn)生過程中發(fā)揮重要作用。蔡暉等[26]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明HIF-1α 過表達(dá)能顯著提高VEGF、IL-6 以及白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)的表達(dá)水平,促進(jìn)視網(wǎng)膜新生血管生成,促進(jìn)炎癥反應(yīng)。而視網(wǎng)膜新生血管壁通透性高,較容易產(chǎn)生滲出、出血等病理改變,進(jìn)而形成ME[27]。
RVO 繼發(fā)ME 并不是傳統(tǒng)意義的炎性疾病,越來越多的證據(jù)表明,該病與炎性因子的釋放、炎性反應(yīng)都密切相關(guān)。研究[28]表明,RVO 繼發(fā)ME 的產(chǎn)生及嚴(yán)重程度與視網(wǎng)膜血管內(nèi)的炎性反應(yīng)呈正相關(guān)。缺血性RVO 患者的房水或玻璃體液中炎性因子升高,Khayat M 等[29]也證實(shí)了對(duì)于缺血性RVO 疾病,眼內(nèi)的炎性因子影響著RVO 的發(fā)生發(fā)展和視網(wǎng)膜內(nèi)神經(jīng)元細(xì)胞的死亡。臨床上使用類固醇藥物能有效阻斷炎性細(xì)胞因子的作用,研究發(fā)現(xiàn)這對(duì)于減輕RVO 繼發(fā)ME 患者的炎癥、改善癥狀也是有效,也進(jìn)一步反面證明了炎性因子在RVO 繼發(fā)ME 疾病中發(fā)揮重要作用,其中炎性因子主要包括TNF-α、IL-6、IL-8 等。
TNF-α 主要是由活化的單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的、能引起炎癥反應(yīng)的一種細(xì)胞因子,TNF-α 受體廣泛表達(dá)在人類RPE 細(xì)胞、Müller 細(xì)胞、脈絡(luò)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞等多種類型細(xì)胞中。研究表明,TNF-α 與缺血型RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)生密切相關(guān)。Yunkao Z 等[30]研究發(fā)現(xiàn)BRVO組較對(duì)照組TNF-α 等3 種細(xì)胞因子升高了6 倍以上。Jung SH 等[31]通過研究也證實(shí)了缺血性RVO組的TNF-α 的水平均顯著高于非缺血性RVO組。目前認(rèn)為TNF-α 參與RVO 繼發(fā)ME 的機(jī)制可能為:(1)TNF-α 通過下調(diào)鈣黏蛋白的表達(dá),影響內(nèi)皮細(xì)胞通透性。Wei F 等[32]用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞作為炎癥模型,發(fā)現(xiàn)TNF-α 處理后內(nèi)皮細(xì)胞中RhoA 和ROCK2 蛋白的表達(dá)明顯上調(diào),而鈣黏蛋白表達(dá)顯著降低,內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加。而在老鼠大腦內(nèi)皮細(xì)胞,Aslam M 等[33]發(fā)現(xiàn)TNF-α 則可能通過NF-kB 信號(hào)通路來下調(diào)緊密連接蛋白-5 的表達(dá);(2)TNF-α破壞iBRB 和RPE 屏障,影響視網(wǎng)膜血管通透性。Raji L 等[34]發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞活化、BRB 的損害與血漿中TNF-α 濃度升高之間存在密切聯(lián)系。Wang C 等[35]證明在體外TNF-α 通過激活A(yù)kt/mTORC1 信號(hào)傳導(dǎo)來誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloprotein-9,MMP-9)表達(dá),從而促進(jìn)RPE 細(xì)胞遷移,破壞oBRB 的結(jié)構(gòu)功能;(3)TNF-α 激活VEGF、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)、IL-6、細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1、ICAM-1)等細(xì)胞因子,增強(qiáng)炎性反應(yīng),提高血管通透性[36]。Wang H 等[37]通過構(gòu)建激光誘導(dǎo)的小鼠CNV 模型,證明TNF-α 通過細(xì)胞內(nèi)ROS 依賴性信號(hào)上調(diào)RP 細(xì)胞中的VEGF 表達(dá),增加血管通透性,從而促進(jìn)脈絡(luò)膜CNV 形成。
IL-6 是由活化的T 細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞及某些腫瘤細(xì)胞等產(chǎn)生,通過與細(xì)胞膜上IL-6 受體結(jié)合來參與炎性反應(yīng)。眾多研究表明房水或玻璃體內(nèi)IL-6 水平的升高與RVO 繼發(fā)ME發(fā)病相關(guān),其可能的機(jī)制如下:(1)IL-6 降低了鈣黏蛋白、閉鎖蛋白和緊密連接蛋白-5 的表達(dá),增加內(nèi)皮細(xì)胞的通透性[38];(2)IL-6損害了RPE細(xì)胞的屏障功能,破壞了oBRB。Mesquida M 等[39]通過IL-6 刺激體外培養(yǎng)的ARPE-19 細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)其改變了RPE 細(xì)胞中封閉小帶-1 的分布,增加了RPE細(xì)胞的通透性;(3)通過IL-6/信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白(signal transducer and activator of transcription,STAT)-3 信號(hào)通路增加內(nèi)皮通透性。Yun JH 等[40]發(fā)現(xiàn)IL-6 誘導(dǎo)STAT3 活化,下調(diào)封閉小帶-1 和閉鎖蛋白的表達(dá),增加VEGF 等細(xì)胞因子的釋放,視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮通透性增加,導(dǎo)致視網(wǎng)膜發(fā)生滲漏,形成ME。
IL-8 是一種在缺氧、感染等刺激下由單核細(xì)胞等多種細(xì)胞表達(dá)的多源性細(xì)胞因子,參與炎性反應(yīng)、有絲分裂、血管的新生等多種病理生理過程。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)RVO 繼發(fā)ME 患者房水、玻璃體內(nèi)的IL-8 水平較正常人增多。Shimura 等[41]發(fā)現(xiàn)雷珠單抗注射液的注射次數(shù)與BRVO 患者的IL-8 的基線水平呈正相關(guān),提示IL-8 可能與BRVO 繼發(fā)ME 的復(fù)發(fā)密切相關(guān)Mcallister IL 等[42]在BRVO 的豬模型中,神經(jīng)細(xì)胞死亡較對(duì)照組較早發(fā)生,并伴有IL-8 和神經(jīng)膠質(zhì)酸性原纖維蛋白的上調(diào),這表明IL-8 參與BRVO 疾病的發(fā)展。Yu H 等[43]通過使用高濃度IL-8 刺激人血管內(nèi)皮細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接蛋白表達(dá)下調(diào)。其參與機(jī)制可能是IL-8 通過下調(diào)閉鎖蛋白、緊密連接蛋白-5、封閉小帶-1 等多種緊密連接蛋白的表達(dá),參與內(nèi)皮細(xì)胞通透性的調(diào)節(jié)。
本文從BRB 的破壞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的作用以及VEGF、炎性因子釋放的角度對(duì)RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了綜述,目前抗VEGF 藥物、激光光凝術(shù)和類固醇藥物可在一定程度上對(duì)本病起到治療作用,但均存在局限性。中醫(yī)藥輔助治療RVO 繼發(fā)ME 具有減少抗VEGF 藥物注射次數(shù)、穩(wěn)定療效、減少?gòu)?fù)發(fā)的優(yōu)勢(shì),主要通過改善視網(wǎng)膜微循環(huán)、增加對(duì)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的供血供氧、調(diào)節(jié)VEGF 及炎性因子的表達(dá)發(fā)揮、促進(jìn)視網(wǎng)膜水腫、出血和滲出的吸收,對(duì)RVO 繼發(fā)ME 發(fā)揮治療作用[44-46]。但目前中醫(yī)藥在BRB、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的作用以及細(xì)胞因子的交叉作用等方面的研究相對(duì)欠缺,希望本文的綜述能為學(xué)者進(jìn)一步探索中醫(yī)藥治療本病的理論依據(jù)提供一定的方向。