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年齡相關(guān)性黃斑變性中玻璃膜疣形成的病理機(jī)制及中西醫(yī)防治策略

2021-10-19 08:24鄭慧麗王穎異陳晨凱郭建明段金廒
關(guān)鍵詞:脈絡(luò)膜補(bǔ)體視網(wǎng)膜

鄭慧麗,朱 悅,王穎異,曹 程,陳晨凱,郭建明,段 然,郭 盛,,段金廒

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國(guó)家地方聯(lián)合工程中心,江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過(guò)程協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇省方劑高技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210023;2.寧夏枸杞創(chuàng)新中心,寧夏 銀川 750000)

年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration,AMD)是一種導(dǎo)致視力進(jìn)行性丟失的疾病,主要影響視網(wǎng)膜中央凹黃斑區(qū)域,多見(jiàn)于60歲以上老人,是老年人視力不可逆轉(zhuǎn)障礙的主要原因,可導(dǎo)致永久性視力障礙或失明,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)[1],在中國(guó)發(fā)達(dá)城市>50歲人群中早期AMD患病率為9.5%,晚期AMD患病率為1.0%。隨著人口老齡化加劇,全球范圍內(nèi)受AMD影響的人數(shù)預(yù)計(jì)將在2040年增加到2.88億[2],從而構(gòu)成具有重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的公共衛(wèi)生問(wèn)題。

根據(jù)疾病進(jìn)程,AMD有早期與晚期之分,早期以玻璃膜疣和視網(wǎng)膜色素異常為主要特征;晚期有2種經(jīng)典的臨床類(lèi)型:干性(萎縮性)和濕性(脈絡(luò)膜新生血管)。自從針對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的藥物引入晚期濕性AMD的治療以來(lái),因AMD導(dǎo)致的失明和視力嚴(yán)重?fù)p失的發(fā)生率已經(jīng)下降。但對(duì)于干性AMD的治療,目前國(guó)際上尚無(wú)批準(zhǔn)的臨床藥物。玻璃膜疣作為早期AMD的臨床標(biāo)志,為晚期AMD的重要風(fēng)險(xiǎn)因素,是防止疾病向晚期轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵病理環(huán)節(jié)。本文對(duì)玻璃膜疣形成、發(fā)展及干預(yù)途徑,組學(xué)技術(shù)在玻璃膜疣及AMD研究中的應(yīng)用進(jìn)展、中醫(yī)藥對(duì)于玻璃膜疣認(rèn)識(shí)與治法方面展開(kāi)綜述,有助于將西醫(yī)的防治策略與傳統(tǒng)中醫(yī)的辨證論治相結(jié)合,調(diào)控玻璃膜疣的形成與發(fā)展,為AMD的預(yù)防及早期干預(yù)尋求有效方法。

1 玻璃膜疣病理特征及其組成

玻璃膜疣是AMD早期特征性病理變化,位于視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE)細(xì)胞與Bruch膜(Bruch′s membrane,BrM)內(nèi)膠原蛋白層之間,在黃斑及視網(wǎng)膜周邊均可見(jiàn)。當(dāng)外觀小而圓、邊界清晰、尺寸<63 μm時(shí),稱(chēng)為硬性玻璃膜疣;中等尺寸的玻璃膜疣為63~125 μm,大型玻璃膜疣尺寸>125 μm,且邊緣模糊。有研究認(rèn)為,小的堅(jiān)硬的玻璃膜疣是正常的衰老變化,無(wú)增加晚期AMD發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),中等及大型玻璃膜疣的出現(xiàn)是晚期AMD的危險(xiǎn)因素,如果雙眼都有病變,則風(fēng)險(xiǎn)會(huì)進(jìn)一步增加[3]。此外,玻璃膜疣體積的增長(zhǎng)還可以預(yù)測(cè)晚期脈絡(luò)膜新生血管(choroidal neovascularization,CNV)的形成[4]。

玻璃膜疣中含有超過(guò)129種蛋白,包括炎癥反應(yīng)相關(guān)蛋白:急性期蛋白、C反應(yīng)蛋白、免疫球蛋白G、晶體蛋白和血清淀粉樣蛋白P;補(bǔ)體因子:補(bǔ)體因子 C3(component 3,C3)、C5、C5b-9、C7、C8、C9、補(bǔ)體因子 H(complement factor H,CFH)和CFB;補(bǔ)體抑制因子:玻連蛋白(vitronectin)、載脂蛋白 J(apolipoprotein J,ApoJ)、膜輔助因子蛋白(membrane cofactor protein,CD46)和補(bǔ)體受體1型(complement receptor type 1,CR1);載脂蛋白:ApoE、ApoA1、Aβ和其他修飾性(糖基化、氧化、共價(jià)交聯(lián))蛋白等[5-7]。此外,脂質(zhì)也是玻璃膜疣的重要組分,由磷脂酰膽堿和酯化膽固醇占主導(dǎo)地位的中性脂質(zhì)約占沉積物體積的40%[8]。

2 玻璃膜疣形成機(jī)制

關(guān)于玻璃膜疣的形成有不同的推測(cè)和假說(shuō),其中RPE細(xì)胞-BrM-脈絡(luò)膜復(fù)合體功能退化被認(rèn)為與玻璃膜疣的形成密切相關(guān)。此外,易感基因、補(bǔ)體激活和膽固醇清除系統(tǒng)障礙也參與玻璃膜疣的形成。最近研究顯示,羥基磷灰石(hydroxyapatite,HAP)小球是玻璃膜疣蛋白沉積的“種子事件”。

2.1 RPE細(xì)胞-BrM-脈絡(luò)膜復(fù)合體功能障礙

在AMD早期,玻璃膜疣的形成與RPE細(xì)胞色素減少或者過(guò)度沉積密切相關(guān)[9]。RPE細(xì)胞成分脂褐素、細(xì)胞器和細(xì)胞碎片等都可在早期玻璃膜疣中檢測(cè)到,F(xiàn)arkas等[10-11]認(rèn)為退化的RPE細(xì)胞轉(zhuǎn)化為無(wú)定形物質(zhì),最終填充了BrM的內(nèi)部膠原蛋白層,從而形成玻璃膜疣。最近研究顯示,覆蓋在玻璃膜疣上的RPE細(xì)胞出現(xiàn)萎縮退化,且大的玻璃膜疣與更高的RPE細(xì)胞丟失概率相關(guān)[12-13]。上述發(fā)現(xiàn)提示,RPE細(xì)胞退化或死亡與玻璃膜疣的形成有關(guān),但兩者之間的因果關(guān)系尚不清楚。

BrM隨年齡增長(zhǎng)膠原蛋白交聯(lián)度增加,彈性及大分子擴(kuò)散能力下降,且以黃斑區(qū)域最為顯著[14]。RPE細(xì)胞通過(guò)腺苷三磷酸結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1(ATP binding cassette transporter A1,ABCA1)/ABCG1途徑卸載多余的脂質(zhì)[15],由于BrM中彈力蛋白層結(jié)構(gòu)及性能的改變,脂蛋白首先在內(nèi)膠原蛋白層積累,然后向RPE層聚集,最終形成“脂質(zhì)壁”。脂質(zhì)壁阻礙RPE細(xì)胞和脈絡(luò)膜血管之間的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和毒性代謝物的正常交換,導(dǎo)致異質(zhì)物質(zhì)和炎性碎屑堆積,造成BrM增厚。

隨著年齡增長(zhǎng),脈絡(luò)膜變薄,毛細(xì)血管密度下降,供給BrM的血流面積變小,同時(shí)觀察到玻璃膜疣沉積的增加。在人類(lèi)黃斑切片中,血管密度與玻璃膜疣密度呈負(fù)相關(guān)[16-17]。Nassisi等[18]研究表明,在早期及中期AMD患者脈絡(luò)膜血流障礙區(qū)域,2年內(nèi)有玻璃膜疣擴(kuò)大或者新生玻璃膜疣的出現(xiàn)。Lengyel等[19]研究發(fā)現(xiàn),玻璃膜疣沉積傾向于發(fā)生在周邊脈絡(luò)膜的毛細(xì)血管柱之間的間隙上。以上結(jié)果表明,脈絡(luò)膜毛細(xì)血管對(duì)視網(wǎng)膜代謝產(chǎn)物清除效率的降低是玻璃膜疣沉積的重要事件,適度的脈絡(luò)膜微循環(huán)可能是防止玻璃膜疣形成的關(guān)鍵。

2.2 易感基因

Dietzel等[20]發(fā)現(xiàn),CFH rs1061170 變體在早期及晚期玻璃膜疣的眼睛中更為常見(jiàn),而年齡相關(guān)性黃斑易感蛋白2(age-related maculopathy susceptibility protein 2,ARMS2)rs10490924變體與晚期玻璃膜疣相關(guān)。Merle等[21]研究發(fā)現(xiàn),CFH、C3、ARMS2、VEGF-A、金屬蛋白酶抑制劑3(metalloproteinase inhibitor 3,TIMP3)、核蛋白定位蛋白4同源物(nuclear protein localization protein 4 homolog,NPLOC4)和熱休克蛋白家族 H(heat shock protein family H,Hsp110)成員 1(Hsp110 member 1,HSPH1)變體的常見(jiàn)和罕見(jiàn)等位基因與玻璃疣體積進(jìn)展成正相關(guān),C2保護(hù)性等位基因可降低玻璃膜疣進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)。有研究表明,CFH H402突變體與BrM中硫酸乙酰肝素的結(jié)合減少會(huì)引起B(yǎng)rM中脂蛋白積聚,加速玻璃膜疣形成[22-23]。此外,CFH H402突變體還通過(guò)降低與C反應(yīng)蛋白的結(jié)合活性,抑制巨噬細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞清除RPEBrM之間的細(xì)胞碎片,促進(jìn)玻璃膜疣的形成[24]。含表皮生長(zhǎng)因子的類(lèi)纖維蛋白樣細(xì)胞外基質(zhì)蛋白1(EGF-containing fibulin-like extracellular matrix protein 1,EFEMP1)基因中的p.R345W突變,可以通過(guò)激活補(bǔ)體途徑,誘導(dǎo)RPE細(xì)胞下沉積物的形成[25]。

2.3 補(bǔ)體激活

Yang等[26]發(fā)現(xiàn),激活補(bǔ)體替代途徑,單次補(bǔ)體攻擊RPE細(xì)胞后,APOE被釋放到培養(yǎng)基中;重復(fù)攻擊后,APOE積累于細(xì)胞外基質(zhì)上。APOE沉積物的形成會(huì)導(dǎo)致其他已知玻璃膜疣蛋白的選擇性沉積,包括玻連蛋白、凝集素和血清淀粉樣蛋白P等[27],提示在玻璃膜疣形成時(shí),蛋白質(zhì)之間的特異性相互作用有助于玻璃膜疣中特定蛋白的積累。

2.4 巨噬細(xì)胞膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)失調(diào)

除脂蛋白沉積,巨噬細(xì)胞膽固醇反向轉(zhuǎn)運(yùn)受損也會(huì)影響玻璃膜疣的進(jìn)展。在AMD中,巨噬細(xì)胞聚集在玻璃膜疣的周?chē)?8]。研究表明,巨噬細(xì)胞中膽固醇外流調(diào)節(jié)因子ABCA1和ABCG1的缺失會(huì)引起膽固醇外排障礙,導(dǎo)致視網(wǎng)膜下出現(xiàn)富含膽固醇的玻璃膜疣樣沉積物[28],而ABCA1和ABCG1在小鼠和人類(lèi)巨噬細(xì)胞中的表達(dá),隨年齡增長(zhǎng)而下調(diào)[29]。

2.5 羥基磷灰石小球沉積

Thompson等[30]根據(jù)HAP可在無(wú)玻璃膜疣的區(qū)域單獨(dú)存在,并且玻璃膜疣均存在HAP的現(xiàn)象,提出HAP是玻璃膜疣形成的“種子事件”,并認(rèn)為隨年齡增加和(或)疾病進(jìn)展,脂質(zhì)顆粒開(kāi)始在RPE-BrM內(nèi)積累,當(dāng)RPE下存在脂質(zhì)液滴以及鈣磷有效的平衡變化時(shí),HAP可在脂滴表面沉淀,蛋白可選擇性與HAP球直接作用被保留[31]。研究表明,89種玻璃膜疣蛋白中至少有30%可與HAP結(jié)合,如果只考慮血液來(lái)源的蛋白質(zhì),則比例高達(dá)50%[32]。表明HAP的沉積有助于玻璃膜疣中特定蛋白的積累。

3 玻璃膜疣中特定沉積物誘導(dǎo)AMD樣病理變化的形成

沉積在BrM的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在視網(wǎng)膜特定的高氧、高光照環(huán)境中發(fā)生交聯(lián)、氧化和糖基化等一系列反應(yīng),形成特定的抗原特異性表位,誘導(dǎo)補(bǔ)體及自身免疫系統(tǒng)激活,長(zhǎng)期持續(xù)性的慢性炎癥反應(yīng)導(dǎo)致RPE細(xì)胞及感光細(xì)胞受損,并誘導(dǎo)晚期CNV的形成(圖1)。

圖1 玻璃膜疣沉積物誘導(dǎo)年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)病理變化的形成.IL:白細(xì)胞介素;Akt:絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶;PKCζ:蛋白激酶Cζ;TLR:Toll樣受體;7KCh:7-酮膽固醇;NLRP3:含吡咯結(jié)構(gòu)域3的核苷酸結(jié)合域和富含亮氨酸重復(fù)序列的受體;MyD88:髓樣分化因子;CEP:羧乙基吡咯;iNOS:誘導(dǎo)型一氧化氮合酶;TNF-α:腫瘤壞死因子α;ROS:活性氧;Aβ:β淀粉樣蛋白;VEGF:血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子;CFI:補(bǔ)體因子I,C3b:補(bǔ)體成分C3-b;AGE:晚期糖基化終末產(chǎn)物;RAGE:AGE受體;Cyr61:含半胱氨酸蛋白61;PI3K:磷脂酰肌醇-3激酶;RPE:視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞.↑:促進(jìn);┤:抑制

3.1 脂質(zhì)過(guò)氧化物

視網(wǎng)膜特定的高氧分壓,高光暴露和高水平的各種脂質(zhì)化合物,使其極易受到氧自由基和脂類(lèi)衍生物的損害。玻璃膜疣中存在高水平7-酮膽固醇(7-ketocholesterol,7KCh)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),7KCh主要沉積于RPE細(xì)胞,并誘導(dǎo)光感受器凋亡[33]。體外研究發(fā)現(xiàn),7KCh通過(guò)Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)激活α絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶-蛋白激酶Cζ-NF-κB(alpha serine/threonine-protein kinase-protein kinase Cζ-NF-kappaB,Akt-PKCζ-NF-κB)炎性通路,誘導(dǎo)白細(xì)胞介素6(interleukin-6,IL-6)、IL-8和VEGF表達(dá),導(dǎo)致視網(wǎng)膜炎癥,促進(jìn)CNV形成[34-35]。7KCh還可誘導(dǎo)視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞遷移到視網(wǎng)膜下間隙,并通過(guò)含吡咯結(jié)構(gòu)域3的核苷酸結(jié)合域和富含亮氨酸重復(fù)序列的受體(the nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat receptor containing a pyrin domain 3,NLRP3)途徑被激活為M1促炎表型。激活的小膠質(zhì)細(xì)胞高表達(dá)VEGF,下調(diào)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子和睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,啟動(dòng)CNV并導(dǎo)致視網(wǎng)膜變性[36]。

玻璃膜疣中還發(fā)現(xiàn)了二十二碳六烯酸氧化產(chǎn)物羧乙基吡咯(carboxyethylpyrrole,CEP)修飾的蛋白。用CEP免疫小鼠,觀察到小鼠玻璃膜疣周?chē)木奘杉?xì)胞中含胱天蛋白酶和NLRP3活化,BrM補(bǔ)體沉積,RPE細(xì)胞受損等與干性AMD相關(guān)的病理特征[37-38]。體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CEP可引起RPE細(xì)胞線(xiàn)粒體電位損失、上調(diào)衰老相關(guān)的β-半乳糖苷酶表達(dá),誘導(dǎo)RPE細(xì)胞功能障礙[39]。巨噬細(xì)胞經(jīng)CEP蛋白加合物刺激后,誘導(dǎo)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、IL-1β、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)和IL-12等M1標(biāo)志基因表達(dá)上調(diào)[40]。此外,CEP修飾二肽還可通過(guò)TLR2和髓樣分化因子(myeloid differentiation factor 88,MyD88)信號(hào)通路,而非VEGF途徑促進(jìn)CNV形成[41-42]。

3.2 β淀粉樣蛋白

Aβ的合成發(fā)生于RPE細(xì)胞中,并在玻璃膜疣中積聚[43]。neprilysin基因干擾小鼠Aβ降解受阻,表現(xiàn)出典型的AMD特征[44]。研究發(fā)現(xiàn),小鼠視網(wǎng)膜下注射Aβ1-40,可在短期內(nèi)誘導(dǎo)AMD表型,Aβ1-40能通過(guò)誘導(dǎo)內(nèi)源性miR-191-5p表達(dá)導(dǎo)致C/eBPβ基因上調(diào),進(jìn)而促進(jìn)NLRP3轉(zhuǎn)錄,上調(diào)下游胱天蛋白酶1和IL-1β,介導(dǎo)RPE細(xì)胞損傷;激活細(xì)胞內(nèi)衰老相關(guān)基因,導(dǎo)致RPE細(xì)胞死亡[45-47]。Wang等[48]研究表明,Aβ能結(jié)合并抑制CFI,阻礙C3b滅活,引起補(bǔ)體系統(tǒng)持續(xù)低水平局部激活,誘導(dǎo)慢性炎癥。此外,Aβ還增加巨噬細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生IL-1β和TNF-α,上調(diào)RPE細(xì)胞中CFB表達(dá)激活補(bǔ)體替代途徑[49],增加線(xiàn)粒體活性氧(reactive oxygen species,ROS),誘導(dǎo)NLRP3激活,促進(jìn)VEGF表達(dá)參與CNV的形成[50-51]。

3.3 晚期糖基化終末產(chǎn)物

在AMD中,晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGE)在RPE細(xì)胞、BrM、玻璃疣和中央凹新生血管中積聚顯著[52]。AGE與其受體結(jié)合觸發(fā)炎癥信號(hào)級(jí)聯(lián),誘導(dǎo)急性炎癥向慢性炎癥的轉(zhuǎn)化,并可能誘導(dǎo)CNV。研究表明,沉積于BrM的AGE可引起ARPE-19細(xì)胞內(nèi)脂褐素和ROS增加,上調(diào)VEGF表達(dá),促進(jìn)炎癥因子IL-6和IL-8的分泌,募集巨噬細(xì)胞,誘導(dǎo)視網(wǎng)膜炎癥反應(yīng)[53]。在動(dòng)物模型及體外模型中,AGE及其修飾蛋白可通過(guò)富含半胱氨酸蛋白61-磷脂酰肌醇-3激酶-絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(cysteine-rich protein 61-phosphoinositide 3-kinase-alpha serine/threonineprotein kinase,Cyr61-PI3K/Akt)促進(jìn)RPE細(xì)胞分泌VEGF誘導(dǎo)CNV[54]。

4 現(xiàn)代生物組學(xué)技術(shù)在玻璃膜疣和AMD研究中的應(yīng)用

近年來(lái),高通量組學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)使得許多疾病的候選生物標(biāo)志物得以快速發(fā)現(xiàn)。基因組學(xué)、表觀遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于AMD的研究。目前,利用全基因組關(guān)聯(lián)分析[55](genome-wide association study,GWAS),已經(jīng)確定了69個(gè)與AMD相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)。Ratnapriy等[56]將GWAS和表達(dá)數(shù)量性狀位點(diǎn)(expression quantitative trait loci,eQTL)技術(shù)相結(jié)合,確定了6個(gè)已報(bào)道AMD基因座上的可能靶點(diǎn),并利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)3個(gè)新的風(fēng)險(xiǎn)基因:視黃醛結(jié)合蛋白1、腫瘤高甲基化基因1和多聚(ADP-核糖)聚合酶家族成員12。

表觀遺傳學(xué)彌合了基因型和表型之間的差距,解釋了相同基因型可導(dǎo)致不同的穩(wěn)定和可遺傳的表型。視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞染色質(zhì)可及性(chromatin accessibility)降低這一表觀遺傳功能障礙,被認(rèn)為是驅(qū)動(dòng)早期AMD的主要病理環(huán)節(jié)[57]。Porter等[58]對(duì)于人類(lèi)供體眼睛中RPE細(xì)胞進(jìn)行表觀基因組范圍的關(guān)聯(lián)研究及靶向基因表達(dá)譜分析,發(fā)現(xiàn)AMD患者中SKI基因cg18934822位點(diǎn)、通用轉(zhuǎn)錄因子ⅡH亞基H4基因cg22508626位點(diǎn)甲基化存在差異。對(duì)人類(lèi)RPE/脈絡(luò)膜和視網(wǎng)膜的分析顯示,AMD患者中谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶M1和谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶M5基因高甲基化,與其表達(dá)降低一致[59]。AMD患者視網(wǎng)膜及全血中,絲氨酸蛋白酶50啟動(dòng)子區(qū)域也存在高甲基化[60]。在AMD患者外周血單核細(xì)胞DNA中觀察到IL-17RC甲基化差異,但該結(jié)果在重復(fù)時(shí)存在爭(zhēng)議[61-62]。此外,線(xiàn)粒體DNA的J單倍群與AMD的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),可能與其對(duì)表觀遺傳酶包括組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶1、組蛋白脫乙酰基酶1、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1和核基因CFH、EFEMP1、VEGFA和NF-κB的調(diào)控,進(jìn)而影響RPE細(xì)胞中全基因組DNA甲基化水平有關(guān)[63]。

轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展極大地促進(jìn)了對(duì)人類(lèi)視網(wǎng)膜基因表達(dá)譜的理解,為更好地從GWAS中鑒定AMD相關(guān)基因以及其功能研究提供了關(guān)鍵一步。Menon等[64-65]利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序建立了人類(lèi)視網(wǎng)膜主要細(xì)胞類(lèi)型的轉(zhuǎn)錄組,并將其與GWAS結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)AMD基因在RPE細(xì)胞中表達(dá),其次為Müller膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞、血管細(xì)胞和視錐細(xì)胞。Orozco等[65]利用單核RNA測(cè)序技術(shù)建立了人類(lèi)視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域及周邊區(qū)域轉(zhuǎn)錄組,并基于GWAS和eQTL共定位技術(shù)確定了15個(gè)可能的AMD風(fēng)險(xiǎn)基因,包括RPE細(xì)胞高表達(dá)的轉(zhuǎn)化受體電位陽(yáng)離子通道亞家族M成員 1(transient receptor potential cation channel subfamily M member 1,TRPM1)和4次穿膜蛋白(tetraspanin,TSPAN10)和已發(fā)現(xiàn)的溶酶體相關(guān)細(xì)胞器生物合成復(fù)合體1亞基1和跨膜蛋白199(transmembrane protein 199,TMEM199)。Voigt等[66-67]采用磁分離技術(shù)和二次單細(xì)胞測(cè)序發(fā)現(xiàn)脈絡(luò)膜毛細(xì)血管特異性表達(dá)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)器(regulator of cell cycle,RGCC),該基因響應(yīng)補(bǔ)體激活并誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。

蛋白質(zhì)組學(xué)在AMD中被廣泛用于玻璃膜疣中蛋白的鑒定,對(duì)于AMD病理環(huán)節(jié)的理解意義重大。通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)從人類(lèi)玻璃膜疣中分離得到超過(guò)129種蛋白質(zhì)[5],從食蟹猴中分離得到超過(guò)245種蛋白質(zhì)[68],主要涉及補(bǔ)體途徑、脂質(zhì)代謝途徑和炎癥反應(yīng)相關(guān)蛋白等。一項(xiàng)基于房水中蛋白組學(xué)分析結(jié)果顯示,載脂蛋白A1、補(bǔ)體因子H受體2、簇蛋白、人激肽釋放酶結(jié)合蛋白、光蛋白聚糖(lumican,Lum)和角膜蛋白聚糖(keratocan,KERA)蛋白與干性AMD相關(guān),并且與細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)的Lum和KERA蛋白在軟性玻璃膜疣中上調(diào)[69]。Arya等[70]將CFH基因型與HAP小球結(jié)合蛋白相關(guān)聯(lián)研究,發(fā)現(xiàn)CNV患者血漿中H因子相關(guān)蛋白1(factor H-related protein 1,F(xiàn)HR1)、FHR3、APOC4和妊娠帶蛋白(pregnancy zone protein,PZP)與視網(wǎng)膜HAP小球相關(guān)。

對(duì)于AMD差異代謝物的研究便于早期篩查時(shí)發(fā)現(xiàn)疾病并進(jìn)行干預(yù),以防止視力的嚴(yán)重喪失。代謝物是基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程的下游,也是基因與環(huán)境相互作用的下游,被認(rèn)為與表型密切相關(guān)。Laíns等[71-72]使用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)發(fā)現(xiàn)AMD患者血漿中87種代謝物發(fā)生改變,主要涉及甘油磷脂代謝,嘌呤代謝和?;撬崤c次牛磺酸代謝。Acar等[73]使用高通量質(zhì)子核磁共振代謝組學(xué)平臺(tái),定量了60種與AMD顯著相關(guān)的代謝物,發(fā)現(xiàn)高密度脂蛋白和極高密度脂蛋白亞型增加、氨基酸和檸檬酸水平降低。

5 針對(duì)玻璃膜疣的抗AMD現(xiàn)代醫(yī)學(xué)防治策略

使用激光光凝消融玻璃膜疣是第一批旨在減輕AMD病理中玻璃膜疣損傷的研究。此外,研究人員還對(duì)玻璃膜疣形成過(guò)程中脈絡(luò)膜血流減少、Aβ沉積以及補(bǔ)體途徑激活進(jìn)行了積極干預(yù),以期達(dá)到延緩AMD的作用(圖2)。

5.1 激光療法

激光光凝可以誘導(dǎo)玻璃膜疣消失預(yù)防晚期CNV的發(fā)生[74]。連續(xù)波激光對(duì)玻璃膜疣的消融是高度非特異性的,在消融玻璃膜疣的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致健康組織損傷。閾下納秒激光在誘導(dǎo)碎片清除的同時(shí)最小程度損傷鄰近組織[75],每6個(gè)月游泳1次,超過(guò)36個(gè)月可以延緩AMD向晚期進(jìn)展的速度[76]。此外,飛秒激光在靶向消融玻璃膜疣樣沉積的同時(shí)能夠保持RPE細(xì)胞層的完整性[77],展示出了良好的延緩AMD進(jìn)展的前景。

5.2 脈絡(luò)膜血流增強(qiáng)劑

MC-1101是一種局部抗高血壓藥物,通過(guò)刺激一氧化氮的產(chǎn)生擴(kuò)張脈絡(luò)膜血管,增加脈絡(luò)膜血液循環(huán)。Ⅰ期臨床試驗(yàn)表明,局部滴注MC-1101是安全的,耐受性良好,并且可以到達(dá)黃斑,增加脈絡(luò)膜血液循環(huán),其臨床安全性研究尚在進(jìn)行中[78]。

5.3 抗 β淀粉樣蛋白抗體

RN6G是一種人源化的單克隆抗體,與Aβ1-40和Aβ1-42具有較高的親和力,可以消除Aβ在黃斑中的積累。在AMD小鼠模型中,注射Aβ1-40和Aβ1-42抗體可以劑量依賴(lài)地消除視網(wǎng)膜電圖缺陷,降低視網(wǎng)膜Aβ及補(bǔ)體活化水平,保護(hù)RPE結(jié)構(gòu)完整性[79]。然而該項(xiàng)針對(duì)AMD中地圖樣萎縮(geographic atrophy,GA)的Ⅱ期臨床療效、安全性和耐受性研究已提前終止。GSK93377687是一種人源化抗Aβ蛋白N端氨基酸的IgG抗體,靜脈注射后GA發(fā)展速度,在視覺(jué)功能測(cè)試中與安慰劑相比無(wú)臨床差異[80]。

5.4 補(bǔ)體系統(tǒng)抑制劑

蘭帕利珠單抗(lampalizumab)為CFD的人源化IgG Fab片段,在Ⅲ期試驗(yàn)中未能減少GA面積,且最佳矯正視力的變化也不顯著[81]。靶向C3的pegcetacoplan(APL-2)Ⅱ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,與安慰劑組相比,玻璃體內(nèi)注射APL-2能使GA發(fā)展速度降低29%,但增加了CNV的發(fā)生概率[82]。依庫(kù)利珠單抗(eculizumab)為C5的人源化單克隆抗體,與安慰劑組相比,在玻璃膜疣體積增長(zhǎng)及GA病變速度上均無(wú)明顯降低[83-84]。Avacincaptad pegol(ARC1905,C5補(bǔ)體抑制劑)的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,給藥12個(gè)月內(nèi)能夠顯著降低GA的速度,Ⅱ/Ⅲ期試驗(yàn)正在進(jìn)行中[85]。此外,小鼠視網(wǎng)膜下注射表達(dá)CD59的重組腺病毒(AAVCAGsCD59)可降低MAC沉積和細(xì)胞溶解,抑制MAC的形成,提示其可能用于治療 GA[86]。

6 傳統(tǒng)中醫(yī)藥對(duì)于玻璃膜疣相關(guān)疾病的認(rèn)識(shí)與防治策略

古代中醫(yī)書(shū)籍中無(wú)直接關(guān)于AMD的記載,根據(jù)疾病臨床表現(xiàn)可將其劃為“視直為曲”,“視瞻昏渺”,“暴盲”的范疇。祖國(guó)醫(yī)學(xué)認(rèn)為,AMD早期黃斑玻璃膜疣的出現(xiàn)為虛證,多以脾虛濕困為主,兼有肝血虛、腎陰虛,治法以健脾益氣為主,兼補(bǔ)肝腎;隨著疾病向縱深發(fā)展,痰濕積聚造成RPE層脫離,總體上仍以虛證為主,應(yīng)以益氣養(yǎng)血、補(bǔ)益肝腎為主;出現(xiàn)脈絡(luò)膜新生血管滲出、出血等,為虛證發(fā)展為本虛標(biāo)實(shí)證,滲出則可按痰濕辨證,出血系因氣血虛弱,血脈不通,治則應(yīng)以寧血活血,化痰祛瘀為主[87-88](圖 2)。

圖2 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)對(duì)于玻璃膜疣的認(rèn)識(shí)及治療措施.APL-2:pegcetacoplan;ARC1905:avacincaptad pegol;RPE-BrM-CC:視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞-Bruch膜-脈絡(luò)膜毛細(xì)血管;HAP:羥基磷灰石.

6.1 玻璃膜疣形成的病機(jī)

中醫(yī)學(xué)認(rèn)為AMD主要與年老體弱和臟器虛衰有關(guān),其中脾氣虛為早期AMD的主要病機(jī)。關(guān)國(guó)華等[89]認(rèn)為,脾主運(yùn)化,脾氣虛則運(yùn)化無(wú)力,氣血津液化生不足,而后發(fā)展為腎氣虛,腎氣虛則鼓動(dòng)無(wú)力,主水與藏精功能失職,導(dǎo)致水濕或痰濕潴留,即為本病早期所表現(xiàn)的玻璃膜疣[89]。陳達(dá)夫認(rèn)為,黃斑色黃,居中,屬足太陽(yáng)脾經(jīng)。脾虛失運(yùn),不能將水谷精微向上輸于頭目,目失濡養(yǎng),因虛致瘀,氣血津液失其常道,不能上承于目,可見(jiàn)眼底黃白色滲出及玻璃膜疣[90]。王明芳認(rèn)為AMD初期,多因脾胃虛弱,精氣生化乏源,氣血不能上承于目,黃斑失養(yǎng),故而出現(xiàn)黃斑色素紊亂;脾虛運(yùn)化功能失常則水濕痰濁之邪內(nèi)生,上犯目竅則為黃斑玻璃膜疣[91]。莊曾淵等將AMD的臨床辨證論治與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)體系中疾病發(fā)展進(jìn)程相關(guān)聯(lián),認(rèn)為在AMD早期肝血不足,目失濡養(yǎng),腎陰虧虛,精不上承,故而視物模糊;至中期脾虛失運(yùn),則濕濁停滯,表現(xiàn)為眼底玻璃膜疣的形成[92]。

6.2 玻璃膜疣不同期的治法

關(guān)國(guó)華等[93]認(rèn)為,早期AMD應(yīng)以健脾益氣為主,兼補(bǔ)肝腎。并將玻璃膜疣期按臨床癥狀分為2型治療:一為氣血失調(diào)型,以理氣血、利濕化濁為治則,基本方在逍遙散的基礎(chǔ)上隨證加減;二為氣虛痰濁內(nèi)停型,以補(bǔ)氣健脾、利濕化濁為治則,基本方在聰明益氣湯的基礎(chǔ)上化裁而成。王明芳認(rèn)為,玻璃膜疣期可分為脾虛濕困和痰瘀互結(jié)2種證型,脾虛濕困者以三仁湯加減;痰瘀互結(jié)者,以二陳湯加減[91]。莊曾淵將AMD早期分為3種類(lèi)型:①肝陰虛型,治則為養(yǎng)血補(bǔ)肝,基本方為補(bǔ)肝散加味;②腎陰虛型,腎精虧虛型,治則以補(bǔ)腎益精為主,基本方為六味地黃丸和七寶美髯丹;③脾氣虛型,治則以益氣健脾,基本方為參苓白術(shù)散加味[92]。陸綿綿認(rèn)為,干性AMD視網(wǎng)膜色素異常期,病變較輕且病位局限,系因肝腎虧虛,治療應(yīng)以滋養(yǎng)肝腎,平補(bǔ)氣血為主,可給予五子補(bǔ)腎丸、駐景丸、杞菊地黃丸加減以補(bǔ)肝腎;以逍遙散、歸脾湯、人參榮養(yǎng)湯之類(lèi)方藥加減以補(bǔ)氣血[90]。當(dāng)疾病進(jìn)展到中期,出現(xiàn)密集的軟玻璃膜疣時(shí),給予半夏、昆布、膽南星、浙貝母和生牡蠣等軟堅(jiān)散結(jié)的藥物。

白英群等[94]給早期AMD患者服用杞菊地黃口服液6個(gè)月,共21例32只眼。用藥后1年,在視力提高、中心視野改善和玻璃膜疣轉(zhuǎn)化等方面均明顯優(yōu)于口服維生素E對(duì)照組。譚峻英[95]用滋陰明目丸和血塞通片治療早期AMD患者22例,效果好于維生素E組。呂海江等[96-97]采用益氣復(fù)明湯治療32例滲出性AMD,總有效率83.8%;并以活絡(luò)散結(jié)湯治療痰瘀互結(jié)型AMD患者,共29例39只眼。結(jié)果顯示,活絡(luò)散結(jié)湯在提高視力、減少玻璃膜疣方面有效率較口服維生素E組有顯著提高。

7 問(wèn)題與展望

針對(duì)玻璃膜疣形成過(guò)程的治療方案中,脈絡(luò)膜血流增強(qiáng)劑、Aβ抗體和補(bǔ)體途徑抑制劑的研發(fā)均未達(dá)到滿(mǎn)意的臨床效果。玻璃膜疣成分誘導(dǎo)NLRP3炎癥小體激活作為AMD病理的重要環(huán)節(jié),目前尚無(wú)靶向藥物進(jìn)入臨床研究,這可能與NLRP3在AMD病理中的雙重作用有關(guān),研究表明抑制NLRP3可以降低視網(wǎng)膜炎癥反應(yīng),保護(hù)RPE細(xì)胞,延緩GA進(jìn)展,但在CNV中,激活NLRP3可以上調(diào)IL-18抑制視網(wǎng)膜新生血管[38]。以上研究提示,多種病理因素參與了玻璃膜疣的形成,只針對(duì)其中一條病理環(huán)節(jié)進(jìn)行干預(yù)似乎并不能阻止AMD的進(jìn)展;同時(shí)提示思考玻璃膜疣作為AMD的早期特征性病理表現(xiàn),對(duì)晚期AMD病理形成的參與程度。延緩與衰老相關(guān)的視網(wǎng)膜組織生理的改變,以糾正異常的視網(wǎng)膜代謝,阻止關(guān)鍵產(chǎn)物如羥基磷灰石小球的形成和抑制炎癥反應(yīng)綜合考慮似乎是阻止玻璃膜疣進(jìn)展的合理方向。

玻璃膜疣作為早期AMD的特征性病理標(biāo)志,參與晚期AMD的形成,具有很高的臨床治療價(jià)值。國(guó)內(nèi)外學(xué)者就如何控制早期AMD進(jìn)展,改善患者視力方面均做出了大量探索性工作及臨床實(shí)踐。近年來(lái),高通量組學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)使得AMD的候選生物標(biāo)志物得以快速發(fā)現(xiàn),但由于AMD病理狀態(tài)的復(fù)雜性,各種組學(xué)技術(shù)仍然存在重復(fù)性和較高的假陽(yáng)性率等問(wèn)題?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)于消除玻璃膜疣以達(dá)到延緩AMD進(jìn)程的治療方案中,納秒激光及飛秒激光顯示出良好的前景,但玻璃膜疣消融的同時(shí)是否會(huì)引起其他眼底并發(fā)癥狀還有待觀察。祖國(guó)醫(yī)學(xué)通過(guò)辨證論治,在控制玻璃膜疣時(shí)期向晚期轉(zhuǎn)化方面展示出了良好的治療效果,但臨床研究案例有限,缺乏大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。提示我們?cè)谂R床實(shí)踐中應(yīng)充分發(fā)揮中西醫(yī)在治療AMD方面的各自特色,吸收現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的精準(zhǔn)治療,結(jié)合中醫(yī)辨證論治,統(tǒng)一臨床評(píng)價(jià)指標(biāo),辨病與辨證相結(jié)合,以最終達(dá)到預(yù)防疾病發(fā)生或延緩疾病進(jìn)展的目的。

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