楊 倩,王麗萍 綜述,李 秀,劉 暢 審校
(1.成都醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,成都 610500;2.成都醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖教研室/發(fā)育與再生四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610500;3.成都醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院四川養(yǎng)老與老年健康協(xié)同創(chuàng)新中心老年心血管疾病研究所,成都 610500)
糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)是一種特殊的糖尿病微血管并發(fā)癥。通過(guò)流行病學(xué)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),患有DR的人群還會(huì)伴隨低視力甚至失明,目前已成為致盲的主要原因之一[1]。DR的發(fā)展是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的過(guò)程,包含許多分子和生物過(guò)程,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表達(dá)上調(diào)、小膠質(zhì)細(xì)胞的異?;罨?、氧化應(yīng)激、晚期糖基化終末產(chǎn)物積累導(dǎo)致細(xì)胞損傷等[2-3]。因此,研究DR的發(fā)病機(jī)制,找到治療DR的關(guān)鍵點(diǎn),通過(guò)調(diào)控來(lái)減慢或阻止疾病的進(jìn)展具有重要意義。本文對(duì)DR的發(fā)病機(jī)制及治療手段進(jìn)行綜述。
DR分為非增殖期和增殖期。視網(wǎng)膜由周細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞共同組成,視網(wǎng)膜周細(xì)胞具有抑制內(nèi)皮細(xì)胞增生的作用。在DR非增殖期,周細(xì)胞會(huì)選擇性丟失,所以會(huì)引起內(nèi)皮細(xì)胞增生,從而引發(fā)基底膜增厚,管腔狹窄。在增殖期,由于管腔變小會(huì)造成視網(wǎng)膜缺血缺氧,在眾多因素協(xié)同作用下導(dǎo)致新生血管的形成。若畸形的新生血管不加治療,會(huì)造成眼視力降低,更有甚者會(huì)因此失明[4]。
DR的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,其發(fā)病機(jī)制與許多因素有關(guān),如VEGF、小膠質(zhì)細(xì)胞、高血糖、血脂、氧化應(yīng)激等。
神經(jīng)視網(wǎng)膜由神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞組成,膠質(zhì)細(xì)胞又分為大膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞。小膠質(zhì)細(xì)胞是視網(wǎng)膜中具有免疫作用的重要細(xì)胞[9]。膠質(zhì)細(xì)胞具有支持、營(yíng)養(yǎng)、保護(hù)和修復(fù)的作用,它的外形與抗原提呈細(xì)胞相似,其在視網(wǎng)膜的免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。小膠質(zhì)細(xì)胞在胚胎發(fā)育時(shí)期發(fā)育快速,發(fā)育完成之后會(huì)處于靜息狀態(tài)。易秋雪等[10]研究表明當(dāng)發(fā)生病理性改變,小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)被激活,激活的小膠質(zhì)細(xì)胞有促炎型與抗炎型兩種。在DR早期,以抗炎型為主,主要分泌一些生長(zhǎng)因子參與炎性反應(yīng)與吞噬作用,發(fā)揮吞噬損傷的神經(jīng)元、神經(jīng)細(xì)胞碎片等的清理作用。若是小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫反應(yīng)過(guò)強(qiáng),促炎型增多并占據(jù)主導(dǎo)地位,主要分泌細(xì)胞毒性物質(zhì)如白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡,進(jìn)而損傷血-視網(wǎng)膜屏障[11]。廖宇潔等[12]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),血-視網(wǎng)膜屏障的功能穩(wěn)定依賴于一種名為緊密連接的蛋白復(fù)合體,緊密連接與肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架進(jìn)行連接依賴于閉鎖小帶蛋白,其中的緊密連接與封閉蛋白是緊密連接中的重要組成成分。KOWLURU等[13]發(fā)現(xiàn)在高糖環(huán)境下小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生IL-6誘導(dǎo)封閉蛋白和閉鎖小帶蛋白-1下調(diào),同時(shí)促進(jìn)VEGF的產(chǎn)生,血-視網(wǎng)膜屏障功能受到破壞。CUKRAS等[14]發(fā)現(xiàn)運(yùn)用米諾環(huán)素抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化可以減弱視網(wǎng)膜細(xì)胞損傷。因此,小膠質(zhì)細(xì)胞與DR的發(fā)生、發(fā)展具有密切聯(lián)系。
2.3.1高血糖與DR
糖尿病機(jī)體中持續(xù)的高糖環(huán)境會(huì)導(dǎo)致許多超氧化合物形成,引起多種病理生理途徑,如多元醇途徑,晚期糖基化終末產(chǎn)物的生成等[3]。多種途徑聯(lián)合作用,最終導(dǎo)致細(xì)胞色素酶失活、DNA凋亡和毛細(xì)血管細(xì)胞死亡等。糖化血紅蛋白(hemoglobin A1C,HbA1c)是紅細(xì)胞中的血紅蛋白與糖類經(jīng)糖化反應(yīng)的產(chǎn)物,其濃度與血糖濃度呈正相關(guān),還與微血管并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)程度相關(guān)[15]。薛桂鳳等[16]研究發(fā)現(xiàn),強(qiáng)化降糖組HbA1c水平比標(biāo)準(zhǔn)降糖組低,且發(fā)生黃斑水腫、微動(dòng)脈瘤等癥狀減少。韓小霞等[17]通過(guò)高糖刺激人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞(retinal pigment epithelium,RPE)不同時(shí)長(zhǎng),觀察RPE syndecan-1表達(dá)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),刺激時(shí)間越長(zhǎng),參與syndecan-1表達(dá)的mRNA越少,RPE排列紊亂情況越嚴(yán)重,細(xì)胞體變大與脫落越多。由此可見(jiàn),血糖濃度過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致DR等微血管并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)程度增加。
2.3.2脂代謝異常與DR
高血糖被認(rèn)為是影響DR發(fā)生、發(fā)展的主要因素,但僅控制血糖并不能有效阻止DR的發(fā)生、發(fā)展。陳淑惠等[18]發(fā)現(xiàn),血脂異常是導(dǎo)致DR的一大危險(xiǎn)因素。李蕓云等[19]和閆配等[20]指出,在血脂代謝異常時(shí),脂肪組織可分泌一種脂肪細(xì)胞因子——脂聯(lián)素(adiponectin,ADPN),其與DR的發(fā)生、發(fā)展具有密切聯(lián)系。ADPN作為一種細(xì)胞因子,在血清中以多種多聚體的形式存在,其中的高分子量ADPN能影響胰島素敏感性。高分子量ADPN水平降低可能會(huì)導(dǎo)致胰島素敏感性降低,而低敏感性胰島素會(huì)引發(fā)高血糖進(jìn)而加重DR的病情。ADPN還具有良好的抗炎作用,它可以抑制TNF-α的形成與釋放,減少細(xì)胞損傷。除此之外,ADPN還是一種抗新生血管化蛋白,它可以抑制視網(wǎng)膜新生血管的形成。KUMAR等[21]利用視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),在糖毒性環(huán)境中,脂毒性加重活性氧(reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生和對(duì)線粒體DNA的損害,損傷的線粒體DNA會(huì)引起電子傳遞鏈的損傷進(jìn)而加重氧化應(yīng)激。湯敏等[22]通過(guò)用阿托伐他汀聯(lián)合復(fù)方丹參滴丸治療DR伴高血脂患者,研究發(fā)現(xiàn),聯(lián)合治療后,患者血脂明顯降低,且血脂降低的患者,眼視網(wǎng)膜微血管瘤、滲出、出血等情況明顯好轉(zhuǎn)。這些都證明,高血脂在DR的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用。
2.3.3氧化應(yīng)激與DR
氧化應(yīng)激是機(jī)體內(nèi)的促氧化反應(yīng)和抗氧化反應(yīng)失去平衡,更偏向于促氧化反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)生了大量氧化中間產(chǎn)物,如ROS。它會(huì)攻擊人體的大分子物質(zhì)從而使人體組織結(jié)構(gòu)受損。在細(xì)胞中,線粒體主要進(jìn)行呼吸作用。呼吸作用的正常進(jìn)行依賴于人體中的呼吸鏈,也叫電子傳遞鏈。正常情況下,呼吸產(chǎn)生的電子經(jīng)過(guò)呼吸鏈最終會(huì)傳遞給氧分子生成水,而DR患者體內(nèi)血糖含量比正常人高。高血糖狀態(tài)下葡萄糖代謝增強(qiáng),線粒體作為生成ROS的主要來(lái)源,產(chǎn)生大量超氧陰離子(O2-)作為ROS的原料,大量ROS在線粒體內(nèi)易損傷線粒體,從而損傷電子傳遞鏈導(dǎo)致視網(wǎng)膜病變的發(fā)展[23]。白藜蘆醇作為多酚類化合物,可以通過(guò)抗氧化作用降低體內(nèi)活性氧的水平。宋明惠等[24]將白藜蘆醇給糖尿病小鼠灌胃之后發(fā)現(xiàn),灌胃小鼠組較未灌胃小鼠組視網(wǎng)膜上新增毛細(xì)血管和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少。徐輝勇等[25]通過(guò)柚皮素注射DR大鼠之后觀察發(fā)現(xiàn),具有清除活性氧功能的抗氧化酶活性與谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性均增加,且視網(wǎng)膜周細(xì)胞凋亡指數(shù)下降。所以,氧化應(yīng)激參與DR的病理過(guò)程且可以將抗氧化作為治療DR的方向之一。
2.3.4多元醇途徑與DR
多元醇途徑是指葡萄糖在醛糖還原酶的作用下將葡萄糖還原為山梨醇,山梨醇在山梨醇脫氫酶的作用下生成果糖。醛糖還原酶作為多元醇途徑的第一限速酶,當(dāng)機(jī)體處于高血糖狀態(tài)時(shí),醛糖還原酶活性會(huì)明顯增加,使得葡萄糖轉(zhuǎn)化為山梨醇的速度加快[15]。山梨醇含有多個(gè)羥基官能團(tuán),極性強(qiáng),不易通過(guò)細(xì)胞膜且山梨醇代謝緩慢,使得細(xì)胞內(nèi)山梨醇富集,細(xì)胞內(nèi)呈高滲狀態(tài),從而引起周細(xì)胞吸水、破裂。多元醇途徑的增強(qiáng)還會(huì)造成肌醇耗竭,致使磷酸肌醇濃度降低,鈉鉀ATP酶活性下降,影響細(xì)胞膜正常的膜電位變化,引起能量利用障礙,導(dǎo)致周細(xì)胞死亡從而引起視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)異常。此外,在葡萄糖還原成山梨醇的途徑中,醛糖還原酶正常行使功能會(huì)消耗還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH),這導(dǎo)致用于還原谷胱甘肽的NADPH減少,它的減少意味著內(nèi)皮細(xì)胞抗氧化應(yīng)激能力下降,內(nèi)皮細(xì)胞遭受氧化損傷可能性增強(qiáng)[26-27]。薛寧[28]通過(guò)將醛糖還原酶抑制劑依帕司他聯(lián)合前列地爾用藥發(fā)現(xiàn)DR患者細(xì)胞內(nèi)山梨醇生成減少,血管功能改善,細(xì)胞水腫改善。這說(shuō)明抑制多元醇通路可有效改善血-視網(wǎng)膜屏障功能。
2.3.5晚期糖基化終末產(chǎn)物的影響
糖基化終末產(chǎn)物是過(guò)量的糖與蛋白質(zhì)結(jié)合的產(chǎn)物,它的形成與年齡、氧化應(yīng)激、高血糖等有關(guān)[29-30]。在美拉德反應(yīng)中,Schiff堿是糖基化終末產(chǎn)物形成的前體,在高糖環(huán)境下,Schiff堿會(huì)發(fā)生重排生成更穩(wěn)定的Amadori產(chǎn)物,而重排時(shí)羰基中間體能與蛋白質(zhì)中的精氨酸等生成穩(wěn)定的晚期糖基化終末產(chǎn)物,所以高血糖可導(dǎo)致糖基化終末產(chǎn)物在體內(nèi)大量累積,而累積的糖基化終末產(chǎn)物不僅能阻塞視網(wǎng)膜血管,導(dǎo)致血管擴(kuò)張,還能抑制DNA合成、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子mRNA的表達(dá)上調(diào)、促進(jìn)視網(wǎng)膜周細(xì)胞凋亡[31]。目前已知糖基化終末產(chǎn)物的主要成分有戊糖苷素、羧基賴氨酸、咪唑酮等。 王卓實(shí)等[32]通過(guò)ELISA法對(duì)各組患者晶狀體中糖基化終末產(chǎn)物成分進(jìn)行定量測(cè)定,發(fā)現(xiàn)DR患者晶狀體中糖基化終末產(chǎn)物主要成分含量最高。劉靖芳等[33]通過(guò)觀察葛根素灌胃DR大鼠模型發(fā)現(xiàn),DR大鼠體內(nèi)糖基化終末產(chǎn)物修飾蛋白表達(dá)下調(diào),視網(wǎng)膜細(xì)胞數(shù)目減少的癥狀有所改善,細(xì)胞水腫程度減弱。陳放等[34]發(fā)現(xiàn),經(jīng)葛根素治療的DR大鼠,其糖基化終末產(chǎn)物含量較未治療DR大鼠下降且視網(wǎng)膜增厚。這些都提示糖基化終末產(chǎn)物與DR的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。
DR的發(fā)生機(jī)制是錯(cuò)綜復(fù)雜的,通過(guò)對(duì)其機(jī)制的研究能夠明確其病變發(fā)生、發(fā)展過(guò)程從而找到更好的靶點(diǎn)治療DR。
調(diào)節(jié)血脂、降低血糖和血壓是預(yù)防和治療DR的前提條件。高血糖是DR的始動(dòng)因素,高血糖狀態(tài)下細(xì)胞代謝紊亂,組織結(jié)構(gòu)改變,會(huì)造成一系列微血管及組織損傷;血壓通過(guò)改變視網(wǎng)膜血管的內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能及血管的微循環(huán),造成組織的缺氧,最終導(dǎo)致靜脈的擴(kuò)張和新生血管的脆弱、滲漏和破裂,從而加快DR的發(fā)生、發(fā)展[35]。血脂升高會(huì)直接或間接導(dǎo)致血管壁受損和內(nèi)皮功能障礙,出現(xiàn)微血栓,導(dǎo)致血-視網(wǎng)膜屏障破壞。在DR早期,高度重視對(duì)血糖、血脂及血壓的控制,糾正代謝紊亂并改善微循環(huán),防止疾病進(jìn)一步發(fā)展。
3.2.1改善微循環(huán),增加視網(wǎng)膜血流量
某些藥物的干預(yù)可有效延緩DR非增殖期患者的病情進(jìn)展。如在DR早期,使用羥苯磺酸鈣這種血管保護(hù)類的藥物,可以通過(guò)降低血液黏滯度、減輕毛細(xì)血管通透性和視網(wǎng)膜清蛋白滲出,在一定程度上延緩視網(wǎng)膜病變的進(jìn)程[36]。顧杰等[35]研究提出胰激肽原酶在體內(nèi)作用于激肽原釋放出激肽,激肽直接作用于小血管和毛細(xì)血管的平滑肌,從而產(chǎn)生一系列的藥理效應(yīng),舒張毛細(xì)血管、擴(kuò)張小動(dòng)脈,在擴(kuò)張血管的同時(shí)改善血管的通透性和增加血管的血流量。
3.2.2抗VEGF治療
VEGF作為一種促血管生成因子,與視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞上的VEGF受體結(jié)合,具有促進(jìn)血管通透性增加、細(xì)胞外基質(zhì)變性、血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖和血管形成等作用[37]。抗VEGF藥物通過(guò)抑制VEGF的表達(dá),從而抑制眼中新生血管形成,降低血管通透性,減少血管滲漏,以其獨(dú)特的靶向作用,成為眼科臨床治療糖尿病性黃斑水腫的主要方式。抗VEGF藥物主要包括:核糖核酸適體(哌加他尼鈉)、VEGF特異性抗體(雷珠單抗和貝伐單抗)、免疫球蛋G-VEGF受體融合蛋白(阿柏西普)、干擾性小核糖核酸等。盡管目前抗VEGF藥物被普遍應(yīng)用于臨床,但因其半衰期較短,作用持續(xù)時(shí)間短,需重復(fù)給藥以維持藥物劑量,其長(zhǎng)期的療效與安全性有待更多權(quán)威性臨床試驗(yàn)的驗(yàn)證[38]。
3.2.3中藥治療
在國(guó)家的大力支持下中醫(yī)藥得到了很大的發(fā)展,近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)中藥治療DR的研究層出不窮。DR在中醫(yī)學(xué)中屬于“消渴目病”,氣陰兩虛是其基本病理機(jī)制,血瘀為其病理產(chǎn)物,貫穿疾病始終。張愛(ài)鳴等[39]用芪參明目湯輔助治療DR,結(jié)果表明自擬芪參明目湯聯(lián)合西藥治療2型DR早期有良好的療效。周靜波等[40]研究提出黃蜀葵花半浸膏片劑可緩解非增殖期DR程度,改善患者視力和黃斑區(qū)視網(wǎng)膜水腫,降低患者血清VEGF水平。汪懌等[41]研究指出川芎嗪注射液可以明顯改善DR患者眼局部循環(huán)。江蕊等[42]指出銀杏葉提取液可減輕DR患者黃斑水腫,改善視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)的功能。
激光治療主要分為播散性光凝、局灶性光凝、融合性光凝及格子樣光凝4種。目前,患者對(duì)激光治療的接受度較高。激光光凝可用于DR的不同時(shí)期,在早期可治療黃斑水腫及滲出,在增殖前期可治療大面積毛細(xì)血管無(wú)灌注及視網(wǎng)膜水腫,增殖后期需進(jìn)行全視網(wǎng)膜光凝。因此,應(yīng)根據(jù)患者病情的嚴(yán)重程度選擇適合的激光治療技術(shù),且要盡量避免并發(fā)癥,定期檢查眼底,及時(shí)補(bǔ)充光凝治療。為了將傳統(tǒng)光凝技術(shù)可能導(dǎo)致的不良反應(yīng)降到最小,已研發(fā)如圖案激光掃描器(帕斯卡爾)、亞閾值微脈沖二極管激光器、視網(wǎng)膜再生療法和選擇性視網(wǎng)膜療法等其他相關(guān)治療措施。隨著技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新,多點(diǎn)激光掃描成為近年來(lái)發(fā)展的一項(xiàng)激光治療技術(shù),其核心在于通過(guò)預(yù)設(shè)激光脈沖序列和照射斑點(diǎn)數(shù),從而縮短整體激光治療的療程。臨床上可根據(jù)DR患者的具體情況,選擇不同的激光模式,在盡可能低能量的情況下形成理想光斑,最大限度地避免激光治療的不良反應(yīng)[43]。
玻璃體切割術(shù)是目前治療增殖期DR最常用的手術(shù)治療方案。該方法可有效去除玻璃體內(nèi)的積血,改善視網(wǎng)膜牽拉受力作用,利于患者視網(wǎng)膜復(fù)位,恢復(fù)視力。隨著醫(yī)療水平的提高,玻璃體切割手術(shù)系統(tǒng)的普及,越來(lái)越多的醫(yī)院開(kāi)展玻璃體切割手術(shù),但術(shù)后玻璃體仍然有較高的出血率,術(shù)后再出血也成為了玻璃體切割術(shù)較為嚴(yán)重的并發(fā)癥之一[44],且大多數(shù)患者病情相對(duì)復(fù)雜,提升了手術(shù)難度。孟凱[45]經(jīng)研究提出,相比微創(chuàng)玻璃體切割術(shù),對(duì)患者實(shí)行術(shù)前玻璃體腔注射雷珠單抗,再配合玻璃體切割術(shù)對(duì)提升改善視力的效果更佳,治療后的最佳矯正視力水平更高?,F(xiàn)公認(rèn)術(shù)前注射抗VEGF藥物最佳時(shí)間為術(shù)前3~7 d。間隔時(shí)間過(guò)短,抗VEGF藥物作用未能得到充分發(fā)揮,而過(guò)長(zhǎng)則使纖維機(jī)化收縮過(guò)度致?tīng)坷又豙46]。李春杏等[47]也指出康柏西普聯(lián)合玻璃體切除術(shù)的高眼壓、術(shù)中出血、視網(wǎng)膜脫離及醫(yī)源性視裂孔等并發(fā)癥發(fā)生率低于單純玻璃體切除術(shù)。
DR作為糖尿病最常見(jiàn)和最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一,是機(jī)體糖代謝紊亂和微循環(huán)障礙在視網(wǎng)膜上的體現(xiàn),其發(fā)病率隨糖尿病病程的發(fā)展而增高。DR的發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜,它是由多因素聯(lián)合作用、多種發(fā)病機(jī)制相互協(xié)同,共同參與。它與糖脂代謝紊亂、VEGF表達(dá)上調(diào)、小膠質(zhì)細(xì)胞被激活、多元醇途徑異常、氧化應(yīng)激及晚期糖基化終末產(chǎn)物的影響有關(guān)。在實(shí)際的臨床工作中,應(yīng)當(dāng)將理論應(yīng)用于實(shí)踐,將發(fā)病機(jī)制的理論研究轉(zhuǎn)化為科學(xué)合理的治療方法。
在DR早期,為緩解或防止病變進(jìn)一步加重,需要為患者制訂個(gè)體化血糖、血脂、血壓的綜合治療目標(biāo),科學(xué)降糖,同時(shí)應(yīng)重視降糖的速度與幅度,對(duì)患者的生活方式進(jìn)行干預(yù),糾正代謝紊亂。臨床常用的治療方法包括抗VEGF藥物和中藥干預(yù)、激光光凝、玻璃體切割術(shù)及聯(lián)合治療。抗VEGF藥物能從發(fā)病機(jī)制上有效抑制DR的發(fā)生、發(fā)展,但反復(fù)治療的安全性和有效性有待進(jìn)一步的研究。玻璃體腔內(nèi)注射抗VEGF藥物、玻璃體切割術(shù)用于DR的晚期治療。此外,基因治療DR也逐漸成為研究的熱點(diǎn),盡管相關(guān)研究還處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,但隨著對(duì)DR發(fā)病機(jī)制認(rèn)識(shí)的不斷深入,基因技術(shù)將為DR治療提供新思路、新方向。