黃子楊，梁麗娜，李亞敏，李曉宇，許凱

年齡相關性黃斑變性（age-related macular degeneration，AMD）是一種多因素引發(fā)的視網(wǎng)膜黃斑區(qū)退行性疾病，常導致進行性視力喪失，是最常見的致盲性視網(wǎng)膜疾病之一。研究[1]顯示，預計到2040 年AMD 人數(shù)將增加到2.88 億。目前，隨著中國人口老齡化加速，AMD 患病群體也日漸龐大。臨床上早期AMD 一般不易發(fā)現(xiàn)，發(fā)展為晚期可分為2 種亞型，一是地圖樣萎縮（geographic atrophy，GA），又稱為干性AMD，其特征是光感受器細胞、視網(wǎng)膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）細胞和脈絡膜毛細血管減少，導致視力逐漸喪失[2]；另一種是濕性AMD 或稱新生血管性AMD，其病理特征是形成了脈絡膜新生血管（choroidal neovascularisation，CNV）。這些新生血管長入視網(wǎng)膜，繼發(fā)滲漏和/或出血，可能導致漿液性RPE 脫離，并伴有視力的快速喪失，最終在黃斑區(qū)形成瘢痕，威脅視力[3]。GA 和CNV 是最常用來定義AMD進展為晚期的解剖學終點指標。當GA 形成后，GA 增長率可作為疾病進展的量化指標，用于新藥研發(fā)等相關研究。早期AMD 進展為GA 或新生血管性AMD 可能需要數(shù)年，與早期干預相比，當形成新生血管性AMD 時，很多新療法已不能完全體現(xiàn)其優(yōu)勢[4]。因此，找尋終點指標以監(jiān)測早期AMD 的進展顯得尤為重要。目前已出現(xiàn)多種預測AMD 進展的表型、人口統(tǒng)計學、環(huán)境等危險因素。眾所周知，遺傳因素在AMD 的發(fā)展也起著關鍵的作用，近年來隨著遺傳學和分子技術的快速發(fā)展，人類基因組DNA 全序列數(shù)據(jù)公布，新一代測序技術能夠準確、全面地發(fā)現(xiàn)基因組中的各種DNA 異常、遺傳重組突變和其他突變等，為預測AMD 進展及治療應答提供參考。

1 遺傳因素

2016 年全基因組關聯(lián)研究（genome-wide association studies，GWAS）[5]顯示，可用來解釋超過一半基因組遺傳性的遺傳變異主要參與補體系統(tǒng)、細胞外基質重塑和脂質代謝。在AMD 治療應答方面，不同基因型的個體對同一治療方式會出現(xiàn)不同的反應[6]，如多個研究[7-9]得出抗氧化劑和鋅補充劑治療AMD 的有效性似乎因基因型而異。另外，在AMD 進展方面，不同個體進展的速度亦不相同。比如，一些早期AMD 患者可以長時間保持良好的視力，而部分患者卻很快發(fā)展為威脅視力的晚期AMD。因此，識別與AMD 進展相關的遺傳變異對了解疾病的發(fā)展及后期治療應答至關重要。

1.1 補體基因

大量遺傳學研究[10-11]證實，補體通路相關基因與AMD 的發(fā)生相關。2005 年GWAS 發(fā)現(xiàn)，補體因子H（complement factor H，CFH）基因的內含子變異體與AMD 高度相關[12]，其中罕見突變也與AMD 進展至晚期有關[13]。補體因子I（comp-lement factor I，CFI）基因的罕見遺傳變異被證實與AMD 進展為晚期有關[14]。補體因子2（complementfactor2，C2）/補體因子B（complement factor B，CFB）基因單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP) 對AMD 進展至晚期有一定的保護作用，即對于基因未變異的個體而言，AMD 的發(fā)病率更高[15]。然而，一些國內學者研究[16-18]顯示，C2 基因SNP rs9332739并非晚期AMD 的主要遺傳標記物，rs9332739 等位基因以及基因型與AMD 之間無顯著相關性。以上考慮可能與遺傳異質性及rs9332739 在中國人群中屬于低頻位點導致的差異相關，但仍需擴大樣本量進一步研究證實。補體因子3（complement factor 3，C3）中rs2230199 變異可使早期AMD 的發(fā)病風險增加，是發(fā)展為GA 和新生血管性AMD 的危險因素[19]。

近年來，多項研究[20-21]指出，補體基因（CFH、C3 等）的風險等位基因可影響患者對抗血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的治療應答，認為具有CHFY402H 純合子基因型的患者相比于雜合子基因型或野生型的患者對抗VEGF 治療的反應可能較差，有預測延遲應答或不應答的可能，因此，臨床上可根據(jù)基因型的不同針對性用藥或設計更加適宜的方案。

1.2 AMD 易感因子2 和高溫需求因子A1 基因

AMD 易感因子2（age-related maculopathy susceptibility 2，ARMS2）是繼CFH 后被發(fā)現(xiàn)的AMD 的重要易感基因，與高溫需求因子A1（high-temperature requirement A serine peptidase 1，HTRA1）基因緊密連鎖，但由于兩種基因存在高度連鎖不平衡性，因此無法評判二者與AMD 是否獨立相關。在GWAS 中也發(fā)現(xiàn)，與AMD 發(fā)病風險高度相關的4 種DNA 變異中，其中3 個位于緊密聯(lián)系的HTRA1 和ARMS2 基因中，使得二者無法獨立分析。ARMS2/HTRA1 基因區(qū)域附近的常見變異與AMD 的發(fā)病和發(fā)展高度相關，該變異的等位基因也是早期AMD 進展為晚期以及GA 進展的危險因素[22-23]，這與HTRA1 基因調節(jié)轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β) 信號通路影響細胞外基質沉積和血管生成有關[24]。

由于ARMS2 和CFH 等位基因的表達高低不同，在AMD治療應答方面亦會出現(xiàn)不同的反應[9]。與安慰劑相比，高劑量抗氧化劑和鋅制劑組合治療CFH 高表達且無ARMS2 風險的個體，其發(fā)展為新生血管性AMD 的風險反而增加；對于CFH 低表達和ARMS2 高表達的個體，兩者組合則有實際的治療作用。另外，有研究[25]指出，CFH、ARMS2、HTRA1 和血管內皮生長因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）的高風險等位基因累積也會影響抗VEGF 的療效。

1.3 脂質代謝基因

研究[26]表明，編碼脂質代謝蛋白基因可能參與玻璃膜疣的形成過程。在ATP 結合盒轉運體A1（ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1）基因、載脂蛋白E（apolipoprotein E，APOE）基因、膽固醇酯轉移蛋白（cholesteryl ester transfer protein，CETP）基因和肝脂肪酶（hepatic lipase，LIPC）基因編碼區(qū)附近檢測到與AMD 發(fā)病相關的遺傳變異[5,27]，其中，ABCA1基因的主要SNP rs2740488、APOE基因的SNP rs429358 和rs73036519、CETP基因的SNP rs5817082、LIPC基因的SNP rs2070895 均對AMD 具有保護作用；而CETP 基因的SNP rs17231506 則與AMD 發(fā)生有弱相關性，LIPC 基因的SNP rs2043085 也與AMD 發(fā)病風險增加相關。然而，不管是對AMD 的保護性作用還是增加AMD 發(fā)病風險，脂質代謝基因及其罕見變異體對AMD 進展和對抗VEGF 治療的患者形態(tài)學（黃斑中心凹厚度）和功能學（最佳矯正視力）指標的影響還需要更多前瞻性研究進行佐證。

1.4 其他基因

除以上補體及脂質代謝相關信號通路外，還包括血管生成和細胞外基質等相關基因，如VEGFA 基因的主要SNP rs833070 和rs4711751、Ⅷ型膠原α1（collagen type VIII alpha 1 chain，COL8A1）基因的主要SNP rs13095226、X 型膠原α1（collagen type X alpha 1 chain，COL10A1）基因的主要SNP rs1999930 均能促進晚期AMD 的發(fā)展[28]。有小樣本研究的證據(jù)支持抗VEGF 治療應答與VEGFA rs699947 之間存在關聯(lián)，但隨機對照試驗的結果未發(fā)現(xiàn)VEGFA 和血管內皮細胞生長因子受體2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2）的主要SNP 與治療應答的這一關聯(lián)[29]。目前仍需要進一步研究證實某些變異是否參與特定的疾病階段或影響某階段的進展速度（如早期AMD、新生血管性AMD 或GA）以及特定的變異是否影響AMD 治療敏感性。隨著對AMD 相關基因及相應SNP 的大量探索，將來可能會證明多種高風險SNP 的累積與AMD 發(fā)病及治療應答的相關性。

Lazzeri 等[30]研究認為，以最佳矯正視力和黃斑中心凹厚度為治療后有無應答的評價指標時，不同基因型的表達會影響不同的指標變化。Laura 等[31]認為，罕見的變異可能對抗VEGF 治療3 個月后的功能學結果產生巨大影響，但是不能確定功能學的治療應答是否與解剖學應答有關聯(lián)。所以，臨床上應根據(jù)疾病所處階段和分期合理選擇終點療效指標以對治療應答進行客觀評價。

2 分子因素

2.1 抗氧化因子

抗氧化劑如維生素、類胡蘿卜素和某些必需的微量元素（鋅制劑）等均可減少氧化應激對視網(wǎng)膜細胞的損害[32]。近年來分析系統(tǒng)性抗氧化因子水平與AMD 發(fā)生發(fā)展關系的研究甚少，Jennifer 等[33]分析了多數(shù)研究者均通過飲食頻率調查問卷來評估兩者關系，研究顯示維生素E、維生素C 補充劑并不能阻止任何時期AMD 的發(fā)生，反而會增加某一時期的AMD 發(fā)病風險。Raimundo 等[34]發(fā)現(xiàn)，飲食中維生素C、E 高攝入量可降低罹患AMD 的風險，更確切的研究[35]表明，是降低遺傳風險高的患者發(fā)生中期AMD 的風險。就維生素D 而言，攝入富含維生素D 的飲食會降低罹患新生血管性AMD 的風險[36]，但是不能排除同一飲食中omega-3 脂肪酸的影響。近期發(fā)表的一項隨機對照試驗[37]顯示維生素D 和omega-3 脂肪酸的補充對AMD 發(fā)生發(fā)展均無顯著影響。

日常飲食中常見的類胡蘿卜素主要有6 種：類胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、β-隱黃質、番茄紅素、葉黃素和玉米黃質。目前體內β-胡蘿卜素水平對AMD 進展的保護作用尚無定論，Kah-Hui Wong 等[38]回顧文獻發(fā)現(xiàn)，較高水平的β-胡蘿卜素與AMD 發(fā)病風險降低有關，而有些研究則結果完全相反[33]。年齡相關性眼病研究2（the age-related eye disease study 2，AREDS2）[39]采用葉黃素及玉米黃質替代AREDS1 研究中的β-胡蘿卜素，發(fā)現(xiàn)進展至晚期AMD 的風險顯著降低。飲食中葉黃素、玉米黃質和微量元素鋅的水平是否會影響疾病進展目前亦無統(tǒng)一定論。以上矛盾結果的產生考慮與潛在的藥物基因組學引起的生物利用度的復雜改變相關，所以仍需進一步研究證實導致此類抗氧化劑生物利用度不穩(wěn)定的因素，以便更準確地評定體內抗氧化劑因素對AMD 進展的影響。

2.2 細胞因子

細胞因子可分為白介素、腫瘤壞死因子、趨化因子和干擾素。有研究[40]表明，系統(tǒng)性白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子-αR2（tumor necrosis factor alpha receptor 2，TNF-αR2）水平與早期AMD 發(fā)病呈正相關，IL-6 是疾病進展至晚期和加速視網(wǎng)膜地圖樣萎縮的危險因素，而TNF-αR2與晚期AMD 進展無關[41]。目前尚未發(fā)現(xiàn)AMD 患者與健康對照組之間體內系統(tǒng)性趨化因子和干擾素水平的差異[42]。

Lazzeri 等[30]在一項基于意大利人群的研究中指出，白細胞介素-8（interleukin-8，IL-8）rs4073基因型變異與對抗VEGF治療的遠期應答存在顯著關聯(lián)，并且其可能是雷珠單抗治療新生血管性AMD 患者遠期功能性指標預后的預測因素。雖然該研究僅表明白細胞介素相關基因對治療應答的影響，但研究者們也推測該影響與眼內液或體內白細胞介素水平升高或表達增強有關。

2.3 白細胞分類/細胞間和血管細胞粘附分子1

如前所述，補體基因的遺傳變異與AMD 發(fā)病相關，因此免疫系統(tǒng)也會參與其中，間接導致白細胞的變化。雖然大量研究[40,43]認為，白細胞計數(shù)的變化和AMD 進展沒有任何關聯(lián)，但有研究者認為與AMD 存在關聯(lián)者并非白細胞數(shù)量，而是白細胞分類的比率，如Ilhan 等[44]發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，AMD患者的中性粒細胞/淋巴細胞比（neutrophil/lymphocyte ratio，NLR)更高，并且NLR 與疾病嚴重程度相關，所以該研究推薦NLR 可用作AMD 中炎癥的生物標記物。細胞間粘附分子（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管細胞粘附分子（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）通過吸引白細胞并調控其向血管壁的遷移來調節(jié)炎癥，有研究[40]表明，系統(tǒng)性ICAM 水平與AMD 疾病進展無關聯(lián)，但VCAM 水平與早期AMD 的發(fā)生呈正相關。

2.4 脂質因子

與AMD 相關的脂質因子包括膽固醇、甘油三酯、脂肪酸、脂蛋白和載脂蛋白。營養(yǎng)必需脂肪酸依賴食物供應，因此大多數(shù)都根據(jù)飲食頻率調查表估算體內脂肪酸的水平，但其與AMD 相關性的研究結果則尚無統(tǒng)一定論。而某些研究[45]通過測量脂肪酸全身血液水平探討其與AMD 的相關性，表明全身性omega-3 脂肪酸水平，尤其是血清和紅細胞膜中二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA）是AMD 進展的系統(tǒng)性預測指標，可用于識別新生血管性AMD 的高風險人群，使得其從早期營養(yǎng)補充干預中獲益。

人類RPE 細胞和視網(wǎng)膜中表達了許多與膽固醇和脂蛋白相關的基因，前文已描述脂質代謝基因與AMD 的關系，而迄今為止，膽固醇、甘油三酯和脂蛋白的全身血液水平與AMD 相關性的研究未能顯示明確統(tǒng)一結論。Tomany 等[46-47]研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇水平是新生血管性AMD 的保護因素，是GA發(fā)生的危險因素；而多數(shù)研究[27,48]并未發(fā)現(xiàn)，全身血脂（包括膽固醇和甘油三酯）水平與AMD 發(fā)病和進展的相關性，但卻發(fā)現(xiàn)高密度脂蛋白水平升高的患者發(fā)生AMD 的風險增加。

3 遺傳和分子因素預測AMD 進展的重要性和展望

隨著人們對AMD 發(fā)病機制的不斷研究與探索，遺傳因素在AMD 的發(fā)展中起重要作用，而SNP 是人類基因組DNA序列中最常見的變異形式，就SNP 與AMD 的相關性而言，對其研究的深入可為早期預測AMD 進展及精確的基因分型提供參考，從而指導個體化的靶向治療[49]。就AMD 的發(fā)病機制而言，氧化應激、炎癥及免疫因素可能是其中的關鍵環(huán)節(jié)[50-51]。因此遺傳因素聯(lián)合分子因素在早期AMD 的應用將可能具有更大的價值。

近年來，多個研究小組致力于根據(jù)遺傳因素建立模型來預測AMD 發(fā)生的風險，但當前的預測模型僅限于局部的遺傳變異集[52]，并不包括分子危險因素[53]，因此，可能導致預測方法的不準確或研究小組之間的差異等造成研究結果的可信度降低。另外，某些分子因素可能由于全身水平的波動和潛在的藥物基因組學效應導致生物利用度可變，使得研究結果不一致。因此，為了更好的開發(fā)可信度較高的預測模型并實施精準的個性化預測，仍需進一步研究探索對AMD 影響較大的罕見遺傳變異位點以及預測疾病進展的穩(wěn)定的分子因素。

4 小結

本文對影響AMD 進展及治療應答的遺傳和分子因素進行了回溯和分析，并對利用此因素建立預測的模型進行了展望。在遺傳因素方面，補體基因（CFH、CFI 等）的變異體與AMD 進展為晚期有關，CFH、C3 等的風險等位基因可影響患者對抗VEGF 藥物的治療應答與否；然而脂質代謝、血管生成相關基因等對AMD 發(fā)生發(fā)展和治療的影響還需要更多前瞻性研究證實。在分子因素方面，目前研究多數(shù)通過飲食頻率調查問卷來評估抗氧化分子的水平，所以生物利用度不同導致研究結果各不同，將來對抗氧化、補體和炎癥等相關因子的全身系統(tǒng)性水平監(jiān)測可為AMD 的早期診斷和治療提供進一步證據(jù)。基因變異的多態(tài)性和分子全身水平的波動性給AMD 預測模型的建立帶來了挑戰(zhàn)，該領域仍需更多研究進一步探索可信度較高的AMD 預測模型以便實施精準的個性化預測和治療。