年齡相關性干性黃斑變性危險因素的研究進展

肖昊戎綜述，劉菲，李晨輝審校

(1.陜西省咸陽市第一人民醫院，咸陽 710000；2.南昌大學第二附屬醫院，南昌 330006；3.陜西省西安市第一醫院，西安710000)

視網膜黃斑部是人眼視覺最敏感的部位，它位于視網膜血管顳上及顳下支之間的6mm范圍的區域，是眼底的后極部（約為視野中央6°），是維護中央視力的最關鍵部位，一旦這里發生病變，往往對患者的中心視力造成嚴重影響。

年齡相關性黃斑變性（AMD）是與年齡相關致盲的眼病之一，主要表現為黃斑區的非感染性損傷，是西方發達國家中65歲以上老年人的主要致盲眼病之一[1]。在我國，由于愈發加重的人口老齡化及國人生活習慣的變化，老年性黃斑變性患者也日趨增多[2]，中國不同地區的研究結果由于調查人群的年齡結構和生活環境等有較大差異，因此AMD的患病率約為4.8～15.5%[3-5]。社會經濟因素的不平等導致了老年人群中AMD發病率的差異，其中老年人群中低文化程度可能是AMD的獨立危險因素[6]。1986年我國眼底病學組將AMD分為萎縮型（干性）和滲出型（濕性）。干性AMD其特點為進行性視網膜色素上皮（RPE）萎縮及光感受器變性。濕性AMD的特點為視網膜下或脈絡膜新生血管(CNV)形成，從而形成一系列滲出、出血及瘢痕形成，往往最終導致患者中心視力喪失。有研究顯示[5]：我國上海地區2002年AMD患病率為15.5%，其中干性占88.1%，濕性占11.9%。雖然干性AMD患病率較濕性AMD高，且干性AMD有可能向濕性AMD發展，但目前對于干性AMD仍無有效的治療手段。本文就干性AMD的發病機制及危險因素進行綜述，從而為臨床工作者提供學習與參考。

1 遺傳因素與基因

家族聚集、分離現象和雙生子研究均提示遺傳因素在AMD致病中起重要作用，大量家系研究顯示，AMD遺傳率可達71%[7-9]，AMD患者的一級親屬患AMD的危險度相比非AMD患者的一級親屬的危險度高，其比值比為2.4，且前者的發病年齡更年輕。

研究證實，基因的突變參與了AMD發病，并且認為AMD的發生可能是由于多基因變異導致，且為易感基因和抑制基因共同作用的結果。全基因組關聯分析（GWAS）是指在人類全基因組范圍內找出存在的序列變異，用來探尋與人類復雜疾病相關的遺傳變異方法。Fisher等[10]采用基因組掃描整合分析研究將世界上6個已發表的研究結果進行歸納分析，證實了與AMD易感性關系最密切的基因位點為染色體 10q26、1q、2q、3q、和 16。補體因子H（CFH）位于染色體1q上，CFH基因1277位的堿基胸腺嘧啶T突變為胞嘧啶C，從而造成其密碼子402位的組氨酸變為酪氨酸，導致變異體Y402H的產生，該突變位于肝素和C反應蛋白的結合區，導致白種人約40%AMD發病，它是GWAS確定的第一個與發生AMD有顯著相關性的等位基因[11]，CFH是補體替代激活途徑的重要活性調節因子。CFH蛋白參與抑制補體旁路途徑，部分與受損組織產生的C反應蛋白結合，從而調節補體活化程度和降低補體激活的促炎性效應[12]。而CFH變異體會通過上調補體系統的激活產生劇烈的炎癥反應。攜帶有CFHY402H基因的純合子和非攜帶相比，紅細胞沉降率及血均清C反應蛋白濃度增加，其比值比分別為20.2和27.7。玻璃膜疣和與視網膜玻璃膜疣相關的疾病—Ⅱ型膜性增生性腎小球腎炎中均發現有CFH的存在。這些發現把CFH、玻璃膜疣、干性黃斑變性聯系在了一起。有研究顯示[13]，CFHY402H雜合子等位基因使患AMD的風險增加4.6倍，而純合子則使風險增加7.4倍。由此可見，它促進了干性AMD中玻璃膜疣的發生[14]。Allikmets等的研究[15]發現ABCA4基因與干性AMD的發生存在相關性，它在患者出現臨床癥狀的早期即發生改變。zhou等[16]發現TLR3基因多態性具有保護作用，它可降低TLR3與雙鏈RNA的結合能力約50%，從而幫助減少RPE細胞的凋亡，降低干性AMD的發病風險。有研究顯示[17]：因子B（BF）和補體成分2（C2）基因編碼2種補體調節蛋白，位于染色體6q，BF和C2基因的多態性具有1個風險性單元型和2種保護性單元型基因，這是由基因的連鎖不平衡性導致的，前者可提高AMD風險（OR，1.32），后者可分別降低 AMD 風險（OR，0.45和0.36）；BF和C2均是免疫系統相關的調節基因，由此證實補體及免疫系統在很大程度上參與了AMD的發生發展。有研究顯示[18，19]，抗氧化酶的表達受相關基因的調控，其中轉錄因子Nrf2是重要的調節者，它能夠調節抗氧化蛋白和II相代謝酶的表達，從而起到抗氧化保護RPE細胞的作用。而如果將實驗小鼠的Nrf2基因敲除，則發現小鼠脈絡膜處有小疣樣沉積、色素上皮層見大量脂褐質沉積和視網膜下見炎性蛋白沉著。

2 衰老

視網膜色素上皮（RPE）細胞來源于神經外胚葉，它的正常功能對于防止干性AMD發病是十分重要的，目前學者們認為干性AMD病理改變的始動環節為RPE細胞的損傷[20]。主要是因為RPE不僅為視網膜光感受器提供營養維持，并且在生長因子調整局部結構以及光感受器視覺周期等方面起代謝和支持的作用，此外其損傷后具有再生和修復能力。但隨著年齡增長，不僅黃斑區RPE細胞數量減少，并且細胞內脂褐質逐漸積聚及染色體端粒變短，導致其功能的減退。RPE細胞功能減退主要變現為以下兩個方面：①色素上皮源性因子（PEDF）是一種內源性非抑制性絲氨酸蛋白酶抑制劑，RPE細胞是眼內產生PRDF的主要細胞，其在維持視網膜正常的生理功能方面具有重要作用[21]，而它在胎兒及青年人的RPE細胞中高表達，但老年人RPE細胞中的PEDF表達明顯下降。②隨著年齡的增長，RPE功能衰退的一個重要原因為RPE細胞吞噬和代謝的作用減退，其主要表現在：黑色素顆粒的作用是不僅是吸收光、最小化光的分散，而且在光照條件下對RPE細胞及視網膜神經細胞都有重要保護作用[22]，表現為：不僅對光具有吸收作用及在光損傷中的抗氧化作用，而且還作為一個基本的穩定器，能夠綁定視網膜內的毒性物質。但隨著年齡的增長，RPE細胞內黑色素不斷減少，且藍光誘導黑色素光漂白的現象會隨著年齡增加[23]，并且周邊及底部的脂褐素卻不斷積聚，特別是黃斑部積聚最多，RPE細胞內脂褐素的含量的多少則反應了細胞老化的程度。其含量在RPE細胞中達到了一定水平后會引起細胞功能的降低，表現為容易引起脂質過氧化反應，蛋白質氧化，溶酶體破壞等一系列反應。因此，在AMD眼中，隨著黑色素數量減少，而脂褐素不斷增多，使得RPE細胞功能障礙，從而影響視網膜正常生理功能[24]。

脂褐素在人眼RPE細胞內，光感受器外節末端不斷脫落的膜盤是脂褐素形成的主要底物，外節膜盤被RPE細胞吞噬后僅部分被酶消化，殘余的部分積累下來即為脂褐質。人在幼年時，RPE內的脂褐質很少，但隨著年齡增長，RPE內脂褐質會逐漸增多。張娟美等[25]研究使體外培養的老年牛RPE細胞吞噬負荷量的感光細胞外節段后發現RPE細胞發生凋亡，并且細胞凋亡的數量與試驗劑量的增加和時間的延長呈正相關。有研究表明[26，27]，干性AMD有脂褐素的過度積累。脂褐素由蛋白質、脂性物質，還有碳水化合物等多種成分組成，但其主要成分為N視黃基N視黃乙醇胺（A2E）。A2E是親脂性陽離子，由視黃醛和乙醇胺反應緩慢形成。它對RPE細胞功能的損傷主要體現在4方面：⑴降低RPE細胞的抗氧化能力。有研究表明[28]體外培養的吞噬了脂褐素顆粒的RPE細胞相比未吞噬脂褐素顆粒的RPE細胞，對抗氧化物歧化酶和過氧化氫酶的抗氧化能力降低了60%。⑵光照損傷會通過A2E誘導RPE細胞損傷及發生凋亡。Sparrow等研究[29]發現，加入了不同濃度A2E的人RPE細胞培養基經藍光照射15s到60s后，凋亡細胞的數量呈現光照時間和A2E濃度依賴方式。相反，未經過藍光照射的RPE細胞或雖然經過藍光照射但不含有A2E的RPE細胞存活了下來。⑶A2E能抑制溶酶體對代謝物質的降解，降低RPE細胞的吞噬能力，這也是脂褐質形成的關鍵因素，從而增加了視網膜光化學毒性。Sundelin等[30]在含有脂褐素的RPE細胞培養基（實驗組）中及不含有脂褐素的RPE細胞培養基（對照組）中加入德克薩斯紅標記的牛光感受器外節膜盤，1個月后發現對照組細胞胞漿內含有大量紅色熒光，而實驗組熒光量卻很少。⑷A2E能夠破壞RPE細胞膜結構。A2E是由一份子氨基乙醇和兩分子視黃醛合成，分子結構具有一個親水的頭部和兩個疏水的尾部和，如同去污劑一樣破壞生物膜的完整性。

3 氧化應激

盡管AMD被公認為是一個多因素疾病，但氧化應激仍具有重要的作用。活性氧（ROI）是一類由氧形成，在分子組成上含有氧但化學性質反倒比氧自身還活潑的物質總稱，而視網膜為ROS的產生提供了一個比較理想的環境：⑴視網膜對氧的消耗量遠高于機體其他組織，并且RPE層位于視網膜和脈絡膜毛細血管之間的解剖結構，使其所處的環境中氧分壓極高；⑵視網膜神經上皮層和視網膜色素上皮含有豐富的光敏劑；⑶在視網膜內RPE細胞吞噬并消化富含多不飽和脂肪酸的光感受器細胞外節，而不飽和脂肪酸在高氧的環境中很容易被氧化，并且直接暴露于可見光下的條件下，從而引起一連串氧化反應，產生了大量ROS。有研究發現[31]：在AMD的病程中，氧化應激損傷的因素的增加會加重病情，而減少氧化應激損傷的因素則病情能夠得到延緩。

氧化損傷對RPE細胞的損害主要體現在以下4個方面：⑴氧化損傷會嚴重影響RPE細胞某些功能蛋白的表達。陳麗等[32]研究發現，H2O2能夠促進基質金屬蛋白酶的表達，并且抑制基質金屬蛋白酶抑制劑的表達，從而導致AMD時Bruch膜增厚、玻璃膜疣的形成，而骨形態發生蛋白-6可以抑制基質金屬蛋白酶的表達，促進基質金屬蛋白酶抑制劑的表達，從而阻止H2O2的氧化損傷作用。⑵在氧化應激狀態下，線粒體DNA更容易發生基因序列變化、線粒體膜電位下降及凋亡因子釋放，從而發生線粒體功能障礙，誘導并促進RPE細胞凋亡。Feher等[33]研究表明：AMD患者視網膜中存在的線粒體DNA異常程度與AMD病理改變呈高度相關性，這提示AMD的發生和發展中線粒體DNA損傷起著至關重要的作用。趙穎等研究[34]發現：H2O2產生的氧化損傷會導致人RPE細胞生長停滯及產生凋亡，其造成的細胞衰老的機制可能與一系列氧化損傷造成的線粒體膜電位降低從而導致的RPE細胞線粒體代謝障礙以及Cappse-9介導的線粒體凋亡途徑有關。⑶通過脂褐素中A2E介導的光照損傷引起RPE細胞凋亡。Sparrow等研究[35]發現，經過藍光照射后的處于有氧環境中的RPE細胞較處于無氧環境中的RPE細胞死亡的細胞數量明顯增多，并且如果在有氧環境中的細胞培養基中添加抗氧化劑，則細胞死亡的數量會有所下降。⑷RPE細胞發生氧化損傷后，細胞內miRNA的表達發生明顯變話，而差異性表達的miRNA在細胞內會通過調節抗氧化反應等途徑減緩AMD的發生發展。梁厚成等[36]用H2O2作用RPE細胞后，發現作用前后RPE的miRNA表達存在明顯差異。miRNA作為轉錄后水平的調節分子，很可能參與調節AMD的細胞氧化應激反應，Fas配體是一種與ROS介導有關的凋亡誘導配體，而Fas又是miRNA-23a直接作用的靶基因，研究發現H2O2能誘導RPE細胞Fas表達上調，而miRNA-23a可以減弱這一過程[37]。

3.1 光照損傷 Noell等研究[38]發現，光照損傷是AMD的致病因素之一。光照損傷導致AMD是通過光照損傷造成RPE細胞功能障礙甚至凋亡，且隨著光暴露能量的增加，其造成的損傷程度隨之加重[39]。人眼接受的光照包括可見光（400-750nm）和紫外光（100-400nm），波長小于340nm的紫外光雖然為高能光波，但由于眼球屈光介質角膜和晶狀體的有效濾過，最終到達視網膜的不足1%，因此紫外光不易對視網膜造成損傷。但是，黃斑區的視錐細胞最大吸收光譜是440nm，它對藍光最為敏感，因此，波長在400nm左右的近藍光的光波因為能量高，容易造成較嚴重的視網膜損傷。Boulton[40]研究發現藍光可誘導黑色素小體發生光化學反應從而產生ROS，從而損傷RPE。Davies等[41]的研究顯示：暴露于390-550nm波長的可見光下6小時的體外培養的RPE細胞，其細胞線粒體活性相比對照組有所下降。Sparrow等發現藍光照射含有脂褐素的RPE細胞后可以直接造成細胞DNA損傷，且隨著光照持續時間的延長，損傷逐漸加重[42]。作為G蛋白偶聯的主要信號通路，cAMP-PKA信號通路在調節細胞增殖與分化過程中發揮著重要作用，楊薇粒等[43]研究顯示，RPE細胞暴露于藍光中可導致細胞cAMP-PKA信號通路進行性下調，，誘導其凋亡發生。而仇晶晶等[44]用UVR光源（350-450nm）約5mw/cm2長期照射實驗兔眼，植入濾藍光型變色人工晶體的兔眼與植入普通人工晶體的兔眼相比，前者視網膜細胞未出現明顯凋亡表現，而后者視網膜細胞出現明顯凋亡表現。由此可見，光線尤其是藍光導致RPE細胞早期的損傷，是干性AMD的重要危險因素。

3.2 炎癥與免疫 干性AMD的臨床特點之一為玻璃膜疣的形成，并且在玻璃膜疣和黃斑區視網膜組織中發現多種炎性物質，其主要有補體成分，樹突狀細胞突、C反應蛋白、補體調節蛋白、糖基化終末產物、視網膜色素上皮脫落的細胞碎屑、免疫球蛋白、脂褐素、免疫復合物、玻璃體結合蛋白及纖維蛋白等[45]。有研究顯示AMD的發生與C反應蛋白的升高呈正相關[46，47]，提示在干性AMD發病過程中存在免疫炎癥反應的參與。在免疫系統的光毒性反應中，眼內脈絡膜血管中樹突狀細胞的細胞碎片會吸引巨噬細胞聚集，引起局部自身免疫反應從而導致慢性炎癥[48]。但是，有研究[49]發現抗氧化劑能在局部保護RPE和光感受器不受光毒性損傷。由此可見，AMD的慢性炎癥與光毒性反應之間存在相互聯系，其一，光感受器外節的不飽和脂肪酸被光照射后會釋放出花生四烯酸，從而形成前列腺素及白三烯等炎癥因子，這些炎癥因子會引起巨噬細胞聚集；其二，光毒性反應會引起RPE細胞和光感受器的凋亡，產生的凋亡小體又會引起膠質細胞聚集，并且它們是形成玻璃膜疣的底物，從而激活樹突狀細胞，而樹突狀細胞的細胞碎片又會吸引巨噬細胞聚集，造成視網膜內炎癥反應。RPE細胞是分泌叢生蛋白的主要細胞，并且叢生蛋白也是玻璃膜疣的主要蛋白成分之一，有研究發現[50]，在異常炎癥相關因子聚集的情況下，叢生蛋白能夠阻止相關蛋白的聚集反應，抑制炎癥反應中C5b-9膜攻擊復合物的形成，從而抑制炎癥反應。

3.3 吸煙及黃斑色素 有研究表明[51，52]，與不吸煙者相比，吸煙者發生干性AMD的相對危險度是2.54。Fujihara等[53]發現在動物模型中，長期慢性吸煙容易造成RPE細胞膜折疊，細胞內出現空泡結構、視網膜中Bruch膜增厚等超微結構的改變，RPE細胞的這些改變和早期AMD中RPE細胞凋亡的特征性病理改變相一致。

Evans[54]研究提示吸煙會通過氧化應激的方式損傷黃斑區的視網膜。香煙中引起氧化應激損傷的物質主要有丙烯醛、氫醌以及金屬鎘，并且有研究[55，56]證實這些物質參與了RPE細胞損傷。并且吸煙者血漿中的增加的煙堿和可鐵寧還會激活視網膜內的磷脂酶A2，產生花生四烯酸，從而形成前列腺素及白三烯等炎癥因子，加重視網膜局部炎癥反應，促進AMD的發展。同時，吸煙也會造成眼球內脈絡膜血流動力學發生改變，主要表現為：①慢性煙霧容易改變血液凝固動力學和纖維蛋白結構，二者相互作用易于發生局部血栓[57]；②香煙可激活α-腎上腺素能受體，從而引起脈絡膜局部血流量減少。

黃斑色素主要存在于黃斑區視網膜，它包括葉黃素和玉米黃素，二者均屬于含氧的類胡蘿卜素，需從體外攝入，人體自身無法合成[58，59]。黃斑色素不僅能夠吸收高能的短波藍光，而且還能夠抑制ROS對視網膜的氧化損傷。有研究發現[60，61]，服用葉黃素對AMD患者的病情有一定延緩作用。

4 局部血流灌注

隨著年齡的增長，組織學檢查可見眼部動脈硬化，血管管壁增厚，脈絡膜毛細血管區域減少，并且毛細血管之間的結締組織增寬，尤其顯著的改變是黃斑光反射區下的脈絡膜毛細血管床減少，這些改變均提示AMD有可能是因缺血導致。血流參數中阻力指數（RI）和搏動指數（PI）反應的是血管內血流阻力的大小[62]，收縮期峰值流速（PSV）能夠反應血管充盈程度和血流供應強度，而舒張末期最大血流速度值（EDV）反應的是遠端組織的血液灌注狀態，RI、PI越大，說明血管內血流阻力越大，PSV越大，說明血管內血流供應充足，EDV明顯下降，提示遠端組織的血供不足。有研究顯示[63]，AMD患者與健康人相比，視網膜中央動脈（CRA）和睫狀后動脈（PCA）血流動力學變化具有顯著性差異 （P＜0.05），表現為PSV降低、EDA變緩、RI、PI值增加（P＜0.05）。 并且有調查顯示：糖尿病患者AMD的發病率是無糖尿病病史的2.5倍，這可能和糖尿病患者的持續高血糖狀態使得微循環功能較差有關，在視網膜部表現為血流量減少及速度減低，容易導致黃斑區部分微血管阻塞，造成神經節細胞凋亡，最終導致中心視力的降低[64]。

總結：我國干性AMD患者日益增多，但對其有效治療手段卻很少。因此，其發病機制也越來越引起人們的關注。RPE細胞損傷被認為是其始動環節。上述光照損傷，炎癥反應，脂褐素積累，玻璃膜疣的形成，氧化損傷以及局部血流關注改變均會造成RPE細胞損傷，促進干性AMD形成。雖然干性AMD發生機制的研究取得了一定進展，但是仍有許多不清楚的地方，如脂褐質的沉積受什么信號機制調控、可以用什么方法來減少脂褐質的沉積等，還需要更深入的研究。本綜述以期為干性AMD的治療和更早期的干預提供幫助。