增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變的發(fā)病機(jī)制研究概況

余豐 張來(lái)林 潘金花 路雪婧

增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變(PVR)是長(zhǎng)時(shí)間的孔源性視網(wǎng)膜脫離或視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜修復(fù)術(shù)后,玻璃體腔、視網(wǎng)膜表面及視網(wǎng)膜下出現(xiàn)纖維增生膜,最終造成牽拉性視網(wǎng)膜脫離的一類疾病。其發(fā)生與增殖性糖尿病性視網(wǎng)膜病變(PDR)、裂孔源性視網(wǎng)膜脫離、眼穿孔傷等眼病有關(guān),是導(dǎo)致視網(wǎng)膜手術(shù)失敗及患者致盲的主要原因。

1 PVR形成的發(fā)病因素及實(shí)質(zhì)

PVR的發(fā)生和發(fā)展過程是體內(nèi)外多種因素共同作用的結(jié)果。根據(jù)目前的研究認(rèn)為以下因素常作為引發(fā)PVR的高風(fēng)險(xiǎn)因素[1-2]：①長(zhǎng)期的裂孔性視網(wǎng)膜脫離;②大范圍及過強(qiáng)的冷凝;③伴有脈絡(luò)膜脫離的視網(wǎng)膜脫離;④玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)術(shù)后;⑤2個(gè)象限以上的視網(wǎng)膜脫離,超過3個(gè)視盤面積的視網(wǎng)膜裂孔以及巨大視網(wǎng)膜裂孔等;⑥嚴(yán)重眼穿孔傷。

PVR形成的實(shí)質(zhì)是機(jī)體對(duì)視網(wǎng)膜損傷的生理性過度修復(fù)過程的延伸。作為損傷的修復(fù)過程,可劃分為炎癥期、細(xì)胞增殖期和瘢痕期三個(gè)階段[3]。在此過程中各種體內(nèi)的細(xì)胞及因子均參與了PVR的形成。

2 PVR相關(guān)細(xì)胞學(xué)研究

研究表明,PVR的發(fā)生機(jī)制是以細(xì)胞介導(dǎo)為主的病理過程[4]。大量組織病理學(xué)及免疫組織化學(xué)表明,PVR增殖的主要成分為纖維細(xì)胞組織,其中包括視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及多種細(xì)胞外基質(zhì)[5]。在正常的情況下細(xì)胞的增殖和凋亡始終保持著一種動(dòng)態(tài)平衡,但因視網(wǎng)膜發(fā)生裂孔、外傷或眼內(nèi)炎癥等病理情況下,血-視網(wǎng)膜屏障遭到破壞,RPE細(xì)胞、血漿成分及各種細(xì)胞因子的作用下,眼內(nèi)細(xì)胞的增殖與凋亡遭到破壞,增殖過高或凋亡過低都會(huì)造成PVR病理過程的發(fā)生。

2.1 視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞

正常情況下,視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞(RPE)處于靜止或有絲分裂過度減慢狀態(tài),且完全貼附于光感受器與Bruch膜之間。研究表明視網(wǎng)膜發(fā)生裂孔或眼內(nèi)炎癥時(shí),血-視網(wǎng)膜屏障遭到破壞,RPE細(xì)胞從原來(lái)位置發(fā)生分離進(jìn)入玻璃體腔及視網(wǎng)膜前后面,且部分細(xì)胞被激活。由于血-視網(wǎng)膜屏障的破壞,血漿物質(zhì)進(jìn)入眼內(nèi)造成眼內(nèi)微環(huán)境發(fā)生變化,促使RPE細(xì)胞發(fā)生移行、增殖及釋放多種細(xì)胞因子趙鶯等[6]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)發(fā)生視網(wǎng)膜脫離或裂孔后,RPE 細(xì)胞將從原有的位置脫離并向玻璃體腔及視網(wǎng)膜下移行聚集,并在多種炎性細(xì)胞的刺激下表達(dá)并刺激產(chǎn)生多種細(xì)胞因子。RPE細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子亦會(huì)反過來(lái)作用于RPE細(xì)胞使之增殖分化移行,從而導(dǎo)致RPE細(xì)胞的增殖失控,形成惡性循環(huán)。如研究發(fā)現(xiàn)[7],當(dāng)發(fā)生炎癥、外傷以及視網(wǎng)膜脫離,血-視網(wǎng)膜屏障遭到破壞的情況下,血漿中的FGF則會(huì)對(duì)RPE細(xì)胞的生長(zhǎng)表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)作用,致使RPE細(xì)胞發(fā)生遷移、轉(zhuǎn)化、增殖、收縮等。研究[8]還發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)因子PDGF可以促進(jìn)人RPE細(xì)胞的α平滑肌動(dòng)蛋白的表達(dá),促使RPE細(xì)胞的轉(zhuǎn)型,是部分RPE細(xì)胞在PDGF的作用下轉(zhuǎn)化為肌成纖維樣細(xì)胞,對(duì)PVR的發(fā)生和發(fā)展起重要的作用。

2.2 成纖維細(xì)胞

成纖維細(xì)胞作為PVR增值膜的主要組成部分之一,在PVR的形成過程中起到重要的作用。在PVR的細(xì)胞遷移增殖期,經(jīng)各種生產(chǎn)因子、白細(xì)胞介素、黏附因子及其他因素的刺激下,作為PVR形成的主要效應(yīng)細(xì)胞,成纖維細(xì)胞通過有絲分裂大量增殖,合成和分泌大量的膠原和細(xì)胞外基質(zhì),而后者將參與組織的修復(fù)作用,成為PVR形成的重要因素之一。實(shí)驗(yàn)研究[9]通過將兔結(jié)膜成纖維細(xì)胞注入兔玻璃體腔內(nèi),成功誘發(fā)了兔的PVR產(chǎn)生,進(jìn)而說明成纖維細(xì)胞在PVR形成過程中起了重要作用。

3 PVR與細(xì)胞外基質(zhì)研究

細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)是填充于細(xì)胞間的物質(zhì),其成分包括水、電解質(zhì)、膠原、黏連糖蛋白等,共同構(gòu)成了細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境。ECM對(duì)細(xì)胞、組織具有支持作用,除此之外還能影響細(xì)胞的形態(tài),調(diào)控細(xì)胞的正常代謝、遷移及增殖分化等[10]。以往的研究發(fā)現(xiàn),各種細(xì)胞及因子都能對(duì)ECM的形成產(chǎn)生影響。ECM的生長(zhǎng)與降解收到多種因素調(diào)控,特別是免疫活性細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞等通過自分泌、旁分泌機(jī)制調(diào)整間質(zhì)細(xì)胞合成和分泌ECM成分。在PVR形成的初始階段,由于外傷、視網(wǎng)膜裂孔、網(wǎng)脫術(shù)后及手術(shù)時(shí)冷凝、光凝作用導(dǎo)致組織受損,血管損傷,血-視網(wǎng)膜屏障作用破壞,進(jìn)而導(dǎo)致炎性細(xì)胞及RPE細(xì)胞的遷移、釋放,同時(shí)相應(yīng)的細(xì)胞因子產(chǎn)生,導(dǎo)致ECM的代謝平衡狀態(tài)遭到破壞,細(xì)胞生長(zhǎng)的外環(huán)境發(fā)生改變,這時(shí)ECM能引導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)一步遷移,調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)分化。在與各種細(xì)胞因子的相互作用中促進(jìn)和導(dǎo)致PVR的發(fā)生和發(fā)展。纖維粘連蛋白(FN)作為細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分,由多種細(xì)胞分泌,是多種正常組織和基底膜的成分,RPE細(xì)胞、成纖維細(xì)胞均能合成FN。而研究表明[11]FN對(duì)RPE細(xì)胞及成纖維細(xì)胞具有趨化作用,促進(jìn)細(xì)胞與細(xì)胞,細(xì)胞與作用物之間粘連附著,形成支架作用。

4 PVR相關(guān)細(xì)胞因子研究

細(xì)胞因子在PVR的發(fā)生、發(fā)展過程中具有突出的貢獻(xiàn),能促進(jìn)PVR相關(guān)細(xì)胞的生長(zhǎng)活動(dòng),同時(shí)當(dāng)視網(wǎng)膜發(fā)生炎癥、裂孔等血-視網(wǎng)膜屏障破壞時(shí),RPE細(xì)胞向玻璃體腔及視網(wǎng)膜前后面移行,在各種炎癥介質(zhì)的作用下亦會(huì)釋放多種細(xì)胞因子。研究發(fā)現(xiàn)[12],各種細(xì)胞因子對(duì)RPE細(xì)胞分化、聚集、趨化及細(xì)胞外基質(zhì)的構(gòu)建方面具有重要作用,從而造成RPE細(xì)胞增殖失控,形成惡性循環(huán)。

4.1 白細(xì)胞介素(IL)

多種實(shí)驗(yàn)表明[13-15]PVR患者視網(wǎng)膜下液IL-1、IL-6、IL-8的濃度是正常檢驗(yàn)對(duì)照組的2倍或更高。白細(xì)胞介素-1位重要的炎性細(xì)胞因子之一,主要由活化的單核-巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)[16],在PVR的發(fā)生、發(fā)展中,IL-1能與TNF-2、IL-8一起參與介導(dǎo)炎癥反應(yīng),誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞活化,促進(jìn)其增生,并能促進(jìn)成纖維細(xì)胞增生,使其分泌合成膠原及細(xì)胞外基質(zhì),從而在組織損傷修復(fù)進(jìn)程中起重要作用。白介素-6作為一種多功能的細(xì)胞因子,常由多種細(xì)胞分泌,如巨噬細(xì)胞、RPE細(xì)胞等。在PVR形成早期,IL-6起到炎癥和免疫反應(yīng)的放大作用。Kon等[17]發(fā)現(xiàn)術(shù)后并發(fā)PVR的患者玻璃體腔內(nèi)IL-6明顯高于術(shù)后無(wú)此并發(fā)癥者。白細(xì)胞介素-8為一種低分子蛋白,RPE細(xì)胞在激活的狀態(tài)下可釋放IL-8,其在PVR啟動(dòng)階段的炎癥期起著重要的趨化作用,Arsunger等[18]研究發(fā)現(xiàn)40%PVR患者的玻璃體腔內(nèi)有IL-8的表達(dá),而在正常對(duì)照眼玻璃體腔內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)。

4.2 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)

轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子是一類具有多功能的多肽類生長(zhǎng)因子,主要可分為TGF-α和TGF-β兩大類。研究表明,TGF具有促進(jìn)RPE細(xì)胞的成纖維細(xì)胞樣轉(zhuǎn)化作用,同時(shí)能夠抑制RPE細(xì)胞中Ⅰ型膠原的合成,最終導(dǎo)致組織纖維的發(fā)生[19]。TGF-α主要由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生,因與表皮生長(zhǎng)因子的受體類似而發(fā)揮相似的作用；而研究發(fā)現(xiàn)TGF-β與PVR的關(guān)系較為密切,它能參與急性反應(yīng),在細(xì)胞黏附及細(xì)胞間的相互作用中發(fā)揮重要作用,同時(shí)對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的形成、修復(fù)以及成分的改變具有重要作用,是PVR形成的重要因素。高軍等[20]通過對(duì)PVR患者與正?；颊卟Ａw腔中TGF-β2分析比較發(fā)現(xiàn),PVR患者玻璃體中TGF-β2濃度明顯高于正常對(duì)照組,同時(shí)發(fā)現(xiàn)TGF-β2濃度隨視網(wǎng)膜增生程度加重而升高。高自清等[21]通過不同濃度的TGF-β1對(duì)體外培養(yǎng)的人眼眶成纖維細(xì)胞進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)在一定濃度范圍內(nèi)的TGF-β1具有促進(jìn)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。

4.3 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)

FGF是一種具有多種活性的多肽類生長(zhǎng)因子,有兩種類型,分別為堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)和酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(aFGF)。具有誘導(dǎo)眼內(nèi)炎性細(xì)胞移行和增殖的作用。以往的報(bào)道表明bFGF對(duì)PVR的形成過程中伴有重要角色。Cassidy等[22]通過研究發(fā)現(xiàn),FGF在PVR中的濃度明顯較沒有PVR患者中偏高,表明FGF參與了PVR的病理形成過程。同時(shí)報(bào)道表明[23]bFGF在PVR的形成過程中具有調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)的合成與降解,對(duì)RPE等細(xì)胞具有趨化和促進(jìn)增殖作用,同時(shí)可刺激成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原,促進(jìn)組織的損傷修復(fù)。

4.4 血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)

PDGF常由血小板激活時(shí)產(chǎn)生,對(duì)各種間質(zhì)和膠質(zhì)細(xì)胞具有廣泛的趨化性和促有絲分裂性。主要的生物學(xué)作用表現(xiàn)為對(duì)生長(zhǎng)停滯于G0和G1期的細(xì)胞能產(chǎn)生刺激作用,促進(jìn)其進(jìn)入增殖周期。在PVR的形成中,由于血-視網(wǎng)膜屏障的破壞,血清中PDGF進(jìn)入玻璃體及視網(wǎng)膜下,參與各種細(xì)胞增殖分化進(jìn)程。研究發(fā)現(xiàn)[24]PDGF可促進(jìn)人RPE細(xì)胞的α平滑肌動(dòng)蛋白的表達(dá),促進(jìn)RPE細(xì)胞的轉(zhuǎn)型,同時(shí)還能促進(jìn)成纖維細(xì)胞合成和沉積膠原,可見PDGF在PVR的形成中具有重要作用。

4.5 腫瘤壞死因子(TNF)

腫瘤壞死因子(TNF)位機(jī)體內(nèi)的一種重要的炎癥因子,具有廣泛的生物學(xué)活性,可以促進(jìn)單核細(xì)胞浸潤(rùn),激活炎性細(xì)胞。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和來(lái)源可分為兩種類型。TNF-α和TNF-β。其中TNF-α由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。TNF-β由活化的T細(xì)胞產(chǎn)生。目前研究認(rèn)為TNF-α與PVR的形成具有密切的聯(lián)系。據(jù)報(bào)道表明,TNF-α在PVR的炎癥期是巨噬細(xì)胞分泌的重要炎性細(xì)胞因子,能刺激細(xì)胞加強(qiáng)與局部的炎癥反應(yīng),產(chǎn)生免疫球蛋白,同時(shí)協(xié)調(diào)其他生長(zhǎng)因子的增殖作用,參與凋亡細(xì)胞的增殖與凋亡的調(diào)節(jié)作用。同時(shí)認(rèn)為[25]TNF-α能夠誘導(dǎo)RPE細(xì)胞表達(dá)的α1和α型整合素,使其表達(dá)量異常增高,進(jìn)而有助于RPE細(xì)胞在PDGF的作用下發(fā)生遷移,最終促進(jìn)PVR的形成。

4.6 肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)

肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)是一種多肽生長(zhǎng)因子,能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)和細(xì)胞形態(tài)的改變,對(duì)肝細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、造血細(xì)胞等多種細(xì)胞生長(zhǎng)及形態(tài)維持具有促進(jìn)作用。在眼內(nèi)表現(xiàn)為能刺激RPE細(xì)胞的遷移和生長(zhǎng)。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)PVR增殖膜上具有HGF的表達(dá)[26]說明HGF的表達(dá)量與PVR的發(fā)生具有密切的聯(lián)系。廖海芳等[27]研究發(fā)現(xiàn),隨著PVR病情加劇、玻璃體混濁情況加重及相應(yīng)病程的延長(zhǎng),HGF的表達(dá)出現(xiàn)上升的趨勢(shì)。

4.7 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)為一種分泌型堿性蛋白分子,它是內(nèi)皮細(xì)胞的特異性有絲分裂原,能夠促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖,是一種有效的血管形成和血管通透性誘導(dǎo)因子,RPE細(xì)胞常作為其分泌細(xì)胞之一。以往的研究表明,視網(wǎng)膜是眼部唯一有VEGFmRNA表達(dá)的組織[28]。而近年的研究發(fā)現(xiàn)[29],在PVR的增值膜及視網(wǎng)膜前膜中也出現(xiàn)VEGF受體mRNA的表達(dá)。韓金棟等[30]通過實(shí)驗(yàn)比較了PVR與正常對(duì)照組中VEGF的質(zhì)量濃度,發(fā)現(xiàn)在PVR中VEGF分泌增高,這進(jìn)一步提示了VEGF可能參與了PVR的形成過程。

4.8 色素上皮衍生因子(PEDF)

色素上皮衍生因子(PEDF)是一類具有多種活性的蛋白質(zhì),是人及動(dòng)物眼內(nèi)天然存在的一種蛋白質(zhì)。DNA序列分析顯示PEDF屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑基因超家族,但不具有抑制蛋白酶活性作用[31-32]。PEDF在眼部組織可由視網(wǎng)膜組織及睫狀上皮等細(xì)胞分泌,在正常的玻璃體腔內(nèi)可出現(xiàn)高表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)[33]PEDF具有很強(qiáng)的抑制新生血管的作用,是維持角膜、玻璃體等眼組織無(wú)血管形成的主要原因。在PVR形成方面,張晨明等[34]比較了不同PVR分級(jí)等級(jí)的玻璃體腔中PEDF的含量,發(fā)現(xiàn)各實(shí)驗(yàn)組中PEDF含量明顯高于對(duì)照組,且處于增生活躍期C期的PEDF含量明顯高于其他各級(jí),結(jié)果表明PEDF與PVR之間具有一定的關(guān)聯(lián)性。

5 PVR與基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的研究

基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一組參與細(xì)胞外基質(zhì)降解和合成的酶類。由于細(xì)胞的遷移、增殖、分化等一系列的功能活動(dòng)都受到細(xì)胞外基質(zhì)的影響,所以MMPs在組織的損傷修復(fù)過程中起了重要的作用。PVR作為眼內(nèi)組織損傷修復(fù)的過程,與MMPs有著密切的聯(lián)系。Webster等[35]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)MMPs-2、MMPs-3在PVR患者的視網(wǎng)膜前模及后膜中出現(xiàn),而不在正常的視網(wǎng)膜中出現(xiàn)。曾軍等[36]通過對(duì)PVR患者與正?；颊卟Ａw液中MMPs-2和MMPs-9進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)MMPs-2、MMPs-9在PVR患者玻璃體腔中均較正常玻璃體腔中含量高,因此推測(cè)MMPs與PVR的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。

6 結(jié)語(yǔ)

PVR的發(fā)生和發(fā)展是體內(nèi)外多種因素共同作用的結(jié)果,因其最終能造成牽拉性視網(wǎng)膜脫離。目前臨床上較多采用的是手術(shù)的方式治療PVR,手術(shù)僅能夠?qū)⒉∽兊脑鲋的とコ?但對(duì)預(yù)防和抑制細(xì)胞的增殖來(lái)阻止PVR的發(fā)生發(fā)展卻起不到作用,所以在手術(shù)的同時(shí)尋求結(jié)合有效的藥物治療PVR將能給病情帶來(lái)更大的改善。本文通過對(duì)PVR發(fā)病機(jī)制的研究將有助于為研制治療PVR藥物尋找新方向,為治療PVR提供新路徑。