炎癥在視網膜靜脈阻塞性黃斑水腫中的作用△

栗怡然 朱瑞琳 楊柳

視網膜靜脈阻塞(retinal vein occlusion，RVO)是一種常見的視網膜血管疾病，在年齡超過40歲的人群中，其發(fā)病率為1%～2%，世界范圍內RVO患者總數(shù)約為1600萬[1-2]。根據(jù)阻塞部位的不同，RVO可分為視網膜中央靜脈阻塞(central retinal vein occlusion，CRVO)、視網膜半側靜脈阻塞(hemilateral retinal vein occlusion，HRVO)及視網膜分支靜脈阻塞(branch retinal vein occlusion，BRVO)。各型RVO均可導致不同程度的黃斑水腫(macular edema，ME)，CRVO阻塞致ME的發(fā)生率高達55.9%，半側靜脈阻塞的發(fā)生率為43.3%，BRVO的發(fā)生率為39.3%[3]。ME是造成患者視力下降及致盲的重要原因，目前全球由于RVO導致的ME患者約300萬[4]。RVO導致的ME可以通過抗血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)注射、糖皮質激素或激光光凝治療。目前，關于RVO-ME的發(fā)生機制尚不完全清楚，可能有很多通路發(fā)揮作用。了解RVO-ME的發(fā)病機制和病理過程，對于進行正確有效地治療和保存視功能至關重要。研究表明，炎癥在RVO-ME的發(fā)生中發(fā)揮了重要作用。本文就炎癥在RVO-ME中的作用進行綜述。

1 RVO-ME的發(fā)病機制及病理生理

RVO繼發(fā)ME是由于疾病導致了內皮及外層血-視網膜屏障(blood-retinal barrier，BRB)的破壞，黃斑區(qū)細胞內和細胞外液體生成和引流平衡被打破，從而造成液體積聚，導致ME的發(fā)生。其發(fā)病機制非常復雜，有很多假說和通路可能參與其中，靜脈阻塞導致了局部或彌漫的視網膜缺血缺氧損傷，多種炎性介質的釋放，視網膜血管通透性增加，視網膜固有的免疫相關細胞活化等，免疫相關性炎癥在此過程中發(fā)揮了重要作用。

炎癥是機體受到損傷后固有免疫系統(tǒng)產生的保護性反應，是啟動損傷修復及維持穩(wěn)態(tài)的重要機制。研究表明，潑尼松龍可預防人工晶狀體眼囊樣黃斑水腫[5]。糖皮質激素通過減輕視網膜膠質細胞水腫、下調炎癥因子水平等途徑，減輕糖尿病ME程度[6]。非感染性葡萄膜炎ME患者的OCT圖像可見視網膜內存在高反光點。部分學者認為，這些高反光點可能是炎癥反應激活小膠質細胞產生的。炎癥控制后，高反光點數(shù)量有所減少[7]。這些研究均證明，ME的發(fā)生與炎癥密切相關。

RVO繼發(fā)炎癥的機制尚不完全清楚，目前已經發(fā)現(xiàn)的主要機制是由視網膜缺血缺氧介導的。RVO發(fā)生后，視網膜缺血缺氧誘導單核細胞趨化蛋白1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)、巨噬細胞炎性蛋白-1α(macrophage inflammatory protein-1α，MIP-1α)的表達，招募并激活循壞中的巨噬細胞[8]，激活的巨噬細胞可能通過視網膜中央動脈和視神經進入視網膜缺氧部位[9]。激活的巨噬細胞(小膠質細胞)釋放腫瘤壞死因子α(rumor necrosis factor α，TNF-α)，在炎癥發(fā)生中起到關鍵作用。TNF-α促使視網膜血管內皮細胞及膠質細胞合成IL-8、VEGF、堿性成纖維細胞因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、MCP-1等細胞因子[10]，啟動下游炎癥通路；并促進膠質細胞黏附在微血管周圍，誘導視網膜新生血管形成。

視網膜包含3種膠質細胞，位于內層視網膜的星形膠質細胞、小膠質細胞和圍繞在視網膜血管周圍、貫穿全層視網膜的Müller細胞(retinal Müller glial cell，RMG)。這3種膠質細胞與視網膜色素上皮(retinal pigment epithelium，RPE)細胞一起，參與內層或外層BRB的形成，維持正常的內外屏障結構和功能的完整性。RVO發(fā)生后，視網膜微環(huán)境改變和損傷發(fā)生，激活了視網膜膠質細胞，產生大量的細胞因子，促進炎癥反應，抑制抗炎機制，破壞BRB。在視網膜缺血-再灌注發(fā)生后，視網膜Müller細胞的生理性液體排出功能被抑制，細胞發(fā)生腫脹。此外，RVO發(fā)生后，毛細血管內壓力升高導致血管滲漏增加，局部血液形成湍流損傷血管內皮，繼發(fā)血栓形成，引起炎癥反應[12]。很多RVO患者本身存在動脈粥樣硬化，動脈粥樣硬化本身是一種慢性炎癥性疾病，血清脂質的升高導致血漿黏稠度增加，并影響血小板功能，最終造成血栓形成和血流停滯，引起視網膜靜脈阻塞，使局部視網膜缺血，形成慢性炎癥狀態(tài)，上調炎癥因子表達[13]。在對糖尿病大鼠模型的研究中發(fā)現(xiàn)，白細胞停滯與血管內皮損傷和BRB破壞有關，可能通過Fas(CD95)/Fas配體途徑發(fā)揮作用[14]。以下對各種免疫活性細胞及細胞因子在RVO-ME發(fā)生中的作用分別進行闡述。

2 免疫活性細胞

2.1 小膠質細胞(巨噬細胞)小膠質細胞是神經膠質細胞的一種，主要分布在神經纖維層、內核層和外核層，在視網膜細胞受損后可被招募和激活。生理狀態(tài)下，小膠質細胞位于血管周圍，可感受其所在位置的微環(huán)境。RVO發(fā)生后，視網膜缺血缺氧，誘導MCP-1、MIP-1α表達，招募并激活小膠質細胞。被激活后，小膠質細胞遷移到外層視網膜，可造成RPE功能受損，同時釋放大量細胞因子、趨化因子、神經營養(yǎng)因子及神經遞質。其中，部分細胞因子可促進血管通透性，如TNF、IL-1、NO和VEGF[15]。趨化因子CCL2(即MCP-1)既可直接由小膠質細胞產生，也可由RMG和RPE細胞在小膠質細胞釋放的IL-1β作用下產生[16]。小膠質細胞被激活后，可通過釋放神經遞質，影響RMG的形態(tài)、結構及功能，二者相互作用，在視網膜受到損傷后啟動和促進炎癥反應[17]。另外，小膠質細胞激活后，可抑制視網膜血管周圍抗炎介質的合成，從而加重炎癥反應[18]。

2.2 Müller細胞Müller細胞也是神經膠質細胞的一種，主要分布在外界膜與內界膜之間，構成視網膜內毛細血管的基底膜。在高眼壓及缺血缺氧狀態(tài)下，Müller細胞會產生多種反應。BRVO發(fā)生后，阻塞部位及周圍Müller細胞基因表達發(fā)生變化，促炎因子(如VEGF、氧自由基等)從阻塞部位擴散周圍組織，造成反應性膠質增生[19]。靜脈阻塞發(fā)生后，局部組織缺血缺氧。在缺血缺氧的情況下，Müller細胞膜上的鉀離子通道受到影響，導致鉀離子動態(tài)平衡紊亂，最終使細胞死亡[20]。水通道蛋白4(aquaporin-4，AQP4)是介導水轉運的通道蛋白，在視網膜中主要存在于Müller細胞膜。缺血缺氧造成Müller細胞受損，導致AQP4表達下降，影響生理性排水機制，造成液體蓄積[21]。多項研究表明，在應激狀態(tài)下，Müller細胞合成和釋放多種增加通透性的細胞因子(VEGF、IL-6、MCP-1等)及其他趨化因子[22-23]。Wilkinson-Berka等[24]發(fā)現(xiàn)，Müller細胞還可激活腎素-血管緊張素通路。在應激狀態(tài)下，Müller細胞自身也可發(fā)生腫脹，導致BRB的破壞[25]。

2.3 RPE細胞RPE細胞層是BRB的重要組成部分，其形態(tài)及功能影響到視網膜穩(wěn)態(tài)。RPE細胞代謝活躍，對氧含量變化非常敏感。在體外實驗中，缺氧環(huán)境誘導RPE細胞分泌VEGF增加，引起強烈的炎癥反應，分泌IL-6、IL-8等炎癥因子[26]。由此推測，RVO發(fā)生后可能通過相似途徑激活RPE細胞，引起炎癥反應。炎癥反應發(fā)生后，RPE細胞在受到肥大細胞脫顆粒作用，可表達Toll樣受體。TLR-4表達后，LPS誘導NF-κB激活，從而激活下游炎癥通路[27]。RPE細胞被激活后，也可表達P2X7受體。ATP是調節(jié)小膠質細胞功能的信號分子，P2X7受體可啟動ATP誘導的小膠質細胞趨化作用，促進炎癥反應的發(fā)生[28]。此外，RPE細胞產生一系列細胞因子和趨化因子，促使小膠質細胞在視網膜下聚集。小膠質細胞能破壞RPE細胞間的緊密連接，造成BRB的破壞[29]。

3 炎癥介質

多項研究顯示，RVO-ME患者玻璃體內和房水內炎癥介質水平明顯升高，而且其升高程度與黃斑水腫炎癥程度可能有關[30-31]。視網膜靜脈阻塞導致的缺血缺氧環(huán)境通過上述途徑激活各種免疫活性細胞，免疫活性細胞分泌多種細胞因子、趨化因子、血管緊張素、前列腺素、基質金屬蛋白酶、補體、IL、選擇素、血管細胞黏附分子(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)、細胞間黏附分子(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)等[11]。VEGF不僅促進新生血管形成，也增加血管通透性，在黃斑水腫的形成過程中起到重要作用。這些因子與免疫活性細胞共同參與了復雜的炎癥反應，部分機制仍尚不清楚。但可以肯定的是，上述炎癥介質通過各種機制，破壞了BRB結構和功能的完整性，并抑制排水功能，最終導致ME的發(fā)生。

3.1 補體補體C3是補體系統(tǒng)激活的關鍵角色，與體液免疫中選擇性識別特定抗原的功能有關。C3可以促進吞噬作用和局部炎癥反應，參與了RVO繼發(fā)的炎癥通路。Reich等[32]對RVO患者玻璃體內樣本進行蛋白質組學分析，發(fā)現(xiàn)RVO患者眼內C3水平升高。C1抑制物可調節(jié)激肽誘導的通透性改變。過敏毒素C3a和C5a可引起肥大細胞脫顆粒，從而增加通透性。Schraufstatter等[33]在體外實驗中發(fā)現(xiàn)，C5a可通過PI3K和Src激酶通路誘導內皮細胞退縮和增加細胞旁通透性。

3.2 TNF-αTNF-α是一種由巨噬細胞和T淋巴細胞產生的細胞因子，在炎癥反應及細胞凋亡中均發(fā)揮了重要作用。在RVO患者玻璃體腔中，TNF-α水平明顯升高[34]。將TNF-α注射入小鼠眼內，可導致BRB的破壞[35]。TNF-α主要通過2種途徑破壞BRB的完整性。一方面，TNF-α可激活各種通路，改變細胞連接，增加細胞間通透性[36-38]；另一方面，TNF-α可誘導細胞凋亡及細胞壞死，破壞RPE細胞層[39-40]。

3.3 IL-1βRVO患者房水中IL-1β水平較對照組明顯升高[41]。IL-1β可誘導可逆性視網膜炎癥反應，其機制主要是破壞內層BRB及招募白細胞。在兔眼中注射IL-1β后，可觀察到視網膜中內皮細胞連接被破壞[42]。在過表達IL-1β的轉基因小鼠中，VEGF可與IL-1β共同作用，破壞BRB和引起炎癥細胞浸潤[43]。在體外實驗中，可觀察到IL-1β直接作用于內皮細胞，誘導內皮細胞表達異常表達與凋亡、細胞周期、核因子-κB通路、免疫反應等相關基因[44]。IL-1β亦通過激活各種細胞通路改變通透性。

3.4 IL-6IL-6是一種重要的促炎因子，它可以直接或間接誘導多種炎癥因子的產生。RVO患者房水中IL-6水平較對照組明顯升高，其中CRVO患者升高更加明顯。在RVO-ME發(fā)生過程中，IL-6一方面通過誘導VEGF表達增加血管通透性，另一方面加重了RVO患者視網膜缺血程度[45]。在人類大腦微血管內皮細胞中，IL-6會抑制VE鈣黏蛋白、閉合蛋白和緊密連接蛋白-5的表達，改變細胞連接，從而增加細胞通透性[46]。

3.5 IL-8IL-8是一種由視網膜內皮細胞和膠質細胞合成的促炎因子，缺氧環(huán)境下IL-8水平升高。RVO-ME患者房水及玻璃體內IL-8水平均升高[47-48]。Yu等[49]用不同水平IL-8處理人類血管內皮細胞后，細胞間緊密連接的組成部分(ZO-1、緊密連接蛋白-5和閉鎖蛋白)的mRNA和蛋白質表達水平均下降，而下降程度與IL-8水平及時間有關。研究證明，IL-8通過改變內皮細胞緊密連接，從而增加內皮通透性。Petreaca等[50]對人類微血管內皮細胞的研究發(fā)現(xiàn)，IL-8還可通過激活VEGFR-2的途徑來改變內皮通透性。另有研究發(fā)現(xiàn)，伴有視網膜下積液的糖尿病ME患者玻璃體內的IL-8水平較不伴有視網膜下積液者更高。這從側面說明了IL-8增加了視網膜血管通透性，導致水腫產生[51]。

3.6 ICAM-1RVO-ME患者玻璃體內ICAM-1水平升高。ICAM-1主要介導細胞間黏附，其表達上調可引起中性粒細胞CD11a、CD11b及CD18表達增加，介導白細胞和視網膜內皮間的相互黏附。異常黏附可引起視網膜毛細血管滲漏和血液無灌注[52]。

3.7 MCP-1Fonollosa等[48]發(fā)現(xiàn)，RVO-ME患者玻璃體內MCP-1水平升高，其水平高于血漿中MCP-1水平。Yoshida等[53]發(fā)現(xiàn)，凝血酶可誘導RPE細胞中MCP-1的表達和分泌，說明炎癥反應繼發(fā)于血栓形成。研究發(fā)現(xiàn)，MCP-1可誘導小鼠大腦內皮細胞肌動蛋白細胞骨架的重組和緊密連接蛋白的改變，進而增加內皮通透性[54]。

3.8 VEGFVEGF家族包括VEGF-A、-B、-C、-D和-E，其中VEGF-A與ME的發(fā)生密切相關。VEGF主要由內皮細胞、周細胞、單核細胞和神經細胞表達，部分炎癥細胞亦可合成和釋放VEGF。RVO患者房水和玻璃體內VEGF-A、PGF、VEGFR-1和-2升高[47]。VEGF在ME發(fā)生中起重要作用，它不僅促進新生血管生成，也增加血管通透性，導致液體滲漏，引起炎癥反應。Moon等[55]建立增生性玻璃體視網膜病變動物模型時，在兔眼視網膜下注射VEGF。注射第2周時，出現(xiàn)了明顯的玻璃體炎癥；第4周時，炎癥進一步擴散。這證明了VEGF也在炎癥反應中發(fā)揮了作用。向眼內注射VEGF后，視網膜血管內皮細胞間的緊密連接被打開，內皮細胞胞飲功能增強，使液體向視網膜滲漏[56]。同時，VEGF還可通過上調ICAM-1以招募白細胞，以造成局部炎癥[57]。而多種炎癥細胞均有VEGF受體的表達。

3.9 PDGFR-αCehofski等[58]使用Ozurdex治療BRVO動物模型發(fā)現(xiàn)，眼內PDGFR-α水平明顯下降。在BRVO繼發(fā)ME患者房水中，PDGFR-α配體PDGF-AA水平高于對照組，PDGF-AA水平與ME的嚴重程度相關。PDGFR-α的作用機制可能是激活下游RAS-MAPK、PI3K和PLC通路。

綜上所述，炎癥在RVO-ME的發(fā)生發(fā)展中起到了重要作用。眼內固有免疫活性細胞與各種細胞因子組成復雜的炎癥通路，通過破壞血-視網膜屏障及抑制生理性排水功能，導致ME形成。未來需要對RVO-ME中的炎癥機制進行更加深入的研究，以期為臨床治療提供更多策略。