基因檢測在糖尿病視網(wǎng)膜病變中的研究新進展

關(guān)瑞娟，李 凌，晏 鑫，高添鵬

0 引言

隨著精準醫(yī)學的發(fā)展，基因檢測技術(shù)越來越多地應用于臨床診療過程中，尤其在疾病的診斷、治療及預后的過程中能夠提供很多幫助[1-3]。近年來，基因檢測技術(shù)在糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)中也有一定的發(fā)展[4-5]，主要應用于預測個體發(fā)生DR的風險及后續(xù)個性化治療方案的制訂。因此，我們針對基因檢測技術(shù)能夠檢測的DR相關(guān)基因位點進行簡單綜述。

1 血管內(nèi)皮生長因子基因

血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是DR形成新生血管的主要因素[6]。在增殖性DR的病理過程中形成新生血管，此過程的關(guān)鍵因素是VEGF[7]，DR患者玻璃體和血管組織中VEGF水平升高[8-9]。VEGF經(jīng)處理后得到兩個相反功能的亞型：促血管生成因子(VEGF165a)與抗血管生成因子(VEGF165b)[10]。Suman等發(fā)現(xiàn)這兩種亞型之間的差異與DR的嚴重程度相關(guān)，而且VEGF165a和VEGF165b之間的不平衡性與黃斑中心凹厚度是正相關(guān)的，兩者間的不平衡將破壞視網(wǎng)膜正常結(jié)構(gòu)，最終導致視力損害[11]。VEGF是DR的主要危險因素目前已達成了共識，通過調(diào)節(jié)VEGF165的表達水平從而影響VEGF的表達[12]。因此，糖尿病患者尚未發(fā)生DR時，我們是否可以應用基因檢測技術(shù)對VEGF165的表達進行檢測，來判斷DR的預后，并及時給予干預性治療，這有望成為治療DR的一個新方法。

2 醛糖還原酶基因

醛糖還原酶(aldose reductase，AR)是多元醇途徑中的第一個限速酶[13]。當細胞中有過量的葡萄糖時，AR會將葡萄糖轉(zhuǎn)化為山梨糖醇，山梨糖醇積累過多時會升高滲透壓，對視網(wǎng)膜細胞產(chǎn)生有害作用，導致視網(wǎng)膜病變[14]。因為AR被認為與DR的發(fā)生密切相關(guān)，所以AR抑制劑(ARIs)的研究受到了廣泛的關(guān)注。秘魯?shù)腟eung等發(fā)現(xiàn)單性艾菊(tanacetum partheniun，TP)及其活性成分對AR具有較高的抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，蝦青素(astaxanthin，ATX)是一種高效的天然抗氧化劑，ATX對視網(wǎng)膜細胞損傷具有保護作用[15-16]。Maha等對沙鼠動物模型和細胞培養(yǎng)進行造模，發(fā)現(xiàn)AR的活性明顯升高，在經(jīng)過ATX處理后，AR的活性顯著下降，這表明ATX抑制了AR的活性，可以用于DR的預防和早期的治療[17]。上述研究從自然產(chǎn)物中尋找AR的抑制劑，并且具有高效、安全的特點。因此，我們是否可以應用基因檢測技術(shù)，將AR抑制劑應用于DR的預防和治療呢？這有待于進一步研究。

3 糖基化終末產(chǎn)物受體基因

長期高血糖可以導致糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation endproduct，AGE)和糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation endproduct，RAGE)的激活[18]，AGE與RAGE結(jié)合可導致細胞內(nèi)氧化應激，產(chǎn)生氧自由基[19]。研究發(fā)現(xiàn)，DR患者的RAGE蛋白表達水平顯著升高[20]。AGE或RAGE的異常改變會影響DR的發(fā)生和發(fā)展[21]。Kan等[22]發(fā)現(xiàn)RAGE甲基化可減輕視網(wǎng)膜炎癥，而DR患者RAGE基因啟動子的甲基化率明顯低于健康人。研究發(fā)現(xiàn)AGE/RAGE與DR有顯著的相關(guān)性，在RAGE被激活時會導致氧化應激，從而損傷視網(wǎng)膜，而將RAGE作為一個新的治療靶點進行研究時，發(fā)現(xiàn)天然植物中有較好的RAGE抑制劑[23-25]，對視網(wǎng)膜具有良好的保護作用，但具體有效成分的挖掘還需進一步研究。

4 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶基因

血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(angiotensin-converting enzyme，ACE)是腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)的組成部分，將血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)化為血管緊張素Ⅱ，在調(diào)節(jié)全身和腎臟循環(huán)中發(fā)揮重要作用[26]。Lu等的一項Meta分析結(jié)果表示，在漢族人群中，ACE-ID基因型與PDR相關(guān)，DR患者循環(huán)中的ACE水平較高，這意味著血清ACE水平升高可能是DR血管損傷的一個危險因素[27]。

5 一氧化氮合酶基因

一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)在高濃度時會產(chǎn)生較多的一氧化氮(NO)，而過量的NO導致形成過氧亞硝酸鹽[28]，會導致組織損傷、神經(jīng)變性、細胞凋亡和炎癥反應，這與DR和退行性疾病有一定的相關(guān)性。研究表明[29-30]，NOS基因多態(tài)性與糖尿病視網(wǎng)膜病變之間存在相關(guān)性。Othman等[31]發(fā)現(xiàn)NOS和緩激肽1型受體(bradykinin type 1 receptor，B1R)在DR的早期起著重要作用，B1R和NOS相互誘導，以促進糖尿病視網(wǎng)膜中氮的形成和炎癥反應，并提出B1R-NOS軸可能是治療DR的一種潛在方法。

6 色素上皮衍生因子基因

色素上皮衍生因子(pigment epithelium-derived factor，PEDF)是一種多功能、多效性分泌糖蛋白，在眼的不同細胞中均有表達，具有抗血管生成和抗氧化的作用[32]。PEDF水平與PDR的發(fā)生呈負相關(guān)[33]。作為血管生長抑制因子的典型代表，PEDF與VEGF的平衡在維持視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)及功能中具有重要意義[34]。PEDF是一種視網(wǎng)膜的保護性因子，PEDF與VEGF的平衡對于視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義，但在糖尿病視網(wǎng)膜病變的過程中這一平衡被打破，所以恢復視網(wǎng)膜內(nèi)PEDF與VEGF的平衡對DR具有重要的治療意義。因此，可嘗試將PEDF作為新的靶點來進行DR治療的研究[35]。

7 對氧磷酶基因

對氧磷酶(paraoxonase，PON)[36],是一種高密度脂蛋白相關(guān)酶，包括酯酶活性和內(nèi)酯酶活性，能有效保護脂蛋白免于被氧化，而脂質(zhì)氧化可能在糖尿病微血管和大血管并發(fā)癥的發(fā)展中起重要作用，故PON現(xiàn)已被應用為糖尿病微血管并發(fā)癥的遺傳候選基因。據(jù)報道[37]，DR的早期發(fā)展與細胞外基質(zhì)蛋白表達增加有關(guān)，PON的增加可以減少細胞外基質(zhì)免受氧化，對視網(wǎng)膜具有保護作用。因此，是否可以將PON基因作為DR新的靶點來進行診斷或治療呢？這需要我們進一步的研究。

8 其他基因

除上述與DR密切相關(guān)的基因外，據(jù)報道稱膜結(jié)合蛋白(SLMAP SNP rs17058639)[38]、白介素-10基因啟動子592(IL-10 592)[39]、單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)A-2518G[40]、過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)rs1800206[41]等基因位點與DR發(fā)生發(fā)展也有不同程度的相關(guān)性，但需要以后有更大的樣本量來進行驗證。

9 小結(jié)

綜上所述，這些基因位點都與DR具有一定的相關(guān)性。得益于基因檢測，我們可以對這些基因位點進行早期篩查，實現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變的早發(fā)現(xiàn)、早治療；對于已經(jīng)確診的DR患者，通過基因檢測可進行不同分期的診斷，為患者提供個性化的生活方式建議和治療方案。這將是DR防治的一種新模式，這種模式能夠使每位DR患者受益，能夠使家庭和社會受益。當然，基因檢測也面臨一些困難，如檢測費用昂貴，使其只能用于實驗階段，短時期內(nèi)仍然無法廣泛應用于臨床診斷。因此，需要更多的臨床醫(yī)生和科研工作者進行更廣泛、更深入的研究，使基因檢測能夠更早地服務于臨床工作。