腫瘤壞死因子-α在年齡相關(guān)性黃斑變性中的研究進(jìn)展＊

尤雯 曹明芳

年齡相關(guān)性黃斑變性（age-related macular degeneration，AMD）為當(dāng)今全球排名第三的致盲眼疾。目前我國人口老齡化現(xiàn)象的日趨嚴(yán)峻，使得AMD成為我國中老年人視力及自主生活能力面臨的巨大威脅。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為AMD的形成的機(jī)制復(fù)雜，在病程的中晚期則分為干、濕兩類[1]。譚涵宇等[2]的實驗提示，以黃斑地圖狀萎縮為典型表現(xiàn)的干性AMD，能見到TNF-α促使感光細(xì)胞凋亡的痕跡。Cao等[3]的研究亦證明，高風(fēng)險基因型的AMD患者外周血清的TNF-α表達(dá)較正常人明顯增高，TNF-α在濕性AMD疾病發(fā)生發(fā)展中起重要作用，在其特征表現(xiàn)脈絡(luò)膜新生血管（choroidal neovascularization，CNV）的形成中尤其突出。

1 腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的結(jié)構(gòu)與功能

腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）是分離于單核-巨噬細(xì)胞系統(tǒng)中的細(xì)胞因子。它不僅能夠發(fā)揮介導(dǎo)免疫反應(yīng)的作用，調(diào)控細(xì)胞增殖分化、凋亡，而且在誘導(dǎo)炎癥及促進(jìn)細(xì)胞凋亡等方面的功能亦不可小覷。TNF-α是TNF超家族中體現(xiàn)生物學(xué)活性的主要成員，也是已知與多種炎性病癥發(fā)病緊密相關(guān)的一類促炎性細(xì)胞因子[4-5]。

TNF-α功能發(fā)揮依賴于與其特異性受體結(jié)合，腫瘤壞死因子Ⅰ型受體（tumor necrosis factor receptorⅠ，TNFR1）和腫瘤壞死因子Ⅱ型受體（tumor necrosis factor receptor Ⅱ，TNFR2）。因與TNF-α結(jié)合受體的不同、受體分布密度的差異、結(jié)合受體后與不同細(xì)胞產(chǎn)生的作用、靶細(xì)胞的不同狀態(tài)等因素，故TNF-α能發(fā)揮多種不同的生物學(xué)效應(yīng)及多向性調(diào)節(jié)的作用。TNFR1廣泛表達(dá)于人體的各個組織器官，是TNF-α各項功能信號傳導(dǎo)的主體。而TNFR2大都存在于免疫細(xì)胞內(nèi)，故其功能的發(fā)揮主要體現(xiàn)于在免疫和炎癥方面[6-7]。

2 TNF-α在AMD的發(fā)病中的作用

AMD是一種年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病，其起病和病情進(jìn)展普遍認(rèn)為與炎癥免疫、氧化應(yīng)激、新生血管等因素有關(guān)，并超過視網(wǎng)膜免疫豁免限度，導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞（retinal pigment epithelium，RPE）的局灶性脫離、玻璃膜疣、Bruch膜和脈絡(luò)膜結(jié)構(gòu)異常等，損害血-視網(wǎng)膜屏障功能，進(jìn)一步發(fā)生視網(wǎng)膜萎縮或其間新生血管生長及瘢痕化等AMD病理改變。

TNF-α受體在人RPE細(xì)胞、Müller細(xì)胞、脈絡(luò)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞中大量存在，已有研究提示，TNF-α參與并促進(jìn)了AMD的發(fā)生發(fā)展[8]。如AMD患者的玻璃膜疣及CNV組織中檢測到大量巨噬細(xì)胞及炎性細(xì)胞，由巨噬細(xì)胞釋放的TNF-α又可刺激其他炎癥因子浸潤；AMD患者外周血清中TNF-α濃度明顯高于正常人；以及行CNV造模的BN大鼠脈絡(luò)膜復(fù)合體中TNF-α含量較造模前明顯上升[9-11]。故激活TNF-α在內(nèi)的各種炎癥因子及趨化因子仍被認(rèn)為是AMD發(fā)病關(guān)鍵因素[12]。

2.1 早中期AMD

早期AMD患者常無自覺癥狀，而眼底可呈現(xiàn)為黃斑區(qū)少數(shù)玻璃膜疣改變，或伴色素異常。換言之，玻璃膜疣積累和細(xì)胞代謝產(chǎn)物釋放是早、中期AMD的主要病理改變。

視網(wǎng)膜為高代謝、高耗氧的組織，其局部血、氧供應(yīng)隨年齡增長、代謝減緩而減低，繼而引起TNF-α異常分泌；加之其內(nèi)含不飽和脂肪酸較高，易作為光敏劑發(fā)生氧化應(yīng)激，促進(jìn)TNF-α結(jié)合受體，進(jìn)一步誘導(dǎo)RPE細(xì)胞產(chǎn)生活性氧（reactive oxygen species，ROS），代謝產(chǎn)物易在 Bruch 膜和RPE細(xì)胞下堆積。衰老的RPE細(xì)胞在穩(wěn)定血-視網(wǎng)膜屏障、溶酶體活性和處置脫落的外節(jié)盤膜等方面功能受損，致RPE的細(xì)胞吞噬、消化效率減低，未能完全處理排出大量脫落產(chǎn)物[13]。RPE層間蓄積過多的脂褐質(zhì)、Bruch膜膠原層增厚、變性及鈣化，是玻璃膜疣形成的關(guān)鍵因素[14-15]。

TNF-α能夠活化補(bǔ)體級聯(lián)反應(yīng)，促成膜攻擊復(fù)合物（membrane attack complex，MAC）并使其沉積于視網(wǎng)膜下間隙，不僅與玻璃膜疣的形成密切相關(guān)，還造成細(xì)胞裂解死亡，危害血管內(nèi)皮細(xì)胞和Bruch膜完整性，增加CNV形成的概率[16-17]。補(bǔ)體系統(tǒng)已被證實是與AMD發(fā)病和進(jìn)展相關(guān)的免疫炎癥因素。補(bǔ)體因子 H（complement factor H，CFH）可反向調(diào)節(jié)補(bǔ)體級聯(lián)反應(yīng)，阻止MAC形成、沉積，減速AMD進(jìn)程，但TNF-α的作用能下調(diào)CFH表達(dá)，將加重視網(wǎng)膜免疫炎癥反應(yīng)，促進(jìn)玻璃膜疣和AMD的發(fā)生[18]。

當(dāng)TNF-α在視網(wǎng)膜組織中過度蓄積，可通過激活NF-κB、p38/MAKP等途徑加強(qiáng)炎癥反應(yīng)，并反向誘導(dǎo)TNF-α表達(dá)，直接作用于視網(wǎng)膜血管，促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞分泌白介素6（interleukin 6，IL-6）、細(xì)胞間黏附分子-1（intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1）和單核細(xì)胞趨化蛋白 -1（monocyte chemotactic protein 1，MCP-1） 等炎性因子[19-20]。上述反應(yīng)引起白細(xì)胞瘀滯，中性粒細(xì)胞黏附并遷移至視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（retinal ganglion cell，RGC）及RPE細(xì)胞局部，發(fā)揮細(xì)胞毒性，直接損傷血管及視網(wǎng)膜細(xì)胞，并誘導(dǎo)ROS，可作用于RGC、RPE細(xì)胞使之功能障礙，主要表現(xiàn)為加重炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激，促使視網(wǎng)膜變性、退化[21]。最終導(dǎo)致RPE蛋白損傷、聚集和變性，色素上皮局部脫離，眼底色素沉著和紊亂也是AMD發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵因素[22]。

2.2 中晚期AMD

2.2.1 干性AMD 干性AMD以地圖狀萎縮為癥狀特點，典型病理改變是RPE細(xì)胞和相應(yīng)區(qū)域光感受器細(xì)胞逐漸丟失。

TNF-α 由 NF-κB、p38/MAKP、JUN等炎癥信號通路的作用下釋放大量的ROS，除可直接殺傷光感受器、RGC、RPE細(xì)胞外，還可以通過caspese途徑誘導(dǎo)上述細(xì)胞凋亡，造成相應(yīng)區(qū)域網(wǎng)膜變性、萎縮，呈現(xiàn)AMD晚期地圖樣改變。光感受細(xì)胞大量受損甚至凋亡，可造成視力下降；持續(xù)光損傷時接受視覺沖動的功能障礙，視覺傳導(dǎo)、成像均受到影響，甚至視物變形[23-25]。

自噬是AMD感光細(xì)胞丟失的另一種途徑。Kunchithapautham等[26]證實自噬參與了光感受器細(xì)胞的死亡。而Xie等[27]也確認(rèn)TNF-α可以誘導(dǎo)非正常水平的光感受器細(xì)胞自噬，導(dǎo)致干性AMD終末期的地圖狀萎縮。

2.2.2 濕性AMD 濕性AMD表現(xiàn)為新生的脈絡(luò)膜毛細(xì)血管，黃斑區(qū)出現(xiàn)血管滲漏、出血和滲出水腫。視網(wǎng)膜內(nèi)液體積聚、出血，即使經(jīng)治療水腫消退、出血吸收，仍可殘留視網(wǎng)膜機(jī)化、纖維化，亦難避免視力減退和喪失。

血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）在現(xiàn)如今被認(rèn)為主導(dǎo)著CNV產(chǎn)生、進(jìn)展。有研究顯示，AMD病患體內(nèi)VEGF水平升高，且大量抗VEGF治療對濕性AMD獲效明顯[28-29]。長期TNF-α介導(dǎo)的慢性炎癥狀態(tài)，將影響血、氧在視網(wǎng)膜的供應(yīng)，刺激VEGF的分泌，從而形成濕性AMD的病理特征CNV[30]。TNF-α生成ROS后，驅(qū)動wnt/β-catenin通路，以及受TNF-α調(diào)控的補(bǔ)體因子C3分化成C3a，同樣能上調(diào)VEGF表達(dá)，促進(jìn)CNV的形成[18，31]。而已存在于Bruch膜和RPE間的玻璃膜疣，在長期氧化應(yīng)激和慢性炎癥等作用下增厚、變性，形成一道疏水的結(jié)界，使脈絡(luò)膜的血供、氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)無法經(jīng)由RPE細(xì)胞進(jìn)入視網(wǎng)膜內(nèi)，局部網(wǎng)膜處于更嚴(yán)重的缺血、缺氧病理狀態(tài)，進(jìn)一步刺激VEGF和TNF-α等炎性因子分泌，并作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，產(chǎn)生CNV，并蔓延至視網(wǎng)膜內(nèi)[32]。新生血管因尚未成熟和血管壁形態(tài)結(jié)構(gòu)的異常則較為脆弱，容易發(fā)生黃斑區(qū)出血、滲出和視力減退，表現(xiàn)為濕性AMD。

長期處于缺血、缺氧狀態(tài)下，眼底穩(wěn)態(tài)失衡，VEGF水平日益提高，同時遷移小膠質(zhì)細(xì)胞，上調(diào)TNF-α、IL-6等。不僅如此，TNF-α又能誘導(dǎo)高IL-6表達(dá)，二者共同作用，惡性循環(huán)，再次上調(diào)VEGF，誘使血管生成，破壞體液回流平衡，液體積聚于黃斑部，則出現(xiàn)黃斑水腫，加速AMD的發(fā)展[33]。TNF-α還能刺激其他途徑如分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-9，降解蛋白及細(xì)胞外基質(zhì)，改變脈絡(luò)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性，破壞眼的血管內(nèi)屏障，直接形成CNV[8]。

TNF-α作用下炎癥反應(yīng)造成的視網(wǎng)膜血管損害-蓄積的細(xì)胞碎片、蛋白等物質(zhì)對血管內(nèi)皮發(fā)揮細(xì)胞毒性作用，通透性增強(qiáng)，血管壁喪失完整性，血流動力學(xué)改變，此時異常表達(dá)的TNF-α大量內(nèi)流，負(fù)性反饋于血管內(nèi)皮細(xì)胞，加劇血管損傷，并通過刺激VEGF促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，則增加了濕性AMD的發(fā)病概率。TNF-α削弱了視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞的內(nèi)屏障作用，同時伴隨其介導(dǎo)的氧化應(yīng)激、細(xì)胞浸潤、凋亡、血管炎癥等因素，在已經(jīng)形成CNV的濕性AMD病程中極易表現(xiàn)為新生血管的出血、滲漏以及黃斑水腫。

3 小結(jié)

TNF-α于AMD各時期病程均占據(jù)了關(guān)鍵地位。在治療上，目前針對AMD現(xiàn)狀，主要有藥物（抗VEGF、皮質(zhì)類固醇）、激光（光動力療法、經(jīng)瞳溫?zé)岑煼ā⒁暰W(wǎng)膜激光光凝）、手術(shù)及基因治療等。而抗VEGF藥物雖為當(dāng)今最主流治療AMD方案，但存在短期內(nèi)治療頻次高，人群療效差異性大，費用昂貴，還有一定手術(shù)風(fēng)險及相關(guān)并發(fā)癥等不足。還有學(xué)者認(rèn)為，抗VEGF治療可能是導(dǎo)致AMD晚期視網(wǎng)膜地圖樣萎縮的因素[34]。TNF-α可經(jīng)由多途徑調(diào)控VEGF的水平高低，如若能通過抑制VEGF上游的TNF-α異常表達(dá)，從炎癥、氧化應(yīng)激、血管生成等方面阻止AMD病情進(jìn)展，多管齊下，或能彌補(bǔ)抗VEGF的不足，取得更好的預(yù)后。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)TNF-α的兩種特異性拮抗藥在治療風(fēng)濕免疫疾病時，對兼有濕性AMD患者的CNV形成也有一定的緩解作用[35]。張慧等[36]根據(jù)其實驗結(jié)果推理出阿柏西普也能通過降低TNF-α的濃度以降低CNV的形成。英夫利昔單抗-TNF-α特異性阻斷藥物，已在部分視網(wǎng)膜血管瘤、白塞病及小柳原田綜合征治療中取得成效。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在小劑量的英夫利昔單抗CNV模型動物實驗和AMD患者的治療中皆獲佳效[37]。但也有研究顯示，大劑量使用會加劇CNV發(fā)展，且部分患者對于該藥耐受不足，并以視網(wǎng)膜毒性主導(dǎo)藥效[38-39]。所以針對這一思路的AMD治療仍處于起步階段，在劑量上的把控等方面仍還需大量研究探索。