視網(wǎng)膜靜脈阻塞繼發(fā)黃斑水腫的發(fā)病機制研究進展

劉自強，金明

視網(wǎng)膜靜脈阻塞（retinal vein occlusion，RVO）是一種因血栓阻塞于視網(wǎng)膜靜脈系統(tǒng)引發(fā)的視網(wǎng)膜血管性疾病，發(fā)病率僅次于糖尿病性視網(wǎng)膜病變，多見于年齡較大的患者。其中視網(wǎng)膜分支靜脈阻塞（branch retinal vein occlusion，BRVO）發(fā)病率約占RVO 的48.0%～69.4%[1]。黃斑水腫(macular edema，ME)是RVO 最常見的并發(fā)癥之一，長期存在的ME 可造成視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)永久性的損傷，導致視力的不斷下降最后甚至失明[2]。RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)生是多因子、多途徑共同參與的復雜過程，目前主要認為是由于視網(wǎng)膜循環(huán)障礙，沿靜脈分布區(qū)域視網(wǎng)膜組織缺血、缺氧，造成血-視網(wǎng)膜屏障（blood-retina-barrier，BRB）破壞，血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factorα，TNF-α)、白介素-6（interleukin-6，IL-6）、白介素-8（interleukin-8，IL-8）等多種細胞因子釋放，視網(wǎng)膜血管通透性增加，管壁受損發(fā)生滲漏，在黃斑區(qū)滲漏的液體積聚于視網(wǎng)膜外叢狀層[3]，形成ME。本文主要從BRB 結(jié)構(gòu)的破壞、小膠質(zhì)細胞的激活、Müller 細胞功能障礙、細胞因子的釋放等角度對缺血型RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)病機制進行綜述。

1 BRB 結(jié)構(gòu)的破壞

1.1 BRB 的組成

BRB 主要包括內(nèi)屏障(inner blood-retina-barrier，iBRB)和外屏障(outer blood-retina-barrier，oBRB)，在控制液體和分子進出視網(wǎng)膜、維持視網(wǎng)膜內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定上，BRB 的結(jié)構(gòu)完整和功能穩(wěn)定都發(fā)揮著非常重要的作用。iBRB 主要由視網(wǎng)膜毛細血管內(nèi)皮細胞及細胞間的緊密連接構(gòu)成，周細胞、膠質(zhì)細胞、Müller 細胞等對iBRB 也起支持作用[4]。oBRB 主要由視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial，RPE)細胞及其緊密連接組成。

根據(jù)以往對RVO 繼發(fā)ME 的研究[5]，該病的病機主要在于視網(wǎng)膜毛細血管內(nèi)皮細胞對缺氧環(huán)境高敏感，缺氧誘導VEGF 表達增加，iBRB 通透性增強，液體滲漏到血管外積聚在黃斑區(qū)而造成ME。目前在臨床上使用VEGF 抑制劑，如貝伐單抗注射液和康柏西普注射液等，治療RVO 繼發(fā)ME 取得了好的效果[6]。但基于RPE 對于視網(wǎng)膜生理活動的重要性，oBRB 在RVO 繼發(fā)ME 發(fā)生發(fā)展發(fā)展中的作用也不可忽視。視網(wǎng)膜血管缺血、缺氧和炎癥等均會造成RPE 細胞連接復合物的破壞，增加視網(wǎng)膜血管通透性，形成ME[7-8]。

1.2 可能的作用機制

目前RVO 繼發(fā)ME 中BRB 破壞機制概括如下：（1）視網(wǎng)膜毛細血管內(nèi)皮細胞間的緊密連接被破壞，視網(wǎng)膜血管對水、溶質(zhì)和蛋白質(zhì)的通透性增加。其中主要原因包括閉鎖蛋白、封閉小帶-1、連接黏附分子表達的下調(diào)、鈣黏蛋白磷酸化的減少、小膠質(zhì)細胞的活化[9]以及各類細胞因子對內(nèi)皮細胞間緊密連接直接或間接的破壞等。（2）小窩蛋白-1(caveolin-1，Cav-1)的缺乏，誘導iBRB 的破壞，但不改變內(nèi)皮細胞中的連接蛋白。Li X 等[10]通過比較Cav-1 基因敲除組小鼠與野生小鼠，發(fā)現(xiàn)Cav-1 的缺失會導致BRB 結(jié)構(gòu)完整性受損，使BRB 高通透性；另外Cav-1 的缺乏也會導致免疫細胞募集和白細胞增多，引起一系列炎性反應，增加血管通透性[11]；Lasse J?rgensen Cehofski 等[11]發(fā)現(xiàn)實驗性BRVO大鼠通過地塞米松玻璃體內(nèi)植入物干預后，免疫組織化學顯示Cav-1 升高，其中在視網(wǎng)膜內(nèi)層細胞中尤為明顯。目前地塞米松為RVO 繼發(fā)ME 的主要治療手段之一，這也從側(cè)面說明RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)病可能與Cav-1 的缺乏相關(guān)。（3）內(nèi)皮細胞的丟失：Elisa D 等[12]通過激光誘導的實驗性BRVO 小鼠，觀察到在閉塞血管上游的毛細血管中，存在血管源性水腫、出血以及內(nèi)皮細胞的早期死亡。（4）周細胞的丟失：在上面的BRVO 大鼠模型[12]中，在閉塞血管上游的毛細血管中也觀察到周細胞的死亡，猜測可能與血小板反應蛋白-1、轉(zhuǎn)化生長因子-β、成纖維細胞生長因子-2 的表達增加有關(guān)。（5）RPE 細胞的損害：RVO 導致視網(wǎng)膜循環(huán)障礙，視網(wǎng)膜組織缺血、缺氧，損害RPE 細胞的結(jié)構(gòu)和功能以及改變RPE 細胞連接復合物，從而oBRB 遭到破壞，視網(wǎng)膜下水液聚積[5]。Celik 等[13]觀察到在BRVO 繼發(fā)ME 的病例中約近半數(shù)有黃斑的漿液性剝離，這提示該病的發(fā)生存RPE 屏障的損害。

2 視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)細胞的作用

2.1 小膠質(zhì)細胞的活化

小膠質(zhì)細胞來源于造血干細胞，在生理情況下，分支狀的小膠質(zhì)細胞處于靜息狀態(tài)，分布于內(nèi)層視網(wǎng)膜中，監(jiān)控整個視網(wǎng)膜的微環(huán)境變化，并參與多個生理過程，從而維持視網(wǎng)膜微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)；病理情況下，小膠質(zhì)細胞作為視網(wǎng)膜中主要的免疫細胞，在參與炎癥反應時能產(chǎn)生大量炎癥因子，并通過多種特異性受體和其他細胞相互反應[14]，參與視網(wǎng)膜疾病的發(fā)生發(fā)展。以往的研究[15-16]發(fā)現(xiàn)，視網(wǎng)膜微循環(huán)障礙，組織缺血缺氧，激活小膠質(zhì)細胞，活化后的小膠質(zhì)細胞從分支狀轉(zhuǎn)變?yōu)榘⒚装蜖?，移行至缺血缺氧區(qū)域進行增殖，釋放相關(guān)炎性介質(zhì)，觸發(fā)炎癥級聯(lián)反應，導致血管通透性增加，引起ME。Andreas E 等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在激光誘導形成的BRVO 動物模型中，阻塞的視網(wǎng)膜分支靜脈周圍活化小膠質(zhì)細胞的密度明顯增加；Jo?lJ 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，缺氧環(huán)境下小膠質(zhì)細胞通過觸發(fā)中性粒細胞浸潤，影響內(nèi)皮細胞間緊密連接，加劇BRB損害；Jolivel 等[17]在腦部缺血-再灌注損傷模型中觀察到活化的小膠質(zhì)細胞可以直接吞噬血管內(nèi)皮細胞，造成對其的直接損害。

2.2 Müller 細胞功能障礙

Müller 細胞是視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)細胞的一種，是構(gòu)成視網(wǎng)膜毛細血管的基底膜的主要成分，對維護視網(wǎng)膜細胞外水、離子平衡等環(huán)境穩(wěn)定有重要作用。在視網(wǎng)膜缺血缺氧狀態(tài)下，Müller 細胞會產(chǎn)生多種反應，主要作用機制包括：（1）下調(diào)水通道蛋白4（aquaporin 4，AQP4）的表達，使內(nèi)向整流鉀通道水鉀轉(zhuǎn)運功能失調(diào)，導致視網(wǎng)膜排水機制障礙，視網(wǎng)膜組織水腫[18]。（2）缺血缺氧條件下，Müller 細胞釋放VEGF、IL-6 等多種細胞因子，增加視網(wǎng)膜血管通透性[19]。

3 細胞因子的釋放

3.1 VEGF

VEGF 是一類具有高度生物活性的糖蛋白，能特異性地促進內(nèi)皮細胞有絲分裂、增加血管通透性、介導新生血管血管形成。在視網(wǎng)膜上，VEGF 主要通過結(jié)合相應血管內(nèi)皮生長因子受體（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR），激活自身磷酸化反應，誘導信號級聯(lián)反應，從而引起視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能的改變[20]。目前已有多項研究證明RVO 繼發(fā)ME患者玻璃體腔內(nèi)和房水中的VEGF 濃度較正常人明顯增高，Noma H 等[21]也發(fā)現(xiàn)，VEGF 的水平與RVO 繼發(fā)ME的嚴重程度呈現(xiàn)正相關(guān)。目前臨床上，抗VEGF 藥物玻璃體腔注射已成為RVO 繼發(fā)ME 的一線治療方案，也進一步證明VEGF 是該病發(fā)生發(fā)展的重要因素之一。

目前的研究發(fā)現(xiàn)，VEGF 主要通過以下途徑參與RVO 繼發(fā)ME 的形成：（1）VEGF 能誘導內(nèi)皮細胞閉鎖蛋白、支架蛋白和黏附蛋白的磷酸化，破壞iBRB 的結(jié)構(gòu)，從而影響屏障功能[22]。Liu X 等[23]通過研究表明，VEGF 能夠誘導閉鎖蛋白S490 的磷酸化，提高內(nèi)皮細胞的通透性。（2）VEGF 通過減少RPE 細胞間緊密連接蛋白的表達，改變RPE 細胞連接的結(jié)構(gòu)，破壞oBRB 屏障功能[24]。Dahrouj M 等[25]通過動物實驗也表明VEGF 可以通過VEGFR-2 調(diào)節(jié)RPE，影響oBRB 功能。（3）VEGF 能刺激TNF-α、IL-6、IL-8 等炎性因子的釋放，促進視網(wǎng)膜血管內(nèi)白細胞的聚集，啟動炎癥反應，引起視網(wǎng)膜血管滲透性升高[3]。（4）缺氧環(huán)境下激活缺氧誘導因子（hypoxia inducible factor，HIF），誘導VEGF 過度表達，其中HIF-1α-VEGF 通路在缺氧缺血環(huán)境下新生血管的產(chǎn)生過程中發(fā)揮重要作用。蔡暉等[26]通過動物實驗證明HIF-1α 過表達能顯著提高VEGF、IL-6 以及白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）的表達水平，促進視網(wǎng)膜新生血管生成，促進炎癥反應。而視網(wǎng)膜新生血管壁通透性高，較容易產(chǎn)生滲出、出血等病理改變，進而形成ME[27]。

3.2 炎性因子

RVO 繼發(fā)ME 并不是傳統(tǒng)意義的炎性疾病，越來越多的證據(jù)表明，該病與炎性因子的釋放、炎性反應都密切相關(guān)。研究[28]表明，RVO 繼發(fā)ME 的產(chǎn)生及嚴重程度與視網(wǎng)膜血管內(nèi)的炎性反應呈正相關(guān)。缺血性RVO 患者的房水或玻璃體液中炎性因子升高，Khayat M 等[29]也證實了對于缺血性RVO 疾病，眼內(nèi)的炎性因子影響著RVO 的發(fā)生發(fā)展和視網(wǎng)膜內(nèi)神經(jīng)元細胞的死亡。臨床上使用類固醇藥物能有效阻斷炎性細胞因子的作用，研究發(fā)現(xiàn)這對于減輕RVO 繼發(fā)ME 患者的炎癥、改善癥狀也是有效,也進一步反面證明了炎性因子在RVO 繼發(fā)ME 疾病中發(fā)揮重要作用，其中炎性因子主要包括TNF-α、IL-6、IL-8 等。

TNF-α 主要是由活化的單核細胞或巨噬細胞產(chǎn)生的、能引起炎癥反應的一種細胞因子，TNF-α 受體廣泛表達在人類RPE 細胞、Müller 細胞、脈絡(luò)膜血管內(nèi)皮細胞等多種類型細胞中。研究表明，TNF-α 與缺血型RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)生密切相關(guān)。Yunkao Z 等[30]研究發(fā)現(xiàn)BRVO組較對照組TNF-α 等3 種細胞因子升高了6 倍以上。Jung SH 等[31]通過研究也證實了缺血性RVO組的TNF-α 的水平均顯著高于非缺血性RVO組。目前認為TNF-α 參與RVO 繼發(fā)ME 的機制可能為：（1）TNF-α 通過下調(diào)鈣黏蛋白的表達，影響內(nèi)皮細胞通透性。Wei F 等[32]用人臍靜脈內(nèi)皮細胞作為炎癥模型，發(fā)現(xiàn)TNF-α 處理后內(nèi)皮細胞中RhoA 和ROCK2 蛋白的表達明顯上調(diào)，而鈣黏蛋白表達顯著降低，內(nèi)皮細胞通透性增加。而在老鼠大腦內(nèi)皮細胞,Aslam M 等[33]發(fā)現(xiàn)TNF-α 則可能通過NF-kB 信號通路來下調(diào)緊密連接蛋白-5 的表達；（2）TNF-α破壞iBRB 和RPE 屏障，影響視網(wǎng)膜血管通透性。Raji L 等[34]發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細胞活化、BRB 的損害與血漿中TNF-α 濃度升高之間存在密切聯(lián)系。Wang C 等[35]證明在體外TNF-α 通過激活Akt/mTORC1 信號傳導來誘導基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloprotein-9，MMP-9）表達，從而促進RPE 細胞遷移,破壞oBRB 的結(jié)構(gòu)功能；（3）TNF-α 激活VEGF、單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）、IL-6、細胞間黏附分子-1（intercellular cell adhesion molecule-1、ICAM-1）等細胞因子，增強炎性反應，提高血管通透性[36]。Wang H 等[37]通過構(gòu)建激光誘導的小鼠CNV 模型，證明TNF-α 通過細胞內(nèi)ROS 依賴性信號上調(diào)RP 細胞中的VEGF 表達，增加血管通透性，從而促進脈絡(luò)膜CNV 形成。

IL-6 是由活化的T 細胞、單核巨噬細胞及某些腫瘤細胞等產(chǎn)生，通過與細胞膜上IL-6 受體結(jié)合來參與炎性反應。眾多研究表明房水或玻璃體內(nèi)IL-6 水平的升高與RVO 繼發(fā)ME發(fā)病相關(guān)，其可能的機制如下：（1）IL-6 降低了鈣黏蛋白、閉鎖蛋白和緊密連接蛋白-5 的表達，增加內(nèi)皮細胞的通透性[38]；（2）IL-6損害了RPE細胞的屏障功能,破壞了oBRB。Mesquida M 等[39]通過IL-6 刺激體外培養(yǎng)的ARPE-19 細胞，發(fā)現(xiàn)其改變了RPE 細胞中封閉小帶-1 的分布，增加了RPE細胞的通透性；（3）通過IL-6/信號傳導及轉(zhuǎn)錄激活蛋白（signal transducer and activator of transcription，STAT）-3 信號通路增加內(nèi)皮通透性。Yun JH 等[40]發(fā)現(xiàn)IL-6 誘導STAT3 活化，下調(diào)封閉小帶-1 和閉鎖蛋白的表達，增加VEGF 等細胞因子的釋放，視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮通透性增加，導致視網(wǎng)膜發(fā)生滲漏，形成ME。

IL-8 是一種在缺氧、感染等刺激下由單核細胞等多種細胞表達的多源性細胞因子，參與炎性反應、有絲分裂、血管的新生等多種病理生理過程。多項研究發(fā)現(xiàn)RVO 繼發(fā)ME 患者房水、玻璃體內(nèi)的IL-8 水平較正常人增多。Shimura 等[41]發(fā)現(xiàn)雷珠單抗注射液的注射次數(shù)與BRVO 患者的IL-8 的基線水平呈正相關(guān)，提示IL-8 可能與BRVO 繼發(fā)ME 的復發(fā)密切相關(guān)Mcallister IL 等[42]在BRVO 的豬模型中，神經(jīng)細胞死亡較對照組較早發(fā)生，并伴有IL-8 和神經(jīng)膠質(zhì)酸性原纖維蛋白的上調(diào)，這表明IL-8 參與BRVO 疾病的發(fā)展。Yu H 等[43]通過使用高濃度IL-8 刺激人血管內(nèi)皮細胞，發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細胞緊密連接蛋白表達下調(diào)。其參與機制可能是IL-8 通過下調(diào)閉鎖蛋白、緊密連接蛋白-5、封閉小帶-1 等多種緊密連接蛋白的表達，參與內(nèi)皮細胞通透性的調(diào)節(jié)。

4 小結(jié)

本文從BRB 的破壞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞的作用以及VEGF、炎性因子釋放的角度對RVO 繼發(fā)ME 的發(fā)病機制進行了綜述，目前抗VEGF 藥物、激光光凝術(shù)和類固醇藥物可在一定程度上對本病起到治療作用，但均存在局限性。中醫(yī)藥輔助治療RVO 繼發(fā)ME 具有減少抗VEGF 藥物注射次數(shù)、穩(wěn)定療效、減少復發(fā)的優(yōu)勢，主要通過改善視網(wǎng)膜微循環(huán)、增加對神經(jīng)節(jié)細胞的供血供氧、調(diào)節(jié)VEGF 及炎性因子的表達發(fā)揮、促進視網(wǎng)膜水腫、出血和滲出的吸收，對RVO 繼發(fā)ME 發(fā)揮治療作用[44-46]。但目前中醫(yī)藥在BRB、神經(jīng)膠質(zhì)細胞的作用以及細胞因子的交叉作用等方面的研究相對欠缺，希望本文的綜述能為學者進一步探索中醫(yī)藥治療本病的理論依據(jù)提供一定的方向。