年齡相關性黃斑變性的關聯(lián)基因研究現(xiàn)狀

林淑華，李正日，金花，金海燕，賈寓潔，李承霖，李英俊

年齡相關性黃斑變性（age-related macular degeneration，AMD）是一種退行性視網膜病變，主要累及黃斑區(qū)，出現(xiàn)明顯的中心視野缺損和視力下降，是引起老年人群中心視力損害的主要原因[1]。目前AMD 已成為我國第三大致盲因素，漢族70歲以上人群發(fā)病率在15%以上[2]。AMD 是多種因素共同作用的復雜眼底病變，吸煙、年齡和遺傳易感性為關鍵因素。大約71%的AMD 都是由遺傳因素決定的，AMD 患者一級親屬患病的風險較正常人群有所增加，且患病年齡提前[3]。研究[4]表明，111 對雙胞胎，83 對同卵雙胞胎中有23 對同時發(fā)生AMD，并且沒有雙胞胎中僅1 位單獨發(fā)病的情況；此外，在控制年齡、性別、家庭性危險因素如吸煙和動脈粥樣硬化之后，早期有AMD 癥狀的患者其后代的發(fā)病率亦比非AMD 患者后代發(fā)病率高出6.6 倍。這就提示了遺傳基因在AMD 的發(fā)展中起了重要作用。目前為止，發(fā)現(xiàn)眾多基因與AMD 發(fā)展關系密切，本文就AMD 遺傳關聯(lián)基因做一系統(tǒng)闡述。

1 AMD 的基因多態(tài)性

1.1 AMD 與脂蛋白相關基因

脂蛋白在AMD 發(fā)展中的相關基因包括了膽固醇酯轉移蛋白（cholesteryl ester transfer protein，CETP）[5]、肝脂肪酶（hepatic lipase，LIPC）[6]、載脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）[7]等。高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）與AMD 風險增加相關，升高的HDL 會成為促氧化劑及促炎性顆粒，刺激血管生成因子和炎癥過程，從而導致AMD 的發(fā)生。在視網膜中，CETP 主要定位于視網膜的感光體間基質，CETP 基因編碼的關鍵膽固醇轉運蛋白能將甘油三酸酯顆粒從低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白轉移到HDL，成為甘油三酸酯豐富的HDL，使HDL 升高[8]。LIPC 是負責脂蛋白生成的基因，Reynolds 等[6]發(fā)現(xiàn)，LIPC 基因編碼的脂蛋白會降低血液中HDL 的數(shù)量，降低患AMD 的風險。亦有研究[9]表明CETP rs3764261 等位基因將增加AMD 的風險，而LIPC rs10468017則與降低AMD 風險有關。ApoE 是在染色體19q13.2 上發(fā)現(xiàn)的載脂蛋白，是膽固醇和脂質轉運的重要調節(jié)因子，ApoE 的同工型蛋白與低密度脂蛋白受體結合力不同將會影響膽固醇水平，從而影響HDL。此外，在視網膜以及視網膜色素上皮層（retinal pigment epithelium，RPE），Bruch 膜和脈絡膜中都可以發(fā)現(xiàn)高水平的ApoE mRNA，ApoE 亦是玻璃膜疣的普遍成分。ApoE 有3 種常見的等位基因與AMD 的發(fā)育相關，分別ε2，ε3 和ε4[10]。ε4 等位基因會降低AMD 發(fā)展的風險；而ε2等位基因被認為增加了AMD 發(fā)展的風險，在另一項研究[11]中，ε2 對西班牙北部人群AMD 有保護作用；ε3 等位基因通常在研究中用作確定風險的基線對照。

1.2 AMD 與免疫系統(tǒng)相關基因

1.2.1 ARMS2/HTRA1 ARMS2 基因存在于哺乳動物視網膜組織中，特別是感光細胞的線粒體中。其長時間暴露在高水平的光和氧氣中，氧化損傷會破壞線粒體的基因組，從而導致ARMS2 基因的突變，使ARMS2 在視網膜的氧化應激中發(fā)揮作用[12]，最終在AMD 的發(fā)展中起關鍵作用。HTRA1 基因是定位在染色體10q26 上與AMD 患病相關的基因，它編碼了玻璃膜疣表達的絲氨酸蛋白酶，該蛋白酶可調節(jié)細胞外基質蛋白聚糖的降解，并與其他降解酶一起發(fā)生作用[13]。所以，HTRA1 可能參與了對Bruch 膜的調控以及玻璃膜疣的產生和新生血管向RPE 的生長。其中HTRA1 基因型中的AA、TT亞型與AMD 患病關系密切，其頻率增高可增加人群AMD 患病風險，而HTRA1 rs11200638 在漢族人群具有75%的歸因風險[14]。

1.2.2 補體基因 補體因子H（complement factor H，CFH）位于染色體1q32 上，CFH 引起的炎癥通路失調可增加AMD 的發(fā)病風險。CFH 是補體系統(tǒng)的主要抑制劑，能直接抑制補體激活的經典和旁路途徑[15]。RPE 在補體系統(tǒng)過度活化后將損害Bruch 膜的完整性，產生炎癥刺激玻璃膜疣的產生。此外，某些CFH 等位基因會引起氧化應激的脂質代謝產物如丙二醛的增加，丙二醛增加會導致PRE 細胞死亡。在所有補體因子中，CFH(rs10737680)占遺傳風險顯著歸因風險的50%[16]。位于染色體1q32 上的補體因子B（complement factor B，CFB）在AMD 的發(fā)展中起作用。CFB 是替代補體途徑的主要激活物之一，因此任何CFB 的突變或多態(tài)性（rs933279，rs547154，rs4151667 和rs641153）都會導致視網膜中補體誘導的玻璃膜疣形成的風險降低[17]。補體因子C2 變異體（如rs9332739和rs547154）[18]與補體因子C3 多態(tài)性（rs11569536，rs2230199，rs104728，6R102G 和L314P）[19]可增 加AMD 風險，而抑制眼內補體因子C3 表達可降低AMD 晚期地圖樣萎縮的增長[20]?？傊a體系統(tǒng)失調的突變會導致炎癥增加、免疫系統(tǒng)異常激活，進而增加AMD 發(fā)展的風險。

1.3 AMD 與新生血管形成有關的基因

血管內皮細胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是血小板衍生生長因子的成員。目前已經確定VEGF 四個主要生物學效應[21]，分別為血管通透性的提高、血管內皮細胞的生長和增殖、血管內皮細胞的遷移以及未成熟內皮細胞的存活。由于其生物學效應，VEGF 在視網膜上引發(fā)血管生成，并抑制細胞凋亡以維持血管生成。VEGF 的過量產生，可誘導視網膜下的脈絡膜新生血管的形成，是AMD 視力喪失的主要原因[22]。此外，纖維蛋白5 基因[23]和基質金屬蛋白酶的組織抑制劑（tissue inhibitor of metallo protein-ase，TIMP）中的變體TIMP-3 的多態(tài)性會降低Bruch 膜的通透性，導致RPE 和感光細胞萎縮亦與AMD 敏感性相關。

2 基因對抗VEGF 治療的影響

基因的個體差異不僅會影響AMD 的發(fā)展和進程，而且還可以決定對AMD 治療的反應程度。目前對于AMD 尚無特效治療方法，治療主要是針對AMD 伴發(fā)的脈絡膜新生血管。由于VEGF 負責血管通透性和新生血管形成，抗VEGF 治療可抵消VEGF 的負面作用，從而使脈絡膜脈管系統(tǒng)保持穩(wěn)定和靜止。目前抗VEGF 治療是針對新生血管型AMD 的最有效和廣泛使用的治療方法[24]?；颊叩幕蚪M成不同對抗VEGF 治療的反應不同，通過了解抗VEGF 治療對不同表型患者的反應，可以為患者提供更具針對性和更具成本效益的療法。

2.1 新生血管基因多態(tài)性抗VEGF 治療

對于VEGF rs302500（具有等位基因T 和C）具有TT 或TC 基因型的患者在3、6 和12 個月時的視敏度優(yōu)于具有CC基因型的患者[25]。對于VEGF rs699946（具有等位基因A 和G）攜帶G 等位基因相比攜帶A 等位基因的患者而言，對抗VEGF 治療的反應更好[26]。對于VEGF rs833068（具有等位基因A 和G），AA 基因型的純合子接受抗VEGF 治療的療效更好，AA 基因型平均接受2.67 次注射，而AG 和GG 基因型則平均接受6.57 次注射[27]，這可以通過平均接受抗VEGF 治療的注射次數(shù)得出。其他VEGF 多態(tài)性rs1413711，rs3025039，rs2010963，rs833061，rs699947，rs3024997 和rs1005230 的 各個基因型在對抗VEGF 治療上無明顯差異[28]。

2.2 其他基因多態(tài)性抗VEGF 治療

ApoE 的不同等位基因在抗VEGF 后視力方面顯示出不同的反應：在抗VEGF 治療后的APOEε4 等位基因比APOEε2 等位基因具有更高的視敏度[29]。CFH 的等位基因顯示出與抗VEGF 治療有遺傳學關聯(lián)，CFH Y402H 基因中C 等位基因不僅會導致抗VEGF 治療的不良反應[30]，還可以預測接受抗VEGF 治療的患者的不良反應[31]。T 等位基因的患者對抗VEGF 治療的反應較好，在抗VEGF 治療后，53.7%TT 和TC 基因型患者在治療后獲得了視力，而只有10.5%的CC 的基因型患者在治療后獲得了視力[32]，編碼CFH 基因多態(tài)性的基因中CC 純合子的療效最差。ARMS2/HTRA1 基因雖然與AMD 的發(fā)展密切相關，但ARMS2 并不能預測患者對抗VEGF 治療的反應[33]，接受抗VEGF 治療后，視網膜厚度、視力、平均注射次數(shù)、黃斑中央凹厚度、血管滲漏或病變大小均無統(tǒng)計學意義的變化[34]；編碼HTRA1 基因多態(tài)性中GA 基因型在治療后比GG、AA 基因型更能獲得療效的提高。

3 小結與展望

AMD 的發(fā)生和發(fā)展是一個極其復雜的過程，涉及正常衰老、病理性炎癥和過度氧化應激等綜合因素。從基因角度來說，已發(fā)現(xiàn)眾多與AMD 密切相關的基因，且每個人對AMD治療的反應受個體遺傳學影響?；蛑委熓菍⑦z傳物質傳遞到宿主細胞，以糾正功能失調的基因或編碼成治療蛋白，可以提供長期持續(xù)表達抗VEGF 作用的蛋白質。掌握患者的個體遺傳構成及等位基因型，可以預測病人對抗VEGF 治療或其他治療的反應程度，此外，遺傳信息還能防止無效和不必要的治療來降低患者的治療成本和社會負擔。AMD 的基因治療具有巨大的潛力，未來仍需進一步研究AMD 的相關致病基因、發(fā)病機制與基因療法，期待使用基因治療治愈AMD 成為可能。