炎癥反應(yīng)在糖尿病視網(wǎng)膜病變?cè)\斷和治療中的應(yīng)用

李夢(mèng)晨 劉李智 李 健 段星煒 閆 瑾

（1.西安醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710021；2.西安醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院眼視光教研室，陜西 西安 710021）

0 引言

糖尿病視網(wǎng)膜病變是一種多發(fā)于中老年人的，以眼后段組織為主要損傷部位的，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的不可逆轉(zhuǎn)盲的眼病。在既往的研究中糖尿病視網(wǎng)膜病變表現(xiàn)出與細(xì)胞衰老、氧化應(yīng)激和炎癥損傷等病理機(jī)制障礙相關(guān)的復(fù)雜病理生理機(jī)制。氧化應(yīng)激和炎癥損傷會(huì)增強(qiáng)視網(wǎng)膜的自噬水平，造成細(xì)胞功能障礙、壞死、凋亡和死亡。

1 糖尿病視網(wǎng)膜病變中的炎癥反應(yīng)

糖尿病視網(wǎng)膜病變是糖尿病微血管病變引起的并發(fā)癥之一，約1/3的糖尿病患者都患有糖尿病視網(wǎng)膜病變。糖尿病視網(wǎng)膜病變是一種進(jìn)行性的神經(jīng)損傷性變性，是中老年人致盲的主要原因。根據(jù)是否出現(xiàn)視網(wǎng)膜新生血管，糖尿病視網(wǎng)膜病在臨床上可分為非增殖性和增殖性兩種類型。在糖尿病視網(wǎng)膜病變中，視網(wǎng)膜和視神經(jīng)組織中的所有細(xì)胞都暴露在異常升高的細(xì)胞外葡萄糖濃度中。糖尿病視網(wǎng)膜病變以慢性高血糖為特征，導(dǎo)致視網(wǎng)膜微血管和脈絡(luò)膜內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞穩(wěn)態(tài)出現(xiàn)異常。在疾病早期，細(xì)胞凋亡導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞減少，隨后視網(wǎng)膜中閉塞的毛細(xì)血管數(shù)量增加，血管通透性增加，毛細(xì)血管膜增厚，未封閉的毛細(xì)血管將血漿和紅細(xì)胞滲漏到血管周圍的視網(wǎng)膜組織中引起水腫和出血，導(dǎo)致VEGF等血管生長(zhǎng)因子和病理性視網(wǎng)膜新生血管的產(chǎn)生。

氧化應(yīng)激過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)胞因子和產(chǎn)物具有非常重要的功能，在細(xì)胞凋亡、自噬、分裂、分化等多種病理生理過(guò)程中發(fā)揮調(diào)節(jié)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。然而，當(dāng)高糖環(huán)境導(dǎo)致視網(wǎng)膜組織中出現(xiàn)長(zhǎng)期慢性的氧化應(yīng)激反應(yīng)，產(chǎn)生的ROS和RNS超過(guò)視網(wǎng)膜對(duì)其代謝和分解的最大限度時(shí)，這些物質(zhì)就轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)組織炎癥反應(yīng)的主要介質(zhì)。氧化應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)物的促炎活性與多形核白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞有關(guān)，這些細(xì)胞在產(chǎn)生炎癥反應(yīng)的組織中大量聚集，其產(chǎn)生特殊的酶類物質(zhì)，又進(jìn)一步參與了氧化應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)在糖尿病視網(wǎng)膜病變中同時(shí)出現(xiàn)，其病理生理過(guò)程有較為密切的聯(lián)系。目前的許多研究結(jié)果都得出了這樣的共識(shí)，即氧化應(yīng)激是誘導(dǎo)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的首要誘因之一。然而，氧化應(yīng)激產(chǎn)生的復(fù)雜的氧化產(chǎn)物所引發(fā)和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的機(jī)制仍無(wú)定論。視網(wǎng)膜是一種對(duì)氧化應(yīng)激十分敏感的組織，具有很高的代謝率和耗氧量，光感受器中含有較多脂肪酸使視網(wǎng)膜容易受到氧化損傷的影響。同樣，糖尿病視網(wǎng)膜病變中的其他病理機(jī)制也與炎癥過(guò)程密切相關(guān)。

在糖尿病中氧化產(chǎn)物增加和抗氧化機(jī)制減弱同時(shí)存在，均對(duì)視網(wǎng)膜組織造成了負(fù)面影響。除了高血糖引起的血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷外，主要在線粒體中產(chǎn)生的ROS，進(jìn)一步刺激和誘導(dǎo)線粒體產(chǎn)生超氧化物。值得注意的是，糖尿病視網(wǎng)膜病變的進(jìn)展主要與ROS和氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。由于ROS會(huì)損害電子傳遞鏈的功能，線粒體中氧化產(chǎn)物生成的增加可能會(huì)損害線粒體DNA和蛋白質(zhì)。這種損害導(dǎo)致在正常水平的葡萄糖濃度下，線粒體合成的超氧化物的量也會(huì)繼續(xù)上升。

2 糖尿病視網(wǎng)膜病變的診斷

眼部與氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)相關(guān)的生物標(biāo)志物是糖尿病視網(wǎng)膜病變?cè)\斷和監(jiān)測(cè)的重要參考指標(biāo)。生物標(biāo)志物是指與某種疾病相關(guān)的可測(cè)量的生物學(xué)、臨床或預(yù)測(cè)指標(biāo)。生物標(biāo)記物通常是分子或結(jié)構(gòu)，并且容易從機(jī)體的不同組織、體液或分泌物中獲得，能夠影響或預(yù)測(cè)該疾病的發(fā)病率。它們可以作為糖尿病視網(wǎng)膜病變的分子學(xué)特征，在眼淚、房水和玻璃體腔液體等主要的眼內(nèi)液中被檢測(cè)到，可能是揭示糖尿病視網(wǎng)膜病變狀況的關(guān)鍵信息。生物標(biāo)志物取樣與檢測(cè)比常用的眼科臨床檢查方法侵襲性更小、操作更簡(jiǎn)單、檢查時(shí)間更短，能夠用于診斷和監(jiān)測(cè)糖尿病視網(wǎng)膜病變的進(jìn)展和預(yù)后。

因此，由于其在臨床實(shí)踐應(yīng)用中表現(xiàn)出的潛力，通過(guò)體液或眼內(nèi)液中特異性生物標(biāo)志物的檢測(cè)診斷糖尿病視網(wǎng)膜病變，是目前許多研究選擇的內(nèi)容。從房水、玻璃體或視網(wǎng)膜樣本中獲得生物標(biāo)志物屬于侵襲性生物標(biāo)志物，從尿液、血漿或淚液樣本中獲得生物標(biāo)志物屬于非侵襲性生物標(biāo)志物。但因檢測(cè)生物標(biāo)志物分析方法的區(qū)別，納入患者疾病類型和疾病嚴(yán)重程度的差異性等，研究方法之間的不同，使得不同研究結(jié)果之間的可比性較低。在這一節(jié)中，筆者總結(jié)了與糖尿病視網(wǎng)膜病變相關(guān)的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的生物標(biāo)志物。

視網(wǎng)膜組織產(chǎn)生的晚期糖基化終末產(chǎn)物主要包括戊托西丁、賴氨酸和氫咪唑啉酮等。一些研究結(jié)果顯示2型糖尿病視網(wǎng)膜病變患者血清中戊托西丁、氫咪唑啉酮和賴氨酸水平升高。在房水中，賴氨酸濃度隨著糖尿病視網(wǎng)膜病變的進(jìn)展而升高，因此其被用作檢測(cè)氧化反應(yīng)的生物標(biāo)志物。然而在Busch等人的報(bào)道中并沒有發(fā)現(xiàn)晚期糖基化終末產(chǎn)物水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變之間有明確的相關(guān)性。在糖尿病視網(wǎng)膜病變患者淚液中檢測(cè)到，乳鐵蛋白、脂質(zhì)運(yùn)載蛋白-1、溶菌酶C、親脂蛋白A、催淚素和免疫球蛋白等，炎癥反應(yīng)相關(guān)標(biāo)志物水平增加。在16名健康受試者（對(duì)照組）和32名糖尿病視網(wǎng)膜病變患者中，Costagliola C等人評(píng)估了淚液中的腫瘤壞死因子（TNF-α）水平和其他與糖尿病相關(guān)的血清參數(shù)。結(jié)果顯示淚液中TNF-α濃度隨病理嚴(yán)重程度增加，TNF-α水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變的嚴(yán)重程度高度相關(guān)，推斷淚液檢測(cè)可能是檢測(cè)增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的臨床前景的無(wú)創(chuàng)性方法。與對(duì)照組相比，不同類型糖尿病視網(wǎng)膜病變患者的房水中IL-1β、IL-8、IP-10、IL-6、TNF-α、MCP-1、IL-2、IL-5和VEGF濃度較高。一些研究報(bào)道了玻璃體腔液體中IL-6、VEGF、IL-8、IP-10、MIP-1β、TNF-α、MCP-1、PlGF和VEGF的檢測(cè)情況。玻璃體和房水中IL-6和VEGF的水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變的嚴(yán)重程度和糖尿病黃斑水腫的發(fā)病機(jī)制顯著相關(guān)。

氧化應(yīng)激刺激組織釋放細(xì)胞間黏附分子（ICAM-1）、血管細(xì)胞黏附分子（VCAM-1），進(jìn)而介導(dǎo)炎癥反應(yīng)過(guò)程。既往的一些研究證實(shí)在糖尿病視網(wǎng)膜病變中ICAM-1濃度顯著升高。然而，在不同的報(bào)道中針對(duì)這些炎癥標(biāo)志物的研究結(jié)果并不一致。雖然有研究顯示血清以及玻璃體中ICAM-1、VCAM-1水平差異可能與糖尿病視網(wǎng)膜病變有關(guān)。但也有學(xué)者報(bào)道的結(jié)果中未發(fā)現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變患者與健康對(duì)照組的顯著差異。Giebel SJ等人研究了糖尿病大鼠視網(wǎng)膜基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的表達(dá)，結(jié)果顯示當(dāng)細(xì)胞暴露在高糖條件下，MMP-9的產(chǎn)生顯著增加。視網(wǎng)膜中MMPs的表達(dá)升高能夠破壞緊密連接復(fù)合體，促進(jìn)血管通透性的增加。在糖尿病視網(wǎng)膜病變患者玻璃體和血漿樣本檢測(cè)結(jié)果中，MMP-9濃度高于對(duì)照組。

3 糖尿病視網(wǎng)膜病變的治療

大量的細(xì)胞及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，維生素B、維生素C、維生素F、輔酶Q10、褪黑素、omega-3、α-硫辛酸和很多天然提取物都能保護(hù)視網(wǎng)膜免受氧化應(yīng)激。在糖尿病視網(wǎng)膜病變的不同動(dòng)物模型中，這些物質(zhì)的抗氧化作用與抑制視網(wǎng)膜細(xì)胞凋亡、降低炎癥因子和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子水平有關(guān)。一些研究認(rèn)為天然的類胡蘿卜素、白藜蘆醇和一些合成藥物可用于降低糖尿病視網(wǎng)膜病變氧化應(yīng)激反應(yīng)。這些合成藥物包括自由基清除劑、過(guò)氧化物酶激活受體拮抗劑、NADPH氧化酶1和NADPH氧化酶4抑制劑，富馬酸二甲酯。

此外已有的臨床實(shí)驗(yàn)研究了抗氧化膳食補(bǔ)充劑對(duì)糖尿病視網(wǎng)膜病變的治療效果。嚴(yán)格的血糖控制是預(yù)防糖尿病視網(wǎng)膜病變的一線治療方法，但飲食中補(bǔ)充抗氧化劑也被認(rèn)為是一種輔助治療方式。在中長(zhǎng)期前瞻性、隨機(jī)、對(duì)照臨床試驗(yàn)中，每日口服維生素（A、B2、B3、B6、B9、B12、C和E）、類胡蘿卜素（葉黃素、玉米黃質(zhì)和蝦青素）、輔酶Q10、omega-3后，有一些報(bào)道了糖尿病患者血液中抗氧化劑水平的改善，一些研究報(bào)告了糖化血紅蛋白的改善，還有一些研究報(bào)告了視覺功能的改善和中央黃斑厚度的改善。此外，GarcíaMedina等人在5年隨訪中發(fā)現(xiàn)，口服維生素C和維生素E、葉黃素、β-胡蘿卜素和微量元素并不能有效減少2型糖尿病患者糖尿病性視網(wǎng)膜病變的進(jìn)展。Zhang等人的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)報(bào)道，與安慰劑相比，患有非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的2型糖尿病患者每天服用葉黃素10 mg，持續(xù)9個(gè)月，在臨床檢查結(jié)果中明顯提高了視力。

在糖尿病視網(wǎng)膜病變中，高血糖是誘導(dǎo)血管并發(fā)癥的第一個(gè)觸發(fā)因素，氧化應(yīng)激是所有高血糖誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜生化和分子反應(yīng)的共同紐帶。由于缺乏長(zhǎng)期的臨床研究來(lái)評(píng)估這些抗氧化療法在糖尿病視網(wǎng)膜病變進(jìn)展中的積極效果，用抗氧化劑補(bǔ)充劑治療糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)匀淮嬖跔?zhēng)議，最佳用藥劑量和藥物組合也不明確。所以應(yīng)開展更多的基礎(chǔ)和臨床研究來(lái)評(píng)估不同抗氧化劑組合的長(zhǎng)期療效和安全性。