朱 琳,徐云生
(1.山東中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,山東 濟(jì)南 250014;2.山東中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科,山東 濟(jì)南 250001)
糖尿病是一種由胰島素分泌相對(duì)不足或分泌障礙導(dǎo)致的常見慢性病。據(jù)統(tǒng)計(jì),成年人(20~79歲)的糖尿病患病率已上升到8.8%,成為全球衛(wèi)生和經(jīng)濟(jì)的主要負(fù)擔(dān)之一[1]。糖尿病對(duì)多器官系統(tǒng)影響深遠(yuǎn),糖尿病視網(wǎng)膜病變作為其病變之一所致的視力受損甚至失明可能是對(duì)患者生活質(zhì)量影響最大的疾病之一[2]。DR 的發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜,炎癥機(jī)制被認(rèn)為是DR 發(fā)生、發(fā)展的重要因素。探索DR 的炎癥發(fā)病機(jī)制,發(fā)現(xiàn)有效的中醫(yī)藥治療方法并挖掘出其治療機(jī)制,對(duì)DR 的治療具有重大的臨床意義。
糖尿病的病程長(zhǎng)短與血糖控制水平是影響DR發(fā)生、發(fā)展的重要危險(xiǎn)因素。在持續(xù)高血糖環(huán)境刺激下,血管結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,白細(xì)胞可通過受損的血管壁,致使毛細(xì)血管阻塞,視網(wǎng)膜缺血加重。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞亦在高血糖刺激下通過氧化應(yīng)激等途徑被激活,隨之釋放的炎癥因子如生長(zhǎng)因子、白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子進(jìn)一步導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的加劇,最終致使DR 的發(fā)生。
白細(xì)胞聚集、黏附于內(nèi)皮細(xì)胞表面是炎癥發(fā)生的重要病理機(jī)制之一[3]。細(xì)胞間黏附分子-1 是白細(xì)胞整合素的成分之一,表達(dá)于白細(xì)胞表面,并與內(nèi)皮細(xì)胞CD11/CD18 結(jié)合,激活白細(xì)胞,增加白細(xì)胞的黏附性,致使白細(xì)胞在血管內(nèi)異常淤滯,引起視網(wǎng)膜循環(huán)障礙,最終導(dǎo)致視網(wǎng)膜血管變性[4]。
膠質(zhì)細(xì)胞激活和其功能障礙是糖尿病引發(fā)視網(wǎng)膜神經(jīng)變性的一個(gè)早期特征。Müller 膠質(zhì)細(xì)胞(Müller glial cells,MGCs)作為視網(wǎng)膜最重要的膠質(zhì)細(xì)胞之一,參與血-視網(wǎng)膜屏障(blood-retina barrier,BRB)的構(gòu)成,并可調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜組織的代謝[5]。高血糖環(huán)境可導(dǎo)致MGCs 發(fā)生活化,即反應(yīng)性膠質(zhì)化增生?;罨腗GCs 使Kir4.1 通道的表達(dá)下調(diào),并釋放大量的VEGF、TNF-α 等炎癥因子,破壞BRB 結(jié)構(gòu)的完整,促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)元的凋亡和新生血管的生成,最終導(dǎo)致血管滲漏、黃斑水腫[6]。同時(shí),MGCs 對(duì)谷氨酸(Glu)具有高攝取與回收作用,而Glu 在視網(wǎng)膜內(nèi)起縱向信號(hào)傳遞和營(yíng)養(yǎng)支持神經(jīng)元的作用,在缺氧或高血糖等環(huán)境的影響下,Müller細(xì)胞會(huì)發(fā)生功能改變,Glu 轉(zhuǎn)運(yùn)體功能障礙,使Glu的表達(dá)過分增多,引發(fā)Glu 興奮性毒性損傷,最終致使視網(wǎng)膜神經(jīng)元的凋亡和功能障礙[7]。
小膠質(zhì)細(xì)胞作為神經(jīng)元微環(huán)境的活性感受器,與神經(jīng)元密切接觸感知神經(jīng)元的變化,并對(duì)其微環(huán)境中非常微妙的變化迅速做出反應(yīng),其激活是由細(xì)胞外信號(hào)決定的,并被Toll 樣受體等多種受體識(shí)別[8]。激活的小膠質(zhì)細(xì)胞通過激活炎癥信號(hào)通路使促炎因子水平升高,并釋放細(xì)胞毒性物質(zhì)直接誘導(dǎo)神經(jīng)膠質(zhì)功能障礙和神經(jīng)細(xì)胞死亡,神經(jīng)纖維層變薄,最終導(dǎo)致視力喪失[9]。
星形膠質(zhì)細(xì)胞在生理狀態(tài)下營(yíng)養(yǎng)支持著神經(jīng)元,而在DR 發(fā)生、發(fā)展過程中,星形膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)性地激活、增生,并分泌IL-6、MCP-1 和VEGF 等促炎介質(zhì)而引發(fā)視網(wǎng)膜損傷[10]。
1.2.1 血管生長(zhǎng)相關(guān)因子
1.2.1.1 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF) VEGF 是一種重要的調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和新陳代謝的信號(hào)分子。高糖環(huán)境下炎癥、氧化應(yīng)激等途徑被激活,使VEGF 表達(dá)增加。VEGF 與VEGFR 受體相結(jié)合,上調(diào)視網(wǎng)膜局部細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)及更多活性物質(zhì)的釋放,破壞血管壁結(jié)構(gòu),加重視網(wǎng)膜的缺血缺氧,促進(jìn)新生血管的形成,還可促進(jìn)血漿纖溶酶原激活物等的合成,使細(xì)胞間連接減少,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加,加快DR 的進(jìn)程[11]。Imazeki 等[12]研究糖尿病黃斑水腫(DME)患者中單核細(xì)胞趨化蛋白1、ICAM-1、IL-6 等12 個(gè)炎癥因子含量及其相關(guān)性,以探索炎癥與VEGF 治療反應(yīng)之間的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)DME組與對(duì)照組的炎癥因子水平有顯著差異,而DME患者在開始抗VEGF 治療1 個(gè)月后,12 個(gè)炎癥因子均顯著下降,表明抗VEGF 治療可抑制炎癥因子的釋放,減緩DR 的進(jìn)程。
1.2.1.2 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor,F(xiàn)GF) 目前已證實(shí),F(xiàn)GF 是由一系列結(jié)構(gòu)相似的多肽所組成的家族,主要由下丘腦等分泌[13]。FGF2 是一類重要的多功能多肽,對(duì)新生血管的形成中具有促進(jìn)作用。Yang 等[14]研究表明,F(xiàn)GF2 可與VEGF 等相互作用,促血管生成,共同參與視網(wǎng)膜血管性疾病的發(fā)生與發(fā)展。劉有婭等[15]研究發(fā)現(xiàn)增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變患者玻璃體及視網(wǎng)膜增生膜組織中FGF2 蛋白表達(dá)水平均上升,提示FGF2 水平與增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)生有關(guān),F(xiàn)GF2 過表達(dá)可能促使細(xì)胞過度增生,進(jìn)而加重病情。此外,在高糖環(huán)境下,F(xiàn)GF2 可能通過激活各種通路促進(jìn)病情進(jìn)展。FGF21 作為FGFs 家族的另一重要的調(diào)節(jié)因子,其血清濃度的升高與DR 的嚴(yán)重程度有關(guān)。FGF21 可通過限制胰島增生和NF-κB 信號(hào)通路的傳導(dǎo)來(lái)抑制炎癥的發(fā)生[16]。有研究顯示,較低和較高的血清FGF21 和DR 之間呈U 型關(guān)系,表明FGF21 水平過低可能與DR 有關(guān),血清FGF21 水平相對(duì)升高也可能是代償性增加[17]。
1.2.1.3 血小板源性生長(zhǎng)因子(platelet derived growth factor,PDGF) DR 微血管病變與周細(xì)胞的缺失密切相關(guān)。周細(xì)胞的作用包括維持血管通透性和血管功能正常。在應(yīng)激狀態(tài)下,周細(xì)胞可釋放大量的VEGF 和FGF,促進(jìn)新生血管的形成,此外還能釋放黏附因子和趨化因子以控制白細(xì)胞的遷移[18]。PDGF-B/PDGFR-β 是維持周細(xì)胞穩(wěn)定的重要信號(hào)通路之一。PDGF 主要由內(nèi)皮細(xì)胞等合成分泌,在高糖環(huán)境下,PDGF-B/PDGFR-β 信號(hào)通路被破壞,引發(fā)周細(xì)胞凋亡。周細(xì)胞凋亡導(dǎo)致血管壁受損,造成視網(wǎng)膜缺氧和炎癥的發(fā)生[19]。PDGF 還可通過破壞的BRB 刺激視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞遷移增生與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程,使視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變成肌成纖維細(xì)胞和成纖維細(xì)胞,前者可使細(xì)胞外基質(zhì)成分收縮,引起視網(wǎng)膜牽拉脫離[20]。
1.2.1.4 胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1) IGF-1 是可以抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞增殖的多肽蛋白物質(zhì),主要由肝細(xì)胞產(chǎn)生。PI3K-AKT 和MAPK 是IGF-1 發(fā)揮凋亡作用的兩大通路。有研究發(fā)現(xiàn),糖尿病患者血清中IGF-1 的水平與健康對(duì)照組相當(dāng),但在增殖性視網(wǎng)膜病變患者中IGF-1 與對(duì)照組和2 型糖尿病患者組有顯著差異[21]。 此 外,IGF-1 與IGF-1 受 體 相 結(jié) 合 可 使VEGF 激活,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加和新生血管生成,加快DR 的發(fā)生、發(fā)展[22]。
1.2.2 白細(xì)胞介素(interleukin,IL)
IL 作為一類多功能的炎癥細(xì)胞因子,在調(diào)節(jié)免疫和炎性反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用?,F(xiàn)根據(jù)化學(xué)分子結(jié)構(gòu)正式定名了38 種白介素。IL-1 有IL-1α 和IL-1β 兩種存在形式,并主要通過B 細(xì)胞及巨噬細(xì)胞釋放。IL-1β 及ROS 的釋放均能激活NF-κB,同時(shí)也可促使其他細(xì)胞因子釋放;而NF-κB 也可調(diào)節(jié)IL-1β 的基因表達(dá),它們之間相互作用,加重炎癥損傷[23]。IL-6 作為另一關(guān)鍵的多效性細(xì)胞因子,主要通過IL-6 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3 等途徑發(fā)揮作用[24]。IL-6 可與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用共同調(diào)節(jié)白細(xì)胞與炎性蛋白的募集與表達(dá),還與TNF-α 相互作用刺激內(nèi)皮細(xì)胞激活[25]。
1.2.3 腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)
TNF-α 主要由單核細(xì)胞及中性粒細(xì)胞等分泌,在炎癥、新生血管形成和凋亡中起作用[26]。Niu等[27]為探討TNF-α 在小鼠視網(wǎng)膜損傷中的作用,對(duì)成年小鼠進(jìn)行連續(xù)14 d 的光損傷,結(jié)果發(fā)現(xiàn)TNF-α顯著升高,導(dǎo)致Müller 細(xì)胞體外增殖,在增殖的Müller 細(xì)胞中顯示,TNF-α 可使與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào),亦使IL-6 等炎癥因子的釋放增加。Whitmore 等[28]研究發(fā)現(xiàn)TNF-α 通過激活JNK 來(lái)誘導(dǎo)RUNX1 的表達(dá)增加,RUNX1 是視網(wǎng)膜血管生成異常的介質(zhì),與增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。
1.2.4 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factorβ,TGF-β)
TGF-β 主要由視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞分泌,并存在于睫狀體和視網(wǎng)膜血管等眼組織中。TGF-β 具有雙向調(diào)控作用,在病理狀態(tài)下,TGF-β 可促進(jìn)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的增殖和分化,促進(jìn)新生血管形成,還可刺激其他細(xì)胞因子,如PDGF的表達(dá)上調(diào)進(jìn)而發(fā)揮作用[29]。
1.2.5 干擾素(interferon,IFN)
IFN 根據(jù)其來(lái)源的組織不同及立體結(jié)構(gòu)的差異,可分為α、β、γ3 類。毛永等[30]研究發(fā)現(xiàn)IFN-γ 水平在DR 患者中呈現(xiàn)高表達(dá),明顯高于健康對(duì)照和NDR 組,表 明IFN-γ 可 以 作 為 預(yù) 測(cè)DR 的 指 標(biāo)。IFN-γ 可促進(jìn)中性粒細(xì)胞及免疫細(xì)胞的分化,在拮抗炎癥因子產(chǎn)生過程中發(fā)揮重要作用。羅南萍等[31]發(fā)現(xiàn)IFN-γ 水平與血清VEGF 的濃度呈明顯的線性關(guān)系,在早期DR 時(shí),IFN-γ 的水平明顯升高,發(fā)揮其拮抗其他因子促細(xì)胞增殖的作用。
1.2.6 趨化因子
趨化因子是一種結(jié)構(gòu)相似且具有趨化性的細(xì)胞因子,根據(jù)空間位置分布等的不同可分為4 個(gè)亞組。CX3CL1 作為CX3C 家族的成員之一,通過觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)鈣離子的流動(dòng)來(lái)趨化單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的聚集和遷移,促進(jìn)兩者與內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附,從而導(dǎo)致血管內(nèi)皮的損傷[32]。單核細(xì)胞趨化因子-1(MCP-1)作為CC 類細(xì)胞趨化因子超家族的一員,可直接通過MAPK、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)和ERK1/2 等信號(hào)通路,促進(jìn)NO 和VEGF 的表達(dá),還可趨化巨噬細(xì)胞附著于炎癥部位,產(chǎn)生TNFα、PDGF、bFGF 和IFN-γ 等細(xì)胞因子,促進(jìn)新生血管的生成[33]。
古代醫(yī)家根據(jù)DR 的發(fā)病特點(diǎn)及臨床表現(xiàn),將其歸屬為“視瞻昏渺”范疇。眾多醫(yī)家學(xué)者認(rèn)為消渴目病的證候特點(diǎn)是虛實(shí)夾雜,本虛標(biāo)實(shí),故多從“虛”及“瘀”辨證論治,多選用補(bǔ)氣養(yǎng)陰,活血化瘀之方。近來(lái)眾多研究證明,中藥在調(diào)控DR 炎癥方面發(fā)揮重要作用,可減緩DR 的發(fā)展。
2.2.1 枸杞 枸杞多糖是枸杞保護(hù)視網(wǎng)膜的主要成分之一,能減輕和抑制炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)。慧西等[34]通過對(duì)糖尿病小鼠視網(wǎng)膜中炎性因子的研究證實(shí),枸杞多糖組小鼠視網(wǎng)膜組織中IL-1β、TNF-α 的含量顯著低于糖尿病組,表明枸杞多糖能夠抑制糖尿病小鼠視網(wǎng)膜的炎癥反應(yīng)。閆梅等[35]研究了枸杞多糖對(duì)細(xì)菌脂多糖誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜色素上皮(ARPE-19)細(xì)胞的炎癥及其可能介導(dǎo)的信號(hào)通路,結(jié)果表明枸杞多糖可抑制細(xì)胞內(nèi)炎性因子的釋放及NF-κB/MAPK 通路相關(guān)因子磷酸化,從而阻止ARPE-19 細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。
2.2.2 夏枯草 夏枯草是一種唇形科多年生植物,可清火明目、散結(jié)消腫?,F(xiàn)代藥理研究證明夏枯草具有多種生物學(xué)作用,包括抗炎、抗氧化和抗過敏等。Kim 等[36]研究發(fā)現(xiàn)夏枯草提取物以濃度依賴的方式抑制RPE 細(xì)胞中VEGF 分泌素的生成,并抑制NF-κB 信號(hào)通路和其它促炎因子的釋放,提示夏枯草提取物對(duì)藍(lán)光照射誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜變性和炎癥有保護(hù)作用。梅茜鈺等[37]的研究亦證明夏枯草提取物可以改善STZ 誘導(dǎo)糖尿病小鼠BRB 的滲漏,降低血清中TNF-α 含量和磷酸化p65 蛋白的表達(dá),緩解視網(wǎng)膜的炎性損傷。
2.2.3 石斛 石斛作為治療糖尿病專藥,共分為鐵皮石斛、金釵石斛等4 種石斛。石斛多糖是鐵皮石斛的活性成分之一。李靜文等[38]研究結(jié)果證明鐵皮石斛能抑制糖尿病大鼠視網(wǎng)膜病變中炎癥因子IL-6、TNF-α 和VEGF 的表達(dá)。黃杰等[39]探討研究了石斛多糖對(duì)巨噬細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用,結(jié)果表明石斛多糖能提高巨噬細(xì)胞的吞噬活性,降低炎癥因子的釋放水平,并能促進(jìn)細(xì)胞極化分型。劉姣姣[40]探討了金釵石斛生物堿對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的BV2 細(xì)胞炎癥保護(hù)機(jī)制,結(jié)果表明金釵石斛生物堿能抑制NLRP3 炎 癥 小 體的 活 化,減 少NF-κB 的 表 達(dá) 以及NF-κB 向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)移,最終抑制了BV2 細(xì)胞的神經(jīng)炎癥反應(yīng)。毛蘭素是鼓槌石斛主要活性成分,能阻斷RPE 和小膠質(zhì)細(xì)胞中的ERK1/2 通路進(jìn)而減少新生血管生成[41]。
2.2.4 黃芩 漢黃芩素是黃芩的成分之一,可通過AKT/GLUT4 途徑增加葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞來(lái)緩解高血糖。顏彥等[42]采用酶聯(lián)免疫法等方法檢測(cè)VEGF、bFGF 及TGF-β 的mRNA 水 平,以 探討漢黃芩素對(duì)糖尿病視網(wǎng)膜病變中炎癥因子的影響,結(jié)果顯示漢黃芩素組VEGF、bFGF、TGF-β 的mRNA水平及蛋白表達(dá)均被抑制,提示漢黃芩素對(duì)糖尿病視網(wǎng)膜病變炎癥反應(yīng)具有改善作用。亦有研究表明,漢黃芩素可減少巨噬細(xì)胞ROS 產(chǎn)生,降低NFκB 介導(dǎo)的炎癥因子基因轉(zhuǎn)錄以抑制炎癥反應(yīng)[43]。
2.3.1 雙丹明目膠囊 符超君等[44]觀察雙丹明目膠囊對(duì)DR 大鼠視網(wǎng)膜組織的影響,將糖尿病大鼠模型隨機(jī)分為空白對(duì)照組、模型組及雙丹明目膠囊中、高劑量組,結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型組大鼠VEGF 水平顯著升高,視網(wǎng)膜組織排列紊亂,損傷明顯,而雙丹明目膠囊組VEGF 水平明顯逆轉(zhuǎn),有效抑制了新生血管的生成,提示可能與視網(wǎng)膜Spred-1 的表達(dá)上調(diào)有關(guān)。彭俊等[45]亦證實(shí)雙丹明目膠囊能明顯降低VEGF 家族及其受體在視網(wǎng)膜中的表達(dá),對(duì)糖尿病大鼠視網(wǎng)膜有一定的保護(hù)作用。
2.3.2 益氣活血利濕湯 益氣活血利濕湯以益氣活血,健脾利濕為法,臨床治療DR 療效顯著。周宇等[46]觀察益氣活血利濕湯對(duì)DR 大鼠炎癥因子的影響及視神經(jīng)的保護(hù)作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),治療組大鼠血清IL-6、TNF-α 和hs-CRP 等 炎 癥 因 子 水 平 顯 著 低于模型組,高于對(duì)照組,并使NF-κB 表達(dá)上調(diào),提示益氣活血利濕湯能保護(hù)DR 大鼠視網(wǎng)膜及視神經(jīng)結(jié)構(gòu),抑制炎癥的發(fā)生。
2.3.3 補(bǔ)腎活血方 馬殿偉等[47]觀察在AGEs 或缺氧條件下補(bǔ)腎活血方對(duì)Müller 細(xì)胞分泌VEGF、PEDF 的影響及作用機(jī)制,結(jié)果表明AGEs 或缺氧條件下Müller 細(xì)胞對(duì)VEGF 的釋放增多、PEDF 釋放減少,而給予補(bǔ)腎活血方組結(jié)果發(fā)生逆轉(zhuǎn),并且緩解了VEGF 與PEDF 之間的不平衡,這可能是補(bǔ)腎活血方緩解DR 的兩個(gè)重要機(jī)制。
2.3.4 通絡(luò)駐景丸 通絡(luò)駐景丸是在駐景丸的基礎(chǔ)上由雷曉琴教授優(yōu)化而成。任翠翠等[48]SD 大鼠糖尿病大鼠模型隨機(jī)分為4 組,給予不同劑量通絡(luò)駐景丸藥物治療,結(jié)果顯示通絡(luò)駐景組大鼠血清中的VEGF 與其mRNA 的表達(dá)均被抑制,高劑量組抑制最明顯。另有研究結(jié)果證明通絡(luò)駐景丸能降低糖尿病大鼠視網(wǎng)膜中Albumin 滲漏,升高視網(wǎng)膜組織中緊密連接蛋白Occludin、ZO-1和OccludinmRNA 的表達(dá)[49]。這些研究提示通絡(luò)駐景丸能降低糖尿病大鼠血清和視網(wǎng)膜中VEGF 的表達(dá)水平,減少新生血管生成,保護(hù)血-視網(wǎng)膜屏障。
早期防治是臨床治療DR 的關(guān)鍵??刂蒲羌胺e極抗炎是治療DR 的重要切入點(diǎn)?;诂F(xiàn)代藥理學(xué)及臨床試驗(yàn)證實(shí),中醫(yī)藥在多靶點(diǎn)、多途徑治療DR 方面具有一定優(yōu)勢(shì),但仍有較大的研究空間。了解DR 的發(fā)病機(jī)制,從微觀角度探索中醫(yī)藥與DR的關(guān)系,探索出更多中藥或復(fù)方以防治DR,為DR的早期預(yù)防以及后期干預(yù)治療提供參考。
作者貢獻(xiàn)度說(shuō)明:
朱琳:撰寫,徐云生:指導(dǎo)修改。
海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)2022年18期