年齡相關性黃斑變性(AMD)是老年人主要的致盲眼病之一,是多因素共同作用的結果。盡管目前AMD的發(fā)病機制尚未完全闡明,但是近年來在遺傳、炎癥、氧化應激等方面的研究取得了很大進展。

1 遺傳易感機制

研究發(fā)現(xiàn)AMD有一定的遺傳性,有家族史的人更容易患AMD,家族史和晚期AMD之間具有顯著關聯(lián)，補體因子H(CFH)作為一種反應基因參與其中[1]。CFH是一種可溶蛋白,主要在肝臟中合成,在一定程度上,也由視網膜色素上皮(RPE)細胞合成。它在染色體1q23-32的間隔被編碼。在補體系統(tǒng)中CFH是一種重要的負性調節(jié)器,抑制轉化和經典路徑,并調解(間接抑制)凝集素激活途徑。盡管如此,它主要的功能仍是控制活化和血漿的轉化路徑,及宿主組織和炎癥的場所。CFH優(yōu)先結合C3b并使其失活,導致轉化路徑中的C3轉化酶和凝集素激活途徑中的C5轉化酶不能產生。此外,CFH作為因子-1-調節(jié)性蛋白水解失活物的一種輔助因子，使C3b轉變?yōu)閕C3b和C3dg,整個級聯(lián)反應就被抑制了。CFH這種抑制補體活性的作用在AMD的發(fā)病機制中扮演了重要角色[2]。

與AMD最密切相關的單核苷酸多態(tài)性(SNP)是CFH Y402H變異體,位于C-反應蛋白(CRP)的結合位點處。人類CFH基因的Y402H變異體可增加炎癥反應的水平并促進AMD的進展。這意味著如果個體存在這種免疫系統(tǒng)缺陷,會對促炎性的血管生成調節(jié)因子和補體裂解產物更加敏感,后續(xù)的免疫級聯(lián)反應也將發(fā)生變化,從而促進AMD的發(fā)展。有報道稱CFH Y402H變異體減少了CRP的親和力,意味著減少CFH對CRP的結合可能導致CFH靶向性損傷,從而致細胞碎片和CRP沉積在脈絡膜上[3]。另一種可能是CFH Y402H攜帶者補體抑制因子受損,從而導致持續(xù)的慢性炎癥的發(fā)生[4]。除了CFH Y402H,已經報道還有一些基因的SNPs與AMD有關,顯示多種的SNPs對CFH都有影響,并在AMD的發(fā)病機制中起重要作用[5]。一些其他的補體成分也與AMD的發(fā)病機制有關。2個C2的變異體(L9HBF/E318DR和32QBF/intronic)對AMD有保護作用,可能由于補體因子B變異體作為補體激活因子起作用[6]。補體因子B的補體激活減少可能解釋了這個保護性的影響。有報道稱C7有保護性作用以對抗AMD的發(fā)生[7]。研究發(fā)現(xiàn)位于SERPING1基因的SNP變異體rs2511989,編碼的C1抑制劑,較對照組來說,在AMD患者中較少出現(xiàn)[8]。

一定數(shù)量的研究表明,位于染色體10q26的SNPs與干性和濕性AMD密切相關。LOC387715/ARMS2和HTRA1基因在AMD的發(fā)病機制中扮演了重要角色[9-10]。HTRA1基因編碼的熱休克絲氨酸蛋白酶在視網膜上表達并可調解TGF-β信號。LOC387715/ARMS2基因編碼推定的12 kDa蛋白，盡管此前的研究稱LOC387715/ARMS2可能不編碼蛋白質,但是現(xiàn)在的研究已經證明它編碼一種線粒體的外節(jié)膜蛋白,而且也在視網膜上表達。Ala69ser SNP在LOC387715導致純合子個體的AMD的進展增加7.6倍[11]。此外,有證據(jù)表明CFH和LOC387715之間基因-基因的相互作用,進一步增加了AMD發(fā)生的危險性[12]。

2 炎癥免疫機制

研究表明炎癥反應在玻璃膜疣形成和AMD發(fā)生過程中發(fā)揮了重要作用,免疫病理學研究發(fā)現(xiàn)在玻璃膜疣和黃斑區(qū)視網膜組織中存在多種炎癥物質,如CRP、補體成分、補體調節(jié)蛋白、脂褐素、糖基化終末產物、免疫球蛋白、免疫復合物、玻璃體結合蛋白和纖維蛋白原等;從AMD患者手術切除的脈絡膜新生血管(CNV)組織中也發(fā)現(xiàn)有巨噬細胞、淋巴細胞和漿細胞等炎性細胞浸潤[13-14]。免疫學研究也顯示AMD患者視網膜的免疫活性增高。這些研究說明衰老或受損的細胞碎片在RPE細胞和Bruch膜之間形成玻璃膜疣,這些成分是慢性炎癥反應的刺激物,在眼局部形成一種炎癥前期微環(huán)境,刺激視網膜、RPE或脈絡膜細胞表達炎癥介質,從而促進炎癥反應發(fā)生和AMD形成[15]。

許多研究中報道巨噬細胞在AMD中起到顯著的作用。它們在濕性AMD的新生血管膜上被檢測到,并可以表達促炎癥反應和血管生成因子,如血管內皮生長因子(VEGF)等[16]。但趨化因子的實際作用卻并未被證實,仍存在爭議性。在大鼠激光誘導的脈絡膜新生血管中,巨噬細胞積聚減少與新生血管的嚴重程度減輕有關[17]。因此,可以得出結論,巨噬細胞可能誘導脈絡膜新生血管的進展。但另一方面,有報道稱巨噬細胞在脈絡膜新生血管中起保護作用。在IL-10缺乏的大鼠中,巨噬細胞募集增加與激光誘導的脈絡膜新生血管的嚴重程度減輕有關[18]。對這個爭議有2種可能的解釋。首先,在第1個報道中,脈絡膜新生血管較輕,可能是由于其新生血管膜內皮的直接損傷,而第2個報道中的巨噬細胞被消耗殆盡。第2種可能的解釋是,巨噬細胞是免疫細胞異源性的族群,有2種類型的巨噬細胞存在,M1是促炎的,而M2是抗炎的。這些M2型的巨噬細胞在疾病的早期階段可能通過清除沉著物和玻璃膜疣而發(fā)揮保護作用。M1型能誘導激光損傷引起的炎癥發(fā)生,促進脈絡膜新生血管的進展[19]。在AMD發(fā)生的最初階段,RPE細胞和巨噬細胞之間存在相互作用,RPE細胞可表達單核細胞趨化蛋白,為一種巨噬細胞募集的細胞因子。巨噬細胞的另一個重要作用是分泌組織因子和VEGF,因此能促進脈絡膜新生血管的進展[20]。

除了巨噬細胞以外,視網膜小膠質細胞通過對神經元的穩(wěn)態(tài)和免疫防御作用,在AMD的發(fā)病機制中起作用。當視網膜受損或發(fā)生變性時,激活了這些細胞，它們增殖,遷移到病變區(qū)域,吞噬細胞碎片,分泌促炎性的細胞因子和趨化因子?；罨男∧z質細胞聚積在反應區(qū)域,是一個顯著的細胞性事件。它表明現(xiàn)存的神經性的免疫反應,也可以發(fā)生在其他疾病中,如阿爾茨海默病和帕金森綜合征,青光眼也可出現(xiàn)。在脈絡膜新生血管中,活化的小膠質細胞在氧化應激中起到重要作用。小膠質細胞產生大量的超氧離子并釋放到周圍組織中,成為有效的攻擊系統(tǒng)[21]。

研究發(fā)現(xiàn)血管緊張素Ⅱ會增加炎癥反應。它增加了活性氧自由基和活化的中性粒細胞的釋放,誘導它們產生更多自由基。它增強了血管炎癥反應,加速動脈粥樣硬化,下調PPAR-a和PPAR-r mRNA和蛋白質。此外,它能增加MCP-1,E-selection,細胞間黏附分子-1,血管內皮細胞黏附分子-1的轉錄,誘導氮氧合酶和COX-2[22]。

3 氧化應激機制

氧化應激在每個年齡段的人群組織中都有不同程度的發(fā)生。氧化主要局限在黃斑區(qū)是由于光線,氧氣消耗和高新陳代謝率提供了組織趨向性。通過釋放氧自由基致相關組織損傷是AMD啟動的關鍵。盡管通過抗氧化酶,如超氧化物歧化酶、過氧化物酶、抗壞血酸和谷胱甘肽過氧化物酶,還有抗氧化劑如維生素C、E可提供保護性的作用,但氧化應激對人類視網膜的損傷有累積效應?；钚匝躅?如OH,O2,H2O2離子在這個復雜的機制中起到顯著作用。已知的刺激活性氧類生成的因素包括輻射、年齡、炎癥、空氣污染、吸煙和再灌注損傷。主要受氧化應激影響的組織是有光感受器的RPE細胞和脈絡膜毛細血管層[23]。在老年眼,血漿的維生素C、E水平下降,而脂質過氧化增加。由于大約50%的光感受器外段膜由多不飽和脂肪酸組成,尤其是二十二碳六烯酸,最易受氧化損傷。因此,RPE細胞的氧化損傷增加。二十二碳六烯酸不只是過氧化的作用靶點,也對羧乙基吡咯有親和性。而后者作為后翻譯的氧化修飾產物,啟動了由巨噬細胞驅使的抗原特異性的免疫反應,而CFH基因的多態(tài)性也加劇了這個過程,最終導致不可控制的補體活化。免疫細胞化學局限使羧乙基吡咯主要位于視桿細胞外段和RPE細胞中,較之健康人視網膜,在AMD供體的光感受器段顯示更強烈的羧乙基吡咯免疫反應性,羧乙基吡咯與尸體眼的Bruch膜的沉積有關[24]。進一步的支持證據(jù)是巨噬細胞在誘導滲出性AMD時起到重要作用[25],CFH多態(tài)性的遺傳學與氧化應激誘導AMD發(fā)病密切相關[26]。

在RPE細胞,黃斑色素的密度減少和脂褐質濃集增加。它主要的組成之一A2E是一種光敏物質,可以被光線誘導,產生活性氧類物質。這個機制被叫做光動力反應類型2，結果是溶酶體活性損傷,導致脂質過氧化,吞噬作用減少并最終導致RPE細胞死亡。10歲之前,脂質溶解只占據(jù)了1%的RPE細胞胞漿容積,到80歲則增加到19%。隨著脂質溶解的增加,RPE細胞容積減少,相應地減小了RPE細胞的作用,可能導致光感受器細胞死亡[27]?；钚匝躅愇镔|是細胞新陳代謝的副產物。由于RPE細胞和光感受器消耗了脈絡膜毛細血管運輸?shù)?0%的氧氣,新陳代謝和代謝副產物的比率也高[28]。一個復雜工作路徑的存在,對自由基的產生有很大意義。在黃嘌呤氧化酶路徑中,局部缺血啟動了次黃嘌呤的產生,黃嘌呤、尿酸和O2基團的產物,都相應地通過鐵依賴的路徑轉化成H2O2或OH基團。在髓過氧化物酶代謝路徑中,花生四烯酸是由環(huán)氧合酶和脂質合酶通過不同的反應轉化來的。導致OH和O2基團也產生出來,從而導致氧化組織的損傷。在其他脂肪酸中,花生四烯酸是由吞噬細胞產生的,由氧化組織的損傷和補體系統(tǒng)激活。

因為AMD的組織病理學變化與動脈粥樣硬化類似,因此有研究猜測清道夫受體氧化脂蛋白可能存在于AMD損傷中。最終在脈絡膜新生血管膜中發(fā)現(xiàn)了清道夫受體氧化脂蛋白。這項發(fā)現(xiàn)支持了在AMD早期階段巨噬細胞積聚并通過特定的清道夫受體吞噬氧化的低密度脂蛋白[28]。

4 其他

AMD是一種隨年齡增長而發(fā)病率逐漸上升的黃斑疾病,年齡的增加導致AMD危害也增加,這可能與視網膜在日常生活中經受氧化性應激逐漸累積的損害有關。Bruch膜是位于脈絡膜毛細血管和RPE細胞之間的屏障,保證了原料從視網膜到脈絡膜毛細血管無阻擋的流動,反之亦然。年齡變化導致膜的厚度增加了135%,從2.0 μm到90歲時的4.7 μm,水和原料傳導率下降,導致碎片沉積在視網膜下[29]。同時,年齡相關性線粒體DNA損傷在AMD發(fā)病機制中也可能起著一定作用[30]。吸煙是AMD中最強的環(huán)境危險因素,流行病學研究表明,吸煙與地圖樣萎縮和晚期AMD發(fā)生率增加有關,強烈影響AMD的發(fā)生和進展[31]。隨著年齡的增長和早期AMD的發(fā)生,RPE遭受漸進性衰退,由正常立方形轉化成不規(guī)則形狀,進而變得扁平或萎縮,RPE是吸煙誘導損傷的一個特異靶器官。Mitchell等[32]研究表明吸煙和RPE異常增加有關。這種損傷可能和香煙的成分有關,香煙中含有活性氧、環(huán)氧化物、NO、過氧亞硝酸和各種自由基等物質,這些化學氧化劑能夠減少血液中的抗壞血酸和蛋白質巰基,引起DNA、脂質和蛋白質的氧化,從而導致AMD的發(fā)生。脂肪攝入和肥胖均與AMD危險的增加相關聯(lián)[33]。AREDS研究表明飲食中攝入高的葉黃素和玉米黃素能夠降低AMD的突發(fā),并且攝入高胡蘿卜素能降低AMD的發(fā)病危險[34]。

從目前的各項研究結果來看,AMD的發(fā)病機制涉及基因、炎癥、免疫、代謝等方面,是多個機制共同作用的結果。雖然各個機制的致病途徑不盡相同,但是最終它們都引起相似的病理改變。發(fā)病機制的研究是臨床治療的理論基石,進一步探討AMD的發(fā)病機制是早期診斷及治療的關鍵。AMD發(fā)病機制研究的不斷深入,為進一步尋找預防和治療該病的有效途徑提供了堅實的基礎。

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