萬雅妮 綜述， 曹文俊 審校

（復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院檢驗科，上海 200031）

原發(fā)性閉角型青光眼（primary angle-closure glaucoma，PACG）是原發(fā)性房角關(guān)閉所導(dǎo)致的急性或慢性眼壓升高，其臨床特征是青光眼性視盤改變和視野損傷[1]。眼內(nèi)壓升高的機制是由于周邊虹膜黏附于小梁網(wǎng)或虹膜黏連房角關(guān)閉而導(dǎo)致小梁網(wǎng)阻塞[2]。瞳孔阻滯、虹膜高褶以及2種因素的混合機制均可導(dǎo)致PACG的發(fā)生[3]。在愛斯基摩人群、中國人群和蒙古人群中，PACG患病率顯著高于全球平均水平[4]。據(jù)最新調(diào)查發(fā)現(xiàn)，亞洲人群PACG的患病率最高，為1.09%[5]。PACG患者同胞間的高發(fā)病率暗示遺傳因素通過某些機制促進了該疾病的發(fā)生[6]。近年來，隨著全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association studies，GWAS）等分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展[7]，疾病相關(guān)的基因研究已發(fā)現(xiàn)一批與PACG相關(guān)的遺傳位點和單核苷酸多態(tài)性（single-nucleotide polymorphism，SNP）位點。我們就近年來PACG的分子生物學(xué)的主要研究進展作一綜述。

1 PACG疾病相關(guān)基因的分子生物學(xué)研究

1.1 3種經(jīng)典的相關(guān)基因

2012年，新加坡眼科研究所等多中心合作的大樣本GWAS分析鑒定出3種PACG相關(guān)基因：PLEKHA7、COL11A1和PCMTD1-ST18[8]。

PLEKHA7基因中的rs11024102位點與PACG相關(guān)。PLEKHA7編碼黏著連接蛋白，該蛋白質(zhì)在上皮細胞構(gòu)建中必不可少，且對組織穩(wěn)態(tài)起重要作用[9]。該蛋白質(zhì)可能涉及影響房水流經(jīng)schlemm管內(nèi)壁。有研究提出PLEKHA7基因的突變會影響PACG患者眼內(nèi)的流體動力學(xué)。

rs3753841位于COL11A1基因。COL11A1編碼Ⅺ型膠原蛋白2條α鏈中的1條[10]。膠原可能在青光眼的發(fā)生、發(fā)展中具有潛在作用，膠原沉積的改變會影響鞏膜的生物力學(xué)和重塑能力，可導(dǎo)致青光眼的誘發(fā)因素，如眼軸長改變和屈光不正。PLEKHA7基因和COL11A1基因表達于大多數(shù)眼部組織，尤其是虹膜和小梁網(wǎng)[10]。

rs1015213位于PCMTD1和ST18基因之間。其中PCMTD1編碼蛋白-L-異天冬氨酸-O-甲基結(jié)構(gòu)域，其功能不甚明了，但該基因表達于虹膜和小梁網(wǎng)，這一點涉及青光眼的發(fā)病機制[10]。ST18編碼一種鋅指結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合蛋白。ST18在正常組織的表達水平相當(dāng)?shù)?，在乳腺癌細胞系中表達明顯下調(diào)[11]。

2014年，WEI等[12]對這3種基因位點與青光眼表型的相關(guān)性進行了研究。結(jié)果顯示這3種基因位點在疾病嚴重程度或疾病進程方面并不是任何主要表型多樣性的基礎(chǔ)。

1.2 其他相關(guān)基因位點

2016年，新加坡眼科研究所等多個研究機構(gòu)發(fā)表了對PACG大規(guī)模的GWAS研究結(jié)果，研究人群來自亞洲、澳大利亞、歐洲、北美和南美。研究發(fā)現(xiàn)5個新的PACG相關(guān)基因位點，分別是EPDR1 rs3816415、CHATrs1258267、GLIS3 rs736893、FERMT2 rs7494379和DPM2-FAM102Ars3739821。這些基因除了在人眼前段組織如虹膜、睫狀體和小梁網(wǎng)中表達外，在角膜、晶狀體、視神經(jīng)乳頭和視神經(jīng)中也有一定的表達[13]。

EPDR1編碼糖化Ⅱ型跨膜蛋白，即室膜相關(guān)蛋白1，可能有潛在的細胞黏著功能，與原鈣黏連素和室管膜蛋白類似。EPDR1 rs16879765與掌腱膜攣縮癥相關(guān)，該病是一種結(jié)締組織的遺傳紊亂。GWAS分析發(fā)現(xiàn)，EPDR1基因上的前哨SNP位點rs3816415與PACG相關(guān)聯(lián)。盡管上述2個SNP位點相距不足1 kb，但關(guān)聯(lián)性卻很小。這種EPDR1的多效性關(guān)聯(lián)凸顯該基因在上述不同疾病中很可能涉及不同的病理機制，值得進一步研究[13]。

CHAT編碼乙酰轉(zhuǎn)移酶，該酶的功能是合成乙酰膽堿，乙酰膽堿在瞳孔收縮過程中起作用?？鼓憠A藥可以通過瞳孔擴張和隨后的瞳孔阻滯促進急性PACG[13]。因此，影響乙酰膽堿代謝的基因發(fā)生遺傳學(xué)改變可能會增加罹患PACG的風(fēng)險。

GLIS3是類Krüppel鋅指蛋白GLI樣亞家族成員之一。早期研究表明，GLIS3突變可導(dǎo)致新生兒糖尿病和先天性甲狀腺功能減退。目前除rs736893外，還發(fā)現(xiàn)了其他3個GLIS3的相鄰SNP位點，即rs7020673與歐洲人群的1型糖尿病相關(guān)，rs7041847與亞洲東部人群的2型糖尿病相關(guān)，rs7034200與歐洲人群的空腹血糖水平相關(guān)。這3個SNP位點獨立于rs736893，而rs736893被證實與PACG相關(guān)。糖尿病和PACG這2種疾病與GLIS3基因之間的聯(lián)系可能暗示其有共同的分子機制[14]。

FERMT2編碼一種稱為PLEKHC1的蛋白，其為細胞外基質(zhì)的組成成分，在細胞黏著中起作用[15]。PLEKHC1和PLEKHC7屬于同一個血小板白細胞激酶底物家族。對FERMT2、EPDR1及PLEKHA7的研究顯示細胞間的連接過程在PACG的病理過程中起作用。

rs3739821位于DPM2和FAM102A基因之間。DPM2的突變與糖基化先天性缺陷有關(guān)。目前對FAM102A基因知之甚少，但其表達對雌二醇的升高敏感。KHOR等[13]的研究發(fā)現(xiàn)DPM2、FAM102A在所有檢測過的眼組織中均有表達。

基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase，MMP9）基因編碼參與細胞外基質(zhì)重塑的酶，眼內(nèi)壓波動會影響和調(diào)控鞏膜細胞外基質(zhì)成分[16]。MMP9 rs2250889在中國南方人群中與PACG相關(guān)，MMP9 rs17576在中國臺灣人群和巴基斯坦人群中與PACG相關(guān)，但在新加坡人群中無關(guān)聯(lián)[17]。另外，在澳大利亞高加索人群中，MMP9基因的2個位點（rs3918249和rs17576）與PACG相關(guān)，進一步支持了MMP9基因在PACG患病風(fēng)險中的作用[18]。有研究發(fā)現(xiàn)，MMP9的突變會通過損傷細胞外基質(zhì)重構(gòu)的能力而影響蛋白功能。MMP9存在于房水中，可能涉及眼內(nèi)壓調(diào)節(jié)機制[18]。

肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）在刺激各種眼部組織的生長和遷移過程中起了重要作用，這些眼部組織包括角膜上皮細胞和內(nèi)皮細胞、虹膜、視網(wǎng)膜色素上皮細胞、晶狀體上皮細胞和小梁網(wǎng)。對尼泊爾人群的研究發(fā)現(xiàn)，HGF基因有4個SNP位點與PACG相關(guān)，即rs5745718、rs12536657、rs12540393和rs17427817[19]。2013年，對中國漢族人群的重復(fù)驗證顯示，rs12536657、rs5745718與PACG相關(guān)[20]。HU等[21]的研究結(jié)果顯示，青光眼患者房水中的HGF濃度顯著高于白內(nèi)障患者，增加的HGF試圖修復(fù)小梁損傷，而不是直接導(dǎo)致青光眼的發(fā)生。

內(nèi)皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）以L-精氨酸為底物，在血管內(nèi)皮生成一氧化氮。eNOS過表達會導(dǎo)致人眼組織中血管舒張和血流量增加，從而被認為其具有神經(jīng)保護性。然而，過度的一氧化氮可自由擴散到鄰近的神經(jīng)細胞并結(jié)合氧離子，形成過氧亞硝基陰離子（一種強有力的毒性物質(zhì)）而啟動細胞程序性死亡，如神經(jīng)凋亡。由于在原發(fā)性青光眼中發(fā)現(xiàn)大量表達eNOS，因此推測青光眼視神經(jīng)損傷可能與eNOS過表達有關(guān)。對巴基斯坦人群的研究證實eNOS多態(tài)性與PACG相關(guān)[22]。在澳大利亞人群中，eNOSrs3793342與PACG相關(guān)[23]。

熱休克蛋白（heat shock protein，HSP）70 rs1043618在巴基斯坦人群中與PACG顯著相關(guān)[22]。眼內(nèi)壓上升、局部缺血、興奮性氨基酸和腫瘤壞死因子的過度釋放都將增加視神經(jīng)乳頭的壓力。另一種引起應(yīng)對壓力的機制是招募特殊的細胞蛋白，即HSP，當(dāng)HSP上調(diào)以應(yīng)對各種形式的代謝壓力時，其具有保護功能。HSP作為分子伴侶，可避免蛋白聚集并利于功能失調(diào)蛋白質(zhì)的重新折疊，該項功能是視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞等存活的關(guān)鍵機制。因此，通常HSP的低表達將消除抵抗熱休克和壓力的防御機制?？笻SP抗體通過凋亡機制的誘導(dǎo)或者免疫應(yīng)答刺激HSP本身，可能對青光眼視神經(jīng)病變患者有病理意義。

1.3 與解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)的基因

前房深度（anterior chamber depth，ACD）是PACG的主要解剖結(jié)構(gòu)危險因素，NONGPIUR等[24]的研究發(fā)現(xiàn)，ABCC5 rs1401999與ACD相關(guān)聯(lián)。ABCC5也稱為多重耐藥蛋白5（multidrug resistance protein 5，MRP5），主要通過抗癌藥物外排、毒物外排和第二信使環(huán)磷酸鳥苷參與組織防御和細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。ABCC5在大多數(shù)人體眼組織中表達，如角膜、視網(wǎng)膜色素上皮、視網(wǎng)膜、虹膜、睫狀體和晶狀體。然而ABCC5 rs1401999與PACG之間的聯(lián)系在更大人群的meta分析中似乎具有異質(zhì)性[13]，這說明除了上述基因位點之外，可能還存在其他決定性因素參與PACG病變。

PACG相關(guān)基因和SNP位點的總結(jié)見表1。

2 研究概況

由于PACG的流行病學(xué)調(diào)查顯示亞洲的PACG發(fā)病率高于歐洲，且東亞發(fā)病率最高[5]，故研究PACG的團隊在亞洲居多，主要有新加坡眼科研究所、復(fù)旦大學(xué)眼耳鼻喉科醫(yī)院眼科、北京同仁眼科中心和越南國家眼科研究所等。近年來這些團隊驗證的基因、技術(shù)方法及驗證人群的結(jié)果見表2。

3 展望

GWAS旨在找出與PACG相關(guān)的基因，從而發(fā)展基因檢測甚至基因治療技術(shù)。基因檢測能給患者提供有價值的數(shù)據(jù)，并幫助臨床醫(yī)生早期診斷，提高預(yù)后評估的準確性，也有利于臨床醫(yī)生選擇最有效的治療方案[28]。然而我們也應(yīng)該看到PACG基因檢測的局限性，該疾病的異質(zhì)性使得不同種族、不同疾病程度的患者的突變基因各不相同，未來人們需要探究房角關(guān)閉和開角型青光眼在不同人種間發(fā)病差異的真正原因。

另外，原發(fā)性房角關(guān)閉（primary angleclosure，PAC）向PACG轉(zhuǎn)換的條件也將成為未來研究的熱點。有研究表明，青光眼病理過程中，涉及到膠原突變、淺前房和短眼軸等表型，細胞間的連接和膠原突變可能是青光眼的原始成因[16]。典型的青光眼解剖結(jié)構(gòu)也顯示可能存在與解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)的異常分子通路。PACG的致病因素復(fù)雜，除了基因研究外，對細胞代謝、氧化應(yīng)激、膠原重構(gòu)等一系列可能直接或間接參與PACG病理進程條件的研究[29-30]可能會為探明PACG的病因帶來曙光。

表1 PACG相關(guān)基因和SNP位點

表2 PACG研究概況

[1]中華醫(yī)學(xué)會眼科學(xué)分會青光眼學(xué)組. 我國原發(fā)性青光眼診斷和治療專家共識（2014 年）[J]. 中華眼科雜志，2014，65（5）：382-383.

[2]YANOFF M，DUKER J S. Ophthalmology[M]. 4th ed. Philadelphia PA：Elsevier Saunders，2014：1012-1013.

[3]李鳳鳴，謝立信. 中華眼科學(xué)[M]. 3版. 北京：人民衛(wèi)生出版社，2014：1656.

[4]SUN X，DAI Y，CHEN Y，et al. Primary angle closure glaucoma：what we know and what we don't know[J]. Prog Retin Eye Res，2017，57：26-45.

[5]CHAN E W，LI X，THAM Y C，et al. Glaucoma in Asia：regional prevalence variations and future projections[J]. Br J Ophthalmol，2016，100（1）：78-85.

[6]AHRAM D F，ALWARD W L，KUEHN M H.The genetic mechanisms of primary angle closure glaucoma[J]. Eye（Lond），2015，29（10）：1251-1259.

[7]唐冰花，曹文俊. 原發(fā)性開角型青光眼易感基因研究中GWAS的應(yīng)用[J]. 檢驗醫(yī)學(xué)，2016，31（4）：329-333.

[8]VITHANA E N，KHOR C C，QIAO C，et al.Genome-wide association analyses identify three new susceptibility loci for primary angle closure glaucoma[J]. Nat Genet，2012，44（10）：1142-1146.

[9]H O N G S，T R O YA N O V S K Y R B，TROYANOVSKY S M. Spontaneous assembly and active disassembly balance adherens junction homeostasis[J]. Proc Natl Acad Sci U S A，2010，107（8）：3528-3533.

[10]AWADALLA M S，THAPA S S，HEWITT A W，et al. Association of genetic wariants with primary angle closure glaucoma in two different populations[J]. PLoS One，2013，8（6）：e67903.

[11]JANDRIG B，SEITZ S，HINZMANN B，et al.ST18 is a breast cancer tumor suppressor gene at human chromosome 8q11.2[J]. Oncogene，2004，23（57）：9295-9302.

[12]WEI X，NONGPIUR M E，DE LEON M S，et al.Genotype-phenotype correlation analysis for three primary angle closure glaucoma-associated genetic polymorphisms[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，2014，55（2）：1143-1148.

[13]KHOR C C，DO T，JIA H，et al. Genome-wide association study identif i es fi ve new susceptibility loci for primary angle closure glaucoma[J]. Nat Genet，2016，48（5）：556-562.

[14]AUNG T，KHOR C C. Glaucoma genetics：recent advances and future directions[J]. Asia Pac J Ophthalmol（Phila），2016，5（4）：256-259.

[15]SHEN Z，YE Y，KAUTTU T，et al. Novel focal adhesion protein kindlin-2 promotes the invasion of gastric cancer cells through phosphorylation of integrin beta1 and beta3[J]. J Surg Oncol，2013，108（2）：106-112.

[16]HUANG W，F(xiàn)AN Q，WANG W，et al. Collagen：a potential factor involved in the pathogenesis of glaucoma[J]. Med Sci Monit Basic Res，2013，19：237-240.

[17]MICHEAL S，YOUSAF S，KHAN M I，et al.Polymorphisms in matrix metalloproteinases MMP1 and MMP9 are associated with primary openangle and angle closure glaucoma in a Pakistani population[J]. Mol Vis，2013，19：441-447.

[18]AWADALLA M S，BURDON K P，KUOT A，et al. Matrix metalloproteinase-9 genetic variation and primary angle closure glaucoma in a Caucasian population[J]. Mol Vis，2011，17：1420-1424.

[19]AWADALLA M S，THAPA S S，BURDON K P，et al. The association of hepatocyte growth factor（HGF） gene with primary angle closure glaucoma in the Nepalese population[J]. Mol Vis，2011，17：2248-2254.

[20]JIANG Z，LIANG K，DING B，et al. Hepatocyte growth factor genetic variations and primary angleclosure glaucoma in the Han Chinese population[J].PLoS One，2013，8（4）：e60950.

[21]HU D N，RITCH R. Hepatocyte growth factor is increased in the aqueous humor of glaucomatous eyes[J]. J Glaucoma，2001，10（3）：152-157.

[22]AYUB H，KHAN M I，MICHEAL S，et al.Association ofeNOSandHSP70 gene polymorphisms with glaucoma in Pakistani cohorts[J]. Mol Vis，2010，16：18-25.

[23]AWADALLA M S，THAPA S S，HEWITT A W，et al. Association of eNOS polymorphisms with primary angle-closure glaucoma[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，2013，54（3）：2108-2114.

[24]NONGPIUR M E，KHOR C C，JIA H，et al.ABCC5， a gene that inf l uences the anterior chamber depth，is associated with primary angle closure glaucoma[J]. PLoS Genet，2014，10（3）：e1004089.

[25]WANG I J，LIN S，CHIANG T H，et al. The association of membrane frizzled-related protein（MFRP） gene with acute angle-closure glaucoma-a pilot study[J]. Mol Vis，2008，14：1673-1679.

[26]CHEN Y，CHEN X，WANG L，et al. Extended association study of PLEKHA7 and COL11A1 with primary angle closure glaucoma in a Han Chinese population[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，2014，55（6）：3797-3802.

[27]CHEN X，CHEN Y，WIGGS J L，et al. Association of matrix metalloproteinase-9（MMP9） variants with primary angle closure and primary angle closure glaucoma[J]. PLoS One，2016，11（6）：e0157093.

[28]MILLER M A，F(xiàn)INGERT J H，BETTIS D I.Genetics and genetic testing for glaucoma[J]. Curr Opin Ophthalmol，2017，28（2）：133-138.

[29]LI S，CHEN Y，SHAO M，et al. Association of plasma complement C3 levels with primary angle-closure glaucoma in older women[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，2017，58（1）：682-689.

[30]LI S，SHAO M，TANG B，et al. The association between serum uric acid and glaucoma severity in primary angle closure glaucoma：a retrospective case-control study[J]. Oncotarget，2017，8（2）：2816-2824.