李 朵 韓笑言 蔣 沁

糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)是糖尿病最常見(jiàn)和最嚴(yán)重的微血管并發(fā)癥之一,也是工作年齡成年人失明的主要原因。國(guó)際糖尿病聯(lián)盟在2019年統(tǒng)計(jì)全球糖尿病的患病人數(shù)為4.63億,預(yù)計(jì)2045年患病人數(shù)將達(dá)到7.00億。而在糖尿病患者中,DR的全球患病率高達(dá)三分之一。由此可見(jiàn),DR已經(jīng)成為一個(gè)全球性的公共衛(wèi)生問(wèn)題[1-2]。在DR發(fā)展過(guò)程中,代謝失調(diào)、氧化應(yīng)激和炎癥等病理過(guò)程發(fā)揮著重要作用,其可損傷視網(wǎng)膜的神經(jīng)血管功能,參與DR的發(fā)病[3]。目前,DR的治療包括抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)治療、激光光凝、手術(shù)等。然而,這些方式無(wú)法逆轉(zhuǎn)糖尿病視網(wǎng)膜的病理狀態(tài),且有創(chuàng)手術(shù)和重復(fù)的藥物注射也可能帶來(lái)不同程度的副作用。因此,靶向治療、基因治療、免疫治療及細(xì)胞治療等多種生物治療方式被越來(lái)越多的探索和研究,旨在實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期有效的逆轉(zhuǎn)疾病[4]。本文將簡(jiǎn)要介紹DR的病理生理機(jī)制以及目前其相關(guān)的生物治療方面的研究進(jìn)展。

1 DR的病理生理機(jī)制

1.1 代謝異常、氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)

高血糖在DR發(fā)生發(fā)展過(guò)程中有著重要的作用,首先,血糖升高導(dǎo)致了多種代謝途徑的異常,包括己糖胺途徑的激活、晚期糖基化終末產(chǎn)物積累、多元醇途徑的激活、蛋白激酶C(PKC)途徑的激活、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶激活和腎素-血管緊張素醛固酮系統(tǒng)激活等[5],這些途徑可驅(qū)動(dòng)代謝功能障礙,導(dǎo)致視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能的損傷,進(jìn)而引起DR的形成和進(jìn)展。不僅如此,高血糖誘導(dǎo)的代謝功能障礙可以導(dǎo)致過(guò)度的氧化應(yīng)激,這是DR形成的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。氧化應(yīng)激可以激活與DR進(jìn)展相關(guān)的級(jí)聯(lián)反應(yīng),同時(shí)氧化應(yīng)激也會(huì)進(jìn)一步加重代謝功能障礙,從而形成惡性循環(huán)[6]。氧化應(yīng)激過(guò)程中積累的過(guò)多的活性氧可以誘導(dǎo)線粒體損傷、細(xì)胞凋亡,進(jìn)一步導(dǎo)致血管通透性增加、視網(wǎng)膜細(xì)胞功能障礙等一系列病理過(guò)程[3]。此外,炎癥也是DR發(fā)生和進(jìn)展的重要驅(qū)動(dòng)因素,其與代謝失調(diào)和過(guò)度氧化應(yīng)激有著內(nèi)在的聯(lián)系。在DR患者中可檢測(cè)到細(xì)胞因子升高、白細(xì)胞瘀滯、補(bǔ)體和小膠質(zhì)細(xì)胞激活等炎癥特征,其中白細(xì)胞瘀滯是其發(fā)病的關(guān)鍵過(guò)程。有研究發(fā)現(xiàn)糖尿病大鼠和患者的白細(xì)胞黏附性增強(qiáng),白細(xì)胞β2整合素表達(dá)增加,細(xì)胞內(nèi)黏附分子-1、血管細(xì)胞黏附分子-1和E-選擇素水平增加,且與DR的嚴(yán)重程度相關(guān)。且在高血糖壓力下,VEGF、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、白細(xì)胞介素6(IL-6)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的分泌增加,隨后這些分泌因子可通過(guò)產(chǎn)生促炎因子進(jìn)而放大炎癥反應(yīng)[7]。

1.2 神經(jīng)血管單元功能障礙

目前普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為視網(wǎng)膜神經(jīng)血管單元(NVU)完整性的進(jìn)行性喪失是疾病發(fā)病機(jī)制中的一個(gè)重要因素[8]。NVU由神經(jīng)細(xì)胞(即神經(jīng)節(jié)細(xì)胞、無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞、水平細(xì)胞、雙極細(xì)胞)、膠質(zhì)細(xì)胞(Müller細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞)、免疫細(xì)胞(小膠質(zhì)細(xì)胞、血管周圍巨噬細(xì)胞)和血管細(xì)胞(內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞)組成,這些細(xì)胞緊密溝通,維持內(nèi)層血-視網(wǎng)膜屏障的完整,從而維持整個(gè)視網(wǎng)膜的功能。當(dāng)NVU的完整性發(fā)生損傷,則會(huì)引起以血管基底膜增厚、內(nèi)皮細(xì)胞與周細(xì)胞功能障礙等為特征的微血管病變和以神經(jīng)元凋亡和反應(yīng)性膠質(zhì)化為特征的神經(jīng)退行性病變,進(jìn)而導(dǎo)致視網(wǎng)膜疾病的發(fā)生發(fā)展[9]。

2 生物治療

生物治療是一個(gè)廣泛的概念,涉及一切應(yīng)用生物大分子進(jìn)行治療的方法,種類十分繁多復(fù)雜,且各種分類之間互相交叉,界限尚不十分明確。生物治療可大致分為非細(xì)胞治療和細(xì)胞治療,其中非細(xì)胞治療又包含靶向治療、基因治療、免疫治療、多肽或蛋白質(zhì)疫苗等。

2.1 非細(xì)胞治療

2.1.1 靶向治療

靶向治療是在細(xì)胞分子水平上對(duì)致病蛋白等化學(xué)分子進(jìn)行特定結(jié)合的治療方式。在過(guò)去的研究中,已經(jīng)確定了一系列與DR發(fā)病相關(guān)的蛋白分子、信號(hào)通路、炎癥因子等。針對(duì)這些不同的致病位點(diǎn),靶向治療也分為不同的方向。

2.1.1.1 靶向蛋白分子

有多種蛋白分子參與DR的發(fā)病機(jī)制,因此針對(duì)不同的蛋白分子位點(diǎn)也有多種治療化合物。在抑制血管新生方面,抗VEGF藥物目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于臨床,其中常用的藥物包括重組人源化單克隆抗體如貝伐珠單抗和雷珠單抗,以及人源化重組融合蛋白類,如阿柏西普和康柏西普等。最新研究發(fā)現(xiàn),一種雙特異性單克隆抗體——法瑞西單抗,其可同時(shí)抑制VEGF-A和血管生成素-2以及酪氨酸激酶,該藥具有更好的血管穩(wěn)定性從而減少血管滲漏。同時(shí),法瑞西單抗于2022年1月在美國(guó)獲得批準(zhǔn)用于治療糖尿病性黃斑水腫患者[10-11]。此外,也有研究發(fā)現(xiàn)可溶性信號(hào)素4D(sSema4D)蛋白是一種強(qiáng)烈的促血管生成和滲出因子,且sSema4D/PlexinB1-mDIA1信號(hào)可以影響內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖,并調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞鈣黏蛋白磷酸化和周細(xì)胞神經(jīng)鈣黏素內(nèi)化,進(jìn)而導(dǎo)致血管滲漏?；诖?智能超分子多肽滴眼液通過(guò)特異性識(shí)別和捕獲sSema4D,使sSema4D的受體介導(dǎo)的生物學(xué)效應(yīng)受到抑制,從而顯著緩解DR中病理性視網(wǎng)膜血管新生和滲出。同時(shí),此研究也發(fā)現(xiàn)智能超分子多肽滴眼液和抗VEGF注射聯(lián)合使用顯示出更好的治療效果[12]。此類靶點(diǎn)還有很多,比如靶向膜聯(lián)蛋白A2、分泌粒蛋白III以及血管生成和纖維化雙誘導(dǎo)因子Gremlin1等[13-15],這些靶點(diǎn)在治療DR方面發(fā)揮著不同程度的作用。

2.1.1.2 靶向細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在DR發(fā)病機(jī)制中的作用一直是研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。一直以來(lái)DR信號(hào)通路的研究主要集中在PKC通路、Wnt通路、Notch通路等[16]。既往有研究報(bào)道了PKC抑制劑對(duì)緩解DR視力下降有一定的潛力[17],以及內(nèi)源性Wnt拮抗劑人組織激肽釋放酶結(jié)合蛋白通過(guò)抑制經(jīng)典Wnt信號(hào)在DR小鼠模型中發(fā)揮了抗血管生成和抗神經(jīng)炎癥作用[18]。然而DR的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,涉及多種信號(hào)通路,這便要求我們繼續(xù)探索DR發(fā)病相關(guān)的通路,以尋求新的治療靶點(diǎn)。最新有研究發(fā)現(xiàn),P2X7/NLRP3通路通過(guò)ATP反饋環(huán)放大炎癥反應(yīng),促進(jìn)視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、焦亡和凋亡。而3TC,一種核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑可以靶向P2X7/NLRP3信號(hào)通路從而對(duì)抗這種炎癥、凋亡和焦亡[19]。此外,也有研究發(fā)現(xiàn),由JWA蛋白7個(gè)氨基酸組成的優(yōu)化片段JP1可以通過(guò)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞中的ROS/NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)抵抗氧化應(yīng)激和炎癥,并通過(guò)調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞中的MEK1/2-SP1-整合素αVβ3和TRIM25-SP1-MMP2軸來(lái)抵抗血管生成,同時(shí)此研究也發(fā)現(xiàn)在激光誘導(dǎo)的脈絡(luò)膜新生血管(CNV)小鼠腹腔注射異硫氰酸熒光素(FITC)標(biāo)記的JP1(FITC-JP1)或FITC后,與FITC組相比,FITC-JP1組小鼠CNV病灶中的熒光強(qiáng)度顯著增加,證實(shí)JP1可以穿透血-視網(wǎng)膜屏障靶向CNV病灶,因此,推測(cè)JP1可用于設(shè)計(jì)新型的CNV或DR靶向治療劑,可能取代目前的侵入性眼內(nèi)注射性治療[20]。綜上,對(duì)信號(hào)通路的探討及其靶向干預(yù)不僅能夠探索信號(hào)通路對(duì)疾病的作用,同時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)相關(guān)抑制劑或激動(dòng)劑在控制疾病方面的療效,從而將基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。

2.1.1.3 靶向炎癥因子

炎癥也是DR發(fā)生和進(jìn)展的重要驅(qū)動(dòng)因素。越來(lái)越多的證據(jù)證實(shí)多種炎癥因子(如IL-1β、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、TNF-α等)在DR患者的玻璃體和視網(wǎng)膜中增加。這些炎癥因子與VEGF等生長(zhǎng)因子一起,導(dǎo)致血-視網(wǎng)膜屏障破壞、血管損傷和神經(jīng)炎癥以及病理性血管生成[21]。靶向這些炎癥因子的新療法具有抑制視網(wǎng)膜炎癥和阻止DR進(jìn)展的潛力。其中已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素-17A(IL-17A)是I型糖尿病小鼠中DR的主要炎性前體[22]。隨后又有研究表明IL-17A在II型糖尿病誘導(dǎo)的DR中發(fā)揮類似于在I型糖尿病中確定的病理作用。同時(shí)使用鼠IgG1單克隆抗IL-17A抗體靶向治療,明確了抗IL-17A或許可以作為一種潛在的非增生型DR(NPDR)的新型治療方法[23]。目前,許多靶向炎癥相關(guān)分子的藥物,如英夫利昔單抗、利菲格拉司特(SAR1118)、魯米特(ALG1001)、卡那單抗、托珠單抗、EBI-031等已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段,但后續(xù)大部分試驗(yàn)被終止或撤回,未達(dá)到主要終點(diǎn)。試驗(yàn)的局限性可能包括許多細(xì)胞因子參與了DR發(fā)病機(jī)制中的炎癥、氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡,因此很難通過(guò)拮抗單個(gè)分子來(lái)治療DR。雖然這些藥物目前尚未在DR的治療中被廣泛使用,但是關(guān)于靶向炎癥因子的研究有助于開(kāi)發(fā)基于炎癥機(jī)制治療的聯(lián)合治療,如抗VEGF聯(lián)合抗炎藥物[21]。

2.1.2 基因治療

基因治療是一種通過(guò)編輯特定基因表達(dá)來(lái)達(dá)到治療效果的干預(yù)措施。其目的是將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入患者的細(xì)胞,以補(bǔ)償有缺陷的基因或傳遞治療性的轉(zhuǎn)基因[24]?；蛑委熡袔追N策略,包括基因擴(kuò)增、基因特異性靶向以及基因組編輯[25]。目前針對(duì)DR的基因治療研究主要采用基因特異性靶向治療。

2.1.2.1 基因特異性靶向治療

許多基因治療都是基于對(duì)DR治療顯示出明顯效果的藥物,主要是抑制視網(wǎng)膜異常新生血管方面的藥物,包括抗VEGF藥物、內(nèi)源性血管生成抑制劑及腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)相關(guān)藥物等。目前臨床上單獨(dú)使用抗VEGF治療可能會(huì)引起視網(wǎng)膜中結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)的上調(diào),增加纖維化和牽拉性視網(wǎng)膜脫離的風(fēng)險(xiǎn),因此有研究通過(guò)基因治療減少CTGF的表達(dá),用VEGF抗體和CTGF小干擾RNA雙重干預(yù),結(jié)果提示此聯(lián)合治療方法比單一抗VEGF治療能更好地保存視網(wǎng)膜血管超微結(jié)構(gòu)[26]。除此之外,許多實(shí)驗(yàn)也試圖從細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)兩方面干預(yù)眼內(nèi)VEGF通路。已經(jīng)有研究證明腺相關(guān)病毒(AAV)介導(dǎo)的細(xì)胞外VEGF受體1的可溶性剪接變體sFlt-1和細(xì)胞外抗VEGF受體Flt23k均可以降低VEGF水平從而達(dá)到抑制新生血管生成的作用[27-28]。另外,有研究表明基因治療中引進(jìn)內(nèi)源性血管生成抑制劑可進(jìn)一步增加治療效果,如血管抑素、內(nèi)皮抑素、鈣網(wǎng)蛋白抗血管生成結(jié)構(gòu)域等。如近幾年有研究玻璃體注射慢病毒傳遞的血管抑素發(fā)現(xiàn)成功地減少90%的治療動(dòng)物的新生血管[29],以及在氧誘導(dǎo)視網(wǎng)膜病變(OIR)小鼠模型中玻璃體內(nèi)注射AAV遞送的鈣網(wǎng)蛋白抗血管生成結(jié)構(gòu)域可以顯著減少CNV和視網(wǎng)膜新生血管[30]。同時(shí),基因治療也可結(jié)合針對(duì)RAS系統(tǒng)的藥物,已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑在治療NPDR方面的有益效果。有研究者使用AAV2傳遞的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2可預(yù)防及部分逆轉(zhuǎn)鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的大鼠的視網(wǎng)膜病變[31]。

除了抑制視網(wǎng)膜中存在的異常血管外,DR的基因治療也可以通過(guò)神經(jīng)保護(hù),預(yù)防視網(wǎng)膜血管功能障礙或減輕氧化應(yīng)激等途徑展開(kāi)。這些研究包括通過(guò)AAV編碼具有神經(jīng)保護(hù)作用的因子,如腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、促紅細(xì)胞生成素[32-33]、基因編碼具有抗氧化應(yīng)激作用的錳超氧化物歧化酶[34]、通過(guò)AAV8轉(zhuǎn)導(dǎo)可以提高胰島素抵抗的基因UCN2,來(lái)治療糖尿病從而改善DR[35]。

2.1.2.2 小核酸藥物

小核酸藥物也是基因療法之一,其由核苷酸組成,主要作用于細(xì)胞質(zhì)的信使RNA(mRNA),通過(guò)堿基互補(bǔ)識(shí)別和抑制靶mRNA,實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白表達(dá)的調(diào)控,達(dá)到治療疾病的目的。小核酸藥物主要包括反義寡核苷酸 (ASO)、小干擾RNA、微小RNA、小激活RNA、mRNA、RNA適配等,由于其特異性強(qiáng)、靶點(diǎn)豐富、設(shè)計(jì)周期短等特點(diǎn)而受到科研人員的重視。近年來(lái),諸多研究揭示了非編碼RNA在DR發(fā)生發(fā)展中的重要作用,為小核酸藥物的研發(fā)提供了理論支持[36]。有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)microRNA-29a (miR-29a)參與調(diào)控視網(wǎng)膜血管發(fā)育成熟,并對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和成管能力具有抑制作用,同時(shí)也確定了血小板衍生生長(zhǎng)因子C和幾種細(xì)胞外基質(zhì)基因是miR-29a參與調(diào)節(jié)眼部血管生成的下游靶標(biāo)。此發(fā)現(xiàn)表明miR-29a或許可能是治療新生血管性疾病的一個(gè)有前途的臨床候選靶標(biāo)[37]。隨著RNA譜測(cè)序技術(shù)的廣泛應(yīng)用,越來(lái)越多非編碼RNA被篩選出來(lái),如miR-200b、miR-146a和miR-126等都被證明可能參與DR的發(fā)生[38]。此外, ASO,一種合成的單鏈核酸聚合物,可通過(guò)多種機(jī)制調(diào)節(jié)基因表達(dá)。近年來(lái),ASO相關(guān)藥物陸續(xù)被批準(zhǔn)上市,如Viltepso、AMONDYS45等,被用于杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良等遺傳相關(guān)疾病,同時(shí)也在嘗試治療DR[39]。

2.1.3 免疫治療

免疫治療是指針對(duì)機(jī)體低下或亢進(jìn)的免疫狀態(tài),人為地增強(qiáng)或抑制機(jī)體的免疫功能以達(dá)到治療疾病目的的治療方法。與其他生物治療不同的是,免疫治療靶向的不是致病位點(diǎn),而是自身的免疫系統(tǒng)。近些年隨著分子層面的研究以及抗炎治療在DR中的積極效果,免疫失調(diào)已被越來(lái)越多認(rèn)為參與了DR的發(fā)生發(fā)展。眼部的先天免疫系統(tǒng)是復(fù)雜的,由小膠質(zhì)細(xì)胞,非小膠質(zhì)細(xì)胞(血管周圍巨噬細(xì)胞、持續(xù)性透明細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞)以及補(bǔ)體系統(tǒng)構(gòu)成[40]。靶向免疫系統(tǒng),維持其穩(wěn)定,或可延緩DR。

2.1.3.1 調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的常駐組織巨噬細(xì)胞。在靜息狀態(tài)下,小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)吞噬作用和控制低度炎癥,幫助維持視網(wǎng)膜中的組織穩(wěn)態(tài)。然而,高血糖引起的長(zhǎng)期組織應(yīng)激使小膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度反應(yīng),并伴隨促炎細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生,導(dǎo)致慢性炎癥[41]。因此調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng)性可被認(rèn)為是治療DR的一種可行策略。米諾環(huán)素,一種半合成的四環(huán)素類似物,通過(guò)抑制TNF-a、IL-1b、一氧化氮、環(huán)氧合酶和前列腺素的表達(dá),對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞表現(xiàn)出抗炎和抗凋亡特性。米諾環(huán)素還被發(fā)現(xiàn)可以顯著減少外層視網(wǎng)膜中阿米巴樣小膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量,并抑制轉(zhuǎn)位蛋白(TSPO)的表達(dá)[42]。TSPO是一種反應(yīng)性膠質(zhì)化的生物標(biāo)志物,研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)TSPO,而TSPO可以調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、吞噬作用和活性氧的分泌,增強(qiáng)視網(wǎng)膜血管生成[43]。因此,米諾環(huán)素可以從數(shù)量和功能上調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞,從而增加視網(wǎng)膜的穩(wěn)態(tài)。此外,包括姜黃素、槲皮素和高良姜素在內(nèi)的一些化合物是有效的小膠質(zhì)細(xì)胞調(diào)節(jié)劑,它們?cè)谛∈驞R模型中的使用改善了疾病結(jié)果[44]。

2.1.3.2 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs) 是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的一部分,可以降低免疫反應(yīng)以維持免疫穩(wěn)態(tài)。在糖尿病患者中,Tregs的作用常常會(huì)由于各種原因而被減弱,其中包括促炎細(xì)胞因子的異常產(chǎn)生以及轉(zhuǎn)錄因子Foxp3穩(wěn)定性的減弱等[45]。因此,維持或者提高Tregs的質(zhì)量或許可以成為DR的一種免疫治療手段。其中,IL-35是IL-12家族的一種抗炎異源二聚體細(xì)胞因子,由IL-12a(p35)和Epstein-Barr病毒誘導(dǎo)基因3蛋白鏈組成,在Tregs的功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用。其已被報(bào)道可以通過(guò)擴(kuò)大Treg細(xì)胞群和阻止促炎性輔助性T 細(xì)胞17(Th17)的發(fā)展來(lái)發(fā)揮抗炎作用[46]。有臨床研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,DR患者玻璃體中IL-35的表達(dá)顯著下調(diào),而在離體研究中,IL-35給藥對(duì)Th17有抑制作用,最終引起較少的炎癥反應(yīng)[47-48]。由此可見(jiàn),通過(guò)IL-35來(lái)調(diào)節(jié)Tregs的功能從而起到抗炎的作用或許可以成為未來(lái)治療DR的一種潛在治療方式。此外轉(zhuǎn)錄因子Foxp3是Treg細(xì)胞的標(biāo)志性分子,Foxp3必須是穩(wěn)定的才可以充分發(fā)揮Treg細(xì)胞的功能[49],因此,通過(guò)維持Foxp3的穩(wěn)定性從而提高Tregs的質(zhì)量也可以成為一種治療策略。如有研究正在通過(guò)CRISPR-Cas9 RNP技術(shù)針對(duì)參與Foxp3穩(wěn)定性的潛在基因進(jìn)行分析,希望可以在人Treg細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)新的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子和下游基因網(wǎng)絡(luò)以用于DR的靶向免疫治療[50]。除此之外,應(yīng)用間充質(zhì)干細(xì)胞體外擴(kuò)增Treg細(xì)胞群也可起到治療作用[51]。

2.1.3.3 抑制補(bǔ)體系統(tǒng)

補(bǔ)體系統(tǒng)在視網(wǎng)膜穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。研究通過(guò)評(píng)估主要補(bǔ)體蛋白包括C3、C1q、C4b,補(bǔ)體因子B和補(bǔ)體因子H及其經(jīng)典和替代途徑的活化片段在增生型DR(PDR)患者和對(duì)照組玻璃體和血清樣本中的水平,發(fā)現(xiàn)在PDR患者的玻璃體中C3及其活化片段C3bα’顯著增加,同時(shí)伴隨著補(bǔ)體因子H的相應(yīng)上調(diào),這證實(shí)了PDR中替代補(bǔ)體途徑的激活增加[52]。因此,靶向抑制補(bǔ)體激活可以通過(guò)減少潛在的神經(jīng)炎癥和異常血管生成成為DR的有效治療方法。然而這方面的研究還不是很多,仍需要進(jìn)一步深入研究。

2.1.4 其他

相比上述的靶向特定位點(diǎn)的治療,針對(duì)整體代謝異常狀態(tài)的治療也受到了研究者關(guān)注。如針對(duì)鈉-葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體2(SGLT2)的抑制劑(恩格列凈,達(dá)格列凈等)目前用于2型糖尿病的治療且已被證明可以降低心血管和腎臟事件的風(fēng)險(xiǎn)。然而它們對(duì)DR的潛在有益作用研究較少,但有研究者通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)藥物處理的小鼠不僅表現(xiàn)出健康的體重增加和明顯的葡萄糖耐量,同時(shí)也減少了視網(wǎng)膜微血管和神經(jīng)異常的發(fā)育,增加了有益生長(zhǎng)因子成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21[53-54]。也有研究發(fā)現(xiàn)降脂、降壓、抗凝/抗血小板治療等或許都對(duì)延緩DR發(fā)展有作用,其中的具體機(jī)制還有待研究[55-57]。

多肽疫苗也是一種治療措施,腎素前體被認(rèn)為是預(yù)防DR的理想靶分子。在沒(méi)有抑制腎素原激活的藥物問(wèn)世前,針對(duì)腎素前體的疫苗接種被證實(shí)是對(duì)抗2型DR早期病理改變的有效和安全的措施[58]。除此之外,一些藥物如姜黃素、駐景丸、白藜蘆醇、十六酰胺乙醇和褪黑素等通過(guò)抗炎和抗增生作用調(diào)節(jié)DR的病理生理變化,也作為DR的一種補(bǔ)充治療[21,59-60]。

2.2 細(xì)胞治療

DR發(fā)展過(guò)程中存在著細(xì)胞凋亡和功能障礙,利用干/祖細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞替代也成為一種治療方法。內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPCs)、間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)和其他類型的干細(xì)胞都被證明是治療DR的潛在細(xì)胞替代療法[61]。

2.2.1 EPCs

EPCs是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞,在生理或病理因素刺激下,可從骨髓動(dòng)員到外周血進(jìn)而參與損傷血管的修復(fù)[62]。其表面標(biāo)志物為CD34+、CD133+以及VEGF受體2[63]。EPCs有兩個(gè)亞群:循環(huán)血管生成細(xì)胞(CACs)和內(nèi)皮集落形成細(xì)胞(ECFCs)。其中CACs可以通過(guò)旁分泌的方式促進(jìn)血管生成[64],而ECFCs則能夠直接整合到發(fā)育中的血管并在體外形成管狀結(jié)構(gòu),因此具有良好的治療潛力。在糖尿病條件下,患者外周血中ECFCs和CACs的數(shù)量下降及功能失調(diào),導(dǎo)致血管修復(fù)受損和微血管病變進(jìn)展[65]。因此,人們提出CACs和ECFCs可以通過(guò)直接整合到新生血管或旁分泌血管生成效應(yīng)來(lái)促進(jìn)血管修復(fù)。具體的治療策略包括EPCs細(xì)胞移植、EPCs與其他細(xì)胞聯(lián)合移植以及內(nèi)源性EPCs調(diào)節(jié)激活[66]。有研究在STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型中玻璃體內(nèi)注射健康人骨髓或外周血來(lái)源的人CD34+干細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)治療組視網(wǎng)膜淺層毛細(xì)血管叢的血管密度和血管長(zhǎng)度密度顯著高于對(duì)照組,此研究表明CD34+干細(xì)胞可快速直接歸巢并整合到視網(wǎng)膜血管受損部位并對(duì)其產(chǎn)生保護(hù)作用[67]。此外MSCs可以通過(guò)CXC趨化因子受體2和CXC趨化因子受體4之間的正反饋環(huán)路吸附內(nèi)皮祖細(xì)胞[68],因此可以作為一種聯(lián)合移植的策略。EPCs治療還可以保護(hù)和重新激活內(nèi)源性干/祖細(xì)胞和內(nèi)源性修復(fù)機(jī)制,使哺乳動(dòng)物的視網(wǎng)膜能夠自我修復(fù)。這類治療可能耗時(shí)更短,免疫排斥等并發(fā)癥更少。目前已經(jīng)明確了幾種可能靶向激活內(nèi)源性修復(fù)機(jī)制的途徑,但仍需要進(jìn)一步的研究來(lái)證實(shí)其潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值[69]。

2.2.2 MSCs

MSCs是一類具有多向分化潛能的干細(xì)胞,其可從骨髓、脂肪組織、牙髓、胎盤、外周血和臍帶血等多種組織中分離得到[70]。MSCs來(lái)源廣泛,具有旁分泌和營(yíng)養(yǎng)潛能,并且免疫原性低以及擁有強(qiáng)大的分化潛能[71],因此成為治療多種疾病的細(xì)胞療法中最具有潛力和前景的手段之一。 MSCs的主要治療作用方式是旁分泌,通過(guò)分泌營(yíng)養(yǎng)因子和細(xì)胞因子發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)、血管生成、抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用[72]。而最近幾年,相關(guān)研究表明在局部距離和短暫存活的情況下,MSCs最有可能將營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)包裝成細(xì)胞外囊泡(外泌體、微囊泡)進(jìn)行遞送[73-74],如最新有研究發(fā)現(xiàn)MSCs來(lái)源的小胞外囊泡可以通過(guò)遞送miR-22-3p抑制NLRP3炎癥小體的激活從而減輕DR[75]。MSCs中重要的一種類型:脂肪干細(xì)胞(ASCs)功能和表型上類似于脂肪組織中微血管的周細(xì)胞[76],因此,有研究員將人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞(HRECs)與ASCs和周細(xì)胞樣(P)-ASCs在高糖條件下共培養(yǎng)并進(jìn)行Western blot、免疫熒光染色和ELISA檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在高糖的刺激下與HRECs共同培養(yǎng)的 P-ASCs的細(xì)胞膜磷脂酶 A2 活性和前列腺素 E2 釋放量顯著降低并且其培養(yǎng)基中VEGF-A的水平降低。該實(shí)驗(yàn)突出了自體分化的ASCs在未來(lái)基于細(xì)胞治療的臨床應(yīng)用中抵抗DR誘導(dǎo)的損傷的潛力[77]。此外,MSCs的低免疫原性使MSCs具有逃避CD4細(xì)胞免疫識(shí)別的能力并且可能在異體環(huán)境中存活,這便為細(xì)胞移植治療帶來(lái)巨大的優(yōu)勢(shì)。

2.2.3 iPSCs

iPSCs是來(lái)源于成熟細(xì)胞,通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄病毒技術(shù)和表達(dá)重編程因子使其恢復(fù)多能性的一種細(xì)胞類型。Gil等[78]發(fā)現(xiàn)人iPSCs可以分化為具有KDR+ CD56+ APLNR+(KNA+)表達(dá)特征的特定中胚層亞群。KNA+細(xì)胞具有較高的克隆增殖潛能,將KNA+細(xì)胞植入非肥胖糖尿病/嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠背部皮下,并注射到2型糖尿病小鼠的玻璃體中,KNA+細(xì)胞可特異性分化為ECFCs,用來(lái)修復(fù)血管功能障礙的視網(wǎng)膜。這些結(jié)果證明了iPSCs可以通過(guò)恢復(fù)小鼠的灌注和糾正血管功能障礙起到保護(hù)視網(wǎng)膜的作用。除了分化為內(nèi)皮前體細(xì)胞和周細(xì)胞以促進(jìn)血管恢復(fù)外,iPSCs技術(shù)也可用于修復(fù)視網(wǎng)膜的其他細(xì)胞,擁有巨大的潛力。

從全球范圍來(lái)看,目前的權(quán)威研究主要集中于干細(xì)胞治療DR的基礎(chǔ)研究。盡管如此,近年來(lái)也有一些臨床試驗(yàn)陸續(xù)注冊(cè)進(jìn)行[79]。在一項(xiàng)正在進(jìn)行的試驗(yàn)中,玻璃體內(nèi)注射CD34+骨髓MSCs被用于治療DR并被證實(shí)是可行和耐受性良好的,值得進(jìn)一步探索[80]。目前而言,基于干細(xì)胞治療DR的臨床試驗(yàn)主要集中在EPCs、骨髓MSCs、造血干細(xì)胞以及人iPSCs,盡管現(xiàn)有臨床研究質(zhì)量較低,證據(jù)級(jí)別不足,其研究結(jié)果尚未被臨床廣泛接受,但是未來(lái)很可能會(huì)出現(xiàn)高質(zhì)量的臨床證據(jù),以促進(jìn)臨床轉(zhuǎn)化。

3 結(jié)束語(yǔ)

DR是導(dǎo)致糖尿病患者視力喪失的主要原因,其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,目前尚未完全探明。與傳統(tǒng)的治療相比,生物治療集中在更基礎(chǔ)的病理生理學(xué)水平上來(lái)治療DR。由于大部分生物治療方式是治療DR的新技術(shù),長(zhǎng)期研究和臨床應(yīng)用有限,因此需要進(jìn)一步研究,以更好地了解它們的治療效果和臨床實(shí)踐中的長(zhǎng)期安全性和穩(wěn)定性。