鄭思夢，張 璐

0 引言

年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration,ARMD)是西方發(fā)達國家老年人中央視力喪失的主要原因。在全球范圍內(nèi)約有8.7%的人口患ARMD[1]。ARMD的晚期階段分為兩種類型：萎縮性(干性)ARMD和滲出性(濕性)ARMD。濕性ARMD是造成患者失明的主要原因，視力下降和視物變形的癥狀可能在幾天到幾周內(nèi)迅速發(fā)展。臨床檢查的特征性表現(xiàn)為視網(wǎng)膜下脈絡(luò)膜新生血管(CNV)、視網(wǎng)膜水腫、出血和瘢痕形成，視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)增生，導(dǎo)致永久性的視力喪失。雖然大多數(shù)濕性ARMD患者通過玻璃體內(nèi)注射抗VEGF抗體治療在提高視力和黃斑水腫消退方面獲得了顯著改善的治療效果，但在臨床實踐中發(fā)現(xiàn)患者對這種療法具有差異性反應(yīng)，部分濕性ARMD患者療效有限[2]。

迄今為止，全基因組關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)了34個基因位點的52種遺傳變異與ARMD的發(fā)病相關(guān)，占全球ARMD風(fēng)險的46%～71%[3]。單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphisms,SNP)是指在基因組水平上由單個堿基的轉(zhuǎn)換、顛換、插入或缺失所導(dǎo)致核苷酸的變異而引起的DNA序列的多態(tài)性。DNA序列的遺傳差異導(dǎo)致表型變異，影響疾病風(fēng)險和對環(huán)境的反應(yīng)。它在人類基因組中廣泛存在，是人類可遺傳的變異中最常見的一種。因此，SNP作為第三代遺傳標(biāo)志可以解釋很多疾病的遺傳易感性[4]。

藥物遺傳學(xué)現(xiàn)已在許多生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的大量研究中證明了遺傳因素與藥物異常反應(yīng)的關(guān)系，包括神經(jīng)和精神疾病、哮喘、心血管疾病和癌癥的治療[5]。鑒定ARMD風(fēng)險基因的遺傳變異能否在治療反應(yīng)中起作用成為了藥物遺傳學(xué)中的熱門研究課題。下面我們將概括總結(jié)對濕性ARMD的發(fā)病機制有重大貢獻的SNP的藥物遺傳學(xué)研究進展。

1 血管內(nèi)皮生長因子基因

血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是VEGF基因家族中的重要組成成員，編碼血管內(nèi)皮生長因子A蛋白，可導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞的增殖、遷移和存活，是血管滲透性增加和CNV形成的主要調(diào)節(jié)因子。缺氧、氧化應(yīng)激和補體系統(tǒng)激活促進視網(wǎng)膜色素上皮VEGFA的表達增加被認為是引起濕性ARMD的重要機制[2]?？筕EGF藥物是人源化單克隆抗體Fab片段，能夠阻斷VEGFA與高親和力酪氨酸激酶受體VEGFR1和VEGFR2結(jié)合，抵消VEGFA的負面作用，使脈絡(luò)膜血管穩(wěn)定和靜止[6]。因此我們認為影響VEGFA表達的SNP可以參與調(diào)節(jié)對抗VEGF藥物的應(yīng)答。

意大利學(xué)者Lazzeri等[7]篩選出64例濕性ARMD患者進行玻璃體內(nèi)雷珠單抗治療，并觀察短期療效，數(shù)據(jù)顯示，在3次注射雷珠單抗后，攜帶VEGFArs699947野生純合AA基因型的患者顯示早期缺乏對雷珠單抗的功能反應(yīng)，純合CC和雜合AC基因型患者的最佳矯正視力測量結(jié)果得到顯著提高。同年Fernando等進行了前瞻性隊列研究，選取了94例西班牙濕性ARMD患者接受雷珠單抗治療1a，結(jié)果發(fā)現(xiàn)VEGFArs699947表達AA基因型的患者有更高的機會提高其最佳矯正視力。同時他們也發(fā)現(xiàn)VEGFArs833061的等位基因分布與抗VEGF藥物對視力提高的反應(yīng)有統(tǒng)計學(xué)差異。攜帶保護基因型CC的患者具有更高的改善最佳矯正視力的概率[8]。Wu等[9]對VEGFA的8種SNP進行的薈萃分析結(jié)果表明抗VEGF治療對于具有rs833061CC基因型的濕性ARMD患者更有效，證實了VEGFArs833061可能在抗VEGF治療濕性ARMD中起積極作用，但是他們沒有檢測到VEGFArs699947與抗VEGF治療的應(yīng)答相關(guān)。最近韓國報道評估了394例濕性ARMD患者的藥物遺傳學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)VEGFArs3025039的TT基因型更容易獲得視力的提高[10]。Chang等[11]雖然沒有發(fā)現(xiàn)VEGFArs833069與最佳矯正視力之間的顯著差異，但主要等位基因純合子AA基因型、雜合子AG基因型和風(fēng)險等位基因純合子GG基因型在第3mo的中央視網(wǎng)膜厚度分別降低25.66±85.40、86.93±92.31、85.30±105.30μm，風(fēng)險等位基因G與中央視網(wǎng)膜厚度的下降顯著相關(guān)。

雖然VEGFA多態(tài)性與抗VEGF治療反應(yīng)之間的相關(guān)性仍存在爭議，部分研究受到小樣本量、非標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果評估、隨訪時間的長短、使用不同的藥物和不同的治療方案的限制，造成臨床研究之間存在顯著差異，但大多數(shù)對VEGFA多態(tài)性的藥物遺傳學(xué)研究已經(jīng)展示出了極大的研究價值。抗VEGF途徑相關(guān)的SNP能做為濕性ARMD抗VEGF治療反應(yīng)的預(yù)測因子。除了最佳矯正視力外，光學(xué)相干斷層掃描測定的中央視網(wǎng)膜厚度也可以用于評估治療效果。同時也需要我們繼續(xù)在更大的隊列中確認這些結(jié)果，重點判斷不同多態(tài)性對治療的預(yù)測價值。

2 補體因子H基因

補體因子H(CFH)基因位于染色體1q32上，編碼的CFH是一種可溶性糖蛋白，通過血液系統(tǒng)循環(huán)至需要補體防御反應(yīng)的組織[12]。補體系統(tǒng)有清除免疫復(fù)合物、炎癥產(chǎn)物和凋亡細胞的作用。當(dāng)補體系統(tǒng)中C3轉(zhuǎn)化酶被過度激活，C3向C3a和C3b轉(zhuǎn)化增多，在RPE-脈絡(luò)膜界面形成膜攻擊復(fù)合物(membrane attack complex,MAC)，導(dǎo)致細胞外液快速流入細胞內(nèi)造成細胞裂解死亡，從而損害Bruch膜的完整性。CFH作為補體途徑的負調(diào)節(jié)劑，能夠阻止C3轉(zhuǎn)化酶的形成，并且使C3b失活至iC3b，防止形成MAC，對發(fā)展中的ARMD有保護作用[13]。因此，CFH基因多態(tài)性引起的補體途徑的失調(diào)可以增加發(fā)生ARMD的風(fēng)險。

在CFH基因的眾多變體中，多態(tài)性Y402H是最突出的遺傳風(fēng)險因素。在這種高風(fēng)險變體中，酪氨酸殘基在402位氨基酸位置被組氨酸取代，限制了CFH的調(diào)節(jié)功能[14]。多項研究的結(jié)果表明CFH中的SNPY402H可能影響對治療的反應(yīng)。在一個包含139例濕性ARMD患者的土耳其人群中，研究者發(fā)現(xiàn)CFHY402HCC基因型視力預(yù)后較差，而TT基因型與患者良好的治療反應(yīng)相關(guān)[15]。高加索人群中的94例濕性ARMD患者接受標(biāo)準(zhǔn)雷珠單抗治療，結(jié)果分析也顯示CFH風(fēng)險等位基因CC與較差的視覺效果相關(guān)。同時他們發(fā)現(xiàn)了ARMD遺傳和非遺傳因素之間的累積效應(yīng)，CFHCC等位基因和吸煙史陽性的患者視力下降，而CFH風(fēng)險等位基因與吸煙史和高血壓病患者聯(lián)合，視力下降更顯著[16]。隨后，一項納入14項相關(guān)研究，共包括2963例濕性ARMD患者的薈萃分析得出了相同的結(jié)論，攜帶Y402HTT基因型的個體比攜帶CC基因型的個體更有可能獲得好的視力[17]。Mohamad等[18]以馬來西亞患者作為研究人群，發(fā)現(xiàn)CC基因型患者治療后的最佳矯正視力明顯更差，中央視網(wǎng)膜厚度也有增加。在Chen等[19]的薈萃分析中，他們發(fā)現(xiàn)具有CC基因型的患者與濕性ARMD的抗VEGF治療反應(yīng)降低相關(guān)，CFHY402H更可能是高加索人群反應(yīng)的預(yù)測因子，可能與高加索人群中CFHY402HC等位基因的頻率較高有關(guān)。

基于目前的研究，我們發(fā)現(xiàn)，攜帶Y402HCC基因型的患者對抗VEGF治療的反應(yīng)降低，CFHY402H在濕性ARMD治療反應(yīng)中具有預(yù)測作用。同時，ARMD的發(fā)病機制是多因素的，遺傳、環(huán)境因素之間可能存在累積效應(yīng)，CFHY402H似乎在不同人種濕性ARMD患者中對抗VEGF治療的反應(yīng)有差異，但是因為對東亞人種的研究較少，難以正確地評估風(fēng)險等位基因?qū)χ委煹挠绊憽Ｒ虼宋磥響?yīng)進一步擴大樣本量并擴展研究人群，積極探索多種風(fēng)險因素的相互作用，了解這種潛在的藥物遺傳學(xué)效應(yīng)，為藥物遺傳學(xué)的研究提供更有利的證據(jù)，為臨床決策和治療選擇提供有力的依據(jù)。

3 年齡相關(guān)性黃斑病變易感因子2基因和高溫需求蛋白A-1基因

遺傳學(xué)研究在染色體10q26上發(fā)現(xiàn)了兩個ARMD易感基因座：年齡相關(guān)性黃斑病變易感因子2(ARMS2)和高溫需求蛋白A-1(HTRA1)。ARMS2主要存在于視網(wǎng)膜組織中，特別是在感光細胞的線粒體中。光感受器暴露于高水平的光和氧中，受到氧化損傷，導(dǎo)致線粒體編碼基因突變和基因組編碼的線粒體功能突變[16]。在視網(wǎng)膜色素上皮及玻璃疣中研究人員發(fā)現(xiàn)了HTRA1基因編碼的絲氨酸蛋白酶高度表達，HTRA1的過表達可能會改變Bruch膜的完整性并加速CNV的發(fā)展[11]。因此ARMS2SNPrs10490924和HTRA1SNPrs11200638也被確定為濕性ARMD中CNV生長的主要遺傳因子。這兩個ARMD風(fēng)險等位基因?qū)嶋H上賦予ARMD相同的風(fēng)險，其發(fā)揮的效應(yīng)很難區(qū)分，因此研究中常常將他們放在一起分析。

一項澳大利亞的研究證明了這兩種SNP純合子風(fēng)險等位基因與玻璃體內(nèi)抗VEGF注射治療效果之間的強烈遺傳關(guān)聯(lián)，ARMS2rs10490924 純合子GG基因型與HTRA1rs11200638純合子AA基因型患者可能會獲得較差的視力[20]。John等發(fā)現(xiàn)攜帶ARMS2rs10490924的純合子TT基因型的患者抗VEGF治療效果不佳，中央網(wǎng)膜厚度沒有明顯的變化[21]。Yamashiro等雖然沒有發(fā)現(xiàn)ARMS2/HTRA1多態(tài)性與治療結(jié)果相關(guān)，但他們發(fā)現(xiàn)rs10490924可用于預(yù)測患者在用雷珠單抗進行初始治療后是否需要額外治療,當(dāng)患者在rs10490924中具有一個G等位基因時，預(yù)計額外治療的必要性降低至63%。T風(fēng)險等位基因的純合子需要在48mo的隨訪中進行更多的再次治療[22-23]。Park等[10]篩選394例未接受過治療的韓國患者進行前瞻性研究，發(fā)現(xiàn)ARMS2rs10490924和HTRA1rs11200638兩者的次要等位基因純合子GG基因型在第12mo與其他基因型相比中央黃斑厚度明顯降低。最近的一項薈萃分析顯示HTRA1基因的SNPrs11200638與濕性ARMD的抗VEGF治療的反應(yīng)之間沒有關(guān)聯(lián)，基于人種的亞組分析也沒有發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)上的藥物遺傳學(xué)關(guān)聯(lián)[24]。

我們可以發(fā)現(xiàn)，對于這兩種基因，藥物遺傳學(xué)的研究目前還比較少，雖然ARMS2和HTRA1可能預(yù)測ARMD的發(fā)展，但還缺乏足夠的能力來預(yù)測對抗VEGF藥物視覺效果的影響，需要更多的研究來進一步證明。由于我們進行的實驗大多是小樣本回顧性分析，因此精心設(shè)計高質(zhì)量大樣本的前瞻性干預(yù)研究是我們得出準(zhǔn)確結(jié)果的必要前提。鑒于這兩種SNP可能對疾病所需注射次數(shù)的影響，判斷患者基因型，以盡可能少的注射次數(shù)或更強化的治療方案，為患者實現(xiàn)最佳視覺結(jié)果，這一發(fā)現(xiàn)可能對抗VEGF療法的優(yōu)化產(chǎn)生重大意義。

4 結(jié)語

一個人的基因組成不僅對ARMD的發(fā)生和發(fā)展產(chǎn)生影響，而且還可以決定對ARMD治療的反應(yīng)程度，每位患者的基因構(gòu)成對抗VEGF的治療反應(yīng)起著重要作用。ARMD藥物遺傳學(xué)研究目前還面臨的關(guān)鍵的問題是各個群體的反應(yīng)并不一致，缺乏對治療反應(yīng)良好和不良的統(tǒng)一定義，沒有單一的SNP有足夠的能力來預(yù)測治療結(jié)果。盡管如此，通過研究抗VEGF藥物治療對不同基因型患者的反應(yīng)，臨床醫(yī)生可以為患者提供更有針對性、個性化的治療方案，并可以避免患者接受不必要的治療。同時也促進了很多ARMD新療法的研究，如基因治療和干細胞治療。幾種SNP同時存在時，對抗VEGF治療的反應(yīng)的可能是一個新的研究方向?？偠灾?，藥物遺傳學(xué)主要研究了基因多態(tài)性與濕性ARMD患者抗VEGF療效的相關(guān)性，有利于眼底病專家評估濕性ARMD患者的治療需求，預(yù)測患者的功能預(yù)后，提高ARMD個性化醫(yī)療的準(zhǔn)確性，預(yù)測復(fù)發(fā)風(fēng)險，為濕性ARMD患者設(shè)計更合適的后續(xù)治療策略，并能準(zhǔn)確地識別那些反應(yīng)好的患者，改進臨床治療方案，作出準(zhǔn)確的臨床決策，避免不良反應(yīng)的發(fā)生，成為真正實現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療的指導(dǎo)工具。