周雅琪,亢澤峰
年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration,AMD)主要病變是黃斑區(qū)視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial,RPE)層、Bruch 膜和脈絡(luò)膜毛細(xì)血管層復(fù)合結(jié)構(gòu)的緩慢進(jìn)行性變性[1]。世界范圍內(nèi)AMD 的發(fā)病率為13.0%[2],約占老年人失明病因的20.0%。在我國(guó),50 歲以上人群AMD 患病率為4.8%~15.5%,且發(fā)病率呈增長(zhǎng)趨勢(shì)[3-6],已成為老年人致盲的最主要眼病。AMD 發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,研究[7-9]表明,AMD 發(fā)病主要與衰老、遺傳、環(huán)境、生活方式有關(guān),其中衰老、缺血缺氧、氧化應(yīng)激、免疫炎癥反應(yīng)等是AMD 發(fā)病的重要機(jī)制。相關(guān)研究[8-13]顯示,AMD 的發(fā)病與補(bǔ)體旁路途徑激活引起的炎性反應(yīng)密切相關(guān),隨著年齡的增長(zhǎng),人體組織的衰老、抗氧化能力及修復(fù)系統(tǒng)效率的降低,視網(wǎng)膜補(bǔ)體旁路途徑被激活,引起RPE 氧化損傷、裂解,形成玻璃膜疣,并逐漸進(jìn)展為晚期AMD。研究[14-17]表明,補(bǔ)體旁路途徑失調(diào)是AMD 發(fā)生的重要機(jī)制,并能夠促進(jìn)AMD 病理過(guò)程的進(jìn)展。補(bǔ)體調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)補(bǔ)體因子,如補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子H(complement factor H,CFH)、補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子I(complement factor I,CFI)發(fā)生基因突變或因其他原因(如炎癥、衰老等)導(dǎo)致其含量或結(jié)構(gòu)改變都會(huì)激活補(bǔ)體旁路途徑,引起眼部免疫穩(wěn)態(tài)的破壞,從而引起AMD,且發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)成倍增長(zhǎng)。本文將對(duì)補(bǔ)體旁路途徑對(duì)AMD 發(fā)病及病程進(jìn)展的作用進(jìn)行綜述。
旁路途徑是以革蘭氏陰性菌、脂多糖、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA 和IgG4 為激活物直接與液相C3 結(jié)合后,在B因子、D 因子和P 因子的參與下,使補(bǔ)體固有成分以C3、C5~C9 順序發(fā)生酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)的補(bǔ)體活化途徑。生理情況下,無(wú)激活物質(zhì)存在時(shí),機(jī)體處于非激活狀態(tài),C3bBb(旁路途徑C3轉(zhuǎn)化酶)保持在極低的水平,不再激活C3 和形成后續(xù)的攻膜復(fù)合物[18]。補(bǔ)體旁路途徑在維持免疫監(jiān)視和眼內(nèi)微環(huán)境穩(wěn)態(tài)方面起著不可或缺的作用[19],只有當(dāng)眼內(nèi)微環(huán)境處于炎癥或者衰老狀態(tài)時(shí),補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子的作用被抑制,旁路途徑才會(huì)被激活,C3b 含量增加,并沉積在細(xì)胞表面,形成C5 轉(zhuǎn)化酶,使C5 活化最終形成C5b-9 攻膜復(fù)合物(圖1)。攻膜復(fù)合物是補(bǔ)體發(fā)揮溶細(xì)胞生物效應(yīng)的效應(yīng)復(fù)合體,可以作用于細(xì)胞膜形成內(nèi)外通路,使細(xì)胞內(nèi)滲透壓降低,最終導(dǎo)致靶細(xì)胞裂解。
圖1 補(bǔ)體旁路途徑激活模式圖
C3 是存在于體液中的補(bǔ)體系統(tǒng)的固有成分,由肝臟和巨噬細(xì)胞生成,為血清中含量最高的補(bǔ)體成分。它既是3 條補(bǔ)體激活途徑共同的末端成分,又是補(bǔ)體旁路途徑C5 轉(zhuǎn)化酶生成的必要成分,可自行裂解為C3a 及C3b,C3a 具有過(guò)敏毒素作用。體外實(shí)驗(yàn)[20]表明,C3a 通過(guò)補(bǔ)體驅(qū)動(dòng)蛋白酶體誘導(dǎo)形成RPE 下沉積,且可與自身受體結(jié)合刺激膠原蛋白IV 和VI在RPE 下沉積,在AMD 早期發(fā)揮重要作用;持續(xù)裂解產(chǎn)生的C3b 迅速被I 因子滅活,而C3b 的過(guò)度沉積引起補(bǔ)體旁路途徑的慢性激活,導(dǎo)致AMD 進(jìn)一步進(jìn)展[21]。近年來(lái),一些研究[22-25]表明,C3 與AMD 的發(fā)生密切相關(guān),其單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)是AMD 的高危因素,基因變異更是增加了AMD 向晚期進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn);而抑制眼內(nèi)C3表達(dá)可降低AMD 晚期地圖樣萎縮的增長(zhǎng)。
CFH 是一種重要的負(fù)向調(diào)節(jié)補(bǔ)體旁路途徑的活性成分,由肝臟合成,體液中CFH 對(duì)C3b 的親和力較B 因子高,并且CFH 與B 因子在C3b 的結(jié)合位點(diǎn)相同,因此,CFH 可與B 因子、Bb 片斷競(jìng)爭(zhēng)與C3b 結(jié)合。CFH 一方面抑制旁路途徑C3轉(zhuǎn)化酶的形成,另一方面能加速C3 轉(zhuǎn)化酶衰變[26]。CFH 還可作為CFI 的輔助因子,促進(jìn)CFI 對(duì)C3b 的裂解,阻止C5b-9 攻膜復(fù)合物生成,抑制補(bǔ)體介導(dǎo)的細(xì)胞裂解的旁路途徑激活,保護(hù)宿主細(xì)胞避免遭攻擊和損傷[27]。當(dāng)CFH 含量下降或結(jié)構(gòu)改變時(shí),補(bǔ)體系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)被打破,導(dǎo)致C5b-9 攻膜復(fù)合物的生成。
近年來(lái),關(guān)于AMD 免疫方向的研究[28]發(fā)現(xiàn),隨著年齡增加、機(jī)體衰老,一些代謝物及補(bǔ)體在視網(wǎng)膜下沉積導(dǎo)致玻璃膜疣形成(AMD 早期標(biāo)志)。在AMD 早期,RPE 處于氧化應(yīng)激狀態(tài),從而促進(jìn)補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子CFH 在眼部RPE 產(chǎn)生[29]。CFH 的氧化形式及游離硫醇形式能有效地結(jié)合C3b 和脂質(zhì)過(guò)氧化副產(chǎn)物,抑制補(bǔ)體旁路途徑激活,起到抑制病情進(jìn)展的作用[29-30]。研究[31]表明,CFH 能夠維持RPE 細(xì)胞間的緊密連接,調(diào)控凋亡過(guò)程,從而保護(hù)RPE。當(dāng)CFH 含量下降,眼部補(bǔ)體旁路途徑會(huì)被激活,攻膜復(fù)合物大量沉積在視網(wǎng)膜,使RPE出現(xiàn)病變,進(jìn)一步加重患者病情的進(jìn)展[32]。目前,CFH 基因被確定為我國(guó)AMD 的易感基因[33-34],CFH 基因的SNP 可導(dǎo)致AMD 的發(fā)生,并且增加AMD 的患病風(fēng)險(xiǎn)[35]。其中最為常見(jiàn)的基因突變?yōu)镃FHY402H,該變異的發(fā)生影響CFH 與肝素的結(jié)合[36],降低CFH 與C3b 的親和力,從而減弱其對(duì)補(bǔ)體系統(tǒng)激活的抑制作用,可致AMD 患病風(fēng)險(xiǎn)提高2.33 倍[37]。最新研究[38]表明,CFHY402H 與AMD 病程進(jìn)展存在相關(guān)性。
CFI 是一種重要的負(fù)向調(diào)節(jié)補(bǔ)體旁路途徑的活性成分,由肝臟合成,其通過(guò)降解C3b 及C4b 抑制旁路途徑C3 轉(zhuǎn)化酶的形成,與CFH、C4BP 及MCP 的相互作用抑制補(bǔ)體旁路途徑激活。研究[17,39]表明,CFI rs141853578(G119R)是發(fā)展為進(jìn)展型AMD 的危險(xiǎn)因素,并且在人群中G119R 多態(tài)性的頻率并不罕見(jiàn);在AMD 患者中,血漿CFI 水平和生物活性與正常人無(wú)顯著差異,然而,隨著疾病的嚴(yán)重程度增加CFI 活動(dòng)度增加[40]。這些研究表明,CFI 在AMD 的發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子B(complement factor B,CFB)為補(bǔ)體旁路途徑的固有成分,在液相中與C3b 在Mg2 存在下結(jié)合形成C3bB,為補(bǔ)體旁路途徑形成C5 轉(zhuǎn)化酶的必要條件。研究[41]表明,CFB 影響AMD 的發(fā)病,在伊朗人群樣本中,CFB 基因L9H 變異對(duì)AMD 的非TT 基因型具有保護(hù)作用,而TT 基因型則可能是AMD 易感性的危險(xiǎn)因素。研究[42-43]發(fā)現(xiàn),在AMD新生血管患者房水中CFB 含量明顯升高,以及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)小鼠RPE 細(xì)胞表達(dá)和分泌CFB 促進(jìn)RPE 損傷和CNV 形成。但是,在對(duì)我國(guó)AMD 患者基因型的一項(xiàng)研究[44]中發(fā)現(xiàn),CFB 基因的SNP 與AMD 發(fā)病無(wú)關(guān),但相關(guān)研究較少,還需進(jìn)一步研究考證。
補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子D(complement factor D,CFD)為補(bǔ)體旁路途徑的固有成分,D 因子作用于C3bB,可使B 因子裂解,形成C3bBb。關(guān)于CFD 與AMD 相關(guān)性的研究較少,有研究[45]表明,CFD 的SNP 與AMD 的發(fā)病存在相關(guān)性,能夠促進(jìn)AMD的發(fā)生。但也有研究[46]表明,CFD 基因SNP 與AMD 的發(fā)病無(wú)關(guān)。對(duì)于CFD 是否推動(dòng)AMD 的發(fā)生還需進(jìn)一步進(jìn)行研究。
補(bǔ)體旁路激活途徑中補(bǔ)體的異常可參與AMD 的形成及進(jìn)展,所以針對(duì)補(bǔ)體旁路途徑治療AMD 靶點(diǎn)的研究一直存在,并取得了一定進(jìn)展。
Lampalizumab 是較早研制開(kāi)發(fā)的補(bǔ)體抑制劑,是針對(duì)CFD 的人源化單克隆抗體的抗原結(jié)合片段(Fab),作用靶點(diǎn)是CFD??蛇x擇性地抑制CFD 介導(dǎo)補(bǔ)體途徑的激活和放大,臨床Ⅱ期試驗(yàn)[47]結(jié)果表明,Lampalizumab 治療能夠使干性AMD患者地圖樣萎縮的進(jìn)展速度平均降低20.4%;但Ⅲ期試驗(yàn)并未得到預(yù)期的療效。
ARCl905 可特異性地結(jié)合和抑制C5 的表達(dá),阻止攻膜復(fù)合物的形成,針對(duì)AMD 的治療可能有效。LFC316 也是補(bǔ)體旁路途徑C5 的抑制劑,這2 種藥物的臨床試驗(yàn)都取得了初步成效,正在進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)與研究[48]。
POT-4 是一種合成肽,它與C3 補(bǔ)體成分緊密結(jié)合,防止其參與補(bǔ)體旁路途徑活化進(jìn)程。POT-4 用于治療老年黃斑病變于2005 年啟動(dòng)Ⅰ期臨床試驗(yàn),是第1 個(gè)用于治療新生血管AMD 的補(bǔ)體抑制劑,試驗(yàn)結(jié)果表明POT-4 具有良好的安全性和藥物耐受性。
綜上所述,AMD 的發(fā)生與補(bǔ)體旁路途徑的激活密切相關(guān),任何因素引起的補(bǔ)體旁路途徑失衡均會(huì)引起眼部微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)破壞,從而引起一系列免疫炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),促使AMD的發(fā)生和發(fā)展。因此,可以尋找補(bǔ)體旁路途徑相關(guān)的作用靶點(diǎn),通過(guò)抑制該通路的激活,維持補(bǔ)體旁路途徑的穩(wěn)態(tài),維持眼部微環(huán)境的穩(wěn)態(tài),防控AMD 的發(fā)生及發(fā)展,為臨床防治AMD 提供新的思路。