本文来源：杨萱，魏文斌．年龄相关性黄斑变性发病机制的研究进展[J]．中国医学前沿杂志（电子版），2014，6（ 8）：5-9．
作者及其单位：杨萱，魏文斌（首都医科大学附属北京同仁医院 北京同仁眼科中心 北京市眼科学与眼视光学重点实验室，北京 100730）
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http://www.yixueqianyan.cn/CN/Y2014/V6/I8/5
年龄相关性黄斑变性（AMD）是一种进行性退化的黄斑疾病，它是导致欧美国家老年人视力丧失的首要原因，在我国该病的发病率也逐年增加，该病大多始于 50 岁左右，患病率随年龄的增长而增加 [1]。依据临床和病理特征，AMD可分为干性和湿性 AMD。干性 AMD（非渗出性、非新生血管性、萎缩性 AMD）的特征表现为黄斑区视网膜色素上皮（RPE）与 Bruch 膜之间形成玻璃膜疣，并伴视网膜地图状萎缩（GA）和异体视网膜色素上皮（RPE）改变。湿性 AMD（渗出性、新生血管性 AMD）的特征表现为脉络膜新生血管（CNV）形成，这可能会导致 RPE 与视网膜脱离以及视网膜渗出、出血、炎症和瘢痕组织形成，最终导致中心视力丧失。
AMD 的危险因素包括年龄、性别、种族、家族史、遗传、吸烟、体质指数（BMI）超标、过多日光暴露、高血压以及自身营养状况等[2]。既往研究显示其可能的发病机制有氧化损伤、炎性反应、炎症免疫、血管生成与抑制生成因子失调等因素，目前多数学者认为 AMD 的发生是由遗传因素与环境因素相互作用开启的。氧化应激反应引起了AMD的早期改变，免疫引起的炎症则使视网膜发展为不可逆的病理性损伤，血管生成与抑制生成因子失调导致CNV形成，意味着AMD已发展至晚期。发病过程中这些机制互相作用，共同促进了病变的进展。
相关研究表明每天服用高剂量的抗氧化剂，其中包括 β- 胡萝卜素、维生素 C、维生素 E 以及锌，可在 5 年内减少 25% 的 AMD 患者进展为晚期AMD[3]。因此减少氧化应激是 AMD 预防和治疗的目标之一。氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，体内高活性分子如活性氧自由基（ROS）和活性氮自由基（RNS）产生过多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系统和抗氧化系统失衡，从而导致组织损伤。视网膜为 ROS 的产生提供了一个理想的环境，这是由于其特定的解剖和代谢特征：视网膜对氧的消耗量远高于其他组织；视网膜神经上皮层和视网膜色素上皮含有丰富的光敏剂；光感受器细胞外节富含多聚不饱和脂肪酸，因此，长期暴露在光线的辐射之下，视网膜更易受到氧化刺激的破坏。
ROS 损害也可以使转化生长因子（TGF）表达升高、纤溶酶原激活物抑制剂 1、Ⅳ型胶原以及纤连蛋白含量升高，可引起 RPE 层细胞外基质聚集，可能导致 AMD 时 Bruch 膜增厚 [4]。多项研究表明随着年龄增长，氧化应激对视网膜的损伤加重，是因为相关物质在 RPE 中累积，包括：光诱导下产生大量活性氧的脂褐质 [5]，损伤的线粒体DNA[6]，邻苯二酚蛋白复合物 [7]，脂质过氧化及糖化终产物等，脂褐质作为光敏剂产生反应性氧，可引起氧化损伤，诱导光感受器凋亡。Hahn 等 [8] 研究表明在 AMD 患者眼部黄斑区病理改变严重的区域，RPE 和 Bruch 膜总铁含量增加，产生高活性的羟基自由基，可能诱导黄斑部的氧化应激并最终导致 AMD。Nrf2 是调控氧化应激和几种抗氧化酶表达的重要转录因子，敲除 Nrf2 基因小鼠的视网膜表现为与人类 AMD 相似的病理改变，如过度的自噬、氧化损伤和炎症 [9]。
基因突变已被众多研究证实参与 AMD 发病。AMD 是多基因变异，可能为易感基因和抑制基因共同作用的结果。家族聚集性、双胞胎研究以及分离分析证实了基因对于 AMD 发病发挥了重要作用 [10]。相比于异卵双胞胎，同卵双胞胎可患有高度一致的AMD。分离分析则表明 AMD 患者的一级亲属与一般人群相比有更高的患病风险 [11]。
全基因组关联分析（GWAS）是一种用来寻找与人类复杂疾病或性状相关的遗传变异方法。这里的遗传变异主要是指单核甘酸多态性（SNP）。GWAS 将人类基因组中数以百万计的 SNPs 作为标记位点，从目标人群中随机抽取一个较大规模的病例和对照样本进行测序，以期筛选出与复杂疾病有显著关联的遗传位点，为多发性复杂疾病的诊断、预防和安全有效的治疗提供理论依据。
补体因子 H（CFH）位于染色体 1q 上，其密码子 402 位的组氨酸替换为酪氨酸后形成变异体Y402H，它是 GWAS 确定的第一个与 AMD 有显著相关性的等位基因 [12]，它是补体替代激活途径的重要活性调节因子，该基因可以通过补体旁路途径引起局部炎性反应，CFHY402H 杂合子等位基因使患 AMD 的风险增加 4.6 倍，而纯合子则使风险增加 7.4 倍 [13]，它受感染、氧化应激、肥胖和吸烟的影响 [14,15]，并促进了 CNV 及玻璃膜疣的发生 [16]。在染色体 10q26 上有两个紧密连锁的基因 [ 年龄相关性黄斑病变易感因子 2（ARMS2）或LOC387715 和高温条件因子 H（HTRA1）] 也被认为是与 AMD 有显著相关性的基因位点。纯合型LOC387715 ／ HTRA1 基因多态性使 AMD 的发病风险增加 7.6 倍 [17]，ARMS2 蛋白参与形成细胞骨架微管及线粒体外膜，而 HTRA1 基因与 CNV 密切相关，高水平的 HTRA1 蛋白表达影响了 Bruch膜的完整性，利于 CNV 的生长 [18]。Zhou 等 [19] 发现 TLR3 基因多态性具有保护作用，能减少干性AMD 发病风险；可降低 TLR3 与双链 RNA 的结合能力约（50%），从而减少 RPE 细胞的凋亡，降低干性 AMD 的发病风险。
近年来，一些以大量病例和对照研究为基础的GWAS 研究均证实了 CFH 和 ARMS2/HTRA1 位点的发现，18 个研究中心合作的 AMD-GWAS 的荟萃分析 [20] 揭示了 AMD 的 19 个基因位点，其中 7个新基因位点：COL8A1/FILIP1L，IER3/DDR1，SLC16A8，TGFB1，RAD51B，ADAMTS9 和B3GALTL[21]。多个基因位点已经被证实与几种重要的生物学途径相关，如：补体途径，胆固醇和脂类代谢途径，细胞外 / 胶原基质途径，氧化应激途径，并参与 AMD 的发病机制的血管生成信号转导途径 [22,23]，为 AMD 发病机制的深入研究提供依据。
AMD 的两种病变结局地图样萎缩（干性 AMD）和 CNV（湿性 AMD）均有玻璃膜疣形成。玻璃膜疣被认为是早期 AMD 的临床特征，它是 RPE 和Bruch 膜之间的蛋白质和脂质的细胞沉积物。在玻璃膜疣和黄斑区视网膜组织中发现多种炎性物质，如 C 反应蛋白、补体成分、补体调节蛋白、脂褐素、糖基化终末产物、免疫球蛋白、免疫复合物、玻璃体结合蛋白和纤维蛋白原等，CNV 组织中也发现有巨噬细胞、淋巴细胞和浆细胞等炎性细胞浸润 [24]。Augustin[25]认为玻璃膜疣是引起免疫失调、慢性炎症的原始刺激物，它可以促进炎性反应发生和 AMD 形成。
补体系统是机体固有免疫的重要组成部分，补体系统失调导致的炎性反应与免疫失衡参与 AMD发病，C3 与 C5 分子是补体系统中的关键分子。实验发现玻璃膜疣中的补体 C3a 和 C5a 可明显刺激血管内皮细胞生长因子（VEGF）表达，提示局部异常炎性反应参与了玻璃膜疣的形成和 AMD 的发生。Bora 等 [27] 研究表明激光诱导的小鼠 CNV 模型 VEGF 显著增高，而用眼镜蛇毒因子处理过的小鼠或 C3 基因敲除（C3-/-）的小鼠体内，激光诱导产生的 VEGF 和 CNV 显著下降。随后使用 C5基因敲除（C5-/-）小鼠也得到类似结果。
Ambati 等 [28] 在基因敲除小鼠模拟人 AMD 的建模研究中发现，缺陷的巨噬细胞可使 C5a 异常沉积并导致 CNV 形成。多项研究认为巨噬细胞在AMD 纤维血管组织增生中扮演了重要角色，它通过炎性因子诱导血管内皮细胞活化及迁徙，加速了血管生成及 CNV 的形成 [29]。Wang 等 [30] 研究表明玻璃膜疣中的脂类物质对巨噬细胞有趋化作用，活化的巨噬细胞可分泌炎性细胞因子和生长因子，促进血管内皮细胞增生移行，导致 CNV 形成和 AMD 的发生。Cao 等 [31] 认为巨噬细胞可以分为 M1 和 M2 两种细胞，M1 主要表现为炎性细胞，M2 主要用于清除细胞碎片，增加 M1 细胞功能和降低 M2 细胞功能，易导致 AMD 的发生。
除巨噬细胞外，视网膜小胶质细胞可作为抗原提呈细胞在 AMD 发病中发挥重要作用。在神经元内，小胶质细胞可以稳定内环境，并发挥免疫监视作用。Ma 等 [32] 通过将视网膜小胶质细胞与原代RPE 细胞一起培养的体外实验及将视网膜小胶质细胞注入小鼠视网膜下腔的体内实验，发现 RPE结构及分布类似于 AMD 的病理改变，同时由于促炎性因子、趋化因子等表达的增加，局部炎性反应加重并为进一步 CNV 的形成创造了局部微环境。
此外，还有多种炎性细胞因子与 AMD 的炎性反应相关，白细胞介素 -6（IL-6）就是其中之一，Nussenblatt 等 [33] 研究表明 AMD 患者外周血中的IL-6 增多，并与 AMD 的严重程度相关。Morohoshi等 [34] 发现 AMD 患者血清中抗环核苷酸磷酸酯酶、磷脂酰丝氨酸和细胞核抗原自身抗体明显升高。Cho 等 [35] 发现组织因子在 AMD 患者的黄斑组织、视网膜组织和培养的 RPE 细胞中高表达，并且慢性炎症或光氧作用可使组织因子的表达上调，并与AMD 的发病相关联。
CNV 是渗出性 AMD 致盲的主要原因，VEGF被认为是最重要的新生血管生成刺激因子，在血管生成的调节中发挥核心作用。人类 VEGF 基因位于染色体 6p21.3 上，VEGF 基因 SNP 可以影响该基因的表达 [36]，VEGF 属于血小板源性生长因子（PDGF）超家族中的成员，而 VEGF 家族中又包括 VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D 及胎盘样生长因子（PLGF），其中以 VEGF-A 研究最为广泛。VEGF-A 是一种同型二聚体糖蛋白，选择性地mRNA 剪接会形成不同氨基酸长度的 VEGF 异构体，VEGF121，VEGF165 和 VEGF189 是三种主要的异构体。VEGF-A 与其受体 VEGFR-1、VEGFR-2结合后促使大量蛋白活化，使血管内皮细胞生长、分化和增生，增加血管的通透性 [37]。Pilsbury 等 [38]在大鼠视网膜下腔注射可表达 VEGF164 的腺病毒载体，注射后可发现 RPE 细胞内 VEGF 的 mRNA高表达且血管通透性增高，随后可见 CNV 的形成，并最终致光感受器死亡。该研究结果与湿性 AMD的自然病程类似。抗 VEGF 药物可减轻 VEGF 升高导致的血管通透性增加，减轻组织水肿，同时也可减轻炎性反应，减少新生血管的生成。因此 VEGF被认为是治疗脉络膜与视网膜新生血管最重要的靶点。目前，已有多种抗新生血管药物应用于临床，如贝伐单抗、雷珠单抗、哌加他尼钠及 VEFG 诱饵受体，其中贝伐单抗和雷珠单抗较常用，并已取得可观的临床效果 [39]。
随着全球人口老龄化的到来，AMD 患者的发病率不断上升，因此，进一步探索 AMD 发病机制及开发 AMD 治疗药物仍是未来研究工作的焦点。虽然近年来已有大量针对不同人群的观察性研究和临床随机对照试验，但对 AMD 的发病机制尚不十分清楚。发病机制的研究是临床治疗的理论基石，因而进一步探究 AMD 的发病机制是早期诊断及治疗 AMD 的关键内容。本文总结了 AMD 的相关发病机制，该病是一种多因素疾病，是环境及遗传因素共同作用的结果，与氧化应激，脂褐素沉积，炎性反应及免疫补体系统密切相关。为更深入地了解AMD 及其他眼科疾病的发生提供了新的观点，同时为进一步治疗奠定了基础。
参考文献（略）