視網(wǎng)膜靜脈阻塞繼發(fā)黃斑水腫發(fā)病機制及黃斑水腫影響視功能的研究進展

雍紅芳，戚 卉，吳瑛潔，吳倩倩，左 玲

0引言

視網(wǎng)膜靜脈阻塞(retinal vein occlusion，RVO)是僅次于糖尿病性視網(wǎng)膜病變(DR)導(dǎo)致視力喪失的第二大常見的視網(wǎng)膜血管疾病，總體患病率約為0.52%[1]。RVO按阻塞發(fā)生的部位可分為視網(wǎng)膜中央靜脈阻塞(central retinal vein occlusion，CRVO)、半側(cè)視網(wǎng)膜靜脈阻塞(hemi-retinal vein occlusion，HRVO)和視網(wǎng)膜分支靜脈阻塞(branch retinal vein occlusion，BRVO)。黃斑水腫(macular edema，ME)是導(dǎo)致RVO患者視力受損的重要原因, 長期存在的ME可導(dǎo)致視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)永久性的損傷，造成中心視力的不斷下降，最終導(dǎo)致失明[2]。但是RVO繼發(fā)ME的發(fā)病機制目前仍未充分闡明，近年來，隨著基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對RVO繼發(fā)ME發(fā)病機制有了更進一步的認識。本文就RVO繼發(fā)ME的發(fā)病機制以及ME影響視功能的機制進行綜述。

1 RVO繼發(fā)ME的發(fā)病機制

ME為黃斑區(qū)液體體積的異常增加。在生理條件下，液體進入和流出視網(wǎng)膜受到嚴格調(diào)節(jié)，使視網(wǎng)膜保持透明和相對脫水的狀態(tài)。RVO是由于視網(wǎng)膜循環(huán)障礙，靜脈迂曲擴張，沿靜脈分布區(qū)域缺血、缺氧，造成視網(wǎng)膜組織和結(jié)構(gòu)的損傷，使液體進入和流出之間的平衡被打亂，進而引起ME，其過程伴隨多種復(fù)雜的細胞和細胞因子參與。

1.1進入視網(wǎng)膜的液體增加

1.1.1血-視網(wǎng)膜屏障的破壞血-視網(wǎng)膜屏障(blood-retina barrier，BRB)包括內(nèi)屏障(inner blood-retina barrier，iBRB)和外屏障(outer blood-retina barrier，oBRB)，在控制液體和分子進入視網(wǎng)膜、維持視網(wǎng)膜內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定方面起著非常重要的作用[3]。iBRB主要由視網(wǎng)膜毛細血管內(nèi)皮細胞和細胞間的緊密連接構(gòu)成，星形膠質(zhì)細胞、Müller細胞和周細胞也參與iBRB的構(gòu)成，iBRB動態(tài)調(diào)節(jié)液體進入視網(wǎng)膜，在控制液體進入視網(wǎng)膜中起主要作用[4-6]。oBRB由視網(wǎng)膜色素上皮細胞(retina pigment epithelium，RPE)及其細胞間的緊密連接構(gòu)成，調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜神經(jīng)感覺層和脈絡(luò)膜毛細血管網(wǎng)之間營養(yǎng)物質(zhì)和離子的轉(zhuǎn)運，而緊密連接作為oBRB的一個重要結(jié)構(gòu)，選擇性地阻滯物質(zhì)在細胞間隙的轉(zhuǎn)運，防止脈絡(luò)膜血管叢中的大分子物質(zhì)進入到視網(wǎng)膜[7-9]。RVO的發(fā)生是由于各種因素造成視網(wǎng)膜靜脈血管發(fā)生阻塞，使得毛細血管靜水壓升高以及毛細血管無灌注和組織缺血，引起毛細血管內(nèi)皮細胞受損，內(nèi)皮細胞之間緊密連接的功能和結(jié)構(gòu)完整性的喪失，破壞了iBRB，導(dǎo)致毛細血管的通透性增加，使液體滲漏到血管外積聚在黃斑區(qū)，而造成ME形成[4,6,10]。RVO導(dǎo)致視網(wǎng)膜循環(huán)障礙，視網(wǎng)膜缺血、缺氧使RPE細胞結(jié)構(gòu)和功能損害以及RPE細胞連接復(fù)合物的改變，造成oBRB損傷，引起視網(wǎng)膜內(nèi)和視網(wǎng)膜下液體積聚，從而形成ME[10-11]。

1.1.2小膠質(zhì)細胞的激活小膠質(zhì)細胞是視網(wǎng)膜固有的巨噬細胞，靜息狀態(tài)下的小膠質(zhì)細胞呈分支狀，分布于視網(wǎng)膜的內(nèi)層，起免疫監(jiān)控的作用，監(jiān)視視網(wǎng)膜微環(huán)境的變化，RVO導(dǎo)致視網(wǎng)膜組織損傷、缺血缺氧，造成局部微環(huán)境改變，激活小膠質(zhì)細胞，活化后的小膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘⒚装蜖?，移行至病灶區(qū)，增殖、釋放炎性介質(zhì)，引發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致血管通透性增加，BRB破壞，引起ME[12-14]。

1.1.3視網(wǎng)膜新生血管的生成視網(wǎng)膜新生血管(retinal neovascularization，RNV)是RVO的病理改變之一，是機體對缺血缺氧做出的一種適應(yīng)性代償反應(yīng)[15]。RVO導(dǎo)致視網(wǎng)膜組織的缺血、缺氧以及血流對血管壁切應(yīng)力的改變，引發(fā)炎性細胞在血管壁周圍聚集，基底膜降解，內(nèi)皮細胞激活、增殖、遷移，導(dǎo)致血管出芽并最終形成新生血管網(wǎng)。該過程受多種因子相互作用和調(diào)控，主要是促血管生成因子與抗血管生成因子之間的平衡被打破，而血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)被認為是起關(guān)鍵作用的促血管生成因子，可以特異性地作用于血管內(nèi)皮細胞，破壞原有內(nèi)皮細胞之間的連接，并且激活血管內(nèi)皮細胞，促使血管內(nèi)皮細胞的有絲分裂、移行和重建，誘導(dǎo)RNV生成[16-17]。RNV的生成會導(dǎo)致BRB破壞，并且RNV本身結(jié)構(gòu)和功能異常，血管壁通透性高，極易有滲出、出血等一系列病變，進而引起ME[2,18]。

1.1.4細胞因子的釋放在RVO發(fā)生時，視網(wǎng)膜靜脈血液回流受阻，血管內(nèi)壓力升高，靜脈受阻使毛細血管無灌注和組織缺血、缺氧，致使一些細胞因子釋放，這些細胞因子參與ME的形成。RVO繼發(fā)ME患者玻璃體腔內(nèi)、房水中的VEGF濃度較正常人高，且VEGF已被證實與RVO繼發(fā)ME的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系[19]。VEGF參與RVO繼發(fā)ME形成的機制主要包括以下幾個方面：(1)由于視網(wǎng)膜灌注不足，視網(wǎng)膜氧分壓降低，可激活缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia-inducible factor-1，HIF-1)，誘導(dǎo)VEGF的過度表達，從而激活血管內(nèi)皮細胞，使血管擴張，導(dǎo)致血管通透性的增加以及iBRB的破壞[17,20-21]。(2)VEGF可以促進新生血管的形成，不僅引起iBRB破壞，而且新生血管本身可以使液體的滲漏增加。(3)當(dāng)機體處于缺氧狀態(tài)時，RPE細胞大量分泌VEGF，VEGF通過減少occludin緊密連接蛋白的表達，從而造成了oBRB的破壞[22]。(4)VEGF還可以誘導(dǎo)一系列炎癥因子表達，這可能進一步加重RVO-ME患者的炎癥反應(yīng)，使血管的滲漏增加[21]。血小板源性生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)是儲存于血小板α顆粒中的一種堿性蛋白質(zhì)，當(dāng)血液凝固時由崩解的血小板釋放出來并激活，并且受損的內(nèi)皮細胞也可釋放PDGF，它能促進新生血管的形成，有研究發(fā)現(xiàn)RVO患者房水中的PDGF-AA水平高于對照組，并且CRVO患者房水中PDGF-AA水平顯著增加，認為PDGF-AA的水平與RVO患者視網(wǎng)膜缺血和ME的嚴重程度是相關(guān)的[23]。堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor，b-FGF)是強有力的促血管生成劑，除了參與新生血管的生成外，也有研究發(fā)現(xiàn)它是白細胞募集的正調(diào)節(jié)因子，可增加血管通透性，在RVO繼發(fā)ME患者的房水中，b-FGF的濃度升高[24-25]。轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor，TGF-β)參與新生血管的形成，其也可增加RPE的通透性，降低纖維連接蛋白的水平，造成BRB的破壞，促進ME形成[25-26]。

在RVO繼發(fā)ME中炎癥過程是至關(guān)重要的，有研究者認為炎癥過程可能是因為阻塞靜脈的內(nèi)皮細胞誘發(fā)視網(wǎng)膜微血管系統(tǒng)的慢性炎癥、增加炎性介質(zhì)的釋放[27]，還有研究者認為炎癥反應(yīng)與動脈粥樣硬化和凝血過程有關(guān)[28]，并且有許多研究結(jié)果顯示RVO繼發(fā)ME患者房水和玻璃體中的一些炎癥因子水平升高[20,23,25,29]。腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)能夠增加視網(wǎng)膜血管的通透性，促進VEGF的表達，導(dǎo)致眼內(nèi)新生血管的形成，可以誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞死亡，破壞iBRB，還可以增加RPE通透性，有研究發(fā)現(xiàn)TNF-α與RVO中視網(wǎng)膜缺血發(fā)展相關(guān)，但是否與ME的復(fù)發(fā)有關(guān)仍有爭議[23,30]。白介素-6(interlukin-6，IL-6)是一種重要的促炎癥細胞因子，能夠使內(nèi)皮細胞的形態(tài)發(fā)生改變，提高血管的通透性，其可以直接或間接誘導(dǎo)各種其他炎癥細胞因子的產(chǎn)生，通過誘導(dǎo)VEGF的表達來增加血管通透性和促進新生血管的生成，以利于形成ME[1, 31]。白介素-8(interlukin-8，IL-8)通過使內(nèi)皮細胞間的緊密連接發(fā)生變化而損傷iBRB，增加血管通透性，促進ME[27,32]。單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)可誘導(dǎo)活化單核細胞，趨化各種炎性因子和免疫反應(yīng)相關(guān)因子，參與ME形成的過程，有研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細胞的緊密連接受MCP-1的調(diào)節(jié)，缺血缺氧損傷內(nèi)皮細胞緊密連接蛋白，造成iBRB的破壞，進而產(chǎn)生ME[33]。

1.2轉(zhuǎn)出視網(wǎng)膜的液體減少

1.2.1 Müller細胞功能障礙Müller細胞是貫穿于全層視網(wǎng)膜的大神經(jīng)膠質(zhì)細胞，是視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)骨架，其突起包繞在視網(wǎng)膜毛細血管周圍，構(gòu)成神經(jīng)元和毛細血管之間的功能性聯(lián)系，將血液中的營養(yǎng)物質(zhì)傳遞到神經(jīng)元，并將代謝廢物排出，維持細胞外微環(huán)境的穩(wěn)定[34]。Müller細胞是介導(dǎo)視網(wǎng)膜水轉(zhuǎn)運的主要細胞，其對水的跨膜轉(zhuǎn)運主要依賴于細胞膜內(nèi)的水通道蛋白(aquaporins，AQPs)，在Müller細胞中主要表達AQP4[35]。Müller細胞中的水轉(zhuǎn)運多與鉀離子轉(zhuǎn)運密切相關(guān)，其細胞膜表達多種鉀離子通道蛋白，其中與水轉(zhuǎn)運有關(guān)的主要是鉀通道中的Kir2.1和Kir4.1[36]。在正常條件下，視網(wǎng)膜下空間及視網(wǎng)膜組織間積聚的液體主要通過Müller細胞表達的AQP4和RPE細胞表達的AQP1共同進行轉(zhuǎn)運，水通道蛋白對水的跨膜轉(zhuǎn)運與鉀通道偶聯(lián)，在Müller細胞中，Kir4.1鉀通道與AQP4共定位，神經(jīng)元興奮后將代謝產(chǎn)生的水和鉀離子釋放至組織間隙，導(dǎo)致組織間隙的滲透壓升高，在滲透壓的驅(qū)動下Kir4.1鉀通道將鉀離子釋放至視網(wǎng)膜毛細血管和玻璃體，并且通過 AQP4同時將水也轉(zhuǎn)運至視網(wǎng)膜毛細血管，保證視網(wǎng)膜組織間液體的排出，Kir2.1為僅向內(nèi)介導(dǎo)鉀電流通道，隨著鉀離子向細胞內(nèi)攝入的同時水也向細胞內(nèi)流動[35-37]。視網(wǎng)膜缺血、缺氧會造成Müller細胞的功能障礙，導(dǎo)致視網(wǎng)膜對水的清除受損，引起細胞腫脹和組織間液體積聚，發(fā)生ME。

1.2.2 RPE細胞的損害RPE是位于視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層和脈絡(luò)膜之間的單層上皮組織，RPE細胞除了參與oBRB的構(gòu)成外，在調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜下間隙的液體量和感光細胞之間的離子環(huán)境中起著重要的作用，其表達的AQP1將視網(wǎng)膜的代謝產(chǎn)物及多余水分等從視網(wǎng)膜下腔中運送到脈絡(luò)膜血管，對調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜水、電解質(zhì)的轉(zhuǎn)運平衡以及正常視覺功能的維持中起著非常重要的作用[38-39]。視網(wǎng)膜缺血缺氧會導(dǎo)致RPE功能障礙，使AQP1對水的轉(zhuǎn)運障礙，進而引起視網(wǎng)膜組織間和視網(wǎng)膜下液體的積聚，造成ME形成[40]。

2 RVO繼發(fā)ME影響視功能的機制

2.1信號的接受障礙光感受器主要的作用就是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，即光刺激感光細胞使膜電位超極化，經(jīng)化學(xué)突觸將信號傳遞到雙極細胞，雙極細胞進而將信號處理后經(jīng)化學(xué)突觸傳遞到神經(jīng)節(jié)細胞，神經(jīng)節(jié)細胞將視覺信息編碼為神經(jīng)沖動傳輸?shù)揭曈X中樞，光感受器細胞作為視覺中樞的始發(fā)站，如果出現(xiàn)損傷，將會影響整個視覺信息的傳導(dǎo)。RVO患者常伴有視網(wǎng)膜淺層火焰狀出血，其伴發(fā)的ME可導(dǎo)致視網(wǎng)膜多層結(jié)構(gòu)損害，以及BRB的破壞，可使血液成分、脂蛋白等物質(zhì)滲出，隨著滲出的進展，液體積聚在視網(wǎng)膜下，引起漿液性的視網(wǎng)膜脫離，造成外界膜(ELM)和光感受器內(nèi)外節(jié)段的損傷，從而影響視力[41-42]。由于血凝塊的收縮牽拉，血細胞釋放的鐵離子的毒性作用以及含有高濃度脂蛋白的視網(wǎng)膜下液，多方面的原因可能造成光感受器的損傷、感光細胞的凋亡，導(dǎo)致視力不可逆的損傷[43-44]。運用光學(xué)相干斷層掃描(OCT)發(fā)現(xiàn)RVO繼發(fā)ME的患者黃斑區(qū)視網(wǎng)膜光感受器的形態(tài)發(fā)生了改變，主要表現(xiàn)為外核層(ONL)、ELM、橢圓體帶(EZ)、嵌合體帶(IZ)的結(jié)構(gòu)完整性破壞，其與ME消退后視力的預(yù)后密切相關(guān)[45]。有研究發(fā)現(xiàn)RVO合并ME患者初診時的視力和ELM、EZ的完整性是影響預(yù)后視力的關(guān)鍵因素，初診時視力受損的程度與光感受器破壞的嚴重程度是相關(guān)的，初診時視力越差，光感受器的損害越重，抗VEGF治療后，預(yù)后視力越不好，而OCT圖像中ELM或EZ的完整性決定了黃斑中心凹保存的光感受器層可以預(yù)測最終的最佳矯正視力(BCVA)[46-47]。

2.2信號的傳導(dǎo)受損

2.2.1視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元的損傷視網(wǎng)膜由多層神經(jīng)元細胞組成，屬于高耗氧組織，對缺血缺氧非常敏感，RVO由于視網(wǎng)膜血液循環(huán)障礙，可造成神經(jīng)元不同程度的結(jié)構(gòu)和功能損害。除了缺血引起視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元的損傷外，長期存在的ME也可導(dǎo)致視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元不可逆損傷，即使在ME消退后仍然存在[48-49]。長期嚴重的ME可造成黃斑區(qū)組織的缺血缺氧，并且有許多炎性介質(zhì)釋放，引起Müller細胞的水腫壞死，而Müller細胞對視網(wǎng)膜起支持和營養(yǎng)作用，其損傷使其周圍的神經(jīng)節(jié)細胞、雙極細胞和外層的光感受器細胞也受累變性，中心凹區(qū)域的光感受器細胞變性更為明顯[2]。ME可引起視網(wǎng)膜神經(jīng)元細胞外環(huán)境的變化，由于神經(jīng)視網(wǎng)膜中各級神經(jīng)元的軸突不具有髓鞘，因此受損的細胞外環(huán)境可能容易通過光感受器和雙極細胞的無髓鞘軸突干擾神經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)，這種可能性尚未得到充分研究[50]。

2.2.2 ME本身導(dǎo)致光信號的傳導(dǎo)障礙ME可以擾亂光信號的正常傳導(dǎo)路徑，因為ME引起視網(wǎng)膜腫脹，可導(dǎo)致中心凹視網(wǎng)膜厚度(central retinal thickness，CRT)增加，從而造成傳遞到光感受器的光強度降低以及從光感受器到雙極細胞的視覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受損，ME也會導(dǎo)致視網(wǎng)膜透明度降低，引起視網(wǎng)膜的折射率發(fā)生變化以及光散射增加[50]。有臨床研究顯示，CRT越厚則視力越差，用抗VEGF藥物治療后CRT降低，視力也相應(yīng)得到改善，這種視力的改善與ME的緩解有關(guān)[51-52]。

3總結(jié)

RVO繼發(fā)ME的發(fā)病機制復(fù)雜，有許多的細胞和細胞因子共同參與其中，其中最重要的是BRB的破壞，導(dǎo)致進入視網(wǎng)膜的液體增加，以及Müller細胞和RPE細胞的損傷，使得視網(wǎng)膜下空間和視網(wǎng)膜組織間液體的轉(zhuǎn)運障礙，導(dǎo)致ME形成。VEGF、PDGF-AA、b-FGF、TGF-β、TNF-α、IL-6、IL-8、MCP-1等細胞因子在RVO繼發(fā)ME患者房水和玻璃體液中含量增加，它們通過對BRB和視網(wǎng)膜液體轉(zhuǎn)運機制破壞，參與ME的形成。RVO繼發(fā)ME對視功能的影響主要是由于光感受器的損傷，視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元的損傷以及ME本身導(dǎo)致光信號的傳導(dǎo)障礙三個方面的原因，ME本身導(dǎo)致光信號的傳導(dǎo)障礙通過抗VEGF治療后視力可以改善，當(dāng)造成光感受器和神經(jīng)元的損傷時，預(yù)后視力就會很差。