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)膜毛細血管層復合結(jié)構(gòu)的緩慢進行性變性[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,50 歲以上人群AMD 患病率為4.8%~15.5%,且發(fā)病率呈增長趨勢[3-6],已成為老年人致盲的最主要眼病。AMD 發(fā)病機制復雜,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、氧化應激、免疫炎癥反應等是AMD 發(fā)病的重要機制。相關(guān)研究[8-13]顯示,AMD 的發(fā)病與補體旁路途徑激活引起的炎性反應密切相關(guān),隨著年齡的增長,人體組織的衰老、抗氧化能力及修復系統(tǒng)效率的降低,視網(wǎng)膜補體旁路途徑被激活,引起RPE 氧化損傷、裂解,形成玻璃膜疣,并逐漸進展為晚期AMD。研究[14-17]表明,補體旁路途徑失調(diào)是AMD 發(fā)生的重要機制,并能夠促進AMD 病理過程的進展。補體調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)補體因子,如補體調(diào)節(jié)因子H(complement factor H,CFH)、補體調(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)導致其含量或結(jié)構(gòu)改變都會激活補體旁路途徑,引起眼部免疫穩(wěn)態(tài)的破壞,從而引起AMD,且發(fā)病風險成倍增長。本文將對補體旁路途徑對AMD 發(fā)病及病程進展的作用進行綜述。
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,使補體固有成分以C3、C5~C9 順序發(fā)生酶促級聯(lián)反應的補體活化途徑。生理情況下,無激活物質(zhì)存在時,機體處于非激活狀態(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)的攻膜復合物[18]。補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],只有當眼內(nèi)微環(huán)境處于炎癥或者衰老狀態(tài)時,補體調(diào)節(jié)因子的作用被抑制,旁路途徑才會被激活,C3b 含量增加,并沉積在細胞表面,形成C5 轉(zhuǎn)化酶,使C5 活化最終形成C5b-9 攻膜復合物(圖1)。攻膜復合物是補體發(fā)揮溶細胞生物效應的效應復合體,可以作用于細胞膜形成內(nèi)外通路,使細胞內(nèi)滲透壓降低,最終導致靶細胞裂解。
圖1 補體旁路途徑激活模式圖
C3 是存在于體液中的補體系統(tǒng)的固有成分,由肝臟和巨噬細胞生成,為血清中含量最高的補體成分。它既是3 條補體激活途徑共同的末端成分,又是補體旁路途徑C5 轉(zhuǎn)化酶生成的必要成分,可自行裂解為C3a 及C3b,C3a 具有過敏毒素作用。體外實驗[20]表明,C3a 通過補體驅(qū)動蛋白酶體誘導形成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 的過度沉積引起補體旁路途徑的慢性激活,導致AMD 進一步進展[21]。近年來,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 向晚期進展的風險;而抑制眼內(nèi)C3表達可降低AMD 晚期地圖樣萎縮的增長。
CFH 是一種重要的負向調(diào)節(jié)補體旁路途徑的活性成分,由肝臟合成,體液中CFH 對C3b 的親和力較B 因子高,并且CFH 與B 因子在C3b 的結(jié)合位點相同,因此,CFH 可與B 因子、Bb 片斷競爭與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CFI 對C3b 的裂解,阻止C5b-9 攻膜復合物生成,抑制補體介導的細胞裂解的旁路途徑激活,保護宿主細胞避免遭攻擊和損傷[27]。當CFH 含量下降或結(jié)構(gòu)改變時,補體系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)被打破,導致C5b-9 攻膜復合物的生成。
近年來,關(guān)于AMD 免疫方向的研究[28]發(fā)現(xiàn),隨著年齡增加、機體衰老,一些代謝物及補體在視網(wǎng)膜下沉積導致玻璃膜疣形成(AMD 早期標志)。在AMD 早期,RPE 處于氧化應激狀態(tài),從而促進補體調(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)過氧化副產(chǎn)物,抑制補體旁路途徑激活,起到抑制病情進展的作用[29-30]。研究[31]表明,CFH 能夠維持RPE 細胞間的緊密連接,調(diào)控凋亡過程,從而保護RPE。當CFH 含量下降,眼部補體旁路途徑會被激活,攻膜復合物大量沉積在視網(wǎng)膜,使RPE出現(xiàn)病變,進一步加重患者病情的進展[32]。目前,CFH 基因被確定為我國AMD 的易感基因[33-34],CFH 基因的SNP 可導致AMD 的發(fā)生,并且增加AMD 的患病風險[35]。其中最為常見的基因突變?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,從而減弱其對補體系統(tǒng)激活的抑制作用,可致AMD 患病風險提高2.33 倍[37]。最新研究[38]表明,CFHY402H 與AMD 病程進展存在相關(guān)性。
CFI 是一種重要的負向調(diào)節(jié)補體旁路途徑的活性成分,由肝臟合成,其通過降解C3b 及C4b 抑制旁路途徑C3 轉(zhuǎn)化酶的形成,與CFH、C4BP 及MCP 的相互作用抑制補體旁路途徑激活。研究[17,39]表明,CFI rs141853578(G119R)是發(fā)展為進展型AMD 的危險因素,并且在人群中G119R 多態(tài)性的頻率并不罕見;在AMD 患者中,血漿CFI 水平和生物活性與正常人無顯著差異,然而,隨著疾病的嚴重程度增加CFI 活動度增加[40]。這些研究表明,CFI 在AMD 的發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用。
補體調(diào)節(jié)因子B(complement factor B,CFB)為補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AMD 的非TT 基因型具有保護作用,而TT 基因型則可能是AMD 易感性的危險因素。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)實驗小鼠RPE 細胞表達和分泌CFB 促進RPE 損傷和CNV 形成。但是,在對我國AMD 患者基因型的一項研究[44]中發(fā)現(xiàn),CFB 基因的SNP 與AMD 發(fā)病無關(guān),但相關(guān)研究較少,還需進一步研究考證。
補體調(diào)節(jié)因子D(complement factor D,CFD)為補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AMD的發(fā)生。但也有研究[46]表明,CFD 基因SNP 與AMD 的發(fā)病無關(guān)。對于CFD 是否推動AMD 的發(fā)生還需進一步進行研究。
補體旁路激活途徑中補體的異常可參與AMD 的形成及進展,所以針對補體旁路途徑治療AMD 靶點的研究一直存在,并取得了一定進展。
Lampalizumab 是較早研制開發(fā)的補體抑制劑,是針對CFD 的人源化單克隆抗體的抗原結(jié)合片段(Fab),作用靶點是CFD。可選擇性地抑制CFD 介導補體途徑的激活和放大,臨床Ⅱ期試驗[47]結(jié)果表明,Lampalizumab 治療能夠使干性AMD患者地圖樣萎縮的進展速度平均降低20.4%;但Ⅲ期試驗并未得到預期的療效。
ARCl905 可特異性地結(jié)合和抑制C5 的表達,阻止攻膜復合物的形成,針對AMD 的治療可能有效。LFC316 也是補體旁路途徑C5 的抑制劑,這2 種藥物的臨床試驗都取得了初步成效,正在進行進一步的試驗與研究[48]。
POT-4 是一種合成肽,它與C3 補體成分緊密結(jié)合,防止其參與補體旁路途徑活化進程。POT-4 用于治療老年黃斑病變于2005 年啟動Ⅰ期臨床試驗,是第1 個用于治療新生血管AMD 的補體抑制劑,試驗結(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)生與補體旁路途徑的激活密切相關(guān),任何因素引起的補體旁路途徑失衡均會引起眼部微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)破壞,從而引起一系列免疫炎癥級聯(lián)反應,促使AMD的發(fā)生和發(fā)展。因此,可以尋找補體旁路途徑相關(guān)的作用靶點,通過抑制該通路的激活,維持補體旁路途徑的穩(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。