CFH基因多態(tài)性對年齡相關(guān)性黃斑變性及雷珠單抗療效的影響

李夢旸，辛向陽

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050；2.內(nèi)蒙古包鋼醫(yī)院)

年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)是一種進行性致盲疾病，是老年人群，特別是55歲以上人群視力受損的主要原因，目前尚無治愈方法[1]。AMD的病理生理學(xué)是復(fù)雜的，除了遺傳易感性外，至少有四個過程會導(dǎo)致該病，即脂褐素生成(與氧化應(yīng)激有關(guān))、Drusen生成、局部炎癥和新生血管(在nAMD的情況下)[2]。

AMD病理發(fā)生在黃斑區(qū)的功能性解剖復(fù)合體內(nèi)，包括：光感受器、視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)細胞、Bruch膜和脈絡(luò)膜，其中RPE細胞，是AMD發(fā)病的第一個功能損害的細胞，導(dǎo)致依賴于RPE細胞功能的光感受器也發(fā)生不可逆變性損害[3-4]。RPE細胞具有類視黃醇的轉(zhuǎn)化和儲存、胞外段膜的吞噬、散射光的吸收、離子和液體的轉(zhuǎn)運以及維持與其覆合的光感受器細胞的功能等[5]。功能受損的RPE細胞，溶酶體降解功能、細胞蛋白酶體、自噬蛋白清除系統(tǒng)受損，導(dǎo)致自動氧化劑脂褐素的積累，增加了RPE細胞的氧化應(yīng)激和蛋白質(zhì)損傷，蛋白質(zhì)顯然是通過胞吐作用移動到RPE細胞外部的，這種物質(zhì)可能與慢性炎癥和炎癥細胞一起參與Drusen的形成[6-7]。Drusen的數(shù)量、所測累計視網(wǎng)膜的大小和體積、以及是否接近黃斑處，都是進展為晚期AMD的危險因素[8]。在AMD晚期(進展期)，Bruch膜內(nèi)及其周圍的Drusen過度積聚，破壞RPE和脈絡(luò)膜之間的代謝運輸，從而進一步損害RPE的功能，接著是局限性炎癥，加重黃斑的神經(jīng)退行性變[9-10]。臨床上晚期(進展期)AMD分為兩種，濕性及干性。在濕性AMD中，RPE產(chǎn)生過多的血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)，這有助于破壞血液視網(wǎng)膜屏障(外屏障)，異常的血管從脈絡(luò)膜穿過Bruch 's膜進入視網(wǎng)膜下或者RPE下，這一過程稱為脈絡(luò)膜新血管形成[11]。干性AMD，其病理改變有視網(wǎng)膜色素上皮細胞萎縮、脫離，是視網(wǎng)膜色素細胞和視細胞逐漸凋亡的結(jié)果[12]。目前年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)的發(fā)病機制尚不明確，發(fā)病風險可能是年齡、環(huán)境和遺傳因素復(fù)雜交互作用的影響。多個基因和/或單核苷酸多態(tài)性(SNPs)被發(fā)現(xiàn)與AMD有關(guān)，包括補體途徑、脂質(zhì)代謝和細胞外基質(zhì)(ECM)重構(gòu)等。全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWS)已經(jīng)確定了與AMD相關(guān)的幾種常見遺傳變異，它們共同作用占AMD遺傳力的15 %～65 %，在已知的導(dǎo)致疾病風險的遺傳因素中，CFH Y402H和HTRA1/ARMS多態(tài)性占AMD遺傳風險的50 %以上[13-14]。現(xiàn)在人們普遍認為，補體級聯(lián)調(diào)節(jié)不足導(dǎo)致的過度炎癥反應(yīng)是引發(fā)老年性黃斑變性發(fā)病的主要原因[15]，且補體途徑在AMD發(fā)病機制中的作用已經(jīng)被一些具有AMD風險的補體因子中的遺傳變異所證實[16]。其中補體因子H(CFH)的基因多態(tài)性，對晚期AMD進展的影響較大[17-19]。本文就CFH基因多態(tài)性與AMD的發(fā)病機制進行綜述。

1 補體系統(tǒng)在AMD發(fā)病機制中扮演重要角色

補體系統(tǒng)作為先天免疫系統(tǒng)的主要部分，是防御外來病原體和矯正自身組織的系統(tǒng)。到目前為止，補體激活是通過經(jīng)典的、旁路的和凝集素途徑發(fā)生的。這些相互關(guān)聯(lián)的分子級聯(lián)途徑都具有誘導(dǎo)C3轉(zhuǎn)化酶合成的能力，C3轉(zhuǎn)化酶是一種將C3分解為其活性副產(chǎn)物C3a和C3b的酶[20]。因C3處于經(jīng)典途徑和凝集素途徑的匯合點，在補體激活途徑中處于樞紐的位置，也是旁路途徑激活的關(guān)鍵因子，所以C3是補體系統(tǒng)中最重要、含量最多的成分[21]。經(jīng)典的途徑是由IgM、IgG補體固定異構(gòu)體、C反應(yīng)蛋白和血清淀粉樣P蛋白等其他蛋白激活的。這些識別蛋白的結(jié)合使C1q直接結(jié)合，啟動了一個以多個蛋白水解步驟為特征的級聯(lián)反應(yīng)[22]。開始于C1r自動激活、C1s(C1的兩個亞組分)的裂解。C1先后裂解C4和C2，新產(chǎn)生的C4b和C2a片段結(jié)合后，形成經(jīng)典途徑的C3轉(zhuǎn)化酶(C4b2a)。和旁路途徑產(chǎn)生的 C3轉(zhuǎn)化酶(C3bBb)相似，這種雙分子酶復(fù)合物也能將C3轉(zhuǎn)化為C3a和C3b[15]。凝集素途徑通常通過甘露糖結(jié)合凝集素激活。它們類似于C1q，并與C1r和C1s的同源物結(jié)合，稱為甘露聚糖結(jié)合凝集素相關(guān)絲氨酸蛋白酶(MASP)。MASP-1、MASP-2和MASP-3先后被發(fā)現(xiàn)。MASP-2與C1s相似，專一催化裂解C2和C4[23]，并在C4和C2裂解時與經(jīng)典途徑會聚。相反，旁路途徑是通過C3中硫酯鍵的自發(fā)水解來形成C3b[又叫C3(H2O)]。C3(H2O)能夠與因子B(FB)結(jié)合，導(dǎo)致FB的構(gòu)象變化。這種構(gòu)象變化允許因子D(一種組成性活性血清蛋白酶)將FB裂解為Bb因子。因子Bb保留在C3(H20)Bb復(fù)合物中，作為C3的血清蛋白酶，將其裂解為C3b，而C3b又可與FB結(jié)合生成更多的C3轉(zhuǎn)化酶(C3bBb)[19](圖1)。因此可以把旁路途徑中，C3自發(fā)的水解看作是免疫級聯(lián)反映的放大環(huán)。C3轉(zhuǎn)化酶啟動下一步免疫級聯(lián)反映，產(chǎn)生活化的C3a和C5a，并在終末途徑中，C5a與C6、C7、C8和多個跨膜C9分子的組裝，最終形成MAC(membrane attack complex)，也稱為C5b-9復(fù)合物或末端補體復(fù)合物[24]。MAC可以直接導(dǎo)致、介導(dǎo)細胞溶解，釋放趨化因子以吸引炎癥細胞到損傷部位，并增強毛細血管通透性[25]。

圖1 補體三種激活途徑在AMD發(fā)生中的作用機制圖

CFH是補體替代途徑的主要抑制劑。它干擾C3轉(zhuǎn)化酶(C3bBb)的形成和活性，減少C5b9膜攻擊復(fù)合物(MAC)的形成和兩種過敏性毒素C3a和C5a的產(chǎn)生[26]。

2 CFH的SNP與AMD發(fā)病的關(guān)系

補體因子H(CFH)是第一個被發(fā)現(xiàn)在補體途徑中與AMD風險相關(guān)聯(lián)的基因，因此研究最多[18, 27-28]。CFH位于染色體1q31.3上，是一種含量豐富的155 kDa的血漿補體調(diào)節(jié)蛋白,血清中濃度為218～654 mg/mL。FH是由視網(wǎng)膜色素細胞合成，且少量的沉積在Bruch’s膜的內(nèi)表面(與RPE交界處)和脈絡(luò)膜毛細血管周圍[29]。Armento等[30]在一篇報道中總結(jié)了FH的丟失與RPE代謝的關(guān)系，F(xiàn)H的減少導(dǎo)致細胞外C3/C3b的積累。FH的丟失增加了RPE細胞對氧化應(yīng)激的脆弱性,會損害RPE細胞的糖酵解,會損害RPE細胞的線粒體呼吸,改變了線粒體自噬和線粒體動力學(xué)基因的表達。人類基因組序列將為測量人類群體DNA序列變異提供參考。序列變異是個體的遺傳組成部分，包括疾病易感性和藥物反應(yīng)等復(fù)雜特征。大多數(shù)序列變異是單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms，SNP)。

CFH基因其遺傳變異與炎癥性疾病的風險增加有關(guān)。CFH基因T1277C多態(tài)性(rs1061170),包括T堿基突變?yōu)镃堿基在第9外顯子的1277位置上[31]，導(dǎo)致CFH蛋白402位酪氨酸變?yōu)榻M氨酸(Y402H)。該突變影響CFH蛋白與肝素、C反應(yīng)蛋白結(jié)合，減弱了補體系統(tǒng)激活的抑制效應(yīng)，結(jié)果使MAC(membrane attack complex)增多，并大量沉積于視網(wǎng)膜色素上皮基底層，引起黃斑區(qū)視網(wǎng)膜色素上皮層萎縮、脈絡(luò)膜血管內(nèi)皮損傷、新生血管生成，這一系列病變促使 AMD的發(fā)生[32]。Wu等[33]Meta分析中提示CFH基因中rs1061170(Y402H)和rs1410996多態(tài)性與AMD風險相關(guān)，這兩個基因多態(tài)性對AMD，尤其是nAMD有較高的易感性。有研究對96個AMD的病例和50個對照組，通過全基因掃描的方法，證實攜帶CFH基因SNPrs380390純合子個體發(fā)展成AMD的風險增加了7倍[34]。Wu等[35]在165例AMD(88位男性和77位女性)中，發(fā)現(xiàn)CFH的兩個SNP，分別為rs800292(等位基因G/A,G>A)和rs1410966(等位基因 T/C,T>C)與AMD易感性有很大的關(guān)系，且在一項關(guān)于中心性漿液性脈絡(luò)膜病變的研究中提示，CFH rs800292與脈絡(luò)膜厚度有關(guān)，與中漿的發(fā)病有相關(guān)性，出現(xiàn)與AMD表型重疊[36]。CFH中一個罕見的風險單倍型進行重測序后，發(fā)現(xiàn)了與AMD相關(guān)的重要罕見變異CFH Arg1210Cys，且獨立于常見變異Tyr402His，當AMD首次出現(xiàn)癥狀時，這種變異的攜帶者明顯更年輕。Arg1210Cys變異使AMD發(fā)病風險增加47倍[37-38]。在此之前，CFH中無義變異Gln408Ter和Arg1078Ser已經(jīng)在一種被稱為表皮型drusen的AMD亞型家族中被鑒定出來[39]。目前，尚無文獻報道，CFH基因SNP與AMD病程發(fā)展的相關(guān)性。

3 CFH的SNP導(dǎo)致的AMD在雷珠單抗注射臨床治療中的效果

藥物遺傳學(xué)研究表明，新生血管型AMD(nAMD)患者對抗血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)治療的不同反應(yīng)可能與補體因子H基因(CFH)的多態(tài)性有關(guān)。Hong等[40]在14項相關(guān)研究包括2963名無治療史的AMD患者中，指出攜帶rs1061170/Y402H TT基因型的患者比攜帶CC基因型的患者更有可能獲得較好的治療效果(OR=1.932, 95 %CI=1.125-3.317,P=0.017)。

同樣Mohamad等[41]的一項研究中，給每一位確診nAMD診斷的患者玻璃體內(nèi)注射0.5 mg/0.05 mL雷珠單抗，分為反應(yīng)組(49人)和無反應(yīng)組(84人)。隨訪6個月后，CC基因型的最佳矯正視力(BCVA)平均值明顯低于TT + CT基因型的BCVA平均值(P=0.018)。但是在后來回歸分析顯示，在隱性模型下，nAMD患者的Y402H基因型與治療反應(yīng)之間無顯著相關(guān)性(P>0.05)。結(jié)論是除了Y402H多態(tài)性外，其他因素可能參與了抗VEGF藥物治療后的nAMD進展。

Veloso等[42]對95位攜帶CFH rs1061170(Y402H)基因型的患者進行3個月的雷珠單抗注射治療。結(jié)論是對于具有TT和TC基因型的患者，中心視力的配對比較在與基線數(shù)據(jù)比較時顯示了有統(tǒng)計學(xué)意義的改善。風險基因型(CC)純合子的患者在第1、3、6和12個月訪視中獲得的中心視力與基線相比，并沒有顯示出有統(tǒng)計學(xué)意義的改善。

Cobos等[43]在一篇文章中總結(jié)出高血壓是影響AMD患者接受雷珠單抗注射后，解剖結(jié)構(gòu)恢復(fù)的重要因素，并且還發(fā)現(xiàn)一個具有rs800292(CFH)保護基因型(AA)的nAMD患者比具有其他基因型(AG/GG)的患者，在接受預(yù)治療時，有更好的中心視力。但在第一次注射和加載注射階段后，它們對雷珠單抗的中心視力反應(yīng)明顯較差。與AG/GG基因型患者相比，它們的改善更為緩慢，AG/GG基因型患者在治療的最初3個月有強烈的反應(yīng)，最終趨于穩(wěn)定。盡管如此，AG/GG基因型的nAMD患者在12個月時的最后中心視力還是比AA基因型患者差。

然而，有研究對100位確診AMD的西班牙并攜帶補體因子H(CFH)(rs1410996)的患者進行連續(xù)3個月的雷珠單抗注射后隨訪發(fā)現(xiàn)，表達A等位基因的患者進行分組，并與GG純合的患者進行比較，發(fā)現(xiàn)表達基因A的患者主觀視力(OR: 4.254)和OCT改善的概率增加(OR: 2.134)，但整體，CFH(rs1410996)的基因型與雷珠單抗藥物反應(yīng)卻無統(tǒng)計學(xué)意義[44]。

4 小結(jié)與展望

距離第一次發(fā)現(xiàn)人類補體因子H(CFH)基因變異與老年性黃斑變性(AMD)風險之間的關(guān)系已有很多年了，但這一認識尚未轉(zhuǎn)化為老年人群的預(yù)防措施或老年性黃斑變性患者的治療。多篇研究報道證實CFH Y402H TT及TC基因型患者對雷珠單抗的反應(yīng)要比CC基因型好，但也有報道否認這一觀點，認為基因型之間對雷珠單抗反應(yīng)無差別，這可能與實驗設(shè)計、樣本對象、人種選擇、統(tǒng)計方式不同有關(guān)。因此，仍需進一步對CFH影響老年性黃斑變性(AMD)尤其是濕性分型和治療方面進行研究，希望將來可以根據(jù)基因分型不同而制訂出個體化基因靶向治療。