Ang/Tie信號(hào)軸在新生血管性年齡相關(guān)性黃斑變性發(fā)病及治療中的作用△

劉春夢(mèng) 丁 珊 劉雪英 周 靜 黃 鵬 周雨欣 張富文

年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)是一種影響視網(wǎng)膜黃斑區(qū)功能的慢性進(jìn)行性疾病，分為新生血管性(濕性/滲出性)和非新生血管性(干性/萎縮性/非滲出性)兩類，其中新生血管性AMD(nAMD)是導(dǎo)致患者中心視力發(fā)生不可逆性損害的主要原因[1-2]。nAMD的主要病理特征是脈絡(luò)膜新生血管(CNV)形成，CNV常引起患者眼底出現(xiàn)滲出、出血以及瘢痕形成，從而進(jìn)一步損害患者視力[3]。臨床上抗VEGF治療nAMD效果顯著[4-6]，但仍有部分患者對(duì)其反應(yīng)不敏感[7-8]，且長(zhǎng)期使用抗VEGF治療有加劇患者視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜缺氧和氧化應(yīng)激的風(fēng)險(xiǎn)[9]。血管生成素(Ang)/酪氨酸激酶受體Tie信號(hào)軸(Ang/Tie信號(hào)軸)具有調(diào)控血管生成、血管通透性和炎癥等作用[10]，可作為nAMD新的治療靶點(diǎn)。本文對(duì)Ang/Tie信號(hào)軸在nAMD發(fā)病及治療中的作用進(jìn)行綜述，以期為nAMD的治療提供新思路。

1 Ang/Tie信號(hào)軸概述

1.1 Ang/Tie信號(hào)軸的組成和生物學(xué)功能Ang/Tie信號(hào)軸是血管內(nèi)皮細(xì)胞所特有的信號(hào)通路。它參與血管發(fā)育、生成和重塑，并可調(diào)節(jié)血管通透性，維持血管穩(wěn)態(tài)。許多血管功能受損性疾病，如眼、心血管和各類腫瘤疾病均與Ang/Tie信號(hào)軸的失調(diào)有關(guān)。

Ang/Tie信號(hào)軸由兩個(gè)酪氨酸激酶受體(Tie1、Tie2)和四個(gè)配體(Ang1、Ang2、Ang3、Ang4)組成。Tie1和Tie2是胚胎血管正常發(fā)育所必需的受體，主要在內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)。Tie1是孤兒受體，不與Ang結(jié)合，通過(guò)與Tie2形成異二聚體調(diào)節(jié)Tie2活性從而影響其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[11]。Tie2是Ang受體，在血管成熟和穩(wěn)定中起核心作用[12]。Ang1主要由周細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞表達(dá)，是Tie2受體激動(dòng)劑。Ang1激活Tie2，抑制病理性新生血管生長(zhǎng)，阻止血管滲漏，并減輕炎癥反應(yīng)，在病理性血管生成中起負(fù)向調(diào)節(jié)作用[13-14]。Ang2主要由內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生并存儲(chǔ)在內(nèi)皮細(xì)胞的Weibel-Palade小體中，是一種具有環(huán)境依賴性的Tie2受體的弱激動(dòng)劑/拮抗劑，其與Tie2的親和力與Ang1相似，常與異常的血管形成、血管滲漏和炎癥反應(yīng)有關(guān)。在炎癥和缺氧情況下，Ang2從內(nèi)皮細(xì)胞中釋放出來(lái)，拮抗Tie2[15]。此外，Ang2還可與整合素結(jié)合使血管不穩(wěn)定[16-17]。Ang3是人類Ang4的小鼠同源基因，Ang4是介導(dǎo)靜脈特異性發(fā)育的生長(zhǎng)因子[18-19]。目前，關(guān)于Ang3和Ang4的研究較少。

1.2 Ang/Tie信號(hào)軸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制

1.2.1 Ang/Tie信號(hào)軸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與活性轉(zhuǎn)換在成人中，Tie2在靜止的血管以及參與血管生成的內(nèi)皮細(xì)胞中被激活，這表明它可能在血管穩(wěn)定和血管重塑中發(fā)揮作用。在靜止的內(nèi)皮細(xì)胞中，Ang1在細(xì)胞連接處形成Ang1/Tie2復(fù)合物，產(chǎn)生以下效應(yīng)：(1)激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B途徑，激活內(nèi)皮型一氧化氮合酶，促進(jìn)血管擴(kuò)張[20-22]；且蛋白激酶B激活后還抑制轉(zhuǎn)錄因子叉頭盒蛋白O1轉(zhuǎn)錄Ang2基因[23]，從而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞存活；(2)抑制核因子κB的激活，減輕炎癥[24]；(3)通過(guò)GTP酶途徑使肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架穩(wěn)定，降低血管通透性[25]。在移動(dòng)的內(nèi)皮細(xì)胞中，Ang1在血管內(nèi)皮細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)界面激活Tie2，介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞遷移[20-21]?？傮w而言，在生理?xiàng)l件下，Ang1/Tie2信號(hào)軸在促進(jìn)血管穩(wěn)定和靜止過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

如前所言，Ang2的弱激動(dòng)劑/拮抗劑活性是環(huán)境依賴性的。血管在正常狀態(tài)下，Ang2是Tie2的弱激動(dòng)劑；在炎癥狀態(tài)下，由于Tie1胞外域的切割，Ang2是Tie2的拮抗劑[11]。研究表明，血管內(nèi)皮-酪氨酸磷酸酶 (VE-PTP)可將Ang2轉(zhuǎn)變?yōu)檗卓箘种芕E-PTP可以恢復(fù)Ang2的激動(dòng)劑屬性[26]。然而，目前對(duì)Ang2的激動(dòng)和拮抗活性轉(zhuǎn)換機(jī)制仍未完全清楚。綜上，在不同的細(xì)胞微環(huán)境，Ang/Tie信號(hào)軸激活不同的下游信號(hào)通路。

1.2.2 Ang/Tie信號(hào)軸與整合素的相互作用整合素是由異源二聚體構(gòu)成的膜受體家族,經(jīng)α和β兩個(gè)亞基通過(guò)非共價(jià)鍵連接而成,是細(xì)胞間黏附分子[27]。Ang1通過(guò)星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的αvβ5整合素刺激產(chǎn)生纖維連接蛋白，從而引導(dǎo)發(fā)育中的視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞出現(xiàn)定向遷移[28]。在內(nèi)皮細(xì)胞中，α5β1整合素能促進(jìn)Tie1、Tie2在內(nèi)皮細(xì)胞連接處形成復(fù)合物并使Tie2磷酸化，促進(jìn)血管穩(wěn)定[11]。Ang2與整合素結(jié)合，誘導(dǎo)周細(xì)胞凋亡、內(nèi)皮細(xì)胞遷移以及血管生成。在尖端細(xì)胞中，Ang2與整合素相互作用，引導(dǎo)血管萌發(fā)[16]；Ang2還可通過(guò)α2β1整合素依賴的方式降低內(nèi)皮細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的黏附力[29]。在Tie2沉默的內(nèi)皮細(xì)胞中，Ang2誘導(dǎo)β1整合素移位并激活，刺激肌動(dòng)蛋白應(yīng)激纖維形成，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞失穩(wěn)及細(xì)胞間連接破壞[17]。在高糖條件下，α3β1整合素與Ang2表達(dá)增加，通過(guò)p53途徑導(dǎo)致周細(xì)胞凋亡，下調(diào)Ang2和α3β1整合素表達(dá)可作為糖尿病早期預(yù)防周細(xì)胞丟失及防止血管病變的治療策略[30]。綜上，Ang1、Ang2和Tie2與整合素一起對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，在Tie2表達(dá)水平低的內(nèi)皮細(xì)胞以及非內(nèi)皮細(xì)胞中，整合素也可能作為Ang的受體。

1.2.3 Ang/Tie信號(hào)軸與VE-PTP的相互作用VE-PTP是一種酪氨酸磷酸酶，僅在內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)，通過(guò)使Tie2去磷酸化而下調(diào)Tie2信號(hào)[31]。抑制VE-PTP后可以激活Tie2，穩(wěn)定內(nèi)皮細(xì)胞肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架，從而穩(wěn)定內(nèi)皮細(xì)胞連接[25]。然而，VE-PTP也可在Ang1誘導(dǎo)下與血管內(nèi)皮鈣黏著蛋白(VEC)在細(xì)胞連接處結(jié)合，維持內(nèi)皮細(xì)胞黏附和連接的完整性[32]。本質(zhì)上，Ang2和VE-PTP都是負(fù)性調(diào)節(jié)因子，在缺氧狀態(tài)下表達(dá)增加，使Tie2失活。

1.2.4 Ang/Tie2信號(hào)軸與VEGF的相互作用VEGF是促血管生成因子[33]。其家族包括VEGFA/B/C/D/E和胎盤生長(zhǎng)因子等成員，它們與跨膜酪氨酸激酶受體VEGFR-1/2/3結(jié)合[34]。在Ang1與VEGFA雙轉(zhuǎn)基因小鼠的研究中，Ang1抑制了VEGFA誘導(dǎo)的新生血管形成[35]。此外，Ang1還從多方面抑制VEGF引起的血管滲漏：(1)VEGF通過(guò)刺激VE-PTP與VEC發(fā)生解離以及誘導(dǎo)VEC重新分布并隨后被內(nèi)化，從而破壞內(nèi)皮細(xì)胞連接，引起血管滲漏[36-37]。在這個(gè)過(guò)程中，Src是連接VEGF受體和VEC內(nèi)化途徑的最上游分子，Ang1抑制VEGF激活Src，阻斷了VEGF誘導(dǎo)的VEC重新分布，從而保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞連接并防止血管滲漏[36,38]；(2)Ang1通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣及NO的釋放從而抑制VEGF誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞通透性增高[24]。與Ang1相反，Ang2與VEGFA共表達(dá)加速了新生血管形成[35]，Ang2還可以增強(qiáng)VEGF的作用。在Ang2存在時(shí)，VEGF誘導(dǎo)的血管通透性增加了3倍[39]。不僅如此，VEGF還刺激Weibel Palade小體釋放Ang2，與Ang1競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合Tie2并降低血管穩(wěn)定性[40]。綜上，VEGF與Ang/Tie2信號(hào)軸都對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞具有特異性作用。VEGF可以促進(jìn)病理性新生血管形成并降低血管通透性，而Ang1和Ang2在這方面展現(xiàn)出完全相反的作用；Ang1維持血管成熟和穩(wěn)定，Ang2和VEGF協(xié)同作用破壞血管穩(wěn)態(tài)。

2 Ang/Tie信號(hào)軸在nAMD發(fā)病中的作用

nAMD的典型特征是黃斑下CNV的形成，CNV常引起液體滲漏積聚在視網(wǎng)膜內(nèi)或視網(wǎng)膜下，進(jìn)而導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素上皮損傷、硬性滲出、出血及晚期纖維化瘢痕形成等，這些病理改變會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜感光細(xì)胞逐漸喪失，致使患者視力損害[41]。此外，炎癥與nAMD密切相關(guān)[42]。Ang1和Ang2與Tie2結(jié)合發(fā)揮截然相反的調(diào)節(jié)作用，導(dǎo)致血管穩(wěn)定性改變，影響nAMD的發(fā)生發(fā)展。

2.1 Ang2是nAMD的危險(xiǎn)因素在針對(duì)中國(guó)和日本人群的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)， Ang2是nAMD發(fā)生的易感基因[42]。研究表明，nAMD患者房水中Ang2水平升高，且與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)[43]。在nAMD患者手術(shù)切除的CNV膜上，Ang1、Ang2、Tie2以及VEGF都有表達(dá)，而高水平的Ang2和VEGF來(lái)自血管化程度最高的區(qū)域[44]。此外，增生型糖尿病視網(wǎng)膜病變患者玻璃體中Ang2水平升高[45]。這些研究表明，眼部新生血管部分是由Ang2驅(qū)動(dòng)的。

2.2 Ang/Tie信號(hào)軸與病理性新生血管形成及滲漏CNV是nAMD的標(biāo)志。Ang1可以激活Tie2抑制病理性新生血管生長(zhǎng)，并促進(jìn)細(xì)胞膜上Tie2/VE-PTP/VEC復(fù)合物的形成，加強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞連接，降低血管通透性[21]。在激光誘導(dǎo)的CNV小鼠模型中，腺病毒介導(dǎo)的Ang1基因治療顯著減少了CNV的形成以及滲漏[46]。同樣，抑制VE-PTP 對(duì)Tie2的抑制作用可減少nAMD模型小鼠CNV的形成[26]。與之相反，Ang2可增加VEGF的表達(dá)并增強(qiáng)其作用。在Ang2存在下，VEGF誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加了3倍。此外，Ang2還與整合素相互作用，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞遷移以及血管生成。在激光誘導(dǎo)的CNV小鼠模型中，抗Ang2和激活Tie2聯(lián)合治療可抑制CNV的生長(zhǎng)和滲漏，甚至還能促進(jìn)脈絡(luò)膜毛細(xì)血管穩(wěn)態(tài)，緩解缺氧[9]。在自發(fā)性CNV小鼠模型(JR5558小鼠)中，抗Ang2治療或抗VEGFA/Ang2聯(lián)合治療均可減少CNV數(shù)和血管滲漏，其中抗VEGFA/Ang2聯(lián)合治療效果更加顯著[47]。上述研究表明，靶向Ang/Tie信號(hào)軸可能在抑制nAMD患者視網(wǎng)膜CNV形成和滲漏中起到關(guān)鍵作用，而抗VEGFA/Ang2聯(lián)合治療可起到協(xié)同作用。

2.3 Ang/Tie信號(hào)軸與炎癥nAMD的發(fā)生同時(shí)與血管生成和炎癥相關(guān)。在疾病狀態(tài)下，Ang1、Ang2表達(dá)失衡，可導(dǎo)致炎癥的發(fā)生。在糖尿病嚙齒動(dòng)物模型中，過(guò)表達(dá)的Ang1激活Tie2，顯著降低視網(wǎng)膜細(xì)胞間黏附分子-1和VEGF蛋白水平，抑制白細(xì)胞黏附[48]。相反，在炎性刺激下，Ang2拮抗Tie2活性，而且Ang2增加細(xì)胞間黏附分子的表達(dá)，增加血管對(duì)VEGF和腫瘤壞死因子-α的敏感性，促進(jìn)白細(xì)胞黏附以及導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷[49]。在金黃色葡萄球菌誘導(dǎo)的腹膜炎動(dòng)物模型中，Ang2基因缺陷的小鼠不能產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[49]。在自發(fā)性CNV小鼠模型中，抗VEGFA/Ang2聯(lián)合治療可顯著減少白細(xì)胞的浸潤(rùn)[50]?？偠灾邢駻ng/Tie信號(hào)軸不僅可以抑制病理性血管生成，還能抑制炎癥，其作用全面，可彌補(bǔ)抗VEGF治療的不足。

2.4 Ang/Tie信號(hào)軸與纖維化纖維化是nAMD不可逆性視力喪失的原因之一[51]，轉(zhuǎn)基因小鼠模型證實(shí)了Ang1可抑制心肌組織的血管纖維化[52]。此外，對(duì)增生型糖尿病視網(wǎng)膜病變患者玻璃體切除物的蛋白質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，Ang2濃度與患者的纖維化程度以及纖維血管膜的形成密切相關(guān)[53]。但目前關(guān)于Ang/Tie信號(hào)通路對(duì)視網(wǎng)膜下纖維化的影響，仍然知之甚少，值得進(jìn)一步研究。

3 靶向Ang/Tie信號(hào)軸治療nAMD的藥物

Ang/Tie信號(hào)軸與nAMD的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，有幾種方法可以通過(guò)調(diào)控Ang/Tie信號(hào)軸治療nAMD，包括：增加Ang1水平，抑制VE-PTP，抑制Ang2或者將其轉(zhuǎn)化為激動(dòng)劑。到目前為止，針對(duì)Ang/Tie信號(hào)軸的三個(gè)藥物已經(jīng)在nAMD或糖尿病性黃斑水腫(DME)的Ⅱ期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行了研究[54-57]，即VE-PTP抑制劑AKB-9778、抗Ang2抗體Nesvacumab和阿柏西普聯(lián)合療法以及抗Ang2/VEGFA雙特異性抗體Faricimab，當(dāng)前僅對(duì)Faricimab進(jìn)行了Ⅲ期臨床試驗(yàn)[58]，其他如ABTAA和AXT107仍處在臨床前期研究中[9,59]。

3.1 FaricimabFaricimab，曾稱RO6887461或RG7716，是一種相對(duì)分子質(zhì)量為150 000的抗Ang2/VEGFA雙特異性抗體。在臨床前期研究中，VEGFA和Ang2雙重抑制在減少CNV數(shù)，降低血管通透性，減輕視網(wǎng)膜水腫、視網(wǎng)膜神經(jīng)元損傷和炎癥方面比單獨(dú)抑制VEGFA更有效[35,50]。在I期臨床試驗(yàn)中，F(xiàn)aricimab可改善nAMD患者的最佳矯正視力和中央視網(wǎng)膜厚度[60]。隨后，Ⅱ期臨床試驗(yàn)STAIRWAY表明，每12周和16周給予nAMD患者一次Faricimab和每月使用雷珠單抗治療的臨床療效相當(dāng)[54]。一項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)[58]將Faricimab與阿柏西普進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，與目前的標(biāo)準(zhǔn)療法相比，F(xiàn)aricimab可以減少注射頻率并提高患者視力，證實(shí)了Faricimab對(duì)DME和nAMD患者有效且療效持久。此外，F(xiàn)aricimab還具有良好的安全性，發(fā)生嚴(yán)重不良反應(yīng)的比例非常低[54-55]?？笰ng2/VEGFA聯(lián)合治療不論在臨床前期還是臨床研究中都展示了其優(yōu)越性，F(xiàn)aricimab有可能成為治療視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜血管性疾病的一線藥物。

3.2 AKB-9778AKB-9778是一種VE-PTP抑制劑，通過(guò)皮下注射給藥，具有同時(shí)治療雙眼以及支持患者自我給藥的優(yōu)勢(shì)[56]。在臨床前期研究中，每天兩次皮下注射AKB9778可抑制nAMD模型小鼠視網(wǎng)膜新生血管和Bruch膜破裂部位的CNV形成[26]。在針對(duì)DME的兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)中，AKB-9778與雷珠單抗聯(lián)合治療前后患者中央視網(wǎng)膜厚度的平均變化和視力提高均明顯優(yōu)于單獨(dú)用藥組[56]。這提示激活Tie2聯(lián)合抗VEGF治療比單獨(dú)使用抗VEGF藥物效果更好。目前該藥的研究主要是針對(duì)DME，其在nAMD中的作用還需要臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.3 NesvacumabNesvacumab是一種完全人源性IgG單克隆抗Ang2抗體，Nesvacumab與阿柏西普聯(lián)合用于治療nAMD和DME。在nAMD和DME的I期臨床試驗(yàn)中，該聯(lián)合療法顯著提高了患者最佳矯正視力，但在Ⅱ期臨床試驗(yàn)中該療法未能顯示出在提高視力方面的優(yōu)越性[57]。

3.4 其他ABTAA是一種可以結(jié)合Ang2和激活Tie2的雙功能抗體，在激光誘導(dǎo)的CNV小鼠模型中，ABTAA可誘導(dǎo)CNV消退，抑制血管滲漏，而且ABTAA還可促進(jìn)健康的脈絡(luò)膜毛細(xì)血管再生，使微環(huán)境發(fā)生有利轉(zhuǎn)變，緩解缺氧，防止nAMD復(fù)發(fā)。ABTAA有可能成為抗VEGF治療的一種替代藥物。

AXT107 是一種IV型膠原衍生肽，具有抑制VEGF和激活Tie2的雙重作用。一方面，AXT107 可以結(jié)合并破壞整合素αvβ3和α5β1，阻斷VEGF的作用，抑制血管生成[59]。另一方面，Ang2在DME、nAMD等疾病患者視網(wǎng)膜組織中表達(dá)水平較高，而AXT107可以將Ang2轉(zhuǎn)化為Tie2激動(dòng)劑，促進(jìn)血管穩(wěn)定。在臨床前期研究中，AXT107可以抑制視網(wǎng)膜新生血管形成，降低血管通透性，減輕炎癥反應(yīng)[61]。AXT107可能成為治療DME和nAMD的一種新的有效方法。

4 展望

nAMD的發(fā)病機(jī)制極其復(fù)雜，抗VEGF治療仍有很多局限性。隨著nAMD患病人數(shù)的增加，臨床急需研究出新的多靶點(diǎn)的替代療法，Ang/Tie信號(hào)軸是當(dāng)前研究的焦點(diǎn)。隨著研究的日益深入，nAMD的治療目標(biāo)可能會(huì)改變，即從單純的抑制CNV向抑制新生血管滲漏，誘導(dǎo)新生血管成熟且產(chǎn)生具有正常生理功能的血管轉(zhuǎn)變。當(dāng)現(xiàn)有的血管系統(tǒng)受損時(shí)，成熟的CNV可能會(huì)起到“替代脈絡(luò)膜毛細(xì)血管”的作用，緩解缺血缺氧，減少促血管生成因子的產(chǎn)生，進(jìn)而抑制血管生成，這可能會(huì)比單純的抗VEGF治療具有更好的臨床效果。但Ang/Tie信號(hào)軸在促進(jìn)血管成熟和穩(wěn)定方面的作用尚未有合適的臨床及影像學(xué)評(píng)估方法，這可能需要進(jìn)行更長(zhǎng)周期的臨床試驗(yàn)以及研發(fā)出能更全面地闡明血管功能的檢測(cè)方法才能解決。

目前正在研發(fā)的藥物中Faricimab前景最好，最新的Ⅲ期臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了Faricimab在nAMD和DME患者中的有效性、持久性和安全性[58]，但Faricimab在臨床上對(duì)這些疾病的治療效果是否優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的抗VEGF藥物仍需要進(jìn)一步研究?？傊R床前期以及臨床試驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明，靶向Ang/Tie信號(hào)軸或者Ang2/VEGFA雙重抑制可能是抑制CNV形成及滲漏的理想方法，其中抗Ang2/VEGFA聯(lián)合治療可產(chǎn)生協(xié)同作用，療效更顯著。