细胞因子与糖尿病性视网膜病变的关系及中医药治疗研究进展

边 云 田风胜

(河北省沧州中西医结合医院内分泌三科，河北 沧州 061001)

糖尿病性视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病(diabetes mellitus,DM)的慢性微血管并发症，也是目前致盲性眼病发生率较高的一种疾病。疾病早期进展缓慢，临床表现多不明显，随着病程的延长病情逐渐加重，DR患者可出现不同程度的视力改变，甚至失明，严重降低患者的生活质量。随着经济的发展，营养状况的改善，我国DM患者发病年龄越来越小。同时随着医疗水平的提高，老年人的预期寿命延长，导致DM患者带病生存时间延长，长期的慢性高血糖状态使DR的患病率逐年升高。DM常见分型中，1型DM致盲率为86%，2型DM为33%[1-2]。据报道，2015年我国成人(20～79岁)DM患病人数以1.09亿居全球之首[3]，其中DR患者占12.9%[4]，全球约有3 600万人因DR失明，2.16亿患者视力受到损害[5]，23.3%左右的DR患者最终致盲[6]。早期DR的西医治疗主要为控制血糖和血压、改善眼底微循环和戒烟等方法，随着疾病的进展，单纯以上基础治疗效果欠佳。视网膜激光光凝术、玻璃体切割术及离子导入等治疗手段在临床上也取得一定的效果。另外，基于细胞因子作用的玻璃体腔注射雷珠单抗、康柏西普、曲安奈德，通过减少渗出、抑制新生血管形成来延缓疾病的进展。肾素—血管紧张素系统抑制剂也被证实具有延缓非增殖型糖尿病性视网膜病变(NPDR)进展的作用。

DM属中医学“消渴”范畴，DR归属于“消渴目病”，也有将其归于“视瞻昏渺”“暴盲”等范畴。消渴的中医病机为阴虚热盛，DR作为消渴变证多由消渴日久，肝肾阴虚，阴虚内热，耗气伤津，终致机体气阴两虚，气虚则血行无力，阴虚则脉络涩滞，瘀血阻滞，目络不畅，发为视物模糊、视物不清、视物缺损、眼前黑影，甚则目不能视，造成失明。中医通过辨证论治，对DR进行辨证分型，确定中医治则，根据君臣佐使的配伍原则开具处方，临床应用效果明显。中医药治疗DR多以补益肝肾、益气养阴、祛瘀通络为主。也有部分医家因时、因地、因人制宜，组方偏重于健脾益气、补肾活血，同样收效。部分医家运用中西医结合治疗DR，较单纯西医治疗临床效果更佳。王凤等[7]通过搜集文献、运用Meta分析方法，对比中药复方制剂与单纯西医治疗DR的各项指标变化情况，结果发现，与单纯西药治疗相比，中药治疗能明显改善患者的糖化血红蛋白(HbA1c)、内皮素(ET)、炎症指标[如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)]、血液流变学指标[全血黏度(高切)、全血黏度(低切)、血浆黏度、纤维蛋白原]、血管内皮生长因子(VEGF)、临床疗效、眼底情况、视力、中医证候。因此，越来越多学者试图通过临床研究及现代药理研究来揭示中医药治疗DR的机制及途径。

DR是一个病理过程相对复杂的疾病，多元化的致病因素对其产生不同程度的影响。眼睛敏感而脆弱，机体微小的变化也可能对视网膜产生损害。而导致DR发生的危险因素，能引起体内细胞因子的表达平衡失调，导致视网膜微循环障碍，局部炎症加重，出现出血及渗出，进而导致异常血管的生长，最终出现DR。细胞因子是机体受到刺激，部分细胞接收到信号后作出相应应答而分泌的一类物质。这类物质大多分子量较小，呈可溶性，在体内通过一系列的生化反应来发挥其调节细胞分化、生长、增殖的作用。根据其主要功能不同可分为：白细胞介素(IL)、肿瘤坏死因子超家族(TNF)、转化生长因子β家族(TGF-β)、生长因子、干扰素(IFN)、趋化因子等。这些细胞因子或多或少、或早或晚均参与了DR进展。现将细胞因子在DR发病中的作用机制及中药调节DR细胞因子的研究进展综述如下。

1 IL与DR

IL是一类来源广泛、作用广泛的细胞因子，也是临床及实验研究中最常见的炎症因子之一，在调节细胞免疫、体液免疫、信息传递和炎性反应中发挥着至关重要的作用。研究资料显示其家族中IL-1、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12及IL-18均参与了早期DR的发展。已知炎性反应贯穿整个DR的始终，在炎症刺激下此类细胞因子的表达增加，从而影响了DR的进展[8-10]。例如IL-6是多功能细胞因子，可作为DR的主要介质，诱导VEGF表达，促进眼底异常新生血管的形成,改变视网膜微血管的渗透性，并能通过改变内皮细胞的形态来增加细胞通透性，与DR的严重程度表现出明显的一致性[11]。IL-6与VEGF在整个病变过程中相互作用，相互影响，共同造成视网膜微血管闭塞，异常的新生血管形成，加剧DR的发展。IL-8也能够促进新生血管的形成。目前发现DR患者的玻璃体中IL-8水平明显高于正常人，而且其含量与VEGF水平呈相关性，因此临床上常通过监测IL-8来反映抗VEGF治疗的效果[8]。

张云等[12]将177例2型DM患者按照DR发生情况分为DM组、DR组，另在健康人群中随机选取80例设立对照组，各组受试者入组后空腹采血，分别检测血清hs-CRP、VEGF、IL-8水平，结果显示，随着患者由DM向DR进展，其体内IL-8水平也相应的升高。IL还可通过与其他细胞因子相互作用参与DR的发展。王立新等[13]通过动物实验，对DM大鼠分别给予低、中、高剂量的复荣通脉胶囊(药物组成：水蛭、地龙、全蝎、黄芪、当归、玄参、葛根、穿山龙、首乌藤、川牛膝、甘草等)，治疗8周后，摘取视网膜组织检测IL-1β的表达。结果：复荣通脉胶囊能够下调DM大鼠视网膜组织炎症因子IL-1β水平，抑制炎症，保护视网膜。孙其伟等[14]通过实验探讨冬连胶囊(药物组成：麦门冬多糖、黄连生物碱)治疗DR的作用机制，结果显示，冬连胶囊可以降低DM大鼠血清中IL-6含量，减轻视网膜炎症。

2 TNF与DR

TNF是一种对肿瘤细胞杀伤力很强的活性因子，具有多种细胞炎性作用，参与人体的免疫和炎症过程。最早于1975年由Carswell提取出来，根据其细胞来源和分子结构,被分为α和β 2个分型[15]。近年临床研究发现,TNF-α在多种疾病中表达失衡，导致疾病进展，包括DR。视网膜色素上皮(RPE)细胞中低浓度的TNF-α具有强大的促有丝分裂作用,同时TNF-α也能够断开RPE细胞间的紧密连接,从而引发一系列的病理过程。TNF-α在眼底主要大量存在于血管内皮细胞的表面，能够引起IL-1和IL-6的释放，IL-1和IL-6又可导致组织细胞对TNF-α的敏感性增强，因此IL-1、IL-6和TNF-α共同参与促进新生血管和纤维组织的形成，导致增殖型糖尿病性视网膜病变(PDR)的发生。另有研究表明,血清中TNF-α水平可间接反映PDR的预后，TNF-α水平越高预后越差[16],因此监测TNF-α水平的变化可作为DR的一个评价指标。目前部分研究DR的临床试验和动物实验已将TNF-α作为评判药物治疗效果的一个有力证据。

王立新等[13]研究发现，复荣通脉胶囊(药物组成：水蛭、地龙、全蝎、黄芪、当归、玄参、葛根、穿山龙、首乌藤、牛膝、甘草)能下调DM大鼠视网膜组织炎症因子TNF-α的表达。临床上应用冬连胶囊治疗早期DR患者有较好疗效，孙其伟等[14]通过动物实验发现，冬连胶囊可以降低DM大鼠血清中TNF-α含量，提示冬连胶囊延缓DR进展可能通过降低TNF-α来发挥作用。付婷婷等[17]通过对62例DR患者进行回顾性分析，发现复方丹参滴丸联合前列地尔注射液治疗早期DR较单纯前列地尔组临床疗效更加显著，可以显著改善患者血清TNF-α含量，同时患者眼底出血斑面积及血管瘤体积缩小，黄斑厚度降低，视野灰度值明显好转。

3 TGF-β与DR

TGF-β是由2条完全相同的多肽链通过二硫键相连组成，在人体内存在3种亚型：β1、β2、β3。一般情况下人体内产生的TGF-β无生物活性,当其被血浆酶和组织蛋白酶的激活后，就具有了生物活性，在炎症过程、组织损伤修复及纤维化中发挥重要作用，具有双向调节的特点。正常情况下，TGF-β能够抑制RPE细胞的增殖。在DR的初始阶段，眼底周细胞凋亡，导致总体数目减少,分泌的TGF-β减少，其抑制RPE细胞增殖的作用大大减弱,促进了视网膜微血管瘤和内皮细胞增殖的发生。病理状态下，TGF-β对RPE细胞起到一定的促增殖作用，继而细胞移行，新生的异常血管形成，加速疾病进展。

黄淑伟等[18]采用羟苯磺酸钙联合参麦注射液离子导入干预DR患者，能有效降低患者血清TGF-β1、结缔组织生长因子(CTGF)、基质细胞衍生因子(SDF-1)、VEGF及同型半胱氨酸(Hcy)水平，从而减轻了视网膜炎性反应，延缓了纤维化的速度及病情发展。马殿伟等[19]应用补肾活血中药(药物组成：生地黄、丹参)干预体外培养的视网膜Müller细胞，实验结果证实补肾活血中药对高糖和TGF-β2异常表达同时存在的条件下，能提高视网膜Müller细胞膜的稳定性，增强细胞活力。

4 生长因子与DR

4.1 VEGF VEGF是生长因子族谱中至关重要的一员，具有强效的促有丝分裂作用，能促细胞分化、移行，导致内皮增生、新生血管形成，并可使RPE细胞增生、血管通透性发生改变。VEGF在DR发病过程中的重要作用已经得到医学界普遍的认可。生理情况下，VEGF保持在较低水平，对眼底血管起到保护作用。病理状态下，VEGF水平明显升高，并诱导眼部异常血管增生、细胞凋亡，而新生的血管通透性增强，容易出现眼底多发病灶，包括黄白色渗出，以及点、片状出血和黄斑区水肿，最终导致DR的进展。

徐寒松等[20]临床研究结果显示，通脉糖眼明胶囊(药物组成：黄芪、生地黄、女贞子、三七、青葙子)能明显降低DR患者血清VEGF水平，推测通脉糖眼明胶囊可能通过降低血清VEGF的水平起到保护视网膜的作用。苑维等[21]通过动物实验证实，早期干预性给予益气活血方(药物组成：丹参、三七、降香)可通过降低VEGF的表达来延缓DR的进展。张铮[22]通过动物实验观察苦参碱对DR大鼠眼底细胞增生及VEGF表达的影响,结果显示，苦参碱可通过调节VEGF、促血管生成素1的表达，提高血清超氧化物歧化酶1的表达，减少丙二醛、CRP等的含量，改善DR大鼠眼底损伤，抑制细胞增生。李琴[23]将60例DR患者随机分为2组，常规组30例予羟苯磺酸钙口服，治疗组30例在对照组治疗基础上予复方血栓通胶囊口服。结果：治疗后2组血管瘤、出血斑情况得到控制，视野灰度值、黄斑厚度及VEGF水平均得到改善(P<0.05)，且治疗组改善均优于对照组(P<0.05)。彭俊等[24]以双丹明目胶囊(由女贞子、墨旱莲、山茱萸、山药、茯苓、泽泻、牡丹皮、丹参、三七、荜茇、牛膝组成)灌胃干预DM大鼠，观察对视网膜组织VEGF-a、VEGF-b、VEGF-c及其受体胎肝激酶1(Flk-1)表达水平的影响，结果双丹明目胶囊能明显降低DM大鼠视网膜组织VEGF表达水平，同时降低Flk-1的表达水平，从而发挥其治疗DR的作用。另有部分医家对中药成分治疗DR进行了研究，从单药成分角度来证实中药治疗的有效性及安全性。

4.2 IGF-1 IGF-1是由70个氨基酸构成的多肽物质，其生物活性需要与受体结合后才能发挥作用。正常人群中IGF-1以一定浓度存在于人体眼组织内，用以维持正常发育及功能。而DM患者长期处于高血糖的内环境中，血—视网膜屏障受到损坏，IGF-1表达增加，使视网膜毛细血管壁通透性增加，其与周细胞上的IGF-1受体联结后，促使Ca2+向细胞内流入，造成细胞内Ca2+含量异常增多，最终导致周细胞死亡。同时，IGF-1还可以影响前体细胞，使DNA合成增多，导致细胞有丝分裂变多，最终加速细胞凋亡。另一方面，IGF-1通过激活VEGF，使其生物活性升高，眼底异常新生血管增多。因此，IGF-1可以通过以上多种途径影响DR的进展。

朱慧明等[25]实验研究发现，芪黄明目胶囊可以降低DM小鼠视网膜组织VEGF、TGF-β、IGF-1水平，延缓DR的发展，提示了其可能的作用途径。马莉等[26]通过实验探讨复方丹参明目(药物组成：丹参、当归、黄芪、川芎、吴茱萸、知母、麦冬、甘草)对DM大鼠视网膜的影响，结果显示复方丹参明目能抑制血清促血管生成因子IGF-1水平。喻巍等[27]临床研究发现，复方血栓通胶囊联合羟苯磺酸钙治疗早期DR取得较好疗效，能够降低患者眼底出血，减少微血管瘤数量，改善视野灰度值，减轻黄斑水肿，降低血清VEGF、IGF-1水平，并能改善眼底的血流动力学指标，改善微循环。裴瑞等[28]研究证明，复方血栓通胶囊联合羟苯磺酸钙治疗NPDR，可以改善患者眼底情况，降低血清hs-CRP、VEGF和IGF-1水平，延缓异常新生血管的形成。赵智华等[29]采用芪明颗粒联合羟苯磺酸钙治疗NPDR患者50例，并与单纯羟苯磺酸钙治疗50例对照，观察对血清VEGF、IGF-1水平的影响。结果：治疗后治疗组血清VEGF、IGF-1水平低于对照组(P<0.05)。提示芪明颗粒能够抑制视网膜内新生血管形成。吴学志[30]采用羟苯磺酸钙、血栓通联合丹红化瘀口服液治疗DR患者38例，并与单纯羟苯磺酸钙治疗38例对照。结果：治疗后治疗组血清hs-CRP、VEGF及IGF-1水平明显低于对照组(P<0.05)。提示血栓通联合丹红化瘀口服液治疗DR有效。

4.3 碱性成纤维细胞生长因子(bFGF) bFGF具有强效的促进新生血管形成的作用，广泛存在于人体的眼部组织如眼肌、睫状体、视网膜等结构中，并通过对内皮、RPE细胞、胞外基质、基膜、新生血管的作用影响DR的发展[31]。bFGF可以通过直接和间接方式上调组织内VEGF水平，VEGF含量升高后进一步引起血管内皮细胞增殖，新生血管形成。

朱慧明等[32]临床研究显示，丹红化瘀口服液可以降低DR患者血清VEGF、bFGF水平，同时可以改善血液循环，起到缓解DR进展的作用。马莉等[26]实验研究结果显示，复方丹参明目可改善DR大鼠的眼底状况，并能降低血清bFGF水平。陈钰[33]将58例DR脾虚气弱证患者随机分为2组，对照组29例采用激光治疗；治疗组29例在对照组治疗基础上采用健脾益气中药治疗，药物组成：人参、白术、茯苓、山药、苍术、莲子肉、薏苡仁、桔梗、甘草、泽泻、白扁豆。结果：治疗后治疗组血清bFGF水平低于对照组(P<0.05)；且治疗组视力、眼底情况(出血、渗出和黄斑水肿)、荧光素眼底血管造影术(FFA)检查结果改善均优于对照组。提示健脾益气法联合激光治疗能更好的改善DR患者症状、眼底病变情况及细胞因子水平，延缓疾病的进展。

4.4 血小板源性生长因子(PDGF) PDGF是一种糖蛋白化合物生长因子，在体内由2条多肽链聚合而成，具有促分裂和增殖的作用。PDGF能够促进成纤维细胞、平滑肌细胞及单核细胞增殖，还能对上皮细胞、神经胶质细胞，以及包括间质组织起源细胞在内的诸多细胞起到趋化和促有丝分裂的作用。PDGF与受体结合后发挥刺激RPE细胞、成纤维细胞、基质细胞的分裂和增殖，以及收缩血管等生物学效应，参与了DR的发展。

王立新等[34]研究发现，复荣通脉胶囊能够下调DM大鼠视网膜组织PDGF的表达，保护视网膜。张帅[35]采用红花黄色素腹腔注射干预DM大鼠，检测视网膜组织VEGF、PDGF含量的变化，结果发现红花黄色素可以降低DM大鼠视网膜组织VEGF及PDGF表达水平。张花治等[36]实验研究发现，中药单药成分红芪多糖能降低DM大鼠视网膜组织PDGF-B的表达水平，减少了新生血管的形成，起到了遏制DR进展的作用。

5 IFN与DR

IFN是一类低分子糖蛋白，由病毒侵入机体后诱导宿主细胞产生，用以抑制病毒的复制，因其来源的组织不同及立体结构的差异，可分为α、β、γ 3类。IFN除能干扰病毒的复制和肿瘤细胞增殖之外，还可以抑制其他细胞如血管内皮细胞的增殖，并限制其在体内移行，减少新生血管的形成。

罗南萍等[37]通过观察DR患者血浆VEGF、IFN-γ和一氧化氮(NO)浓度变化，探讨它们在DR发展过程中所扮演的角色及作用的环节，发现IFN-γ水平与血清VEGF的浓度成明显的线性关系，在人体出现早期DR时，IFN-γ的水平明显升高，发挥其拮抗其他因子促细胞增殖的作用，但随着疾病的进展，在机体免疫力等因素影响下，IFN-γ对细胞增殖的抑制能力明显降低，致使其拮抗VEGF等因子的作用失衡，继之IFN-γ水平急转直下，而VEGF水平逆向升高。因此，IFN-γ是DR进程中极为重要的因子，随着其拮抗作用的减弱，必然出现病理上的变化。

6 趋化因子与DR

趋化因子是一类低分子蛋白质，当机体出现感染灶时，可以将白细胞吸引至相应部位，在炎性反应中发挥重要作用。趋化因子参与DR的进展，并通过多种机制发挥作用。趋化因子能够趋化炎症细胞，上调细胞间黏附因子的表达，破坏细胞间紧密连接蛋白，有些趋化因子还可以直接募集内皮祖细胞(EPCs)，促进新生血管形成，甚至与VEGF等细胞因子相互作用[38]，在DR的进程中，以上机制相辅相成，共同参与疾病的发展。而不同分类的趋化因子与DR的关系也不同。例如CXC族趋化因子在介导炎症、激活信号通路及促进新生血管形成等方面起到了至关重要的作用。SDF-1属于CXC族趋化因子中的一种，主要趋化白细胞和造血干细胞[39]。SDF-1通过诱导白细胞表达黏附分子，黏附于视网膜血管内皮，继而大量的白细胞集结于此，毛细血管内皮细胞严重受损，血—视网膜屏障遭到破坏，最终造成患者视网膜局部水肿和视力损害[40]。另有一类炎症趋化因子同样重要，即单核细胞趋化因子-1(MCP-1)，常参与机体的各种炎性反应及不同情况的出血等病理过程，在DR发病中可以促进细胞增殖。

马珑等[41]将74例DR肝肾阴虚证患者随机分为2组，对照组37例予前列地尔注射液静脉滴注，治疗组37例在对照组治疗基础上予养阴明目饮Ⅰ号方口服，药物组成：薏苡仁、白芍、黄芪、葛根、枸杞子、女贞子、墨旱莲、川芎、苍术、熟地黄、山茱萸、石斛、银杏、昆布、陈皮、生地黄、甘草、三七粉。疗程2个月。结果：治疗后治疗组血清MCP-1水平低于对照组(P<0.05)，且治疗组血管瘤体积、黄斑厚度、血流动力学指标、视野灰度值及出血面积等改善均优于对照组(P<0.05)。

小 结DR的发病过程错综复杂，发病机制尚未完全明确，多种细胞因子均参与其中。临床单纯依靠西医治疗DR作用有限，常中西医联合治疗，收效明显，得到临床医生及患者的广泛认可，改善了患者的症状，延缓了疾病的进展，减少了致盲率。但中药药物组成多，有效成分较难判断，目前基于现代药理研究，通过临床工作者的不懈努力，发现了部分临床经验方的作用机制，以及对细胞因子的影响。但仍有较大的研究空间，如干扰素、集落刺激因子、趋化因子等对DR的发展同样存在一定程度的影响，但目前未见相关中医药类研究报道，相信随着研究的深入、科技的发展，DR的发病机制必将逐步揭示，治疗方法也一定更加完善。