视网膜静脉阻塞继发黄斑水肿的发病机制研究进展

刘自强，金明

视网膜静脉阻塞（retinal vein occlusion，RVO）是一种因血栓阻塞于视网膜静脉系统引发的视网膜血管性疾病，发病率仅次于糖尿病性视网膜病变，多见于年龄较大的患者。其中视网膜分支静脉阻塞（branch retinal vein occlusion，BRVO）发病率约占RVO 的48.0%～69.4%[1]。黄斑水肿(macular edema，ME)是RVO 最常见的并发症之一，长期存在的ME 可造成视网膜结构永久性的损伤，导致视力的不断下降最后甚至失明[2]。RVO 继发ME 的发生是多因子、多途径共同参与的复杂过程，目前主要认为是由于视网膜循环障碍，沿静脉分布区域视网膜组织缺血、缺氧，造成血-视网膜屏障（blood-retina-barrier，BRB）破坏，血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factorα，TNF-α)、白介素-6（interleukin-6，IL-6）、白介素-8（interleukin-8，IL-8）等多种细胞因子释放，视网膜血管通透性增加，管壁受损发生渗漏，在黄斑区渗漏的液体积聚于视网膜外丛状层[3]，形成ME。本文主要从BRB 结构的破坏、小胶质细胞的激活、Müller 细胞功能障碍、细胞因子的释放等角度对缺血型RVO 继发ME 的发病机制进行综述。

1 BRB 结构的破坏

1.1 BRB 的组成

BRB 主要包括内屏障(inner blood-retina-barrier，iBRB)和外屏障(outer blood-retina-barrier，oBRB)，在控制液体和分子进出视网膜、维持视网膜内环境稳定上，BRB 的结构完整和功能稳定都发挥着非常重要的作用。iBRB 主要由视网膜毛细血管内皮细胞及细胞间的紧密连接构成，周细胞、胶质细胞、Müller 细胞等对iBRB 也起支持作用[4]。oBRB 主要由视网膜色素上皮(retinal pigment epithelial，RPE)细胞及其紧密连接组成。

根据以往对RVO 继发ME 的研究[5]，该病的病机主要在于视网膜毛细血管内皮细胞对缺氧环境高敏感，缺氧诱导VEGF 表达增加，iBRB 通透性增强，液体渗漏到血管外积聚在黄斑区而造成ME。目前在临床上使用VEGF 抑制剂，如贝伐单抗注射液和康柏西普注射液等，治疗RVO 继发ME 取得了好的效果[6]。但基于RPE 对于视网膜生理活动的重要性，oBRB 在RVO 继发ME 发生发展发展中的作用也不可忽视。视网膜血管缺血、缺氧和炎症等均会造成RPE 细胞连接复合物的破坏，增加视网膜血管通透性，形成ME[7-8]。

1.2 可能的作用机制

目前RVO 继发ME 中BRB 破坏机制概括如下：（1）视网膜毛细血管内皮细胞间的紧密连接被破坏，视网膜血管对水、溶质和蛋白质的通透性增加。其中主要原因包括闭锁蛋白、封闭小带-1、连接黏附分子表达的下调、钙黏蛋白磷酸化的减少、小胶质细胞的活化[9]以及各类细胞因子对内皮细胞间紧密连接直接或间接的破坏等。（2）小窝蛋白-1(caveolin-1，Cav-1)的缺乏，诱导iBRB 的破坏，但不改变内皮细胞中的连接蛋白。Li X 等[10]通过比较Cav-1 基因敲除组小鼠与野生小鼠，发现Cav-1 的缺失会导致BRB 结构完整性受损，使BRB 高通透性；另外Cav-1 的缺乏也会导致免疫细胞募集和白细胞增多，引起一系列炎性反应，增加血管通透性[11]；Lasse JØrgensen Cehofski 等[11]发现实验性BRVO大鼠通过地塞米松玻璃体内植入物干预后，免疫组织化学显示Cav-1 升高，其中在视网膜内层细胞中尤为明显。目前地塞米松为RVO 继发ME 的主要治疗手段之一，这也从侧面说明RVO 继发ME 的发病可能与Cav-1 的缺乏相关。（3）内皮细胞的丢失：Elisa D 等[12]通过激光诱导的实验性BRVO 小鼠，观察到在闭塞血管上游的毛细血管中，存在血管源性水肿、出血以及内皮细胞的早期死亡。（4）周细胞的丢失：在上面的BRVO 大鼠模型[12]中，在闭塞血管上游的毛细血管中也观察到周细胞的死亡，猜测可能与血小板反应蛋白-1、转化生长因子-β、成纤维细胞生长因子-2 的表达增加有关。（5）RPE 细胞的损害：RVO 导致视网膜循环障碍，视网膜组织缺血、缺氧，损害RPE 细胞的结构和功能以及改变RPE 细胞连接复合物，从而oBRB 遭到破坏，视网膜下水液聚积[5]。Celik 等[13]观察到在BRVO 继发ME 的病例中约近半数有黄斑的浆液性剥离，这提示该病的发生存RPE 屏障的损害。

2 视网膜神经胶质细胞的作用

2.1 小胶质细胞的活化

小胶质细胞来源于造血干细胞，在生理情况下，分支状的小胶质细胞处于静息状态，分布于内层视网膜中，监控整个视网膜的微环境变化，并参与多个生理过程，从而维持视网膜微环境的稳态；病理情况下，小胶质细胞作为视网膜中主要的免疫细胞，在参与炎症反应时能产生大量炎症因子，并通过多种特异性受体和其他细胞相互反应[14]，参与视网膜疾病的发生发展。以往的研究[15-16]发现，视网膜微循环障碍，组织缺血缺氧，激活小胶质细胞，活化后的小胶质细胞从分支状转变为阿米巴状，移行至缺血缺氧区域进行增殖，释放相关炎性介质，触发炎症级联反应，导致血管通透性增加，引起ME。Andreas E 等[7]研究发现，在激光诱导形成的BRVO 动物模型中，阻塞的视网膜分支静脉周围活化小胶质细胞的密度明显增加；JoëlJ 等[9]研究发现，缺氧环境下小胶质细胞通过触发中性粒细胞浸润，影响内皮细胞间紧密连接，加剧BRB损害；Jolivel 等[17]在脑部缺血-再灌注损伤模型中观察到活化的小胶质细胞可以直接吞噬血管内皮细胞，造成对其的直接损害。

2.2 Müller 细胞功能障碍

Müller 细胞是视网膜神经胶质细胞的一种，是构成视网膜毛细血管的基底膜的主要成分，对维护视网膜细胞外水、离子平衡等环境稳定有重要作用。在视网膜缺血缺氧状态下，Müller 细胞会产生多种反应，主要作用机制包括：（1）下调水通道蛋白4（aquaporin 4，AQP4）的表达，使内向整流钾通道水钾转运功能失调，导致视网膜排水机制障碍，视网膜组织水肿[18]。（2）缺血缺氧条件下，Müller 细胞释放VEGF、IL-6 等多种细胞因子，增加视网膜血管通透性[19]。

3 细胞因子的释放

3.1 VEGF

VEGF 是一类具有高度生物活性的糖蛋白，能特异性地促进内皮细胞有丝分裂、增加血管通透性、介导新生血管血管形成。在视网膜上，VEGF 主要通过结合相应血管内皮生长因子受体（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR），激活自身磷酸化反应，诱导信号级联反应，从而引起视网膜结构和功能的改变[20]。目前已有多项研究证明RVO 继发ME患者玻璃体腔内和房水中的VEGF 浓度较正常人明显增高，Noma H 等[21]也发现，VEGF 的水平与RVO 继发ME的严重程度呈现正相关。目前临床上，抗VEGF 药物玻璃体腔注射已成为RVO 继发ME 的一线治疗方案，也进一步证明VEGF 是该病发生发展的重要因素之一。

目前的研究发现，VEGF 主要通过以下途径参与RVO 继发ME 的形成：（1）VEGF 能诱导内皮细胞闭锁蛋白、支架蛋白和黏附蛋白的磷酸化，破坏iBRB 的结构，从而影响屏障功能[22]。Liu X 等[23]通过研究表明，VEGF 能够诱导闭锁蛋白S490 的磷酸化，提高内皮细胞的通透性。（2）VEGF 通过减少RPE 细胞间紧密连接蛋白的表达，改变RPE 细胞连接的结构，破坏oBRB 屏障功能[24]。Dahrouj M 等[25]通过动物实验也表明VEGF 可以通过VEGFR-2 调节RPE，影响oBRB 功能。（3）VEGF 能刺激TNF-α、IL-6、IL-8 等炎性因子的释放，促进视网膜血管内白细胞的聚集，启动炎症反应，引起视网膜血管渗透性升高[3]。（4）缺氧环境下激活缺氧诱导因子（hypoxia inducible factor，HIF），诱导VEGF 过度表达，其中HIF-1α-VEGF 通路在缺氧缺血环境下新生血管的产生过程中发挥重要作用。蔡晖等[26]通过动物实验证明HIF-1α 过表达能显著提高VEGF、IL-6 以及白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）的表达水平，促进视网膜新生血管生成，促进炎症反应。而视网膜新生血管壁通透性高，较容易产生渗出、出血等病理改变，进而形成ME[27]。

3.2 炎性因子

RVO 继发ME 并不是传统意义的炎性疾病，越来越多的证据表明，该病与炎性因子的释放、炎性反应都密切相关。研究[28]表明，RVO 继发ME 的产生及严重程度与视网膜血管内的炎性反应呈正相关。缺血性RVO 患者的房水或玻璃体液中炎性因子升高，Khayat M 等[29]也证实了对于缺血性RVO 疾病，眼内的炎性因子影响着RVO 的发生发展和视网膜内神经元细胞的死亡。临床上使用类固醇药物能有效阻断炎性细胞因子的作用，研究发现这对于减轻RVO 继发ME 患者的炎症、改善症状也是有效,也进一步反面证明了炎性因子在RVO 继发ME 疾病中发挥重要作用，其中炎性因子主要包括TNF-α、IL-6、IL-8 等。

TNF-α 主要是由活化的单核细胞或巨噬细胞产生的、能引起炎症反应的一种细胞因子，TNF-α 受体广泛表达在人类RPE 细胞、Müller 细胞、脉络膜血管内皮细胞等多种类型细胞中。研究表明，TNF-α 与缺血型RVO 继发ME 的发生密切相关。Yunkao Z 等[30]研究发现BRVO组较对照组TNF-α 等3 种细胞因子升高了6 倍以上。Jung SH 等[31]通过研究也证实了缺血性RVO组的TNF-α 的水平均显著高于非缺血性RVO组。目前认为TNF-α 参与RVO 继发ME 的机制可能为：（1）TNF-α 通过下调钙黏蛋白的表达，影响内皮细胞通透性。Wei F 等[32]用人脐静脉内皮细胞作为炎症模型，发现TNF-α 处理后内皮细胞中RhoA 和ROCK2 蛋白的表达明显上调，而钙黏蛋白表达显著降低，内皮细胞通透性增加。而在老鼠大脑内皮细胞,Aslam M 等[33]发现TNF-α 则可能通过NF-kB 信号通路来下调紧密连接蛋白-5 的表达；（2）TNF-α破坏iBRB 和RPE 屏障，影响视网膜血管通透性。Raji L 等[34]发现内皮细胞活化、BRB 的损害与血浆中TNF-α 浓度升高之间存在密切联系。Wang C 等[35]证明在体外TNF-α 通过激活Akt/mTORC1 信号传导来诱导基质金属蛋白酶-9（matrix metalloprotein-9，MMP-9）表达，从而促进RPE 细胞迁移,破坏oBRB 的结构功能；（3）TNF-α 激活VEGF、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）、IL-6、细胞间黏附分子-1（intercellular cell adhesion molecule-1、ICAM-1）等细胞因子，增强炎性反应，提高血管通透性[36]。Wang H 等[37]通过构建激光诱导的小鼠CNV 模型，证明TNF-α 通过细胞内ROS 依赖性信号上调RP 细胞中的VEGF 表达，增加血管通透性，从而促进脉络膜CNV 形成。

IL-6 是由活化的T 细胞、单核巨噬细胞及某些肿瘤细胞等产生，通过与细胞膜上IL-6 受体结合来参与炎性反应。众多研究表明房水或玻璃体内IL-6 水平的升高与RVO 继发ME发病相关，其可能的机制如下：（1）IL-6 降低了钙黏蛋白、闭锁蛋白和紧密连接蛋白-5 的表达，增加内皮细胞的通透性[38]；（2）IL-6损害了RPE细胞的屏障功能,破坏了oBRB。Mesquida M 等[39]通过IL-6 刺激体外培养的ARPE-19 细胞，发现其改变了RPE 细胞中封闭小带-1 的分布，增加了RPE细胞的通透性；（3）通过IL-6/信号传导及转录激活蛋白（signal transducer and activator of transcription，STAT）-3 信号通路增加内皮通透性。Yun JH 等[40]发现IL-6 诱导STAT3 活化，下调封闭小带-1 和闭锁蛋白的表达，增加VEGF 等细胞因子的释放，视网膜血管内皮通透性增加，导致视网膜发生渗漏，形成ME。

IL-8 是一种在缺氧、感染等刺激下由单核细胞等多种细胞表达的多源性细胞因子，参与炎性反应、有丝分裂、血管的新生等多种病理生理过程。多项研究发现RVO 继发ME 患者房水、玻璃体内的IL-8 水平较正常人增多。Shimura 等[41]发现雷珠单抗注射液的注射次数与BRVO 患者的IL-8 的基线水平呈正相关，提示IL-8 可能与BRVO 继发ME 的复发密切相关Mcallister IL 等[42]在BRVO 的猪模型中，神经细胞死亡较对照组较早发生，并伴有IL-8 和神经胶质酸性原纤维蛋白的上调，这表明IL-8 参与BRVO 疾病的发展。Yu H 等[43]通过使用高浓度IL-8 刺激人血管内皮细胞，发现内皮细胞紧密连接蛋白表达下调。其参与机制可能是IL-8 通过下调闭锁蛋白、紧密连接蛋白-5、封闭小带-1 等多种紧密连接蛋白的表达，参与内皮细胞通透性的调节。

4 小结

本文从BRB 的破坏、神经胶质细胞的作用以及VEGF、炎性因子释放的角度对RVO 继发ME 的发病机制进行了综述，目前抗VEGF 药物、激光光凝术和类固醇药物可在一定程度上对本病起到治疗作用，但均存在局限性。中医药辅助治疗RVO 继发ME 具有减少抗VEGF 药物注射次数、稳定疗效、减少复发的优势，主要通过改善视网膜微循环、增加对神经节细胞的供血供氧、调节VEGF 及炎性因子的表达发挥、促进视网膜水肿、出血和渗出的吸收，对RVO 继发ME 发挥治疗作用[44-46]。但目前中医药在BRB、神经胶质细胞的作用以及细胞因子的交叉作用等方面的研究相对欠缺，希望本文的综述能为学者进一步探索中医药治疗本病的理论依据提供一定的方向。