糖尿病视网膜病变炎症机制与中医药治疗研究进展

朱 琳，徐云生

（1.山东中医药大学第一临床医学院，山东 济南 250014；2.山东中医药大学第二附属医院内分泌科，山东 济南 250001）

糖尿病是一种由胰岛素分泌相对不足或分泌障碍导致的常见慢性病。据统计，成年人（20～79岁）的糖尿病患病率已上升到8.8%，成为全球卫生和经济的主要负担之一［1］。糖尿病对多器官系统影响深远，糖尿病视网膜病变作为其病变之一所致的视力受损甚至失明可能是对患者生活质量影响最大的疾病之一［2］。DR 的发病机制错综复杂，炎症机制被认为是DR 发生、发展的重要因素。探索DR 的炎症发病机制，发现有效的中医药治疗方法并挖掘出其治疗机制，对DR 的治疗具有重大的临床意义。

1 炎症与DR

糖尿病的病程长短与血糖控制水平是影响DR发生、发展的重要危险因素。在持续高血糖环境刺激下，血管结构发生破坏，白细胞可通过受损的血管壁，致使毛细血管阻塞，视网膜缺血加重。神经胶质细胞亦在高血糖刺激下通过氧化应激等途径被激活，随之释放的炎症因子如生长因子、白细胞介素、肿瘤坏死因子进一步导致炎症反应的加剧，最终致使DR 的发生。

1.1 炎症细胞与DR

白细胞聚集、黏附于内皮细胞表面是炎症发生的重要病理机制之一［3］。细胞间黏附分子-1 是白细胞整合素的成分之一，表达于白细胞表面，并与内皮细胞CD11/CD18 结合，激活白细胞，增加白细胞的黏附性，致使白细胞在血管内异常淤滞，引起视网膜循环障碍，最终导致视网膜血管变性［4］。

胶质细胞激活和其功能障碍是糖尿病引发视网膜神经变性的一个早期特征。Müller 胶质细胞（Müller glial cells，MGCs）作为视网膜最重要的胶质细胞之一，参与血-视网膜屏障（blood-retina barrier，BRB）的构成，并可调节视网膜组织的代谢［5］。高血糖环境可导致MGCs 发生活化，即反应性胶质化增生。活化的MGCs 使Kir4.1 通道的表达下调，并释放大量的VEGF、TNF-α 等炎症因子，破坏BRB 结构的完整，促进视网膜神经元的凋亡和新生血管的生成，最终导致血管渗漏、黄斑水肿［6］。同时，MGCs 对谷氨酸（Glu）具有高摄取与回收作用，而Glu 在视网膜内起纵向信号传递和营养支持神经元的作用，在缺氧或高血糖等环境的影响下，Müller细胞会发生功能改变，Glu 转运体功能障碍，使Glu的表达过分增多，引发Glu 兴奋性毒性损伤，最终致使视网膜神经元的凋亡和功能障碍［7］。

小胶质细胞作为神经元微环境的活性感受器，与神经元密切接触感知神经元的变化，并对其微环境中非常微妙的变化迅速做出反应，其激活是由细胞外信号决定的，并被Toll 样受体等多种受体识别［8］。激活的小胶质细胞通过激活炎症信号通路使促炎因子水平升高，并释放细胞毒性物质直接诱导神经胶质功能障碍和神经细胞死亡，神经纤维层变薄，最终导致视力丧失［9］。

星形胶质细胞在生理状态下营养支持着神经元，而在DR 发生、发展过程中，星形胶质细胞反应性地激活、增生，并分泌IL-6、MCP-1 和VEGF 等促炎介质而引发视网膜损伤［10］。

1.2 炎症因子与DR

1.2.1 血管生长相关因子

1.2.1.1 血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF） VEGF 是一种重要的调节细胞增殖和新陈代谢的信号分子。高糖环境下炎症、氧化应激等途径被激活，使VEGF 表达增加。VEGF 与VEGFR 受体相结合，上调视网膜局部细胞间黏附分子-1（ICAM-1）及更多活性物质的释放，破坏血管壁结构，加重视网膜的缺血缺氧，促进新生血管的形成，还可促进血浆纤溶酶原激活物等的合成，使细胞间连接减少，导致内皮细胞通透性增加，加快DR 的进程［11］。Imazeki 等［12］研究糖尿病黄斑水肿（DME）患者中单核细胞趋化蛋白1、ICAM-1、IL-6 等12 个炎症因子含量及其相关性，以探索炎症与VEGF 治疗反应之间的关系，结果发现DME组与对照组的炎症因子水平有显著差异，而DME患者在开始抗VEGF 治疗1 个月后，12 个炎症因子均显著下降，表明抗VEGF 治疗可抑制炎症因子的释放，减缓DR 的进程。

1.2.1.2 成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF） 目前已证实，FGF 是由一系列结构相似的多肽所组成的家族，主要由下丘脑等分泌［13］。FGF2 是一类重要的多功能多肽，对新生血管的形成中具有促进作用。Yang 等［14］研究表明，FGF2 可与VEGF 等相互作用，促血管生成，共同参与视网膜血管性疾病的发生与发展。刘有娅等［15］研究发现增殖性糖尿病视网膜病变患者玻璃体及视网膜增生膜组织中FGF2 蛋白表达水平均上升，提示FGF2 水平与增殖性糖尿病视网膜病变的发生有关，FGF2 过表达可能促使细胞过度增生，进而加重病情。此外，在高糖环境下，FGF2 可能通过激活各种通路促进病情进展。FGF21 作为FGFs 家族的另一重要的调节因子，其血清浓度的升高与DR 的严重程度有关。FGF21 可通过限制胰岛增生和NF-κB 信号通路的传导来抑制炎症的发生［16］。有研究显示，较低和较高的血清FGF21 和DR 之间呈U 型关系，表明FGF21 水平过低可能与DR 有关，血清FGF21 水平相对升高也可能是代偿性增加［17］。

1.2.1.3 血小板源性生长因子（platelet derived growth factor，PDGF） DR 微血管病变与周细胞的缺失密切相关。周细胞的作用包括维持血管通透性和血管功能正常。在应激状态下，周细胞可释放大量的VEGF 和FGF，促进新生血管的形成，此外还能释放黏附因子和趋化因子以控制白细胞的迁移［18］。PDGF-B/PDGFR-β 是维持周细胞稳定的重要信号通路之一。PDGF 主要由内皮细胞等合成分泌，在高糖环境下，PDGF-B/PDGFR-β 信号通路被破坏，引发周细胞凋亡。周细胞凋亡导致血管壁受损，造成视网膜缺氧和炎症的发生［19］。PDGF 还可通过破坏的BRB 刺激视网膜色素上皮细胞迁移增生与上皮-间质转化过程，使视网膜色素上皮细胞转变成肌成纤维细胞和成纤维细胞，前者可使细胞外基质成分收缩，引起视网膜牵拉脱离［20］。

1.2.1.4 胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1） IGF-1 是可以抑制细胞凋亡，促进细胞增殖的多肽蛋白物质，主要由肝细胞产生。PI3K-AKT 和MAPK 是IGF-1 发挥凋亡作用的两大通路。有研究发现，糖尿病患者血清中IGF-1 的水平与健康对照组相当，但在增殖性视网膜病变患者中IGF-1 与对照组和2 型糖尿病患者组有显著差异［21］。 此 外，IGF-1 与IGF-1 受 体 相 结 合 可 使VEGF 激活，导致内皮细胞通透性增加和新生血管生成，加快DR 的发生、发展［22］。

1.2.2 白细胞介素（interleukin，IL）

IL 作为一类多功能的炎症细胞因子，在调节免疫和炎性反应中发挥着重要作用。现根据化学分子结构正式定名了38 种白介素。IL-1 有IL-1α 和IL-1β 两种存在形式，并主要通过B 细胞及巨噬细胞释放。IL-1β 及ROS 的释放均能激活NF-κB，同时也可促使其他细胞因子释放；而NF-κB 也可调节IL-1β 的基因表达，它们之间相互作用，加重炎症损伤［23］。IL-6 作为另一关键的多效性细胞因子，主要通过IL-6 信号转导和转录激活因子3 等途径发挥作用［24］。IL-6 可与内皮细胞相互作用共同调节白细胞与炎性蛋白的募集与表达，还与TNF-α 相互作用刺激内皮细胞激活［25］。

1.2.3 肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-alpha，TNF-α）

TNF-α 主要由单核细胞及中性粒细胞等分泌，在炎症、新生血管形成和凋亡中起作用［26］。Niu等［27］为探讨TNF-α 在小鼠视网膜损伤中的作用，对成年小鼠进行连续14 d 的光损伤，结果发现TNF-α显著升高，导致Müller 细胞体外增殖，在增殖的Müller 细胞中显示，TNF-α 可使与细胞增殖相关的基因表达上调，亦使IL-6 等炎症因子的释放增加。Whitmore 等［28］研究发现TNF-α 通过激活JNK 来诱导RUNX1 的表达增加，RUNX1 是视网膜血管生成异常的介质，与增殖性糖尿病视网膜病变的发生、发展密切相关。

1.2.4 转化生长因子-β（transforming growth factorβ，TGF-β）

TGF-β 主要由视网膜色素上皮细胞分泌，并存在于睫状体和视网膜血管等眼组织中。TGF-β 具有双向调控作用，在病理状态下，TGF-β 可促进视网膜色素上皮细胞和成纤维细胞的增殖和分化，促进新生血管形成，还可刺激其他细胞因子，如PDGF的表达上调进而发挥作用［29］。

1.2.5 干扰素（interferon，IFN）

IFN 根据其来源的组织不同及立体结构的差异，可分为α、β、γ3 类。毛永等［30］研究发现IFN-γ 水平在DR 患者中呈现高表达，明显高于健康对照和NDR 组，表 明IFN-γ 可 以 作 为 预 测DR 的 指 标。IFN-γ 可促进中性粒细胞及免疫细胞的分化，在拮抗炎症因子产生过程中发挥重要作用。罗南萍等［31］发现IFN-γ 水平与血清VEGF 的浓度呈明显的线性关系，在早期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。

1.2.6 趋化因子

趋化因子是一种结构相似且具有趋化性的细胞因子，根据空间位置分布等的不同可分为4 个亚组。CX3CL1 作为CX3C 家族的成员之一，通过触发细胞内钙离子的流动来趋化单核细胞和淋巴细胞的聚集和迁移，促进两者与内皮细胞之间的黏附，从而导致血管内皮的损伤［32］。单核细胞趋化因子-1（MCP-1）作为CC 类细胞趋化因子超家族的一员，可直接通过MAPK、磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）和ERK1/2 等信号通路，促进NO 和VEGF 的表达，还可趋化巨噬细胞附着于炎症部位，产生TNFα、PDGF、bFGF 和IFN-γ 等细胞因子，促进新生血管的生成［33］。

2 中医药与DR 炎症

2.1 DR 的中医治则

古代医家根据DR 的发病特点及临床表现，将其归属为“视瞻昏渺”范畴。众多医家学者认为消渴目病的证候特点是虚实夹杂，本虚标实，故多从“虚”及“瘀”辨证论治，多选用补气养阴，活血化瘀之方。近来众多研究证明，中药在调控DR 炎症方面发挥重要作用，可减缓DR 的发展。

2.2 中药提取物治疗DR

2.2.1 枸杞 枸杞多糖是枸杞保护视网膜的主要成分之一，能减轻和抑制炎症反应和氧化应激反应。慧西等［34］通过对糖尿病小鼠视网膜中炎性因子的研究证实，枸杞多糖组小鼠视网膜组织中IL-1β、TNF-α 的含量显著低于糖尿病组，表明枸杞多糖能够抑制糖尿病小鼠视网膜的炎症反应。闫梅等［35］研究了枸杞多糖对细菌脂多糖诱导的人视网膜色素上皮（ARPE-19）细胞的炎症及其可能介导的信号通路，结果表明枸杞多糖可抑制细胞内炎性因子的释放及NF-κB/MAPK 通路相关因子磷酸化，从而阻止ARPE-19 细胞产生炎症反应。

2.2.2 夏枯草 夏枯草是一种唇形科多年生植物，可清火明目、散结消肿。现代药理研究证明夏枯草具有多种生物学作用，包括抗炎、抗氧化和抗过敏等。Kim 等［36］研究发现夏枯草提取物以浓度依赖的方式抑制RPE 细胞中VEGF 分泌素的生成，并抑制NF-κB 信号通路和其它促炎因子的释放，提示夏枯草提取物对蓝光照射诱导的视网膜变性和炎症有保护作用。梅茜钰等［37］的研究亦证明夏枯草提取物可以改善STZ 诱导糖尿病小鼠BRB 的渗漏，降低血清中TNF-α 含量和磷酸化p65 蛋白的表达，缓解视网膜的炎性损伤。

2.2.3 石斛 石斛作为治疗糖尿病专药，共分为铁皮石斛、金钗石斛等4 种石斛。石斛多糖是铁皮石斛的活性成分之一。李静文等［38］研究结果证明铁皮石斛能抑制糖尿病大鼠视网膜病变中炎症因子IL-6、TNF-α 和VEGF 的表达。黄杰等［39］探讨研究了石斛多糖对巨噬细胞的免疫调节作用，结果表明石斛多糖能提高巨噬细胞的吞噬活性，降低炎症因子的释放水平，并能促进细胞极化分型。刘姣姣［40］探讨了金钗石斛生物碱对脂多糖诱导的BV2 细胞炎症保护机制，结果表明金钗石斛生物碱能抑制NLRP3 炎 症 小 体的 活 化，减 少NF-κB 的 表 达 以及NF-κB 向细胞核的转移，最终抑制了BV2 细胞的神经炎症反应。毛兰素是鼓槌石斛主要活性成分，能阻断RPE 和小胶质细胞中的ERK1/2 通路进而减少新生血管生成［41］。

2.2.4 黄芩 汉黄芩素是黄芩的成分之一，可通过AKT/GLUT4 途径增加葡萄糖进入细胞来缓解高血糖。颜彦等［42］采用酶联免疫法等方法检测VEGF、bFGF 及TGF-β 的mRNA 水 平，以 探讨汉黄芩素对糖尿病视网膜病变中炎症因子的影响，结果显示汉黄芩素组VEGF、bFGF、TGF-β 的mRNA水平及蛋白表达均被抑制，提示汉黄芩素对糖尿病视网膜病变炎症反应具有改善作用。亦有研究表明，汉黄芩素可减少巨噬细胞ROS 产生，降低NFκB 介导的炎症因子基因转录以抑制炎症反应［43］。

2.3 中成药及中药复方治疗DR

2.3.1 双丹明目胶囊 符超君等［44］观察双丹明目胶囊对DR 大鼠视网膜组织的影响，将糖尿病大鼠模型随机分为空白对照组、模型组及双丹明目胶囊中、高剂量组，结果发现模型组大鼠VEGF 水平显著升高，视网膜组织排列紊乱，损伤明显，而双丹明目胶囊组VEGF 水平明显逆转，有效抑制了新生血管的生成，提示可能与视网膜Spred-1 的表达上调有关。彭俊等［45］亦证实双丹明目胶囊能明显降低VEGF 家族及其受体在视网膜中的表达，对糖尿病大鼠视网膜有一定的保护作用。

2.3.2 益气活血利湿汤 益气活血利湿汤以益气活血，健脾利湿为法，临床治疗DR 疗效显著。周宇等［46］观察益气活血利湿汤对DR 大鼠炎症因子的影响及视神经的保护作用，结果发现，治疗组大鼠血清IL-6、TNF-α 和hs-CRP 等 炎 症 因 子 水 平 显 著 低于模型组，高于对照组，并使NF-κB 表达上调，提示益气活血利湿汤能保护DR 大鼠视网膜及视神经结构，抑制炎症的发生。

2.3.3 补肾活血方 马殿伟等［47］观察在AGEs 或缺氧条件下补肾活血方对Müller 细胞分泌VEGF、PEDF 的影响及作用机制，结果表明AGEs 或缺氧条件下Müller 细胞对VEGF 的释放增多、PEDF 释放减少，而给予补肾活血方组结果发生逆转，并且缓解了VEGF 与PEDF 之间的不平衡，这可能是补肾活血方缓解DR 的两个重要机制。

2.3.4 通络驻景丸 通络驻景丸是在驻景丸的基础上由雷晓琴教授优化而成。任翠翠等［48］SD 大鼠糖尿病大鼠模型随机分为4 组，给予不同剂量通络驻景丸药物治疗，结果显示通络驻景组大鼠血清中的VEGF 与其mRNA 的表达均被抑制，高剂量组抑制最明显。另有研究结果证明通络驻景丸能降低糖尿病大鼠视网膜中Albumin 渗漏，升高视网膜组织中紧密连接蛋白Occludin、ZO-1和OccludinmRNA 的表达［49］。这些研究提示通络驻景丸能降低糖尿病大鼠血清和视网膜中VEGF 的表达水平，减少新生血管生成，保护血-视网膜屏障。

3 展望

早期防治是临床治疗DR 的关键。控制血糖及积极抗炎是治疗DR 的重要切入点。基于现代药理学及临床试验证实，中医药在多靶点、多途径治疗DR 方面具有一定优势，但仍有较大的研究空间。了解DR 的发病机制，从微观角度探索中医药与DR的关系，探索出更多中药或复方以防治DR，为DR的早期预防以及后期干预治疗提供参考。

作者贡献度说明：

朱琳：撰写，徐云生：指导修改。