原发性视网膜色素变性治疗进展

张文炳 朱思泉

原发性视网膜色素变性为一种致盲性眼底病，患者可遗传为常染色体显性，常染色体隐性，X连锁隐性，或散发，其余情况可能为早发。视网膜色素变性为罕见的遗传性疾病，是眼科疑难性疾病，全球150万 RP 患者，在世界范围内发病率高，约1/4,000，是致盲性眼病的一种，其病因和发病机制还不清楚，目前还没有确切的治疗办法。近年来,对RP的治疗方法颇多,现回顾近年来国内外相关文献,对RP的治疗现状及进展做一综述。

1 西医药物治疗

1.1 维生素A和二十二碳六烯酸 维生素A在视紫红质的形成中起作用,当维生素A缺乏时,会导致游离视蛋白的增加,进而激活光传导过程,引起光感受器异常,产生夜盲。二十二碳六烯酸是一种长链ω-3脂肪酸,在体内不能合成,需通过食物摄取,在视锥细胞和视杆细胞的外节盘膜磷脂类物质中含量较丰富,在视紫红质介导下发挥作用,延缓感光细胞凋亡,还可以极大地提高神经节细胞的功能。国外的报道中有口服二十二碳六烯酸治疗RP的方法,但对RP的治疗作用尚不明确。从国外的一些试验数据中得出的结论是[1],补充维生素A以及DHA会减慢RP的进展,是基于ERG测量的结果,而不是视野或视力。尚无明确证据表明使用维生素A或二十二碳六烯酸(从鱼油中提取)或两者兼有的治疗有明显的益处。因此,目前没有足够的数据推荐这两种药物用于RP患者的干预措施。

1.2 钙通道阻滞剂 RP患者存在PDEβ基因突变,Barabas[2]等已证实变性的视杆细胞内Ca2+浓度升高,细胞内Ca2+浓度过高引起细胞结构的破坏,从而产生细胞诱导因子,导致细胞的凋亡。在动物实验中,针对钙蛋白酶抑制剂干预细胞周期的作用也得到了证实,细胞内钙离子的内流在诱导细胞凋亡中也起着重要作用。在首次使用钙离子通道抑制剂尼伐地平的治疗中也显示了中枢视野丧失的减缓。但是钙通道阻滞剂在临床应用剂量及安全性上有待探讨。

1.3 丙戊酸 在RP患者中使用丙戊酸一直存在争议,丙戊酸在RP中的作用机制包括可以增加视紫红质折叠的RP突变体的数量,通过诱导小胶质细胞凋亡,下调补体来抑制炎症反应,丙戊酸治疗9例RP患者13只眼的研究表明[3],在4个月时具有治疗效果，9只眼显示视野明显改善。假设基因型的不同可能解释了不同患者群中反应的差异,并且丙戊酸可能仅使常染色体显性RP患者受益[4]。

1.4 神经营养因子 目前已知的许多神经营养因子可以缓解动物模型中光感受器的死亡，例如：碱性纤维细胞衍生的生长因子、睫状神经营养因子、大脑衍生的神经营养因子、胶质细胞源神经营养因子、粒细胞巨噬细胞的集落刺激因子、杆衍生锥体活力因子[5]等，在研究中发现使用睫状神经营养因子的患者中获得了良好的耐受性[6-7]和视网膜厚度的增加,同时光感受器的损失减少[8],但是也有非特异性的缺点,就是玻璃体中的睫状神经营养因子对视网膜神经节细胞、Muller胶质细胞、星形胶质细胞和光感受器细胞有明显的影响。已证明睫状神经营养因子可导致视锥外段的再生,代价是牺牲视杆细胞的功能。杆衍生锥体活力因子是一种缺乏氧化还原酶活性的硫氧还蛋白样蛋白,影响视锥细胞的存活,在维持视网膜的生理结构中起着重要作用,特别是对于维护锥体的功能很重要[9]。杨等人[10]在P3H大鼠中注射了杆衍生锥体活力因子,这是RP常染色体显性形式的模型,并且观察到视锥细胞数量的增加和ERG的改善;补充神经营养因子对视网膜神经细胞及光感受器具有保护作用,虽然神经营养因子可能会对治疗RP带来希望,但也存在着一定的局限性。

2 经角膜电刺激

经角膜电刺激(TES)是一种新的治疗视网膜或视神经疾病的方法,其电刺激是通过放置在角膜上的电极进行,TES已显示在动物模型中具有神经保护作用,这可能是由于神经营养因子上调或在光感受器死亡之前抑制小胶质细胞的炎症作用所导致的。Morimoto等人[11];报道了RCS大鼠视网膜变性的进展缓慢;2011年,TES在人类视网膜疾病中首次进行了研究,患者每周接受TES 30分钟,共6周,据报道没有不良事件,患者对手术耐受良好,对视野和ERG的改善有着积极的影响[12]。目前还需要进一步的临床试验。

3 基因治疗

人类部分遗传病与遗传性视网膜功能障碍有关,基因治疗有望治疗多种遗传性人类疾病。基因治疗的目的是通过使用病毒或非病毒载体将缺陷基因部分替换为完整的基因部分。基因治疗(OGT)需要首先确定RP的遗传原因,然后在基因治疗试验注册之前对患者进行基因分型,以确定该基因的突变,此外,转基因和基因敲除动物模型都可以提供安全性和有效性的临床依据。到目前为止,眼部基因治疗(OGT)已经在小鼠、狗和一些人类中取得了成功。例如,Tan[13]和同事使用腺病毒载体的两种小鼠RP/LCA模型,这两种模型是由于芳基烃受体蛋白样1(Aipl1)缺乏和缺失,建立了人类基因替代治疗的可能条件。狗的OGT的初步研究是将携带野生型rpe65cDNA的重组腺病毒相关载体(AAV)通过手术达到三只受影响狗的视网膜下空间,通过改善ERG的反应来衡量,显示了有效性。这些狗的视力在治疗后得到了改善,并在五年后保持稳定[14-17]。在rpe65基因[16]突变的小鼠中,也证明了基因治疗的成功。挽救了光感受器和视网膜功能,通过了ERG检测。在早期的人类临床试验中,rpe65基因通过重组AAV血清型，在视网膜区域和周边视网膜区域的治疗中,几个临床参数(例如光感受器的敏感性,视觉,暗适应)的改善已被证明有足够的安全性[18-19]。目前正在进行几项关于其他突变的临床试验和临床前研究,比如Bainbridge[20]等人和Maguire[21]等人;首先描述了单独的临床试验,研究OGT对LCA在人类中短期安全性和初步疗效的观察。对三名LCA患者进行重组AAV并将人rpe65基因到达视网膜下空间的试验,两组都提供了短期数据(1个月和5个月)。在这两项研究中,患者通过了视力测试和ERG,但这一结果未被接受为视觉功能改善的标准。在RP的常染色体显性遗传变异中,最常见突变蛋白或有害蛋白的形成。因此,另一种方法是通过影响核酶或RNA结合转导未被抑制的替代基因来阻断缺陷基因的表达。到目前为止,这种方法已在细胞培养和动物模型中进行了测试,并在ERG和组织学中显示出了积极影响[22-24]。基因治疗的当前挑战包括载体能力和载体靶向的改善。

4 细胞移植

该疗法可以替换损伤的感光细胞，新连接的改变，可以保护损伤的视网膜细胞不会死亡，从而提高视觉功能。一般用来治疗非常晚期疾病。干细胞分化研究仍处于初步阶段。视网膜细胞由胚胎干细胞和多能干细胞取代失去的光感受器细胞和/或 rpe 细胞，以及间充干细胞(marrow stromal cell， MSC)来替代视网膜神经节细胞。这些细胞可以作为细胞悬液或全厚度移植物植入眼球[25]。还有从胚胎干细胞中获得RPE样细胞,并将其移植rpe65的视网膜下空间rd1的小鼠的RP动物模型。在7个月内,在动物视网膜中检测到重要的移植细胞。但是观察到了较高发生率的并发症。超过一半的小鼠出现视网膜脱离或肿瘤生长。在四分之一的动物中,在治疗的眼球中主要观察到了ERG的反应[26]。李等人研究rpe65诱导干细胞视网膜下注射RPE样细胞的rd1小鼠。小鼠均未发生肿瘤;ERG也有所改善[27]。尽管这种改善明显,但视力恢复还没有得到很好的确立。这种缺点归因于移植组织无法与宿主神经元形成功能性连接,以及宿主视网膜神经元突触接受能力的丧失[28-29]。Mac Laren等人[30]通过研究表明,没有必要将每个前体细胞与每个次级神经元整合,来达到治疗效果。此外,可能没有必要治疗整个视网膜;可能仅治疗黄斑就足够了。与目前基因疗法相似,存在手术治疗的风险增加。同时排斥,炎症和增生性玻璃体视网膜病变(包括视网膜前膜)的发展是基于细胞治疗的潜在问题。

5 视网膜植入物

电子视网膜植入物可以替代晚期疾病患者死亡的光感受器,从而使盲人患者重新获得视觉定向的机会。前提基础是剩余神经元的超阈值电刺激。目前正在开发的主要有4种不同的模型:皮质视觉假体,脉络膜上植入物,视网膜前植入物和视网膜下植入物[31]。皮层视觉假体旨在直接刺激皮质[32],皮层刺激(表面或皮层内刺激)[33]使用摄像机拍摄的视觉图像,通过计算机基础刺激器安装在眼镜上进行收集。设备捕获的数据产生信号,这些信号由电极携带;通过或在皮层内传递,导致视觉感知。一项研究显示了通过上枕叶皮质慢性植入电极,并使用电刺激来唤起phosphenes和模式化感知的能力[34]。Tokuda等人[35],在兔上植入脉络膜上种植体,观察种植体引起的大脑皮层电诱发电位(EEP),在研究Beagle品种的3只狗实验中,在3个月内可以显示植入物的生物相容性和稳定性[36]。Fujikado等人;在RP患者的巩膜中植入植入物4周。在观察期间,植入物保持功能;没有视网膜出血或脱离[37]。目前已批准或正在开发的设备是ARGUS II视网膜假体系统(一种在视网膜神经节细胞侧具有电极的视网膜前设备)和Alpha-IMS视网膜植入物AG(一种在视网膜与RPE之间具有电极的视网膜下设备)[38];ARGUS II于2011年获得了欧洲的批准,并于2013年获得了美国FDA的批准,成为一种人道主义设备[39]。它被批准用于光感和无光感的患者。该设备包括一个录像机,一个发射线圈,一个图像处理器和一个电池,以及一个由60电极阵列组成的前视网膜植入物[40]。植入了30名RP患者,使用该系统时,患者在几种视觉功能测试中明显有改善,包括方形定位测试(在监视器上定位并触摸高对比度的方形目标),运动方向测试(识别白条在黑屏上的移动方向)和光栅视敏度测试(识别黑色方向和白色光栅不同的空间频率)能够识别大的高对比度字母和单词[41-43]。目前正在进行一项临床试验,该试验评估的是在保留中央视野≤5度的RP患者中植入ARGUS II,并计划将电极阵列放置在保留中央视野的附近[44]。由SUBRET联盟在蒂宾根开发的视网膜下微芯片Alpha IMS(Retina Implant AG,德国罗伊特林根)通过这种方式,脉冲被传递到被光感受器生理激发的神经细胞,在超过35位盲人患者中使用。植入物放置在黄斑区域,由1500个微型光电二极管阵列组成。电源通过从外部提供的一根电缆在颞肌下方延伸到耳后,有一个骨膜下接收线圈,用于接收电源和控制信号。迄今为止,Alpha-IMS微芯片是唯一可将光敏光电二极管直接置于眼睛中的功能植入物[45],到目前为止,在几位盲人患者中,其视敏度已超过1/50。当前最好的结果是0.037的十进制视敏度。病人能够在没有其他人帮助的情况下找到房间中的人。但是并非所有患者都受益,差异的原因有可能是视网膜变性的程度,失明的持续时间和植入物的放置等因素[46]。

6 展望

RP是临床上常见的遗传性视网膜疾病,预后多不良,其病理机制复杂尚未能完全解释,且缺乏有效的治疗方法,但是人们一直试图改变RP的发展过程,近些年,西医在治疗RP有着营养神经,视网膜植入物,细胞移植,基因检测并治疗等多种方法,但是还需要解决一些问题,其长期影响和潜在损害还有待观察。如果现代医学和中国传统医学相结合,为RP患者提供新的治疗方法,改善预后,未来可能将给患者带来光明的希望。