双丹明目胶囊治疗糖尿病视网膜病变研究进展及抗血管内皮生长因子的思考

高雅婷

(江西中医药大学附属医院,江西 南昌 330004)

流行病学研究表明,20%～40%的糖尿病患者合并不同程度的视网膜病变,糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)已成为主要的致盲原因[1-2]。病理性新生血管生长是DR 由非增殖期恶化为增殖期的不可逆性视力丧失甚至致盲的主要原因之一[3]。研究表明,DR 的严重程度主要与糖化血红蛋白(Hb Alc)、空腹血糖(FBG)、胆固醇(TC)水平有关,病变程度越轻,其术后最佳矫正视力改善率越高。目前DR 病理性新生血管生成机制主要如下:视网膜中微血管病变是在微环境持续的高血糖毒性作用下产生氧化应激、蛋白激酶C(PKC)的活化、多元醇途径及晚期糖基化终末产物形成等引起视网膜内皮细胞损害、微血管功能改变、血管扩张,引起视网膜血管内皮细胞的功能和结构改变;血管扩张进一步加重缺血、缺氧及炎症因子诱发产生血管内皮生长因子(VEGF),加重血-视网膜屏障损害,导致视网膜血管渗漏、再生[4-6]。持续的不可逆性损伤导致DR 恶化至增殖期,可引起异常血管新生,若新生血管出血或增殖牵拉视网膜,可导致玻璃体出血、视网膜脱离,导致患者失明[7]。

DR 患者在出现眼底微血管增殖甚至病理损伤改变之前,视网膜已出现不同程度的损伤,但目前没有针对早期阶段病变的可长期使用且安全有效的治疗措施,无法对DR 早期开展防治以延缓病情进展[8]。因此,探索DR 早期改变机制中的可能介入靶点,寻找潜在的治疗方法及药物具有重大的临床价值和意义。目前临床治疗非增殖期DR 常用羟苯磺酸钙、非诺贝特、胰激肽原酶和RAS 抑制剂等,初步显示它们对阻止DR 的发生发展具有积极的作用,考虑到其不良反应较大、高依赖性等缺点[9],寻找一种有效防治DR 发生发展且不良反应少的中药复方具有重要的临床价值。双丹明目胶囊是湖南中医药大学秦裕辉教授研发的新药(国药准字Z20080062),主治肝肾阴虚、瘀血阻络所致的2型糖尿病视网膜病变非增殖期[10],临床疗效明显,安全可靠。本文对双丹明目胶囊治疗DR 的研究进展进行综述并结合其抗VEGF 机制,认为有望将其作为延缓DR 病情进展的长期推荐用药。

1 双丹明目胶囊主要成分的作用及其机制

双丹明目胶囊由女贞子、墨旱莲、三七、山茱萸、山药、牡丹皮、茯苓、土茯苓、牛膝、丹参、泽泻11味药物组成[10]。目前针对双丹明目胶囊的研究,主要是聚焦中成药口服吸收后对某条作用通路、某些靶点的影响,而其可能是通过多条通路、多个环节发挥对DR 的综合治疗作用。

1.1 多条信号通路抑制血管生成 DR 的发病机制目前尚不完全清楚,其病理改变涉及信号传导、代谢酶、炎症、细胞外基质及离子通道等相关基因和蛋白表达的变化[12]。其中DR 从非增殖型转变为增殖型的标志性病理改变是新生血管生成,其受多种生长因子和多条信号通路的调节,抑制新生血管生成被认为是治疗DR 的有效手段[13]。

研究发现,PI3K/Akt通路参与新生血管的形成过程,PKB/Akt蛋白磷酸化后能促进血管内皮细胞的内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的活跃,促进生成一氧化氮(NO),引起血管通透性改变,促进新生血管形成[14]。研究表明,双丹明目胶囊可以抑制DR 大鼠视网膜PI3K/Akt信号通路上的Akt、eNOS的表达,减少DR 大鼠视网膜上新生血管再生[15]。Raf激酶是能将细胞外刺激信号传至细胞内的关键因子,活化后引起细胞内一系列反应,其中Ras-Raf-1-MEK-ERK 为经典信号通路[16],在细胞外信号刺激下Ras转化为激活态,能磷酸化激活Raf,继而激活下游分子MEK,促使ERK 活化,入核后影响转录过程[17],从而参与调控细胞增殖、分化、凋亡、转移等功能。研究发现,双丹明目胶囊能有效降低DR 大鼠视网膜Ras、Raf-1、MEK、ERK 的表达而抑制新血管生成,保护视网膜组织[18]。HIF-1α是负责调控缺氧引起的多种细胞适应性反应的关键因子,可影响血管新生、新陈代谢及细胞凋亡等过程,直接增强VEGF 的转录活性,使其表达增加而诱导血管生成[19]。缺氧过程还能活化NF-κB,启动和促进VEGF,增强白细胞与内皮细胞间的黏附,促进新生血管形成[20]。研究发现,双丹明目胶囊能通过降低DR 大鼠视网膜HIF-1α、NF-κB 基因和蛋白表达,从而发挥抑制新血管生成的作用[21]。VEGF 是诱发新生血管生成重要的调控因子之一,降低视网膜VEGF表达是抑制新血管生成的重要机制,酪氨酸激酶结合蛋白Spred-1 能抑制VEGF,从而负性调控血管新生[22]。研究表明,双丹明目胶囊能上调Spred-1表达,降低VEGF表达,抑制新血管生成[23]。

另外,人脐静脉内皮细胞(HUVEC)因其干细胞潜能而常用于血管内皮细胞的相关研究中,抑制HUVEC的增殖作用能减少或阻止新血管生成[24]。赵洪庆等[25]通过Hoechst染色和流式细胞术检测细胞凋亡发现,经MTT 检测筛选出的3-乙酸齐墩果酸(来自墨旱莲)、丹参酮ⅡA、芹菜素和大波斯菊苷(来自女贞子)4个成分均有抑制HUVEC 增殖的作用,能诱使HUVEC呈凋亡形态,增加其凋亡率,是双丹明目胶囊发挥治疗DR 的有效成分。

1.2 保护视网膜微结构 DR 模型大鼠视网膜内界膜肿胀、增厚,毛细血管壁突出,间质水肿,表现为网状结构疏松,各层细胞排列紊乱[4]。经双丹明目胶囊干预后,能降低DR 大鼠视网膜VEGF 及其含激酶插入区受体(KDR)的表达,使视网膜各层结构水肿、坏死情况得到缓解,超微结构得以改善,视网膜组织损伤缓解,提示其有保护视网膜微结构的作用[26]。研究发现,双丹明目胶囊可能通过PARP/GAPDH 通路而发挥抑制氧化应激诱导的周细胞凋亡的作用[27]。

1.3 改善血糖、血脂及血液流变性学 血糖、血脂代谢及血液流变学异常是DR 发生发展过程中潜在的危险因素。研究发现,双丹明目胶囊单用有降低血小板黏附率、改善血液流变性、促进血液循环的作用,联合降糖药物能促进其降糖效果[28]。血小板异常黏附和聚集及血液黏滞度升高等会引起毛细血管闭塞,导致视网膜微循环血流灌注不良,继而导致适应性的基因转录表达,如激活多种促血管生成因子生成,导致视网膜新生血管生成[3]。双丹明目胶囊还能显著降低优球蛋白溶解时间,说明能通过抑制纤溶酶原激活物而增强血液的纤溶能力,抑制微血管生成[29]。

2 双丹明目胶囊治疗糖尿病视网膜病变的临床疗效

羟苯磺酸钙是临床治疗DR 的常用药物,能减轻视网膜高通透性,抑制血管活性物质,改善微血管病变和静脉曲张,还有助于改善视网膜血液循环、渗血和消除水肿,降低纤维蛋白酶活性,改善血液黏稠度[30]。研究显示,以羟苯磺酸钙胶囊作为对照治疗药物,试验组口服双丹明目胶囊,治疗16 周后比较DR 患者视力、视野、眼底荧光血管造影及各项临床症状与体征变化,结果发现双丹明目胶囊组DR 患者视网膜微血管瘤数目、出血、渗出、渗漏、毛细血管无灌注区面积、视野缺损区面积均明显减少,视力得到提高,且不良反应率较低[31]。研究发现,双丹明目胶囊联合复方樟柳碱注射液使用比单用复方樟柳碱注射液,可显著提升患者视力水平、视野平均敏感度,降低眼压,且不会增加不良反应[32]。

研究显示,对照组DR 患者口服羟苯磺酸钙分散片,治疗组DR 患者在对照组基础上口服双丹明目胶囊治疗,治疗4个月后,治疗组有效率(95.83%)明显高于对照组(84.51%);与对照组相比,低视力者生活质量评分量表(CLVQOL)评分显著升高(P<0.05),视野平均缺损程度、证候积分均显著降低(P<0.05),血清脂联素、胰岛素样生长因子1(IGF-1)及色素上皮衍生因子(PEDF)水平改善程度优于对照组(P<0.05),表明双丹明目胶囊联合羟苯磺酸钙治疗DR 具有协同增效的作用[33]。柳洁平等[34]研究发现,双丹明目胶囊联用羟苯磺酸钙胶囊在减少黄斑厚度、出血斑面积,降低血清VEGF、PDGF 及白细胞介素-1(IL-1)水平方面均优于单用羟苯磺酸钙胶囊治疗,且安全性较好。研究显示,双丹明目胶囊能有效改善DR 患者的眼底情况及视物模糊、咽干口燥症状[35]。

3 双丹明目胶囊可通过抗VEGF延缓增殖性糖尿病视网膜病变

目前药物治疗DR 增殖期方面主要是使用抗VEGF药物[2,9],抗VEGF 药物多次重复玻璃体内注药是治疗DR 增殖期的主要方法,仅用于中晚期DR。VEGF被认为是参与PDR 患者视网膜新生血管形成过程中作用较强、特异性较高的血管新生促进因子[20],以VEGF信号传导介导的抗新生血管药物成为近年来眼科学不断发展的热点研究领域。目前临床主要有4类注射用抗VEGF药物(贝伐单抗、雷珠单抗、帕唑帕尼和阿伯西),但由于是有创操作,可能引起眼内炎、高眼压、出血、牵引性视网膜脱离等并发症[36]。目前研发以VEGF 作为靶点,可长期服用、不良反应少的抗VEGF口服制剂成为治疗新生血管性眼科疾病的重要药物。

VEGF家族主要包括VEGF-a、VEGF-b、VEGF-c等,VEGF作为促血管生成因子作用于血管内皮细胞,促使其分裂增殖,诱导血管生成[37]。彭俊等[38]研究发现,双丹明目胶囊能明显降低糖尿病模型大鼠视网膜中VEGF-a、VEGF-b、VEGF-c的表达,具有保护视网膜毛细血管的作用。研究发现,双丹明目胶囊能降低DR大鼠视网膜血管中VEGF和血管内皮生长因子受体(VEGFR)蛋白磷酸化水平,减轻DR 大鼠视网膜血管病理改变[39]。双丹明目胶囊还能有效抑制DR 大鼠视网膜VEGF的表达,改善DR 大鼠视网膜微血管病变[40]。双丹明目胶囊还可以通过对Ras-Raf-1-MEK-ERK 信号通路、PI3K/Akt通路、微循环缺氧与炎症代谢因子、高血糖微环境、血小板异常黏附和凝集、血液黏滞度升高等因素的调节,从不同环节、多条信号通路降低VEGF 的表达,发挥延缓DR 进展的作用。

4 小结

双丹明目胶囊由女贞子、墨旱莲、三七、山茱萸、山药、牡丹皮、茯苓、土茯苓、牛膝、丹参、泽泻组成。女贞子和墨旱莲为古方二至丸的组成药物,具有补肝肾阴、明目的作用。方一惟等[41]发现二至丸加减可有效改善DR 患者视力和视网膜震荡电位,具有降低复发率的作用。在二至丸组方基础上加山茱萸、山药、牛膝增强补肝肾作用,加泽泻、茯苓、土茯苓增强泄浊阴的作用,发挥补虚泄浊、标本兼治之功;加入三七、丹参、牡丹皮活血祛瘀以明目,此类活血化瘀药物具有改善微循环、抑制异常血管增殖、改善血流动力学及血液流变学、抗血栓、抗纤维化等作用[42]。

双丹明目胶囊是预防和延缓新生血管性眼科疾病的重点药物,其可通过抑制VEGF 的表达以延缓增殖性DR,不良反应发生率低,可作为DR 增殖期的替代治疗药物,或非增殖期向增殖期进展的预防和治疗用药。早期和全程使用双丹明目胶囊,可抑制血管新生,配合西药对症治疗,有望阻止DR 的进展。