黄子杨，梁丽娜，李亚敏，李晓宇，许凯

年龄相关性黄斑变性（age-related macular degeneration，AMD）是一种多因素引发的视网膜黄斑区退行性疾病，常导致进行性视力丧失，是最常见的致盲性视网膜疾病之一。研究[1]显示，预计到2040 年AMD 人数将增加到2.88 亿。目前，随着中国人口老龄化加速，AMD 患病群体也日渐庞大。临床上早期AMD 一般不易发现，发展为晚期可分为2 种亚型，一是地图样萎缩（geographic atrophy，GA），又称为干性AMD，其特征是光感受器细胞、视网膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）细胞和脉络膜毛细血管减少，导致视力逐渐丧失[2]；另一种是湿性AMD 或称新生血管性AMD，其病理特征是形成了脉络膜新生血管（choroidal neovascularisation，CNV）。这些新生血管长入视网膜，继发渗漏和/或出血，可能导致浆液性RPE 脱离，并伴有视力的快速丧失，最终在黄斑区形成瘢痕，威胁视力[3]。GA 和CNV 是最常用来定义AMD进展为晚期的解剖学终点指标。当GA 形成后，GA 增长率可作为疾病进展的量化指标，用于新药研发等相关研究。早期AMD 进展为GA 或新生血管性AMD 可能需要数年，与早期干预相比，当形成新生血管性AMD 时，很多新疗法已不能完全体现其优势[4]。因此，找寻终点指标以监测早期AMD 的进展显得尤为重要。目前已出现多种预测AMD 进展的表型、人口统计学、环境等危险因素。众所周知，遗传因素在AMD 的发展也起着关键的作用，近年来随着遗传学和分子技术的快速发展，人类基因组DNA 全序列数据公布，新一代测序技术能够准确、全面地发现基因组中的各种DNA 异常、遗传重组突变和其他突变等，为预测AMD 进展及治疗应答提供参考。

1 遗传因素

2016 年全基因组关联研究（genome-wide association studies，GWAS）[5]显示，可用来解释超过一半基因组遗传性的遗传变异主要参与补体系统、细胞外基质重塑和脂质代谢。在AMD 治疗应答方面，不同基因型的个体对同一治疗方式会出现不同的反应[6]，如多个研究[7-9]得出抗氧化剂和锌补充剂治疗AMD 的有效性似乎因基因型而异。另外，在AMD 进展方面，不同个体进展的速度亦不相同。比如，一些早期AMD 患者可以长时间保持良好的视力，而部分患者却很快发展为威胁视力的晚期AMD。因此，识别与AMD 进展相关的遗传变异对了解疾病的发展及后期治疗应答至关重要。

1.1 补体基因

大量遗传学研究[10-11]证实，补体通路相关基因与AMD 的发生相关。2005 年GWAS 发现，补体因子H（complement factor H，CFH）基因的内含子变异体与AMD 高度相关[12]，其中罕见突变也与AMD 进展至晚期有关[13]。补体因子I（comp-lement factor I，CFI）基因的罕见遗传变异被证实与AMD 进展为晚期有关[14]。补体因子2（complementfactor2，C2）/补体因子B（complement factor B，CFB）基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP) 对AMD 进展至晚期有一定的保护作用，即对于基因未变异的个体而言，AMD 的发病率更高[15]。然而，一些国内学者研究[16-18]显示，C2 基因SNP rs9332739并非晚期AMD 的主要遗传标记物，rs9332739 等位基因以及基因型与AMD 之间无显著相关性。以上考虑可能与遗传异质性及rs9332739 在中国人群中属于低频位点导致的差异相关，但仍需扩大样本量进一步研究证实。补体因子3（complement factor 3，C3）中rs2230199 变异可使早期AMD 的发病风险增加，是发展为GA 和新生血管性AMD 的危险因素[19]。

近年来，多项研究[20-21]指出，补体基因（CFH、C3 等）的风险等位基因可影响患者对抗血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的治疗应答，认为具有CHFY402H 纯合子基因型的患者相比于杂合子基因型或野生型的患者对抗VEGF 治疗的反应可能较差，有预测延迟应答或不应答的可能，因此，临床上可根据基因型的不同针对性用药或设计更加适宜的方案。

1.2 AMD 易感因子2 和高温需求因子A1 基因

AMD 易感因子2（age-related maculopathy susceptibility 2，ARMS2）是继CFH 后被发现的AMD 的重要易感基因，与高温需求因子A1（high-temperature requirement A serine peptidase 1，HTRA1）基因紧密连锁，但由于两种基因存在高度连锁不平衡性，因此无法评判二者与AMD 是否独立相关。在GWAS 中也发现，与AMD 发病风险高度相关的4 种DNA 变异中，其中3 个位于紧密联系的HTRA1 和ARMS2 基因中，使得二者无法独立分析。ARMS2/HTRA1 基因区域附近的常见变异与AMD 的发病和发展高度相关，该变异的等位基因也是早期AMD 进展为晚期以及GA 进展的危险因素[22-23]，这与HTRA1 基因调节转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β) 信号通路影响细胞外基质沉积和血管生成有关[24]。

由于ARMS2 和CFH 等位基因的表达高低不同，在AMD治疗应答方面亦会出现不同的反应[9]。与安慰剂相比，高剂量抗氧化剂和锌制剂组合治疗CFH 高表达且无ARMS2 风险的个体，其发展为新生血管性AMD 的风险反而增加；对于CFH 低表达和ARMS2 高表达的个体，两者组合则有实际的治疗作用。另外，有研究[25]指出，CFH、ARMS2、HTRA1 和血管内皮生长因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）的高风险等位基因累积也会影响抗VEGF 的疗效。

1.3 脂质代谢基因

研究[26]表明，编码脂质代谢蛋白基因可能参与玻璃膜疣的形成过程。在ATP 结合盒转运体A1（ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1）基因、载脂蛋白E（apolipoprotein E，APOE）基因、胆固醇酯转移蛋白（cholesteryl ester transfer protein，CETP）基因和肝脂肪酶（hepatic lipase，LIPC）基因编码区附近检测到与AMD 发病相关的遗传变异[5,27]，其中，ABCA1基因的主要SNP rs2740488、APOE基因的SNP rs429358 和rs73036519、CETP基因的SNP rs5817082、LIPC基因的SNP rs2070895 均对AMD 具有保护作用；而CETP 基因的SNP rs17231506 则与AMD 发生有弱相关性，LIPC 基因的SNP rs2043085 也与AMD 发病风险增加相关。然而，不管是对AMD 的保护性作用还是增加AMD 发病风险，脂质代谢基因及其罕见变异体对AMD 进展和对抗VEGF 治疗的患者形态学（黄斑中心凹厚度）和功能学（最佳矫正视力）指标的影响还需要更多前瞻性研究进行佐证。

1.4 其他基因

除以上补体及脂质代谢相关信号通路外，还包括血管生成和细胞外基质等相关基因，如VEGFA 基因的主要SNP rs833070 和rs4711751、Ⅷ型胶原α1（collagen type VIII alpha 1 chain，COL8A1）基因的主要SNP rs13095226、X 型胶原α1（collagen type X alpha 1 chain，COL10A1）基因的主要SNP rs1999930 均能促进晚期AMD 的发展[28]。有小样本研究的证据支持抗VEGF 治疗应答与VEGFA rs699947 之间存在关联，但随机对照试验的结果未发现VEGFA 和血管内皮细胞生长因子受体2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2）的主要SNP 与治疗应答的这一关联[29]。目前仍需要进一步研究证实某些变异是否参与特定的疾病阶段或影响某阶段的进展速度（如早期AMD、新生血管性AMD 或GA）以及特定的变异是否影响AMD 治疗敏感性。随着对AMD 相关基因及相应SNP 的大量探索，将来可能会证明多种高风险SNP 的累积与AMD 发病及治疗应答的相关性。

Lazzeri 等[30]研究认为，以最佳矫正视力和黄斑中心凹厚度为治疗后有无应答的评价指标时，不同基因型的表达会影响不同的指标变化。Laura 等[31]认为，罕见的变异可能对抗VEGF 治疗3 个月后的功能学结果产生巨大影响，但是不能确定功能学的治疗应答是否与解剖学应答有关联。所以，临床上应根据疾病所处阶段和分期合理选择终点疗效指标以对治疗应答进行客观评价。

2 分子因素

2.1 抗氧化因子

抗氧化剂如维生素、类胡萝卜素和某些必需的微量元素（锌制剂）等均可减少氧化应激对视网膜细胞的损害[32]。近年来分析系统性抗氧化因子水平与AMD 发生发展关系的研究甚少，Jennifer 等[33]分析了多数研究者均通过饮食频率调查问卷来评估两者关系，研究显示维生素E、维生素C 补充剂并不能阻止任何时期AMD 的发生，反而会增加某一时期的AMD 发病风险。Raimundo 等[34]发现，饮食中维生素C、E 高摄入量可降低罹患AMD 的风险，更确切的研究[35]表明，是降低遗传风险高的患者发生中期AMD 的风险。就维生素D 而言，摄入富含维生素D 的饮食会降低罹患新生血管性AMD 的风险[36]，但是不能排除同一饮食中omega-3 脂肪酸的影响。近期发表的一项随机对照试验[37]显示维生素D 和omega-3 脂肪酸的补充对AMD 发生发展均无显著影响。

日常饮食中常见的类胡萝卜素主要有6 种：类胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-隐黄质、番茄红素、叶黄素和玉米黄质。目前体内β-胡萝卜素水平对AMD 进展的保护作用尚无定论，Kah-Hui Wong 等[38]回顾文献发现，较高水平的β-胡萝卜素与AMD 发病风险降低有关，而有些研究则结果完全相反[33]。年龄相关性眼病研究2（the age-related eye disease study 2，AREDS2）[39]采用叶黄素及玉米黄质替代AREDS1 研究中的β-胡萝卜素，发现进展至晚期AMD 的风险显著降低。饮食中叶黄素、玉米黄质和微量元素锌的水平是否会影响疾病进展目前亦无统一定论。以上矛盾结果的产生考虑与潜在的药物基因组学引起的生物利用度的复杂改变相关，所以仍需进一步研究证实导致此类抗氧化剂生物利用度不稳定的因素，以便更准确地评定体内抗氧化剂因素对AMD 进展的影响。

2.2 细胞因子

细胞因子可分为白介素、肿瘤坏死因子、趋化因子和干扰素。有研究[40]表明，系统性白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、肿瘤坏死因子-αR2（tumor necrosis factor alpha receptor 2，TNF-αR2）水平与早期AMD 发病呈正相关，IL-6 是疾病进展至晚期和加速视网膜地图样萎缩的危险因素，而TNF-αR2与晚期AMD 进展无关[41]。目前尚未发现AMD 患者与健康对照组之间体内系统性趋化因子和干扰素水平的差异[42]。

Lazzeri 等[30]在一项基于意大利人群的研究中指出，白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）rs4073基因型变异与对抗VEGF治疗的远期应答存在显著关联，并且其可能是雷珠单抗治疗新生血管性AMD 患者远期功能性指标预后的预测因素。虽然该研究仅表明白细胞介素相关基因对治疗应答的影响，但研究者们也推测该影响与眼内液或体内白细胞介素水平升高或表达增强有关。

2.3 白细胞分类/细胞间和血管细胞粘附分子1

如前所述，补体基因的遗传变异与AMD 发病相关，因此免疫系统也会参与其中，间接导致白细胞的变化。虽然大量研究[40,43]认为，白细胞计数的变化和AMD 进展没有任何关联，但有研究者认为与AMD 存在关联者并非白细胞数量，而是白细胞分类的比率，如Ilhan 等[44]发现，与对照组相比，AMD患者的中性粒细胞/淋巴细胞比（neutrophil/lymphocyte ratio，NLR)更高，并且NLR 与疾病严重程度相关，所以该研究推荐NLR 可用作AMD 中炎症的生物标记物。细胞间粘附分子（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管细胞粘附分子（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）通过吸引白细胞并调控其向血管壁的迁移来调节炎症，有研究[40]表明，系统性ICAM 水平与AMD 疾病进展无关联，但VCAM 水平与早期AMD 的发生呈正相关。

2.4 脂质因子

与AMD 相关的脂质因子包括胆固醇、甘油三酯、脂肪酸、脂蛋白和载脂蛋白。营养必需脂肪酸依赖食物供应，因此大多数都根据饮食频率调查表估算体内脂肪酸的水平，但其与AMD 相关性的研究结果则尚无统一定论。而某些研究[45]通过测量脂肪酸全身血液水平探讨其与AMD 的相关性，表明全身性omega-3 脂肪酸水平，尤其是血清和红细胞膜中二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA）是AMD 进展的系统性预测指标，可用于识别新生血管性AMD 的高风险人群，使得其从早期营养补充干预中获益。

人类RPE 细胞和视网膜中表达了许多与胆固醇和脂蛋白相关的基因，前文已描述脂质代谢基因与AMD 的关系，而迄今为止，胆固醇、甘油三酯和脂蛋白的全身血液水平与AMD 相关性的研究未能显示明确统一结论。Tomany 等[46-47]研究发现，胆固醇水平是新生血管性AMD 的保护因素，是GA发生的危险因素；而多数研究[27,48]并未发现，全身血脂（包括胆固醇和甘油三酯）水平与AMD 发病和进展的相关性，但却发现高密度脂蛋白水平升高的患者发生AMD 的风险增加。

3 遗传和分子因素预测AMD 进展的重要性和展望

随着人们对AMD 发病机制的不断研究与探索，遗传因素在AMD 的发展中起重要作用，而SNP 是人类基因组DNA序列中最常见的变异形式，就SNP 与AMD 的相关性而言，对其研究的深入可为早期预测AMD 进展及精确的基因分型提供参考，从而指导个体化的靶向治疗[49]。就AMD 的发病机制而言，氧化应激、炎症及免疫因素可能是其中的关键环节[50-51]。因此遗传因素联合分子因素在早期AMD 的应用将可能具有更大的价值。

近年来，多个研究小组致力于根据遗传因素建立模型来预测AMD 发生的风险，但当前的预测模型仅限于局部的遗传变异集[52]，并不包括分子危险因素[53]，因此，可能导致预测方法的不准确或研究小组之间的差异等造成研究结果的可信度降低。另外，某些分子因素可能由于全身水平的波动和潜在的药物基因组学效应导致生物利用度可变，使得研究结果不一致。因此，为了更好的开发可信度较高的预测模型并实施精准的个性化预测，仍需进一步研究探索对AMD 影响较大的罕见遗传变异位点以及预测疾病进展的稳定的分子因素。

4 小结

本文对影响AMD 进展及治疗应答的遗传和分子因素进行了回溯和分析，并对利用此因素建立预测的模型进行了展望。在遗传因素方面，补体基因（CFH、CFI 等）的变异体与AMD 进展为晚期有关，CFH、C3 等的风险等位基因可影响患者对抗VEGF 药物的治疗应答与否；然而脂质代谢、血管生成相关基因等对AMD 发生发展和治疗的影响还需要更多前瞻性研究证实。在分子因素方面，目前研究多数通过饮食频率调查问卷来评估抗氧化分子的水平，所以生物利用度不同导致研究结果各不同，将来对抗氧化、补体和炎症等相关因子的全身系统性水平监测可为AMD 的早期诊断和治疗提供进一步证据。基因变异的多态性和分子全身水平的波动性给AMD 预测模型的建立带来了挑战，该领域仍需更多研究进一步探索可信度较高的AMD 预测模型以便实施精准的个性化预测和治疗。