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息肉样脉络膜血管病变发生发展相关细胞因子研究进展

2023-01-06方巧琳杨安怀

山东医药 2022年11期
关键词:趋化因子脉络膜细胞因子

方巧琳,杨安怀

武汉大学人民医院眼科中心,武汉 430060

息肉样脉络膜血管病变(PCV)是一种起源于脉络膜血管的眼底病变,其特征是眼底橘红色结节样改变,即起源于脉络膜的息肉样末端血管扩张,部分可合并有分支血管网,常伴反复眼底出血以及浆液性或色素性视网膜色素上皮脱离[1-2]。PCV 患者以男性多见,发病年龄为50~65 岁,多单眼受累,有色人种更具易感性。目前针对PCV 的治疗包括光动力疗法、激光光凝、抗血管内皮生长因子球内注射及手术治疗等,前两种治疗方式可有效消除息肉样的血管扩张,但分支血管网持续存在,药物治疗视力预后好,但对息肉和分支血管网的消除作用有限[3-4]。PCV 的发病机制目前尚不明确,但患者血清及眼内液样本中存在多种细胞因子水平异常。本研究对PCV 发生发展相关的细胞因子作一综述,为揭示PCV 的发病机制、探寻新的治疗靶点及改善患者预后提供依据。

1 血管内皮生长因子(VEGF)在PCV 发生发展中的作用

VEGF 是一种强效的促血管生长因子,其在人体内的主要作用是诱导新生血管形成,同时能够提高血管通透性。早期在大鼠视网膜色素上皮细胞和血管内皮细胞中即发现有VEGF 表达,且VEGF 在视网膜色素上皮中的表达随年龄增加而减少,但从胚胎期一直持续到成年期,提示VEGF 可能在脉络膜血管发育以及维持正常的脉络膜结构和通透性等方面发挥作用。随后研究证实,PCV 患者房水中VEGF 水平显著升高,难治性PCV 患者房水中的VEGF 水平明显高于稳定性PCV 患者;VEGF 在PCV中的表达增加可能通过促进息肉样末端血管扩张和分支血管网形成,以及增加血管渗漏而促进视网膜下液体积聚,从而在息肉复发过程中发挥重要作用[5]。EVEREST、PLANET、DRAGON 等多项临床试验证实,玻璃体腔内注射抗VEGF 药物能够改善PCV患者的视力,减少血管渗漏,并且联合光动力疗法可提高息肉消退率,获得更好的视力预后,同时可以减少球内注射抗VEGF 的频次[6-9]。因此,中和眼部升高的VEGF可能是PCV的潜在治疗靶点。

VEGF 可分为6 类,包括VEGF-A~VEGF-E 及胎盘生长因子。目前临床常用的抗VEGF 药物,如雷珠单抗和阿柏西普主要针对的是VEGF-A,阿柏西普也可阻断VEGF-B 及胎盘生长因子。近期研究发现,PCV 患者房水中VEGF-D 水平显著升高,且较VEGF-A 的升高幅度更大;提示VEGF-D 作为血管生成刺激因子,可改变PCV 患者眼部血管生成,从而推动PCV 的疾病进展[3]。提示针对VEGF-D 的抗VEGF新药研究可能是PCV治疗的新方向。

目前,光动力疗法因为能有效闭合息肉样的扩张血管,被认为是PCV 的主要治疗手段,但治疗后患者的VEGF 水平和炎症因子仍较高,从而加速了PCV 的复发,而反复的光动力治疗可能导致脉络膜及视网膜萎缩,造成永久性视力损害。研究显示,在光动力治疗前进行雷珠单抗预处理可提高血管阻塞效率,同时减轻炎症反应,其机制可能是雷珠单抗可触发Caspase-8介导的外部凋亡,从而促进光动力治疗后引起的细胞凋亡,并可能在抑制炎症反应中发挥作用[10]。

2 单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)在PCV 发生发展中的作用

趋化因子是一类具有强大趋化特性的细胞因子,参与免疫及炎症过程中的白细胞招募,通过浓度梯度使白细胞定向迁移到损伤部位而发挥生物效应。趋化因子根据其第一个N端半胱氨酸残基的位置进行分组,包括C(γ趋化因子)、CC(β趋化因子)、CXC(α 趋化因子)和CX3C(δ 趋化因子)家族。MCP-1 属于β 趋化因子,由内皮细胞、上皮细胞、单核细胞、成纤维细胞等多种细胞分泌,通过与CC 趋化因子受体2(CCR2)结合,调节单核细胞趋化和T淋巴细胞分化,在炎症疾病、动脉粥样硬化和癌症的发病机制中起着至关重要的作用;同时MCP-1 也是一种促血管生成因子,能够直接作用于内皮细胞,诱导血管生成。

早期PCV 患者手术标本的组织病理检查发现大脉络膜血管内有弹性层,且光镜检查发现血管内弹性层被破坏及动脉硬化改变,透射电镜显示动脉壁基底膜样物质和胶原纤维沉积增加,出现脉络膜玻璃化,提示动脉硬化是PCV 的重要病理特征,其发病机制可能与动脉粥样硬化类似[11]。此前有研究表明,MCP-1 与动脉粥样硬化的发病机制相关[12]。有研究发现,PCV 患者房水中MCP-1 水平显著升高[5,13-14]。有研究发现,PCV 患者外周血MCP-1 水平未见明显升高[15]。早期研究证明,局部趋化因子浓度与全身趋化因子浓度的比值在调节免疫细胞招募中起着重要作用[16]。以上研究提示,在眼内局部MCP-1 水平升高对募集免疫细胞、诱导炎症反应和动脉硬化形成均具有重要作用。

此外,MCP-1 水平与VEGF 可能存在潜在的相关性。SHANTSILA 等[17]研究发现,非经典型单核细胞中的CCR2+细胞构成了一个可大量分泌VEGF 的亚群,可能在PCV 发生发展中发挥作用。国内也有学者发现,阻断VEGF 受体可降低MCP-1 表达,提示MCP-1 表达可能受VEGF 的影响,而球内注射抗VEGF 治疗可能在阻断VEGF、抑制新生血管形成的同时,也影响了眼内MPC-1 等炎症因子水平,对抑制疾病过程中的炎症反应和动脉硬化均起到一定作用[18]。上述研究提示MPC-1 与VEGF 可能相互促进,共同推动了PCV 的发生发展,但是其具体的作用机制仍需进一步研究。

3 白细胞介素8(IL-8)在PCV发生发展中的作用

IL-8 也是一种趋化因子,属于α 趋化因子,在体内可由多种细胞产生,对淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等多种细胞具有趋化作用,并参与介导先天免疫反应、血管生成和癌症发生,其在眼内最重要的作用是诱导眼部炎症和促进血管生成[19]。多项研究检测了PCV 患者房水中的IL-8 水平,但研究结果并不一致。AGRAWAL 等[13]对32 例PCV 患者的房水进行检测,结果发现其IL-8水平升高,是对照组3 倍。而SAKURADA 等[20]对22 例PCV 患者的房水进行检测,结果显示其IL-8 水平与对照组无显著差异。考虑可能与上述实验的样本量不同有关,对于PCV患者的IL-8水平变化目前还需要更多的试验进行验证。

另外,IL-8 是已知的CXC 趋化因子受体2(CXCR2)配体,具有促进新生血管形成的作用。一项细胞实验显示,IL-8可通过激活NK-κB,刺激内皮细胞VEGF表达以及血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)的自分泌活化[21]。提示IL-8的促血管生成作用可能通过多种途径实现,且IL-8 可能与PCV 患者眼内VEGF 水平升高有关,但目前尚且缺乏直接证据证明二者的相关性,有待进一步实验研究。

4 γ 干扰素诱导蛋白10(IP-10)在PCV 发生发展中的作用

IP-10又称CXC基序趋化因子(CXCL10)或小细胞趋化因子B10,与IL-8 同属α 趋化因子,通过与T细胞、自然杀伤细胞、巨噬细胞等表达的CXC 趋化因子受体3(CXCR3)结合,发挥调节免疫、炎症、趋化、造血和白细胞招募等作用。早期动物实验发现,与野生型小鼠相比,CXCR3 缺陷小鼠皮肤伤口修复过程中血管生成增加,CXCR3 在小鼠和人的新生血管内皮细胞中均有所表达,CXCR3 信号通路在体内和体外均可限制血管生成,且该通路参与了血管退化过程[22]。

另一动物实验发现,在激光诱导脉络膜新生血管的小鼠模型中,CXCR3 基因缺陷小鼠脉络膜新生血管渗漏情况较野生组更显著,且脉络膜新生血管更大;而野生组小鼠在注射抗CXCR3中性抗体和抗IP-10 中性抗体后,渗漏及新生血管更明显;同时该研究发现,激光诱导的野生组小鼠色素上皮和脉络膜中CXCR3 表达增加,IP-10 mRNA 表达升高,脉络膜新生血管中CXCR3 表达阳性;这提示IP-10 对于眼部的脉络膜新生血管也具有抗血管生成作用[23]。该研究者在给予外源性IP-10 后发现并不能抑制脉络膜新生血管,提示IP-10 水平已达饱和,外源性给予IP-10无法获得更大的血管抑制效应。

研究发现,PCV 患者房水中IP-10 水平显著升高[13,24],而外周血IP-10 水平未见明显改变,这提示PCV 患者眼局部IP-10 水平的升高可能对于某些细胞起到趋化作用,从而推动PCV 的发生发展[15]。有研究表明,CXCR3 及其配体可招募表达CXCR3 的T细胞和NK 细胞,从而抑制肿瘤组织中的血管生成;而在内皮细胞中,CXCR3 被其配体激活后可介导环磷酸腺苷的生成,激活蛋白激酶A,抑制m-钙蛋白酶活性,从而限制内皮细胞迁移[25]。因此,IP-10 可能通过作用于CXCR3,在PCV 的发生发展过程中发挥抗血管生成作用,但具体仍需进一步验证。

5 生长相关性癌基因(GRO)在PCV 发生发展中的作用

LIN 等[12]研究显示,PCV 患者房水中GRO 水平升高,提示该细胞因子可能参与了PCV 的疾病进程。根据GRO 的浓度,可以分为GRO-α/小鼠蛋白KC(CXCL1)、GRO-β/CXCL2、GRO-γ/CXCL3 三个GRO 亚型,其中GRO-α/CXCL1 是GRO 的主要亚型。在激光诱导的脉络膜新生血管小鼠模型中,免疫组化结果显示激光斑中促炎及促血管生成的细胞因子表达呈阳性,其中就包括CXCL1,且该蛋白在激光第4 天表达量达到高峰[26]。研究发现,GRO-α/CXCL1 能够与G 蛋白偶联受体CXCR2 结合,从而促进炎症反应、血管生成及肿瘤发展[27-30]。因此,GRO-α/CXCL1 可能在脉络膜新生血管的形成过程中发挥了一定的促炎及促血管生成作用,从而促进脉络膜新生血管的形成。

一项针对年龄相关性黄斑变性(AMD)的研究发现,AMD 及PCV 患者经雷珠单抗治疗后房水GRO-α 水平显著降低,PCV 患者房水GRO-α 水平在第三针雷珠单抗注射前可下降49%[31]。这可能是由于阻断VEGF-A 直接导致的GRO-α 水平下降,也可能与PCV 疾病进程减缓间接导致GRO-α 水平降低有关,其机制有待进一步研究。MA 等[32]研究发现,GRO-α 能促进内皮细胞增殖、迁移和血管生成,且GRO-α 可引起VEGF-A 表达增加,而中和GRO-α 或抑制CXCR2 可使VEGF-A 表达下降,提示GRO-α 可调控VEGF-A 的表达;此外,该研究对84 种血管生成相关基因进行分析,结果发现中和GRO-α 或抑制CXCR2 不仅能抑制VEGF-A 表达,还能使成纤维细胞生长因子、基质金属肽酶、Ⅳ型胶原α3 基因表达下降,提示GRO-α 调控的血管生成过程涉及到多种血管生成相关基因,对该机制的进一步研究或许有助于我们深入了解新生血管形成以及PCV 这一疾病的发病机制。上述两项研究提示,GRO-α 与VEGF-A 信号通路激活之间可能存在正相关关系,对GRO-α与VEGF-A之间调控机制进行深入研究或许对揭示PCV的发生机制具有重大意义。

6 白介素1β(IL-1β)在PCV发生发展中的作用

IL-1β是一种经典的促炎细胞因子,可启动与炎症、感染和自身免疫相关的先天免疫过程,并能够通过刺激VEGF 的产生而促进血管生成,阻断IL-1β 信号通路的治疗策略已被证实在多种自身免疫性疾病的治疗中是有效的。IL-1β 以非活性的前体形式分泌,经水解发挥其活性。有研究对PCV 患者玻切术中收集的玻璃体样本进行检测,发现IL-1β及其前体水平显著升高,较对照组分别增加10.00 倍和2.38倍,同时PCV 患者血液中IL-1β 水平显著低于对照组;这提示PCV患者眼内局部IL-1β水平升高并非受血液浓度的干扰,而主要由眼内的局部病变引起[33]。

人视网膜色素上皮细胞(RPE细胞)是视网膜免疫防御的关键细胞,RPE 屏障功能被破坏可引发光感受器变性和新生血管形成。MARNEROS 等[34]研究认为,RPE 屏障的破坏可导致巨噬细胞在视网膜与RPE 层间聚集,随后视网膜缪勒氏细胞被激活,从而促进IL-1β 和VEGF 表达,最终导致脉络膜新生血管的形成。研究发现,PCV 患者经单纯光动力治疗后IL-1β 水平升高,而治疗前进行雷珠单抗预处理可以使IL-1β 水平得到有效抑制,提示雷珠单抗预处理可能抑制了IL-1β 在炎症反应中的作用,从而减轻了患者治疗后的血管内皮炎症反应,有助于改善患者的视力预后[10]。

综上所述,在PCV 的发生发展过程中伴随眼内多种细胞因子水平的改变,包括VEGF、MCP-1、IL-8、IP-10、GRO、IL-1β 等,部分细胞因子之间可能存在潜在的相关性,这些细胞因子可能参与了PCV 的疾病进程,且对患者的视力预后产生影响。对参与PCV 发生发展过程的细胞因子进行归纳总结,或许有助于揭示PCV 的发病机制,同时对于细胞因子在体内的相互作用有进一步的认知;临床上可根据眼内细胞因子水平的改变而进行针对性的相关药物研发,对于PCV的预防及治疗均具有重大意义。

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