【摘要】 新生血管性青光眼(NVG)是一种难治的顽固性青光眼,早期诊断、采取有效的治疗措施是控制眼压和保留较好视力的关键。但至今仍未发现其发病机制及有效的治疗方法。本文依据近年来相关文献,对新生血管性青光眼的发病机制及治疗现状做一综述。
【关键词】 新生血管性青光眼;机制;治疗
新生血管性青光眼(neovascular glaucoma,NVG)是一种破坏性强、失明率高的眼病。由于纤维血管组织在房角增生,导致小梁网阻塞,以及周边虹膜前黏连和进行性房角关闭,进而眼压升高,这种眼压升高通常难以控制并因之失明。但目前对它确切的发病机制仍不清楚,现在关于病理状态下视网膜出现新生血管有以下几种学说[1]:(1)缺氧学说;(2)炎症学说;(3)白细胞介导学说;(4)角膜新生血管抑制因子的破坏;(5)角膜新生血管生成因子的产生;(6)消除角膜水肿的机械屏障破坏;(7)细胞外基质的作用;(8)细胞因子平衡学说。近年的研究表明,广泛性视网膜缺血是NVG最常见的病因,视网膜毛细血管闭塞形成无灌注区,造成视网膜缺血、缺氧,则可以产生新生血管RNV[2]。毛细血管无灌注区越大,则越容易产生RNV。一般认为RNV的产生是人体组织对缺氧的一种反应。
视网膜新生血管(retinal neovascularization,RNV)的产生一般认为需要满足3个条件:(1)视网膜活体组织存在;(2)视网膜组织缺氧;(3)视网膜引流静脉受损[3]。
1 RVN产生机制
RNV产生的主要步骤包括血管内皮细胞激活、细胞外基质降解、血管内皮细胞增殖和迁移、管腔结构形成以及血管外膜形成等,是受多种因素影响、多种因子相互作用和调控的结果[4]。近年来,随着生
物学水平研究的不断深入,人们发现并提纯了越来越多的参与新生血管生长的细胞因子,以血管内皮生长因子(VEGF)为首的促血管生成因子和以内皮抑素、血管抑素、色素上皮衍生因子等为主要代表的抑制因子在RNV的形成中起主要作用。
1.1 VEGF VEGF又称血管通透因子,是最主要的促进RNV形成的细胞因子,被公认在RNV形成中起关键作用。VEGF最先1989年从牛垂体滤泡星状细胞体外培养液中提纯出来的血管内皮细胞(EC)特异性有丝分裂原。在含有血管结构的正常眼组织中有VEGF作为血管生成旁分泌刺激因子而被分泌[5],具有诱导血管内皮细胞增殖,促进血管形成和增加微血管通透性等生物学特性。
它参与血管形成的生理过程,维持EC(内皮细胞)活性和稳定性,促进视网膜血管系统正常发育。目前普遍认为VEGF是通过与其相应受体结合而发挥功能的:VEGF与VEGF受体(vEGFR)结合后,vEGFR发生磷酸化,继而激活磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C,后者水解磷脂酰肌醇二磷酸,产生二酯酰甘油和肌醇三磷酸,激活细胞质中的蛋白激酶C,其效应主要包括:(1)促使血管和淋巴内皮细胞增生、迁移、分化及存活,抑制内皮细胞的老化和凋亡,进而促进新生血管的形成;(2)增加小血管壁的通透性,有利于大分子蛋白物质渗出血管外,部分外渗的蛋白质可以形成纤维蛋白原,促进血管和淋巴内皮细胞增生和生长;(3)抑制异常组织细胞的老化和凋亡,促进异常组织中的毛细血管增生,为它们的快速生长提供必需的养料。
VEGF家族的受体有三种:vEGFR-1(F lt-1),V EGFR-2(KDR/Flk-1)和vEGFR-3(Flk-4),他们同属于络氨酸激酶受体(RTKS)第1亚型,都含有1个单链跨膜区域,7个免疫球蛋白样的细胞外区域和一个含有络氨酸激酶的细胞内区域。血管内皮细胞上具有与VEGF高度特异结合的受体为Flt-1和KDR/Flk-1(亦称KDR)。已知Flt-1和KDR高度选择性的在血管内皮细胞表达,但在单核细胞和黑色素瘤样细胞株中也有表达,不同来源的内皮细胞对VEGF反应不同。Flk-4在胚胎时期存在于血管母细胞中,随着细胞分化,最后局限于淋巴管内皮细胞中。
张惠蓉采用酶联免疫吸附实验(ELISA)测定并发有RVN的RvO患者和Eales病患者玻璃体中VEGF的含量,发现RVO和Eales病患者玻璃体中VEGF水平明显升高,并且VEGF蛋白表达在视网膜局部缺血时提高,在再通或侧支循环形成时降低,说明其玻璃体内VEGF水平与RVO的眼内组织缺血存在一定的对应关系。在实验性兔RVO的研究结果显示,缺血视网膜及新生血管组织中有不同程度的VEGF mRNA表达,表达的程度以RNV组织中最强[6]。这提示了VEGF参与RVO患者RNV的产生。
1.2 其他 成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF),表皮细胞生长因子(epidermal growth factor,EGF),转移生长因子(transforming growth factor TGFa/b),胰岛素样生长因子,血小板源性生长因子等都可上调VEGF mRNA的表达,提高VEGF的表达,但其具体机制不详。
2 临床分期
第Ⅰ期:青光眼前期-在虹膜面上和前房角部产生新生血管,初期眼压也停留在正常范围。
第Ⅱ期:开角型青光眼期-新生血管的数量增加,扩张增粗,转变成伴有纤维成分的血管膜覆盖于虹膜前面(虹膜红变),小梁的滤过功能受到损害,眼压呈上升趋势。
第Ⅲ期:闭角型青光眼期-纤维性血管膜收缩,将虹膜根部提高到Schwalbe线,形成周边虹膜前黏连,同时也使虹膜前面牵引性收缩,引起葡萄膜外翻。
3 治疗现状
目前,大部分眼科医生倾向于选用包含了治疗视网膜缺血和控制眼压或为预防并发症而采用辅助疗法的综合治疗方案。根据Sivak-calcot等通过对1996年以来有关NVG治疗文献进行了系统评价和Meta分析,推荐疗法A类:原发疾病的治疗,全视网膜光凝,药物控制升高的眼压及炎症。B类:药物治疗失败后采用手术。
3.1 药物治疗
3.1.1 血管内皮因子拮抗剂 VEGF是目前已知促新生血管形成最主要的生长因子之一,因此,阻断VEGF的作用成为当今国内外抗新生血管研究的热点和重点。
Pagatanib,Ranibizumab sodium,Bevacizumab,以VEGF作为靶点来预防和治疗眼内新生血管疾病,是可以从不同层次拮抗VEGF来实现的,具体包括:(1)在VEGF mRNA水平阻断,包括利用反义寡核昔酸和siRNA等;(2)阻断VECF细胞内信号系统:蛋白激酶C(proteinkinaseCPKC)抑制剂和AGE-RAGE信号通路阻滞剂等;(3)阻断VEGF蛋白及受体。
3.1.1.1 Pagatanib Pegaptanib(商品名Macugen),是RNA寡核昔酸,长度为28 bp,由人工合成。它是一种选择性VEGF拮抗剂,它可能特定结合VEGF的165氨基酸的异构体VEGF 165结合并抑制其活性,阻碍VEGF与VEGF的受体结合,从而抑制新生血管的形成。现在的剂型是每6周眼内注射给药一次,Macugen注入眼内后不发生降解,几乎完全被吸收到血液中并保持其活性。它具有极高亲和力,不具有免疫原性[7]。Macugen治疗年龄相关性黄斑变性继发脉络膜新生血管(choroidal noevascularization,CNV)通过了Ⅲ期临床试验。此外,Macugen也被试验性用于糖尿病性视网膜新生血管的治疗,注射用药后视力改善,视网膜厚度减少,仍需光凝治疗者的比例明显减少[8]。Macugen由Eyetech制药公司和辉瑞公司合作开发,2004年12月得到美国FDA批准应用于眼科临床。
3.1.1.2 Ranibizumab Ranibizumab是人单克隆抗体片段,从bevacizumab中分离出来,能结合所有VEGF[9~11],由Genentech公司开发,商品名为Lucentis,2006-06得到美国FDA批准应用于眼科临床。它由人工改良鼠多克隆的抗重组的全长VEGF抗体衍生而来。这种多克隆抗体可与VEGF的所有异构体结合并使其失活,从而抑制新生血管的形成[12]。两项随机对照临床试验结果显示,眼内注射Ranihizumah治疗AMD安全有效。患者每月接受1次眼内注射,共12个月,几乎95%患者的视力得以维持(其中1/3的患者视力改善),对照组分别只有62%(MARINA试验)和64%(ANCHOR试验)[13]。
Ranihizumab不良事件较少,最常见的包括结膜出血、眼痛、飞蚊症、眼内压升高及炎症。严重的副作用罕见,且常与注射操作有关,包括眼内炎、视网膜脱离、视网膜撕裂和外伤性白内障。
3.1.1.3 Bevacizumab Bevacizumah是人单克隆抗体,它的分子结构主要是由人的IgGI框架区和鼠单克隆抗体的抗原结合互补决定区组成,可以同VEGF的所有异构体发生高亲和力结合,间接阻断VEGF和其受体的结合从而发挥作用。被美国FDA批准与5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-Fu)联合治疗转移性结直肠癌。最早应用bevacizumab治疗眼内新生血管性疾病的是Stephan等[6]报道的。Erdurmus等给数例角膜新生血管患者结膜囊下注射Avastin 2.5 mg后进行随访,在裂隙灯或角膜成像系统下观察患者角膜新生血管的形态学改变,结果显示:多数患者用药1周后角膜新生血管急剧减少;少数患者角膜新生细小血管消退,但较粗的新生血管消退不明显,未出现任何炎症反应,在随后的3个月随访中未出现复发者。虽然目前还未被美国FDA批准用于眼科,但是该药在治疗各种新生血管性眼病的研究中都已显示出明显的疗效,已有报道玻璃体内注射用于治疗VEGF介导的疾病中,诸如:年龄相关性黄斑变性[14,15]、视网膜中央静脉阻塞所引起的黄斑水肿[16,17]、增殖性糖尿病性视网膜病[18,19],病理性近视[20]和其他的视网膜病,经过短期的观察都取得了很好的效果,Bakri等[21]报道保存了6 mo的Bevacizumab抗VEGF活性没有显著的下降,这样使其在人群中的普遍应用成为可能,且其价格低廉,有良好的临床应用前景。
治疗优势主要表现在以下几个方面:(1)极高的安全性,无明显全身和眼部副作用;(2)极佳的治疗效果,不仅能使新生血管消退、降低通透性,还能提高视力,尤其可以对玻璃体出血而不愿施行玻璃体切割手术或不能进行光凝治疗的患者进行早期治疗,从而减轻病情促进恢复;(3)能通过玻璃体腔注射,具有治疗剂量少、全身不良反应小的优点。也可以经静脉给药治疗,能避免眼内注射的并发症,体内半衰期较长[22]。
治疗的缺点:存在一定的局限性,如玻璃体腔注射用药:可能引起眼内炎、RD等并发症,体内半衰期较短。而静脉用药可能会发生危及生命的并发症,导致潜在致死性血栓栓塞,延迟手术/创伤的切口/伤口愈合,也可能对正常眼有害,主要是降低VEGF,可能影响脉络膜功能。
3.1.2 VEGF反义寡聚脱氧核普酸(VEGF As PS-ODNs) 反义核苷酸单股DNA片段能与靶基因核酸序列的某一互补基因片段特异结合而改变靶基因mRNA的拼接、稳定和(或)转录来抑制蛋白的表达。VEGF As PS-ODNS在体内和体外均可减少VEGF mRNA的表达及vEGF蛋白的合成,从而减少血管内皮细胞增殖。王惕等[23]报道将其用于缺血性视网膜病变小鼠模型后能有效抑制小鼠缺血性视网膜病变模型新生血管的形成。Bhisitkul等[24]在视网膜静脉阻塞的猴动物模型内玻璃体腔注射反义寡聚脱氧核昔酸后虹膜新生血管显著减少(P=0.006)甚至完全消失(P<0.001)。GREGORYS等[25]应用血管内皮细胞生长因子反义硫代寡聚脱氧核苷酸(antisense Ps-oDNs,)(Vm或M3)干预高浓度氧诱导幼鼠建立的增殖性视网膜病变动物模型,玻璃体腔内注射后新生血管分别减少了25%(P=0.0002)和31%(P=0.0212),该结果表明反义寡聚脱氧核昔酸能明显抑制视网膜新生血管形成。
3.1.3 RNA干扰类药物 RNA干扰(RNAi)也称转录后基因沉默作用,RNA干扰技术能够通过激活内源性机制促使细胞内特定蛋白质的信使RNA(mRNA)前体降解,从而阻断该蛋白质的生物合成。Bevasiranib(Acuitypharmaceuticals)是FDA批准全球第一个进人临床试验的RNAi药物,作用于VEGF的mRNA。目前,FDA已经批准Bevasiranib进入Ⅲ期临床实验。这类药物还有Sirna-027,作用于VEGF受体(VEGFRI)的mRNA,其一期临床试验中期数据显示所有受试者均表现为视力稳定,且由于RNA干扰具有高度特异性、高效性以及作用广泛性的特点,因此RNA干扰类药物可能会成为视网膜新生血管治疗的重要而全新的手段。
3.1.4 CNV抑制因子的应用 目前角膜组织中发现的血管生成抑制因子有内皮抑素(endostatin,ES)、血管抑素(angiostatin,AS)、色素上皮衍生因子(pigment epithelium derived factor,PEDF)等为主要代表,它们在血管新生的各个环节中发挥阻断作用。其具体抑制新生血管产生的作用机制有待阐明。
PEDF是最近发现的迄今为止最为有效的眼内新生血管天然抑制剂,最初由Tombran-Tink等[26]于1989年从胎儿视网膜色素上皮细胞培养液中分离出来。目前认为PEDF具有抑制病理性新生血管产生和神经营养双重生物学功能。
色素上皮衍生因子(PEDF)(AdPEDF,GenVeC)能对抗多种血管源性刺激因子,包括vEGF,FGF,PDGF和IL-8。PEDF是一种天然的抗血管因子,PEDF的抗血管作用已经在许多脉络膜和视网膜新生血管模型中已经证实。在VEGF转基因小鼠视网膜新生血管形成的模型中,PEDF能减少新生血管,预防血管生长[27]。且FEDF对新生血管的抑制呈现了“选择性”,即只抑制新生血管的形成,对发育正常的血管则未产生明显影响。
内皮抑素(Es)具有强大的生物学特性,包括:能够特异性地抑制血管内皮细胞增殖、迁移和凋亡。是近年来一系列体内体外试验提示ES的作用可能在于:(1)参与多种途径介导的内皮细胞凋亡。(2)抑制VEGF的作用,ES可通过阻断VEGF受体KDR/F1K-1酪氨酸的自磷酸化和一些蛋白激酶的激活,阻断VEGF介导的信号传导途径,从而抑制了VEGF介导的血管内皮细胞迁移和血管的形成。(3)内皮抑素还具有抑制内皮细胞迁移的作用。
3.1.5 其他类
3.1.5.1 PKC 412(Novarti,Pharma) 一种口服的小分子酪氨酸激酶抑制剂,通过结合胞内VEGF受体的酶活性结构域,阻止受体磷酸化抑制酪氨酸激酶活性,从而激活一系列胞内信号蛋白(VEGF信号级联反应),PKC 412能同时抑制多种酪氨酸激酶,能抑制VEGF受体1和2,PEDF受体,干细胞因子受体和PKC的各种亚型。最初用于肿瘤,现在也被用于眼科疾病的试验,但全身给药导致的肝毒性较大[28]。
3.1.5.2 Ruboxistaurin(鲁伯斯塔) (Eli Lilly)(RBx,LY333531),一种口服的选择性pKC-B抑制剂。临床研究表明,RBX具有很好的耐受性并且能减低视力丧失的危险性,但是不能够阻止糖尿病视网膜病情进展[29]。
3.1.5.3 基质金属蛋白酶抑制剂 这是一组锌离子依赖性内肽酶家族,他们能够降解ECM的不同的成分。
3.1.5.4 角鲨胺 这是一种由角鲨鱼组织中提取的氨基固醇类药物,在体内和体外都具有很强的抗血管生成效应,可全身使用并直接干扰血管的成倍增长阶段,通过作用于有活性的内皮细胞,角鲨胺能抑制生长因子的信号转导,以及逆转细胞框架的形成,从而使内皮细胞凋亡。
3.1.5.5 奥曲肽 是一种人工合成的生长抑素类药物。对体内几乎所有细胞的内外分泌均有抑制作用,并能抑制某些细胞的增殖,目前临床已用于肢端肥大症及消化疾病的治疗,同时研究发现它有抑制内皮细胞增殖和抑制某些血管因子形成的作用。孟瑞华等[30]高氧诱导RNV的小鼠模型注射奥曲肽20 μg/(kg·d)和50 μg/(kg·d),连续5天,治疗组视网膜超微结构的损害明显减轻证明了奥曲肤能有效抑制RNV的形成,并在一定程度上可预防缺氧造成的视网膜超微结构的损害。
3.1.5.6 中药 研究发现,活血化瘀药物三七和丹参能减少的血管内皮生长因子含量,可通过改善局部缺氧环境或影响各种新生血管生长因子而阻止RNV形成。根素、雷公藤多苷、银杏叶提取物及一些中药合剂对血管新生也有抑制作用[31]。
3.1.6 类固醇药物
3.1.6.1 曲安奈德 曲安奈德(triamcinolone acetonide,TA)是一种人工合成的含氟长效肾上腺糖皮质激素,其作用机制不明。有学者认为TA可能通过抑制能释放促新生血管形成因子的白细胞治疗新生血管,有学者通过玻璃体腔注射TA治疗糖尿病视网膜病变和黄斑囊样水肿的患者并检测玻璃体中VEGF的含量的研究认为,TA可降低玻璃体中VEGF的含量[32]。
3.1.6.2 地塞米松 地塞米松(dexamethasone,DA)是肾上腺糖皮质类激素。研究发现,200~400 mg/L药物浓度逐渐出现细胞增殖率下降,VEGF表达降低趋势[33]。
3.2 手术治疗
3.2.1 小梁切除术 李裕钦等[34]对20例(23眼)新生血管性青光眼,在黏弹剂辅助下行小梁切除术,术后辅以5-氟尿嘧啶及按摩治疗。术后大部分患者前房维持良好。术后20眼视力维持术前,3眼略有提高;眼压降至21 mm Hg(1 kPa=7.5 mm Hg)以下者20眼;虹膜新生血管变细或消失19眼。提示:对新生血管性青光眼在小梁切除术中辅以黏弹剂,术后配合5-氟尿嘧啶及按摩治疗,效果好,并发症少。
3.2.2 冷凝术 在NVG前期,起到及时治疗眼底缺血的作用,可以终止或减少VEGF的释放,部分病人在病因消除后,新生血管逐渐消退而获得较好的疗效。原理是利用冷凝冰晶作用破坏睫状体上皮细胞以及睫状体的血液供应房水分泌减少而降低眼压,并使新生血管闭塞,萎缩。
3.2.3 房水引流物植入术 其原理是将一人工引流装置埋于前房和后巩膜间隙之间,将房水引流到眼球赤道部或以后经筋膜组织中的毛细血管和巩膜表层血管吸收,而降低眼压。
3.2.4 激光光凝术 属于睫状体破坏手术,主要用于晚期的NVG,患者用药物和其他手术治疗失败,此时治疗目的是缓解症状,保留眼球或尽力挽救仅存的视力。对新生血管性青光眼患者中,房角未完全被纤维血管膜覆盖者提倡用氩激光全视网膜光凝术。但对于治疗前360°房角已完全关闭的重病人,光凝术无效。
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