脉络膜新生血管的靶分子治疗:脉络膜新生血管

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  艾 静 刘 瑶 朱茂丽   [关键词]脉络膜新生血管;治疗;靶分子      脉络膜新生血管(choroidal neovascularization,cNv)是一种重要的眼内新生血管性疾病,其具体的病因及发生机制尚不十分明确,病理改变包括血管舒张,通透性增加,细胞外基质(extracellular matrix,ECM)降解,血管内皮细胞(vascular endothelial cells,VEC)活化、移行、增生、出芽生长并形成管腔,最后新生血管成熟、重塑,构成血管网。这一过程受多种生长因子、ECM及细胞成分的网络调节。对于CNV目前尚无有效的治疗药物,激光光凝、激光光动力学疗法(PDT)、经瞳也孔激光温热疗法(TTT)和手术切除等的治疗效果亦尚在观察探讨之中。针对某些分子来抑制或逆转CNV的形成已成为近年来研究的重点,作者就有关靶分子治疗CNV这一独特方法的研究现状作一综述。
  
  1 作用于血管生成因子,阻断其作用
  
  生理状况下血管生成促进因子和血管生成抑制因子之间维持平衡,CNV形成归因于此平衡的破坏。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种对VEC具有高特异性的血管生成因子,为一种糖蛋白。它通过结合VEC高特异性酪氨酸激酶受体,包括fms样酪氨酸激酶受体(Fh-1)和胎肝激酶-l受体(Flk-1)/激酶插入结构域受体(KDR),使磷脂酶Cγ等蛋白磷酸化,形成甘油二酯(DAG),活化蛋白激酶C(protein kinase C,PKC),从而诱导VEC生长,增加血管通透性。VEGF亦可诱导纤溶酶原激活物(plaminogen activator,PA)以及基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMPs),共同促进局部的细胞基质降解,为VEC迁移提供条件。VEGF在CNV的形成中发挥重要作用,因此,也成为抗CNV研究中的主要靶分子。
  
  1.1 抗VEGF抗体
  人类重组抗血管内皮生长因子单克隆抗体抗原结合片断(rhuFabVEGF)是一种抗VEGF抗体,可与VEGF的4种同分异构体相结合,活性范围广泛。Krzystolik等用猕猴的CNV模型,玻璃体腔内注射rhuFabVEGF,结果显示玻璃体内注射rhuFabVEGF可防止临床上典型CNV的产生,并减少已形成的CNV的渗漏,且无明显的毒性作用。目前已被应用于湿性年龄相关性黄斑变性(AMD)的治疗。
  
  1.2 抗VEGF适体
  适体(aptamer)是一种寡核苷酸配基,可以与特异的靶蛋白结合。Eyetech研究小组生产的EYE001就是一种抗VEGF适体,它是一种合成的、稳定的、小RNA复合体,对人VEGF具有专一的高亲和性。这种适体注入眼内后似乎不被降解,而是被完全吸收到血液中.并保持其活性。Guyer和Eyetech研究小组将EYE001注入玻璃体内治疗新生血管性AMD,这是该化合物第1次应用于Ⅱ期临床试验,取得了一定的疗效。哌加他尼钠(Macugen)也是一种抗VEGF适体,在AMD患者的CNV治疗中证明有效。
  
  1.3 可溶性fms样酪氨酸激酶一1(soluble fms-like tyro-sine kinase-1,sFh-1)
  sFh-1是存在于胎盘中的一种天然的抗新生血管和抗渗漏分子,是VEGF的一种可溶性受体,它与VEGF结合后可以阻断其信号传导通路。在ROP鼠模型内,玻璃体内注入腺病毒编码的sFlt-1可减少97.5%视网膜新生血管的形成。
  
  2 作用于可降解ECM的酶类,抑制ECM的降解
  
  ECM是由一系列生物大分子组成的动态网络结构,在组织中起连接、支持、填充和维持多细胞生物结构完整性的作用。不仅如此,ECM中很多成分还是细胞黏附分子的重要配体,ECM与其受体结合后,能启动细胞的信号转导,调节基因表达及影响细胞的骨架结构,在细胞生长、分化、黏附和迁移中发挥重要作用,它也参与CNV形成的病理过程。
  
  2.1 作用于MMPS
  MMPs是一类以Zn2+为辅助因子的蛋白酶,包括胶原酶、基质溶解素、明胶酶等,其主要作用是降解胶原等ECM。MMPS-基质金属蛋白酶组织抑制剂(tissueinhibitor of metalloproteinase,TIMPS)失衡会引起Bruch’s膜增厚,视网膜供血减少、缺血缺氧,从而刺激脉络膜产生血管生长因子和表达MMP-2、MMP-9,导致血管生成。N苯甲酰苯基异羟肪酸(BPHA,N-Biphenyl sulfo-nyl-phenylalanine hydroxamic acid)是一种合成的、对MMP-2、MMP-9、MMP-14有选择性抑制作用的TIMPS,给予BPHA可以减少激光诱导的CNV的形成。AG3340也是一种TIMPS,可与光动力学疗法联合治疗CNV。
  
  2.2 作用于丝氨酸蛋白酶
  该家族酶中最重要的是具有广泛底物特异性的纤溶酶,该酶不仅能分解纤维蛋白,还能分解纤连蛋白、层粘连蛋白等ECM,共同促进局部ECM的降解,为EC迁移提供条件,从而促进新生血管的形成。PA有2种,即尿激酶型(urokinase-type plasmmogen activator,u-PA)和组织型纤溶酶原激活物(tissue-type plamin-ogen activator,t-PA),它们都能将纤溶酶原转为活性的纤溶酶。PAI-1即为一种有效的PA抑制剂,可以抑制病理性视网膜新生血管的形成。
  
  3 作用于VEC,抑制VEC的增殖和迁移
  
  3.1 作用于VEC特异性酪氨酸激酶受体
  与新生血管形成相关的细胞生长因子有多种,包括VEGF、血管生成素(angiopoitin,Ang)及成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,EGF)等,均能在体外调节EC反应,但只有VEGF和Ang几乎完全特异作用于VEC,它们在VEC上分别有相应受体。
  3.1.1 作用于VEGF受体VEGF在VEC上的受体有两种,分别为VEGFR-1/Fh-1和VEGFR-2/KDR/Flk-1。KDR介导的VEGF作用于靶细胞所产生的信号传导与CNV的形成密切相关,KDR抑制剂可有效减少CNV的形成,其主要是通过阻止VEGF酪氨酸激酶信号传导通路来阻断新生血管的发生。Fh-1虽能结合VEGF,但不参与血管形成的信号传导,故可以竞争性地抑制KDR的生物效应。
  3.1.2 作用于Ang受体Ang是一种糖蛋白,由VEC和内皮前体细胞产生。Ang有两个亚型,即Ang-1和 Ang-2。Ang-1有促进血管生成作用,Ang-2具有抑制血管生成的作用。Ang-1的受体是Tie-2,Ang-1是通过酪氨酸磷酸化而激活Tie-2的;而Ang-2是Ang-1的竞争性抑制物,因为Tie-2是Ang-1与Ang-2的共同配体。Ang-1与Tie-2结合后趋化局部间质细胞,诱导间质细胞分化为血管周细胞和平滑肌细胞,刺激基质沉积而形成血管。Extek是Tie-2的可溶性抑制剂,包含Tie-2的全部胞外区域。荧光免疫组织化学染色显示,在小鼠视网膜CNV周边部及基底部有Tie-2显著表达。激光诱导大鼠或小鼠产生CNV,Extek治疗组CNV的面积减少45%。
  
  3.2 作用于整合素
  整合素家族是一类黏附分子,表达于EC,是由α和β亚基以非共价键结合形成的异二聚体,整合素与配体结合引发的信号通路可使细胞骨架蛋白发生重排,导致细胞形态改变并调节细胞增生、分化、凋亡以及细胞因子生成等。许多细胞因子、生长因子是通过启动一系列细胞信号转导通路,提高整合素与配体结合的亲和力而促进血管生成。研究表明,CNV的VEC中大部分有整合素αvβ3表达。精氨酸甘氨酸一天冬氨酸环肽(cyclic RGD peptide)是整合素αv的抑制剂。在激光诱导的CNV大鼠玻璃体内注射RGD环肽后,经荧光造影显示CNV发展明显受到抑制,表现为CNV渗漏减轻,膜厚度变薄。
  
  3.3 作用于NO合酶
  一氧化氮(Nitricoxide,NO)是一种具有多种重要功能的亲脂性小分子物质,在体内受NO合酶(NO syn-thase,NOS)催化,由L一精氨酸(L-arginine,L-Arg)的胍基氮原子与氧原子结合生成。体内多种细胞如EC、巨噬细胞、神经细胞等均可合成NO。NO可以引起血管扩张及通透性增加,在CNV生成过程中具有重要作用。EC的NOS主要表达于VEC中,NOS缺失的小鼠,CNV的生成会受到明显抑制。N-甲基-L-精氨酸(L-NMMA)是NOS的抑制剂,口服L-NMMA可以抑制激光诱导的小鼠CNV的生成。
  
  3.4 作用于CDl05
  转化生长因子(transforming growth factor-β,TGF-β)是一种多功能性的细胞因子,它不仅能促进绝大多数基质分子的合成,同时还能通过抑制蛋白酶的分泌和诱导蛋白酶抑制物阻断基质的降解,促进细胞与基质的黏附和基质的沉积。组织损伤时释放的TGF-β能强烈刺激ECM的沉积,促进组织纤维化。CDl05是VEC上(主要是处于活跃增生状态的VEC)TGF-β的一种受体蛋白,在各种新生血管中表达尤为丰富,是新生血管的标志,因此也成为CNV治疗的靶分子。据此原理,Kimura等设计了一种免疫耦联,将抗CDl05单克隆抗体(monoclonal antibody,Mo-Ab)与结合丝裂霉C(MMC)的右旋糖酐相耦联,用于CNV的治疗。
  
  3.5 作用于组织因子
  组织因子(tissue factor,TF)是细胞膜上一种含糖的脂蛋白,广泛存在于各部位组织细胞,以脑、肺、胎盘等组织最丰富,当血管损伤后它能与血液接触引起凝血反应。VEC正常时不表达TF,一旦受刺激可大量表达膜上TF,就如正常眼的血管中不表达TF,仅在CNV的内皮细胞表达,这给靶向治疗CNV提供可能性。Icon是由Ⅶ因子(FactorⅦ,FVII)/TF天然配体及IgG1的Fc段连接而成。Icon作为TF抗体,与TF结合形成复合物后可激活自然杀伤细胞(NTL)介导的细胞溶解免疫反应及补体反应。尽管TF在其他组织及器官也有表达,但由于血一视网膜屏障的作用,使得眼局部注射Icon不会对其他部位造成损伤。实验表明,Icon可显著降低激光诱导的CNV的发生率。
  
  3.6 作用于过氧化酶体增生物激活受体(peroxisomeproliferator activated receptor,PPAR-γ)
  PPAR-T是一种激素核内受体,它有两个配体,即troglitazone(TRO)及rosiglitazone(RSG)。PPAR-~与配体结合后可抑制生长因子诱导的内皮细胞增生、移行,减少VEGF受体的表达;上调PAI-l表达,抑制内皮细胞分泌内皮素-1(endothelin-1),进而抑制内皮细胞管腔形成。研究表明,在体外,PPAR-γ配体可显著抑制VEGF诱导的脉络膜血管内皮细胞的(choroidalendothelial cells,CEC)增生、移行及管腔形成,并呈剂量依赖性。玻璃体内注射TRO可显著抑制大鼠CNV的形成,表现为荧光渗漏减弱、新生血管区变薄。
  总之,靶分子治疗作为一种新颖的治疗手段,迄今为止已被广泛应用于CNV的相关动物实验及临床研究中,并取得一定的成果,逐步受到国际医学界的重视。然而,离临床应用还有很大的距离,需要更广泛的临床试验来验证。

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