抗视网膜脉络膜新生血管性疾病治疗药物靶点的研究进展

刘 辰，方思尹，顾 操，吴晋晖

(1.海军军医大学第一附属医院 眼科， 上海 200433；2.海军军医大学第三附属医院 眼科，上海 200438)

病理性眼部血管生成，也称为眼部新生血管，是导致不可逆转视力丧失的关键原因。眼部新生血管可发生在视网膜、脉络膜和角膜等[1]。视网膜和脉络膜新生血管(choroidal neovascularization，CNV)可导致血管渗漏、出血、纤维化和牵引性视网膜脱离等，最后严重损害视功能。新生血管与糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)和新生血管性年龄相关性黄斑变性(neovascular age-related macular degeneration，nAMD)关系紧密。

DR是糖尿病最常见的并发症之一，是导致成年人视力损害的主要原因；nAMD是AMD的晚期表现，以黄斑部新生血管形成为特征，如果不及时治疗，会迅速发展为严重和永久性视力障碍[2-3]。今天，治疗nAMD和DR的手段已经从激光光凝治疗转移到药物治疗，尤其是抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor， VEGF)治疗已经成为主流。虽然临床上使用抗VEGF治疗此类疾病取得了巨大的成功，但也存在许多不足之处，如某些患者无反应、耐药性和需要重复注射等。一个潜在的原因可能是血管内皮生长因子家族的其他成员的存在。所以仍需要探究新的治疗靶点，以期能够获得更好的疗效，更长的作用时间，或能同时改善长期不良结果，如萎缩和瘢痕等[4]。

1 血管紧张素是调节血管生成的重要因子

血管紧张素1(angiotensin，Ang1)在健康血管系统中广泛分布，是受体酪氨酸激酶Tie2的配体，后者主要存在于血管内皮细胞上。Ang1是一种Tie2受体激动剂，而Ang2是一种背景拮抗剂。尽管VEGF途径促进血管生成的启动，但Tie2信号通路在维持血管健康、促进内皮细胞存活、成熟和稳定方面更为活跃。Ang1激活Tie2信号通过抑制内皮细胞凋亡、抗炎性反应、防止血浆渗漏来发挥血管保护作用，以及通过促进血管内皮细胞迁移和重塑来促进血管的成熟和稳定。Ang2与Ang1竞争结合Tie2受体，从而抑制Tie2通路，导致内皮细胞连接不完整、血管稳定性变差、破坏血-视网膜屏障、促进渗漏[5]。在视网膜发育和缺血模型中，Ang-2和VEGF-A的共同表达，加速新生血管形成。Faricimab是一种双特异性抗体，设计用于同时中和VEGF-A和Ang-2。两个二期临床试验表明，Faricimab治疗nAMD患者是安全有效的，同时抑制VEGF和Ang-2可能是一种有效的抗眼底新生血管治疗策略[6]。

2 血小板衍生生长因子在血管生成中起重要作用

血管生成与血管周细胞和平滑肌细胞的募集以及随后细胞外基质的产生有关。血小板衍生生长因子(platelet derived growth factor，PDGF)介导周细胞的募集、成熟和存活。PDGF家族中的PDGF-B是眼组织中主要的亚型，与酪氨酸激酶受体PDGFR结合，通过PI3K和MAPK激活下游通路。在VEGF促进新生血管形成后，会出现一个窗口期。如果VEGF水平下降，内皮细胞会发生凋亡。如果VEGF浓度保持在较高水平，PDGF会募集血管壁上的细胞(尤其是周细胞)，进而诱导血管二次成熟。周细胞将沿着PDGF梯度向新生血管迁移，增殖，并与内皮管结合，通过物理接触，VEGF和Ang1/Tie2系统实现血管稳定。在视网膜下新生血管小鼠模型和nAMD患者的早期临床试验中，联合抑制VEGF和PDGF-B比单独抑制VEGF提供了更好的结果[7]。PDGF-C和PDGF-D是近些年发现的相对较新的PDGF家族成员，并且在视网膜和视网膜色素上皮(RPE)细胞中大量表达。PDGF-C通过影响多个细胞和分子靶点以及调节GSK3β的磷酸化在新生血管形成中起重要作用。PDGF-D在病理性血管生成中上调，且可通过抑制PDGF-D进而抑制视网膜新生血管和CNV形成[8-9]。这些结论均可表明PDGF-C和PDGF-D可能成为未来眼底新生血管治疗的靶分子。

3 低氧诱导因子介导新生血管形成

在大多数情况下，组织通过低氧诱导因子(hypoxia inducible factor，HIF)家族(主要是HIF-1和HIF-2)的诱导来协调新生血管的形成。HIF-1是一种转录因子，在低氧水平下稳定后，转录激活一个低氧反应元件(HRE)，进而编码上调一系列促血管生成因子如VEGF、PDGF、PlGF、基质衍生生长因子-1及其受体，且在低氧诱导视网膜病变的小鼠模型中，HIF-1抑制剂可抑制新生血管形成[10]。在低氧条件下，VEGFR-2也通过HIF-1α依赖机制上调，从而促进视网膜细胞诱导的新生血管化。HIF-1α和VEGF在DR新生血管化过程中起重要作用，并且其表达与DR的严重程度呈正相关。一些药物如地高辛通过阻止HIF-1α在低氧细胞中的积累而降低HIF-1水平；蒽环类药物通过抑制HIF-1与DNA的结合而发挥作用，它们都降低了缺血视网膜中HIF-1靶基因的转录，并强烈抑制视网膜新生血管和CNV，进一步证明HIF-1是治疗眼底新生血管疾病的重要靶点[11]。

4 色素上皮衍生因子是重要的新生血管抑制因子

色素上皮衍生因子(pigment epithelium derived factor ，PEDF)属于丝氨酸蛋白激酶抑制剂，由视网膜色素上皮细胞、睫状体上皮细胞和Muller细胞分泌，广泛分布于眼部。是目前已知的最重要的新生血管抑制因子之一。注射PEDF减轻了低氧诱导小鼠的缺血性视网膜病变程度，并且在激光诱导的猪模型中，抑制了CNV的形成[12]。PEDF作为血管生成抑制剂，平衡促血管生成分子，在DR患者中，PEDF和VEGF水平呈负相关。PEDF可能激活MAPK介导的HIF-1途径实现下调VEGF的水平。通过与促血管生成的VEGFR-2竞争性结合，阻止受体活化和抑制VEGFR-1的磷酸化，并诱导VEGFR-1断裂。PEDF还可能通过涉及Fas、PPARγ、ERK和Wnt信号的分子途径诱导VEGF刺激的细胞凋亡，并阻断p38、MAP激酶和ERK的磷酸化/活化来抑制VEGF导致的血管通透性增加。结膜下或玻璃体内注射全长可溶性PEDF蛋白对激光诱导CNV、DR和低氧诱导视网膜病变的新生血管病动物模型具有治疗作用，但全长可溶性PEDF有半衰期短、体积大，需要反复注射等缺点，目前已开发出多种与PEDF具有相同生物活性的PEDF衍生肽[13]。以PDEF为靶点未来一定会有更多新的研究。

5 胎盘生长因子参与调节血管生成

胎盘生长因子(placenta growth factor ，PIGF)是VEGF家族的另一个成员，也能导致眼部新生血管形成，增加血管通透性。在DR和nAMD患者的房水、玻璃体和视网膜中发现了高水平的PlGF[14]。减少PIGF可以显著阻止小鼠视网膜血管新生和保护缺血缺氧的视网膜。PlGF的主要功能之一是调节血管生长和成熟，因此，这种细胞因子有与VEGF-A类似的促血管生成活性。PlGF招募髓系祖细胞促进出芽和侧枝血管生长；还能吸引巨噬细胞，释放血管生成和淋巴管生成因子。PlGF可结合VEGFR-1导致MAPK和ERK1/2的磷酸化和活化，进而促血管生成。还可通过调控VEGFR-1和VEGFR-2间接地放大VEGF-A血管生成效应。这一效应可能通过Akt信号传导[15]。此外，PlGF还可上调VEGF-A、FGF-2、PDGF-B等血管生成因子的表达。PIGF的机理及眼科应用有待进一步研究。

6 成纤维细胞生长因子参与多种疾病的血管生成

成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor，FGF)参与了多种疾病的血管生成和纤维化的病理生理过程。FGF和VEGF都是HIF-1的靶基因，FGF在眼部疾病中的促血管生成作用已被广泛接受。特别是FGF-2，通过作用于内皮细胞影响体内许多组织的血管生成。FGF2可能通过STAT3信号通路调节脉络膜内皮细胞的发芽，并在CNV形成中起着重要作用[16]。FGF-2通过内皮细胞FGFR1和周细胞FGFR2在血管生成和血管重构中发挥双重作用。FGF-2还与VEGF/VEGFR2信号通路产生协同作用，以确保内皮细胞增殖和发芽过程同时发生。FGF2在内皮细胞中诱导PDGF-B和PDGF-D的表达，PDGF-B和PDGF-D是周细胞和血管平滑肌细胞的有效增殖和趋化因子，进而刺激血管生成[17]。已有研究利用联合抗FGF2来治疗眼底新生血管性疾病。

7 其他未来可能的治疗眼底新生血管靶点

7.1 霉帕霉素影响血管新生

雷帕霉素(mTOR)的靶点是一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在细胞增殖、代谢和自噬中起着重要作用。mTOR可以形成两种不同的功能复合物，mTOR复合物1(mTORC1)和mTORC2，玻璃体内注射mTORC1和mTORC2抑制剂可显著抑制激光诱导的CNV[18]。mTOR可以通过激活HIF-1α，随后诱导VEGF-A的转录，从而激活VEGFR-1和VEGFR-2以增加血管通透性并且促进血管的内皮细胞发芽。同时mTOR抑制剂不仅通过阻断HIF-1α，进而抑制VEGF的上游调节因子，还能抑制内皮细胞对VEGF的反应，并减少VEGF介导的内皮细胞增殖和迁移。研究发现mTOR还可调节巨噬细胞极化，影响血管生成因子和炎性因子的表达，共同参与CNV的形成[19]。因此，mTOR抑制剂可作为眼底新生血管的潜在治疗方法。

7.2 1-磷酸鞘氨醇促进血管新生

近年来研究发现1-磷酸鞘氨醇(sphingosine-1 phosphate，S1P)在nAMD病理生理过程中起重要作用，并且发现存在于drusen沉积物中。在激光诱导CNV的小鼠模型中，S1P单克隆抗体治疗有效地抑制了CNV的形成。S1P2拮抗剂可显著减轻白蛋白结合S1P引起的IL-8、CCL2和VEGF的表达增加。抑制S1P2和S1P3可显著降低HIF-1α的表达。S1P显著促进血管生成、炎性反应和破坏屏障完整，暗示SIP的调控是眼底新生血管治疗的新方向[20]。

7.3 微管在新生血管中扮演重要角色

微管(microtubule)是细胞骨架的重要组成部分。在细胞分裂、维持细胞形状和极性等许多基本过程中起着重要作用。许多微管抑制剂通过与微管蛋白亚基结合，从而破坏微管功能，进而诱导有丝分裂停止和随后的细胞凋亡，且已获得巨大成功[21]。如已经进入临床实验的秋水仙碱化合物磷酸 CA-4 (combretastatin A4)是一种经典的微管抑制剂，它与微管蛋白的秋水仙碱位点结合，通过与内皮细胞微管蛋白结合而减少实体瘤的血液供应，抑制血管生成，最终导致广泛的肿瘤细胞坏死。以上提示用微管抑制剂来治疗眼底新生血管，可能是未来的发展方向。

8 问题与展望

抗VEGF治疗的发展使视网膜脉络膜新生血管性疾病的治疗发生了革命性的变化，但仍存在，如需频繁重复注射，对已存在的病理性血管效果差，部分患者效果不明显等局限。许多新药正在开发中以期获得更好的疗效。如正在研制中的药物旨在调节Tie-2受体、Ang-2和PDGF等协同靶点，有望优于抗VEGF单一疗法；其他如利用缓释疗法、纳米技术和更小的分子质量来延长抗VEGF作用的持续时间，以尽量减少频繁注射的需要；基因治疗有可能通过视网膜自身的细胞器持续产生抗VEGF作用，如基于CRISPR/Cas的基因组编辑可能是眼底新生血管的临床应用热点等。未来，主要通过开发针对新的抗血管生成靶点的药物，如针对多靶点的混合制剂或开发新的药物递送机制来增加疗效，提高患者依赖性，减轻治疗负担，并使患者获得更好的视觉质量。