視網膜靜脈阻塞繼發黃斑水腫發病機制及黃斑水腫影響視功能的研究進展

雍紅芳，戚 卉，吳瑛潔，吳倩倩，左 玲

0引言

視網膜靜脈阻塞(retinal vein occlusion，RVO)是僅次于糖尿病性視網膜病變(DR)導致視力喪失的第二大常見的視網膜血管疾病，總體患病率約為0.52%[1]。RVO按阻塞發生的部位可分為視網膜中央靜脈阻塞(central retinal vein occlusion，CRVO)、半側視網膜靜脈阻塞(hemi-retinal vein occlusion，HRVO)和視網膜分支靜脈阻塞(branch retinal vein occlusion，BRVO)。黃斑水腫(macular edema，ME)是導致RVO患者視力受損的重要原因, 長期存在的ME可導致視網膜結構永久性的損傷，造成中心視力的不斷下降，最終導致失明[2]。但是RVO繼發ME的發病機制目前仍未充分闡明，近年來，隨著基礎醫學的發展，對RVO繼發ME發病機制有了更進一步的認識。本文就RVO繼發ME的發病機制以及ME影響視功能的機制進行綜述。

1 RVO繼發ME的發病機制

ME為黃斑區液體體積的異常增加。在生理條件下，液體進入和流出視網膜受到嚴格調節，使視網膜保持透明和相對脫水的狀態。RVO是由于視網膜循環障礙，靜脈迂曲擴張，沿靜脈分布區域缺血、缺氧，造成視網膜組織和結構的損傷，使液體進入和流出之間的平衡被打亂，進而引起ME，其過程伴隨多種復雜的細胞和細胞因子參與。

1.1進入視網膜的液體增加

1.1.1血-視網膜屏障的破壞血-視網膜屏障(blood-retina barrier，BRB)包括內屏障(inner blood-retina barrier，iBRB)和外屏障(outer blood-retina barrier，oBRB)，在控制液體和分子進入視網膜、維持視網膜內環境穩定方面起著非常重要的作用[3]。iBRB主要由視網膜毛細血管內皮細胞和細胞間的緊密連接構成，星形膠質細胞、Müller細胞和周細胞也參與iBRB的構成，iBRB動態調節液體進入視網膜，在控制液體進入視網膜中起主要作用[4-6]。oBRB由視網膜色素上皮細胞(retina pigment epithelium，RPE)及其細胞間的緊密連接構成，調節視網膜神經感覺層和脈絡膜毛細血管網之間營養物質和離子的轉運，而緊密連接作為oBRB的一個重要結構，選擇性地阻滯物質在細胞間隙的轉運，防止脈絡膜血管叢中的大分子物質進入到視網膜[7-9]。RVO的發生是由于各種因素造成視網膜靜脈血管發生阻塞，使得毛細血管靜水壓升高以及毛細血管無灌注和組織缺血，引起毛細血管內皮細胞受損，內皮細胞之間緊密連接的功能和結構完整性的喪失，破壞了iBRB，導致毛細血管的通透性增加，使液體滲漏到血管外積聚在黃斑區，而造成ME形成[4,6,10]。RVO導致視網膜循環障礙，視網膜缺血、缺氧使RPE細胞結構和功能損害以及RPE細胞連接復合物的改變，造成oBRB損傷，引起視網膜內和視網膜下液體積聚，從而形成ME[10-11]。

1.1.2小膠質細胞的激活小膠質細胞是視網膜固有的巨噬細胞，靜息狀態下的小膠質細胞呈分支狀，分布于視網膜的內層，起免疫監控的作用，監視視網膜微環境的變化，RVO導致視網膜組織損傷、缺血缺氧，造成局部微環境改變，激活小膠質細胞，活化后的小膠質細胞轉變為阿米巴狀，移行至病灶區，增殖、釋放炎性介質，引發炎癥級聯反應，導致血管通透性增加，BRB破壞，引起ME[12-14]。

1.1.3視網膜新生血管的生成視網膜新生血管(retinal neovascularization，RNV)是RVO的病理改變之一，是機體對缺血缺氧做出的一種適應性代償反應[15]。RVO導致視網膜組織的缺血、缺氧以及血流對血管壁切應力的改變，引發炎性細胞在血管壁周圍聚集，基底膜降解，內皮細胞激活、增殖、遷移，導致血管出芽并最終形成新生血管網。該過程受多種因子相互作用和調控，主要是促血管生成因子與抗血管生成因子之間的平衡被打破，而血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)被認為是起關鍵作用的促血管生成因子，可以特異性地作用于血管內皮細胞，破壞原有內皮細胞之間的連接，并且激活血管內皮細胞，促使血管內皮細胞的有絲分裂、移行和重建，誘導RNV生成[16-17]。RNV的生成會導致BRB破壞，并且RNV本身結構和功能異常，血管壁通透性高，極易有滲出、出血等一系列病變，進而引起ME[2,18]。

1.1.4細胞因子的釋放在RVO發生時，視網膜靜脈血液回流受阻，血管內壓力升高，靜脈受阻使毛細血管無灌注和組織缺血、缺氧，致使一些細胞因子釋放，這些細胞因子參與ME的形成。RVO繼發ME患者玻璃體腔內、房水中的VEGF濃度較正常人高，且VEGF已被證實與RVO繼發ME的發生、發展有密切關系[19]。VEGF參與RVO繼發ME形成的機制主要包括以下幾個方面：(1)由于視網膜灌注不足，視網膜氧分壓降低，可激活缺氧誘導因子-1(hypoxia-inducible factor-1，HIF-1)，誘導VEGF的過度表達，從而激活血管內皮細胞，使血管擴張，導致血管通透性的增加以及iBRB的破壞[17,20-21]。(2)VEGF可以促進新生血管的形成，不僅引起iBRB破壞，而且新生血管本身可以使液體的滲漏增加。(3)當機體處于缺氧狀態時，RPE細胞大量分泌VEGF，VEGF通過減少occludin緊密連接蛋白的表達，從而造成了oBRB的破壞[22]。(4)VEGF還可以誘導一系列炎癥因子表達，這可能進一步加重RVO-ME患者的炎癥反應，使血管的滲漏增加[21]。血小板源性生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)是儲存于血小板α顆粒中的一種堿性蛋白質，當血液凝固時由崩解的血小板釋放出來并激活，并且受損的內皮細胞也可釋放PDGF，它能促進新生血管的形成，有研究發現RVO患者房水中的PDGF-AA水平高于對照組，并且CRVO患者房水中PDGF-AA水平顯著增加，認為PDGF-AA的水平與RVO患者視網膜缺血和ME的嚴重程度是相關的[23]。堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor，b-FGF)是強有力的促血管生成劑，除了參與新生血管的生成外，也有研究發現它是白細胞募集的正調節因子，可增加血管通透性，在RVO繼發ME患者的房水中，b-FGF的濃度升高[24-25]。轉化生長因子-β(transforming growth factor，TGF-β)參與新生血管的形成，其也可增加RPE的通透性，降低纖維連接蛋白的水平，造成BRB的破壞，促進ME形成[25-26]。

在RVO繼發ME中炎癥過程是至關重要的，有研究者認為炎癥過程可能是因為阻塞靜脈的內皮細胞誘發視網膜微血管系統的慢性炎癥、增加炎性介質的釋放[27]，還有研究者認為炎癥反應與動脈粥樣硬化和凝血過程有關[28]，并且有許多研究結果顯示RVO繼發ME患者房水和玻璃體中的一些炎癥因子水平升高[20,23,25,29]。腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)能夠增加視網膜血管的通透性，促進VEGF的表達，導致眼內新生血管的形成，可以誘導內皮細胞死亡，破壞iBRB，還可以增加RPE通透性，有研究發現TNF-α與RVO中視網膜缺血發展相關，但是否與ME的復發有關仍有爭議[23,30]。白介素-6(interlukin-6，IL-6)是一種重要的促炎癥細胞因子，能夠使內皮細胞的形態發生改變，提高血管的通透性，其可以直接或間接誘導各種其他炎癥細胞因子的產生，通過誘導VEGF的表達來增加血管通透性和促進新生血管的生成，以利于形成ME[1, 31]。白介素-8(interlukin-8，IL-8)通過使內皮細胞間的緊密連接發生變化而損傷iBRB，增加血管通透性，促進ME[27,32]。單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)可誘導活化單核細胞，趨化各種炎性因子和免疫反應相關因子，參與ME形成的過程，有研究發現內皮細胞的緊密連接受MCP-1的調節，缺血缺氧損傷內皮細胞緊密連接蛋白，造成iBRB的破壞，進而產生ME[33]。

1.2轉出視網膜的液體減少

1.2.1 Müller細胞功能障礙Müller細胞是貫穿于全層視網膜的大神經膠質細胞，是視網膜的結構骨架，其突起包繞在視網膜毛細血管周圍，構成神經元和毛細血管之間的功能性聯系，將血液中的營養物質傳遞到神經元，并將代謝廢物排出，維持細胞外微環境的穩定[34]。Müller細胞是介導視網膜水轉運的主要細胞，其對水的跨膜轉運主要依賴于細胞膜內的水通道蛋白(aquaporins，AQPs)，在Müller細胞中主要表達AQP4[35]。Müller細胞中的水轉運多與鉀離子轉運密切相關，其細胞膜表達多種鉀離子通道蛋白，其中與水轉運有關的主要是鉀通道中的Kir2.1和Kir4.1[36]。在正常條件下，視網膜下空間及視網膜組織間積聚的液體主要通過Müller細胞表達的AQP4和RPE細胞表達的AQP1共同進行轉運，水通道蛋白對水的跨膜轉運與鉀通道偶聯，在Müller細胞中，Kir4.1鉀通道與AQP4共定位，神經元興奮后將代謝產生的水和鉀離子釋放至組織間隙，導致組織間隙的滲透壓升高，在滲透壓的驅動下Kir4.1鉀通道將鉀離子釋放至視網膜毛細血管和玻璃體，并且通過 AQP4同時將水也轉運至視網膜毛細血管，保證視網膜組織間液體的排出，Kir2.1為僅向內介導鉀電流通道，隨著鉀離子向細胞內攝入的同時水也向細胞內流動[35-37]。視網膜缺血、缺氧會造成Müller細胞的功能障礙，導致視網膜對水的清除受損，引起細胞腫脹和組織間液體積聚，發生ME。

1.2.2 RPE細胞的損害RPE是位于視網膜神經上皮層和脈絡膜之間的單層上皮組織，RPE細胞除了參與oBRB的構成外，在調節視網膜下間隙的液體量和感光細胞之間的離子環境中起著重要的作用，其表達的AQP1將視網膜的代謝產物及多余水分等從視網膜下腔中運送到脈絡膜血管，對調節視網膜水、電解質的轉運平衡以及正常視覺功能的維持中起著非常重要的作用[38-39]。視網膜缺血缺氧會導致RPE功能障礙，使AQP1對水的轉運障礙，進而引起視網膜組織間和視網膜下液體的積聚，造成ME形成[40]。

2 RVO繼發ME影響視功能的機制

2.1信號的接受障礙光感受器主要的作用就是將光信號轉換為電信號，即光刺激感光細胞使膜電位超極化，經化學突觸將信號傳遞到雙極細胞，雙極細胞進而將信號處理后經化學突觸傳遞到神經節細胞，神經節細胞將視覺信息編碼為神經沖動傳輸到視覺中樞，光感受器細胞作為視覺中樞的始發站，如果出現損傷，將會影響整個視覺信息的傳導。RVO患者常伴有視網膜淺層火焰狀出血，其伴發的ME可導致視網膜多層結構損害，以及BRB的破壞，可使血液成分、脂蛋白等物質滲出，隨著滲出的進展，液體積聚在視網膜下，引起漿液性的視網膜脫離，造成外界膜(ELM)和光感受器內外節段的損傷，從而影響視力[41-42]。由于血凝塊的收縮牽拉，血細胞釋放的鐵離子的毒性作用以及含有高濃度脂蛋白的視網膜下液，多方面的原因可能造成光感受器的損傷、感光細胞的凋亡，導致視力不可逆的損傷[43-44]。運用光學相干斷層掃描(OCT)發現RVO繼發ME的患者黃斑區視網膜光感受器的形態發生了改變，主要表現為外核層(ONL)、ELM、橢圓體帶(EZ)、嵌合體帶(IZ)的結構完整性破壞，其與ME消退后視力的預后密切相關[45]。有研究發現RVO合并ME患者初診時的視力和ELM、EZ的完整性是影響預后視力的關鍵因素，初診時視力受損的程度與光感受器破壞的嚴重程度是相關的，初診時視力越差，光感受器的損害越重，抗VEGF治療后，預后視力越不好，而OCT圖像中ELM或EZ的完整性決定了黃斑中心凹保存的光感受器層可以預測最終的最佳矯正視力(BCVA)[46-47]。

2.2信號的傳導受損

2.2.1視網膜內層神經元的損傷視網膜由多層神經元細胞組成，屬于高耗氧組織，對缺血缺氧非常敏感，RVO由于視網膜血液循環障礙，可造成神經元不同程度的結構和功能損害。除了缺血引起視網膜內層神經元的損傷外，長期存在的ME也可導致視網膜內層神經元不可逆損傷，即使在ME消退后仍然存在[48-49]。長期嚴重的ME可造成黃斑區組織的缺血缺氧，并且有許多炎性介質釋放，引起Müller細胞的水腫壞死，而Müller細胞對視網膜起支持和營養作用，其損傷使其周圍的神經節細胞、雙極細胞和外層的光感受器細胞也受累變性，中心凹區域的光感受器細胞變性更為明顯[2]。ME可引起視網膜神經元細胞外環境的變化，由于神經視網膜中各級神經元的軸突不具有髓鞘，因此受損的細胞外環境可能容易通過光感受器和雙極細胞的無髓鞘軸突干擾神經轉導，這種可能性尚未得到充分研究[50]。

2.2.2 ME本身導致光信號的傳導障礙ME可以擾亂光信號的正常傳導路徑，因為ME引起視網膜腫脹，可導致中心凹視網膜厚度(central retinal thickness，CRT)增加，從而造成傳遞到光感受器的光強度降低以及從光感受器到雙極細胞的視覺信號轉導受損，ME也會導致視網膜透明度降低，引起視網膜的折射率發生變化以及光散射增加[50]。有臨床研究顯示，CRT越厚則視力越差，用抗VEGF藥物治療后CRT降低，視力也相應得到改善，這種視力的改善與ME的緩解有關[51-52]。

3總結

RVO繼發ME的發病機制復雜，有許多的細胞和細胞因子共同參與其中，其中最重要的是BRB的破壞，導致進入視網膜的液體增加，以及Müller細胞和RPE細胞的損傷，使得視網膜下空間和視網膜組織間液體的轉運障礙，導致ME形成。VEGF、PDGF-AA、b-FGF、TGF-β、TNF-α、IL-6、IL-8、MCP-1等細胞因子在RVO繼發ME患者房水和玻璃體液中含量增加，它們通過對BRB和視網膜液體轉運機制破壞，參與ME的形成。RVO繼發ME對視功能的影響主要是由于光感受器的損傷，視網膜內層神經元的損傷以及ME本身導致光信號的傳導障礙三個方面的原因，ME本身導致光信號的傳導障礙通過抗VEGF治療后視力可以改善，當造成光感受器和神經元的損傷時，預后視力就會很差。