老年黄斑变性的基因研究进展-PPT

董洪涛李秋明郑州大学第一附属医院眼科河南省眼科医院年龄相关性黄斑变性的基因研究治疗新进展一、定义年龄相关性黄斑变性(age—relatedmaculardegeneration，简称AMD或ARMD)，又称老年性黄斑变性，是视网膜色素上皮细胞和神经视网膜退行性病变造成的一种视力下降的疾病。该病与年龄增大及视网膜色素上皮代谢功能衰退密切相关，目前普遍认为是由环境因素作用于遗传易感个体而引起的疾病。二、分类1.萎缩型——又称干性或非渗出性。主要为脉络膜毛细血管萎缩，玻璃膜增厚和视网膜色素上皮萎缩引起的黄斑区萎缩变性。病之早期即见中心视力下降或伴视物变形。眼底可见较多玻璃膜疣，黄斑部结构不清，色素紊乱或脱失。荧光素眼底血管造影为透见荧光，系视网膜色素上皮萎缩所致。黄斑区大量玻璃膜疣黄斑区玻璃膜疣2.渗出型——又称湿性。视网膜下出现黄斑部反复渗液、出血，最后机化而成为瘢痕，造成中心视力丧失。荧光素眼底血管造影可见新生血管渗漏及出血而遮蔽荧光。据临床观察萎缩型也可转变为渗出型。黄斑区片状出血，周围黄白色渗出新生血管荧光渗漏病理改变：AMD以视网膜上出现玻璃膜疣(drusen)为典型性特点，drusen是细胞代谢产物堆积在视网膜上而形成的。早期干性AMD并无明显症状，随着病情逐渐发展，drusen，数目增多、体积变大并引起视力模糊、图像变形、盲区扩大，致使中心视觉丧失。过量的drusen将会损坏视网膜色素上皮细胞，被损坏的视网膜色素上皮细胞及其引起的慢性炎症异常反应会导致视网膜萎缩以及血管原性细胞因子(如VEGF等)的表达，发展成湿性AMD。三、和AMD发病相关的基因AMD的发病机制较为复杂，目前尚不清楚其确切的发病机制。目前提出的有遗传因素、光积聚损伤、自由基损伤及脉络膜血液动力学改变等学说。AMD具有一定的家族倾向性，大约四分之一是由遗传因素决定的。1.定位于1q25~q31的基因（基因代号ARMD1）异常主要表现为干性AMD，玻璃膜疣和黄斑变性定位于染色体6q14新的位点。2.ABCR是感光细胞外节盘沿蛋白的重要组成部分，影响视网膜色素上皮细胞与感光细胞之间的物质交换，它与AMD发生有关。ERIC报道167例萎缩型病例中26例等位基因的变异，提示ABCR基因与干性AMD有关，但52例渗出型家族病例中只有2例与其有关，提示基因与渗出型关系不大。3.补体系统C1抑制因子(SERINGl)基因的单体型CGTGCA是一种中国汉族人群湿性AMD的风险单体型，另一种单体型CGTGCA是中国汉族人干性AMD的一个风险单体型。4.2005年三个独立的科研小组分别在science上发现常染色1（1q31）上的补体系统H基因(CFH)上的一段氨基酸序列中，Tyl402His的重复性与白色人种AMD的高发率有关。5.CFH是主要补体系统的抑制剂，在黄斑部位合成并出现在drusen中。补体系统F基因（CFH）的4个SNP位点rs3753394、rs800292、rsl061170、rsl329428与中国汉族湿性AMD显著相关，它们的单体型CATA是中国汉族人湿性AMD的保护因子而补体因子B(CFB)及c2基因对增加AMD的发病风险也有关，有数据显示因CFH、CFB及C2基因引起的AMD占全部AMD病例的75％。7.黄斑变性易感基因2(ARMS2／LOC387715)位于常染色体10(10q26)，ARMS2负责编码位于视网膜线粒体中的蛋白的表达，该基因上的氨基酸序列Ala69Ser也与AMD的发生发展有关。8.研究发现一个参与人体免疫反应的关键分子TLR3的分子可被周围出现的病毒RNA激活，与AMD发生有关。可以成为基因治疗的靶点。四、AMD的基因研究模型研究证明AMD的病理过程涉及氧化应激、免疫炎症反应以及脂质和碳水化合物的代谢等。在分子遗传学以及分子流行病学的基础上，目前已选出多个AMD相关候选基因，多种AMD相关候选基因修饰的AMD小鼠模型相继建立。1.单核细胞趋化蛋白-1（Ccl-2）或其受体（Ccr-2）敲除小鼠模型巨噬细胞是清除补体及免疫复合物的主要细胞，其功能的缺失有利于补体和免疫复合物的堆积，这可能间接促进了AMD的形成。Ccl-2对单核细胞具有趋化活性，可激活单核细胞和巨噬细胞，并调控单核细胞和巨噬细胞的黏附分子和细胞因子的表达。在Ccl-2及Ccr-2敲除小鼠的体内均发现了类似人类AMD的病理改变，包括RPE内脂褐素的沉积、玻璃膜疣的产生和光感受器细胞的萎缩。此类小鼠的存活率以及成模率不甚理想。2.趋化因子受体1抗体基因敲除（Cx3crl-/-）小鼠模型12月龄Cx3crl-/-小鼠眼底可观察到光感受器层明显变薄，黄色结节样类玻璃膜疣沉积物。在视网膜内，小胶质细胞（MCs）是Cx3crl的唯一寄存细胞，该模型可用于MCs与AMD病理机制的相关性研究。3.单核细胞趋化蛋白-1（Ccl-2）／趋化因子受体Cx3crl双基因敲除小鼠模型6周龄的小鼠模型可观察到类玻璃膜疣的视网膜改变，并随着年龄的增长变大融合，一些会形成疤痕样萎缩灶；同时该模型还会出现RPE细胞异常和光感受器细胞的萎缩。该模型小鼠优点是出现AMD病理改变要早于其他AMD模型小鼠，然而此模型造模技术要求高。4.载脂蛋白Bl00（ApoBl00）转基因小鼠模型ApoBl00是肝脏合成和分泌甘油三酯的VLDL所必须的载脂蛋白，此基因的突变可引起多种脂蛋白的代谢紊乱。12月龄的人ApoBl00转基因小鼠体内观察到了Bruch膜明显增厚及基底膜沉积物，RPE细胞的空泡形成。5.ApoE基因缺失（ApoE-/-）小鼠模型对ApoE-/-小鼠进行高脂喂养出现光感受器细胞和RPE层细胞萎缩、排列紊乱，Bruch膜厚薄不均，胶原纤维分叉，分叉处可见玻璃膜疣。其作为AMD动物模型的优点在于较符合AMD自然病程。缺点是此动物模型的成模率不高。6.超氧化物歧化酶（SOD）基因修饰小鼠模型SOD是一类超氧自由基的消除剂，SOD-1则是其一种亚型，SOD-1基因的缺失会增强氧化应激反应对视网膜的损伤。实验研究显示Sod-1-/-小鼠体内可发现类玻璃膜疣的视网膜沉积物，部分小鼠可发生CNV。SOD基因修饰小鼠可用于氧化应激反应与AMD致病机制的研究。7.血浆铜蓝蛋白（CP）/亚铁氧化酶（HP）双基因敲除小鼠模型铁与氧化应激反应相关联，CP是一种铁氧化酶，调节细胞中铁的输出。CP和HP双基因敲除小鼠眼底观察到了与AMD类似的病理表现，包括RPE的肥大和色素减退，光感受器萎缩，视网膜下新生血管。但该模型小鼠存活率低。8.补体因子H（CFH）基因敲除小鼠模型CFH-/-小鼠也发生了类AMD的视网膜病理改变。包括ERG显示a、b振幅均降低，视网膜自发荧光的增强，视网膜下沉积物的增多，光感受器外段的紊乱。9.脑啡肽酶（NEP）基因敲除小鼠模型Aβ沉积于AMD患者眼内，并与玻璃膜疣的形成相关，而NEP具有降解Aβ的作用。NEP基因敲除小鼠体内可发现Aβ沉积和VEGF高表达，同时伴随色素上皮源性因子（PEDF）的低表达，符合氧化应激反应的表现。此外有视网膜下沉积以及RPE细胞的萎缩等类似早期AMD的病理改变。尽管目前建立的AMD模型方法繁多，但由于AMD涉及遗传及环境因素，还尚无一种模型可以完全再现人AMD的发展过程，因而有必要进一步研究,以寻找更佳的AMD模型。五、与基因治疗相关的研究基因治疗是一个很有前景的治疗方法，把目的基因导入人的细胞去修正原有基因缺陷或者合成新的物质达到治疗作用。1.以VEGFR1为靶点经化学修饰得到的siRNA可使上调的VEGFmRNA沉默，阻断VEGF的过度表达，从而抑制脉络膜新血管的形成，其作为治疗AMD药物正处于研究中。2.研究表明VEGF对视网膜下新生血管（SRN）形成起着关键作用，VEGF可溶性受体基因转染可抑制SRN。已有报道构建的腺病毒可以表达表达人VEGF受体/FLT-1融合到人IgG的Fc部分（AdFLT-EXR）的整个胞外域，腺病毒转染到小鼠模型中。荧光素血管造影评估SRN的形成比对照大鼠中更显著地抑制7天。3.另有报道在实验性模型中用转导抗血管生成因子的方法治疗，这为基因治疗提供了新的可能性。谢谢您的聆听！