用于治疗糖尿病视网膜病变的抗血管新生药物

张芙婧， 顾月清

(中国药科大学生物医学工程教研室，江苏 南京 210009)

糖尿病患者长期高血糖可引起毛细血管病变，从而导致多种慢性并发症，如糖尿病肾病、周围神经病变以及糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)等。其中DR按病理特征主要可分为3类:第一类为非增殖型DR(nonproliferative DR，NPDR)，早期主要病理特征为毛细血管灌注缺陷、血管壁细胞受损、毛细血管基底膜增厚和白细胞黏附增加，随着病情的发展还会出现眼底静脉扩张、静脉串珠状变形和微血管瘤，乃至眼底出血;NPDR的缺血和缺氧状态持续将可能发展为第2类DR，即增殖型DR(proliferative DR，PDR)，此时有较为明显的血管新生，由于新生血管缺少壁细胞覆盖和紧密连接，渗漏性强，不稳定且易纤维化，可能会造成视网膜脱离;第3类DR为糖尿病黄斑水肿(diabetic macular edema，DME)，可出现于 DR 的任何阶段。发生DR的视网膜毛细血管，其内皮细胞间的紧密连接受到破坏，血管易渗漏，组织液若在黄斑区域积累就可能造成黄斑水肿，若不及时治疗会有失明的危险。

DR的发病机制较为复杂，其与多元醇通路的激活作用、生长因子、甘油二脂－蛋白激酶C(DGPKC)系统、自由基等因素密切相关。现阶段临床上对DR的治疗方法主要为控制血糖和血压水平、行激光光凝或玻璃体切除术及使用某些药物等。与手术相比，药物治疗对机体的创伤小，疗效确切，既可单独使用也能与手术联合使用，已逐渐获得医患的广泛认可。目前普遍认为醛糖还原酶、血管新生、PKC及自由基等均可作为DR的治疗靶点，其中血管新生为研究较多的靶点，与之相关的抗血管新生药物，按具体机制不同可分为抗血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial cell growth factor，VEGF)药物、皮质类固醇激素、蛋白激酶C-β(PKC-β)抑制剂和色素上皮衍生因子(pigment epithelium derived factor，PEDF)等。本文对目前已获准用于临床以及正在进行临床研究的可用于治疗DR的各类抗血管新生药物研发情况作一综述，旨在为DR药物的应用和深度开发提供一定参考。需强调的是，DR在血管新生方面的病理特征与血管新生性老年黄斑变性 (age-related macular degeneration，AMD)有很大相似性，因此在研新药或已上市药物的AMD疗效数据对其在DR治疗中的疗效评价具有重要参考价值。因此笔者在对部分药物的DR疗效进行介绍之前，也提及了其对AMD的疗效。

1 抗血管内皮细胞生长因子药物

VEGF是高血糖状态下造成血管新生及血管渗透性增强的重要因子［1］，其从基因组转录、蛋白翻译到分泌至胞外与相应受体结合这一过程的各个环节，均可作为抗VEGF药物的作用靶点。据此，研究人员已开发了具有不同作用机制的抗VEGF药物，如哌加他尼钠盐(pegaptanib sodium，商品名Macugen)、贝伐单抗(bevacizumab，商品名 Avastin)、兰尼单抗(ranibizumab，商品名 Lucentis)、VEGF Trap以及MP0112可阻止VEGF与VEGF受体(VEGFR)结合，而 bevasiranib(商品名 Cand5)则是通过下调VEGF基因的mRNA水平来抑制VEGF合成。

1.1 哌加他尼钠

哌加他尼钠是首个获美国FDA批准用于治疗血管新生性AMD的抗血管新生药物，目前其用于治疗DME的研究已进入Ⅲ期临床试验［2］。哌加他尼为含有28个核苷酸的RNA寡核苷酸适配体与聚乙二醇(PEG)分子以共价键结合所得产物(见图1)，其钠盐即哌加他尼钠，分子式为C294H342F13N107Na28O188P28［C2H4O］n。本品能特异性地与VEGF165结合，从而抑制 VEGF165与 VEGFR-2结合，IC50为0.72 ～1.4 nmol·L－1，而浓度达 10 nmol·L－1时其抑制率可达到100%［3］。值得一提的是，本品结构中5'-末端连接的聚乙二醇以及3'-末端连接的胸腺嘧啶可对抗内源性核酸内切酶和外切酶的降解作用，使药物维持较长的半衰期［4］。

图1 哌加他尼分子结构示意图Figure 1 The structural diagram of pegaptanib

哌加他尼钠对多种类型的血管新生，如糖尿病视网膜血管新生、老年黄斑水肿血管新生以及玻璃体切除手术造成的炎症性血管新生等均有抑制作用。临床研究表明，本品能减慢脉络膜新生血管的形成，降低病变血管的渗漏，对渗出性AMD的疗效尤为显著，且耐受性良好。目前，研究人员也启动了哌加他尼钠治疗DME的临床试验。在一项由172名DME患者参加的随机、双盲、安慰剂对照的临床研究中，受试者分别于第1、6、12和30周接受哌加他尼钠(0.3 mg，玻璃体腔注射，每周1次)或安慰剂，并于第36周进行疗效评估。结果显示，哌加他尼钠组受试者用药后视力获得显著改善，视力表测试的可见字母数增加10个以上的受试者占34%，而安慰剂组仅为10%(P=0.003);哌加他尼钠组受试者黄斑区水肿程度减轻，视网膜厚度平均减少68 μm，而安慰剂组平均增加 4 μm(P=0.02);此外，哌加他尼钠组中约50%的患者不需再进行激光治疗，糖尿病视网膜血管新生亦受到持续而显著的抑制［5］。安全性研究显示，除注射所致眼痛、角膜炎及眼内压升高等不良反应外，药物本身并不会造成全身性不良反应［6］。该药临床使用剂型为注射剂，规格为90 μL(含哌加他尼钠0.3 mg)，根据临床研究数据，目前多数眼科医生认可和推荐的给药方案为每次玻璃体内注射哌加他尼钠0.3 mg，每6周1次，9次为1个疗程。

1.2 贝伐单抗

贝伐单抗是通过对鼠源单克隆抗体A4.6.1的基因重组得到的人源化VEGF抗体，属于全长IgG1κ亚型抗体，由2条相同的轻链(每条含有214个氨基酸)与2条相同的重链(每条含有453个氨基酸)组成，有糖基化修饰且重链C末端具有赖氨酸序列异质性(即C端赖氨酸的位置及数量存在差异)，轻链与重链通过214位与226位半胱氨酸相连，重链间通过二硫键相连。该单抗分子质量为149000，包含人恒定区序列与鼠互补决定区序列，其中人源序列为93%，鼠源性序列仅7%，大大降低了单抗的免疫原性。本品与VEGF的解离常数(Kd)为 1.1 nmol·L－1，对 VEGF 诱导的人脐带静脉内皮细胞分裂具有显著抑制作用，IC50为(50 ± 5)μg·L－1［7］。

贝伐单抗早在2004年就作为肿瘤血管生成抑制剂获得FDA批准上市，然而尚未获准用于眼科疾病的治疗。近年来，研究人员已通过相关试验证实了贝伐单抗对血管新生性AMD的疗效。在一项有9名湿性AMD患者参加的开放、单中心、无安慰剂对照的临床研究中，接受贝伐单抗治疗的受试者，对ETDRS视力表上字母的可见数平均增加了12个(P=0.008)，中央视网膜厚度平均减少86 μm(P=0.097)［8］。考虑到抗 VEGF药物可能会对全身血管产生影响，研究人员正在将该类药物的静脉注射替换为玻璃体注射。此外，Haritoglou等［9］研究发现，对于那些曾接受激光光凝手术、玻璃体注射曲安奈德或接受玻璃体切除术等治疗失败的DME患者，玻璃体注射贝伐单抗可有效减少其中央视网膜厚度，提高患者视力;Jorge等［10］研究发现，贝伐单抗可减少DR血管的渗漏，阻止血管新生并促进其退化。由此可见，贝伐单抗在眼科疾病治疗中极具应用前景。

研究人员也对贝伐单抗联合用药的疗效进行了考察，但结果并不理想。在一项由97名DME患者参加的临床研究中，受试者(共103只眼)被随机分为3组，其中37只眼接受贝伐单抗1.25 mg单次玻璃体内注射，33只眼接受贝伐单抗1.25 mg单次玻璃体内注射+曲安奈德2 mg单次玻璃体内注射，33只眼接受黄斑光凝手术。结果显示，治疗12周后，贝伐单抗组受试者最小分辨角(mininal angle resolution，MAR)的对数值(logMAR)为 －0.22±0.23，贝伐单抗+曲安奈德组和激光光凝手术组患者的 logMAR则分别为 －0.13±0.31和0.08±0.31，表明贝伐单抗和贝伐单抗+曲安奈德对DME的改善作用均优于光凝手术，然而贝伐单抗与曲安奈德联合使用的效果不如其单用［11］。

1.3 兰尼单抗

兰尼单抗是利用噬菌体展示技术致贝伐单抗Fab片段发生突变并经筛选而得到的对VEGF有更高结合能力的第2代抗体，已获美国FDA批准用于治疗AMD。本品分子质量为48000，含有5个可变区和1个恒定区，可与VEGF的所有剪切异构体结合，亲和力比贝伐单抗提高了20～100倍［12］，对不同亚型的 VEGF——VEGF165、VEGF121及 VEGF110对人脐带静脉内皮细胞促分裂作用的 IC50分别为(0.29±0.07)、(0.48±0.08)及(0.27±0.09)nmol·L－1［13］。本品分子质量较小，给食蟹猴玻璃体内注射后1小时内即可渗透至视网膜全层，且在玻璃体内的半衰期为3.2天，而贝伐单抗因分子质量相对较大而无法穿透视网膜内界膜，故而导致其组织内浓度较低［14］。多项研究结果证明兰尼单抗可抑制血管渗漏，减小视网膜厚度，对AMD具有显著疗效。其中一项名为FOCUS的随机、单盲的Ⅰ/Ⅱ期临床研究结果表明，兰尼单抗与光动力学疗法(photodynamic therapy，PDT)联用有助于改善湿性AMD的病程［15］。另一项名为MARINA的Ⅲ期临床研究显示，兰尼单抗可减缓AMD患者视力减退的速度［16］。除AMD外，兰尼单抗还被报道对DME和PDR有改善作用。在一项考察兰尼单抗对DME治疗作用的临床研究中，10名DME患者(共10只眼)接受兰尼单抗(0.3～0.5 mg，每月1次，共3次)玻璃体内注射，结果显示，本品可致DME病人保持、甚至提高最佳矫正视力，其0.3 mg剂量组受试者对ETDRS视力表上字母的可见数平均增加(12.0±20.0)个，0.5 mg剂量组平均增加(7.8±8.1)个，在所有使用本品的病人中，有50%的人对视力表上字母的可见数增加超过10个;本品0.3和0.5 mg剂量组受试者的中央视网膜厚度分别减少了(45.3±196.3)和(197.8 ±85.9)μm［17］。此外，兰尼单抗对PDR亦有改善作用，美国国家眼科研究所(National Eye Institute，NEI)现已启动了一项Ⅲ期临床研究，以评价兰尼单抗+光凝手术对PDR的疗效。

兰尼单抗的不良反应与哌加他尼钠相似，包括结膜出血、眼痛和玻璃体出现漂浮物等，葡萄膜炎和眼内炎等严重不良反应发生率较低(1%以下)，主要为注射引起。目前兰尼单抗的临床推荐剂量为每次玻璃体注射0.5 mg，每4周1次，给药4次后根据疗效决定是否延长用药。但需注意的是，开发该产品的基因泰克公司曾警告，本品剂量为0.5 mg时所引发的脑卒中比例显著高于0.3 mg(P=0.02)，尤其是在老年患者中，这种风险可能更高。另外，兰尼单抗价格较为高昂，很大程度上限制了其临床使用;相比而言，兰尼单抗的“前身”——贝伐单抗价格低廉，虽未被美国FDA正式批准用于视网膜新生血管相关疾病的治疗，且存在免疫原性略大和渗透能力低的缺陷，但其更易被患者与医师接受。目前，贝伐单抗在临床上已被广泛用于治疗 AMD、PDR与DME等适应证外用途(off-lable use)。

1.4 血管生成素抑制剂VEGF Trap

VEGF Trap是由美国Regeneron制药公司开发的抗 VEGF重组蛋白，原代 VEGF Trap系将人VEGFR-1胞外区第1～3个类免疫球蛋白结构域与人IgG1 Fc片段融合而得到。虽然体外试验结果显示VEGF Trap可有效拮抗VEGF，但体内研究显示该重组蛋白在体内环境中带有较高正电荷(等电点为9.4)而性质极不稳定，且易吸附于带有负电荷的胞外基质(extra-cellular matrix，ECM)上，因此其体内活性并不理想。随后，Regeneron公司对原代VEGF Trap进行了改进，将VEGFR-1的类免疫球蛋白结构域-2与VEGFR-2的类免疫球蛋白结构域-3连接并融合在人IgG1 Fc片段上，得到了第2代VEGF Trap，经纯化后用于玻璃体注射的制剂商品名为 VEGF Trap-Eye。VEGF Trap-Eye等电点为8.82，在体内环境中所携带的正电荷减少，且几乎不与ECM结合;其可与VEGF的所有亚型结合，与VEGF165结合的 Kd值约为 0.5 pmol·L－1，亲和力为原代VEGF Trap的6倍，是兰尼单抗的280倍，贝伐单抗的2900倍［18］;此外，该重组蛋白也可与胎盘生长因子(placental growth factor，PLGF)结合。

多项临床研究显示，VEGF Trap-Eye对AMD的疗效显著。在一项由AMD患者参加的Ⅰ期临床研究中，受试者接受单次VEGF Trap-Eye(0.05、0.15、0.5、1、2和4 mg)玻璃体内注射，6周后其视网膜中央厚度平均减少104.5 μm，最佳矫正视力(即戴眼镜时所测最佳视力)获得改善，视力表上字母的可见数平均增加4.43个，其中2、4 mg剂量组受试者平均增加13.5个字母［19］。在一项名为CLEAR-IT 2的双盲、多中心的Ⅱ期临床研究中，AMD患者接受玻璃体内注射VEGF Trap-Eye，共5种给药方案:0.5 mg，每4周1次，共4次;0.5 mg，每12周1次，共2次;2 mg，每4周1次，共4次;2 mg，每12周1次，共2次;4 mg，每12周1次，共2次。结果显示，治疗结束后1年，受试者对视力表上字母的可见数平均提高5.3个，视网膜中央厚度平均减少161 μm［20］。

基于VEGF Trap-Eye对AMD的疗效，Regeneron公司和Bayer公司进一步启动了将该药用于DR的临床实验。在一项名为 DA VINCI、有219名DME患者参加的双盲、随机、多中心的Ⅱ期临床研究中，受试者被随机分成5组，分别接受 VEGF Trap-Eye(共4种给药方案:0.5 mg，每个月1次，共6次;2 mg，每个月1次，共6次;2 mg，每个月1次，共1次;2 mg，每个月1次，共2次，此后根据病情决定是否增加注射)或光凝疗法，该项研究于2008年11月开始，目前尚未结束。Regeneron公司于2010年公布了该项研究的初步研究结果:在治疗的前6个月，光凝治疗组受试者对ETDRS视力表上字母的可见数平均增加了2.5个，而接受 VEGF Trap-Eye的各组受试者平均增加8.5～11.4个可见字母(P＜0.0001);患者对该药的耐受性良好。表明，VEGF Trap-Eye对DME的疗效令人满意。

1.5 MP0112

MP0112是由Molecular Partners公司通过“预设计锚蛋白重复蛋白”(designed ankyrin repeat proteins，DARPins)平台［21］筛选出的抗 VEGF 小分子蛋白，其分子质量仅为14000～20000，是普通抗体的1/10，不到兰尼单抗的1/2，因此具有较好的穿透性。此外，MP0112与VEGF的结合能力为兰尼单抗的50倍，半衰期为兰尼单抗的2倍，故而在产生相同VEGF抑制作用的情况下，MP0112的用药剂量和次数均大大小于兰尼单抗。研究人员正尝试将MP0112开发为滴眼液，若获得成功，则可消除患者接受玻璃体内注射的痛苦。2011年4月，Molecular Partners公司宣布已完成MP0112用于治疗DME的Ⅰ/Ⅱa期临床研究，称单次玻璃体内注射MP0112具有较高安全性，且耐受性良好，疗效显著而持久，但未公开详细研究数据。

1.6 Bevasiranib

Bevasiranib为 OPKO公司研制的针对 VEGF mRNA的小分子双链干扰RNA(siRNA)，其正义链序 列 为 5'-ACCUCACCAAGGCCAGCACdTdT-3'［22］，可通过降解VEGF mRNA来减少VEGF的产生，给药方式亦为玻璃体内注射。一项考察bevasiranib对AMD与DME治疗作用的Ⅰ/Ⅱ期临床研究结果显示，本品具有较好的安全性和耐受性，且给药后不会进入全身循环系统，故而能避免VEGF抑制所致全身性不良反应。遗憾的是，由于药效及安全性并未超过美国FDA于2006年批准上市的兰尼单抗，有关bevasiranib的Ⅲ期临床研究已被OPKO公司提前终止［23］。尽管 bevasiranib未能被成功开发为 DR治疗药物，但通过RNA干扰方式削弱VEGF作用的研发思路值得借鉴。

2 皮质类固醇激素

研究显示，在炎症时期，炎症细胞可分泌多种细胞因子(如VEGF)，且上皮细胞(如眼内色素上皮细胞)、平滑肌细胞和内皮细胞等受到刺激后也会上调VEGF的表达量。因此，抑制炎症反应也可在一定程度上抑制新生血管生成，从而缓解DR病情。现阶段报道较多的可用于治疗视网膜病变的皮质类固醇激素类药物有曲安奈德(triarmcinolone acetonide)、氟西奈德(fluocinolone)和地塞米松(dexamethasone)等，其共同特点是短期疗效显著，但随着治疗时间的延长，人体会对其产生耐药性。因此，临床上极少单独使用该类药物，更多是将其作为辅助治疗手段。

2.1 曲安奈德

糖皮质激素曲安奈德具有显著持久的抗炎和免疫抑制作用，广泛用于湿疹、牛皮癣和神经性皮炎等各种皮肤免疫疾病的治疗，近年来也用于眼科疾病的治疗。Martidis等［24］首先尝试对接受光凝疗法治疗失败的DME患者单次玻璃体内注射醋酸曲安奈德4 mg，结果发现，3个月后，患者对Snellen视力表上字母的可见行数比治疗前平均增加了2.4行，中央黄斑区厚度减少了57.5%。但更多的研究显示，使用曲安奈德的前3个月内可取得较好疗效，但6个月后治疗组与安慰剂组的疗效则无显著性差异［25］。提示曲安奈德无法根治 DME，重复注射可能会产生耐药性;此外，重复注射还会造成眼压大幅升高。激素类药物缓释制剂的开发，则有可能克服上述缺陷。

目前，人们正致于开发各种曲安奈德的缓释制剂，以减少反复的玻璃体注射给病人带来的痛苦。已进入临床研究的有SurModics公司开发的曲安奈德玻璃体内植入剂I-vation TA(MK0140)，其被植入眼内后，可缓慢释放曲安奈德。相关研究显示，通过调节该制剂高分子聚合物中单体成分的比例，可改变聚合物结构，进而影响曲安奈德的释放速度［26］。在一项名为STRIDE的临床研究中，给DME患者眼内植入 I-vation TA(含曲安奈德925 μg)，结果，6个月后，13%患者对ETDRS视力表上字母的可见数增加值超过15个;35个月后，可见字母数增加的受试者比例达到71%。然而，使用曲安奈德易产生较严重的并发症，如眼内压升高、白内障、感染性眼内炎及非感染性眼内炎等，其中眼压升高在用药后1周即可出现，多见于青年，且往往可持续6～9个月，之后症状可自行缓解，但需联用抗青光眼药物控制眼压;而约3%的患者则需手术治疗。因此，目前临床上较少单独使用曲安奈德进行治疗，而是将其作为光凝治疗的辅助手段。

2.2 氟西奈德

氟西奈德是人工合成的中效皮质激素类药物，主要用于治疗皮肤和黏膜的炎症、皮肤瘙痒及过敏反应，也可用于眼科疾病的治疗。由博士伦公司开发的氟西奈德玻璃体植入剂Retisert于2005年获美国FDA批准用于慢性非感染性葡萄膜炎的治疗，近年来也被尝试用于DME治疗。一项多中心、随机的临床研究结果表明，Retisert可缓解DME患者眼部水肿症状，改善视力;但相比于未治疗组、激光治疗组及其他非激素类药物治疗组，Retisert治疗组受试者的白内障与眼内压升高发生率更高。因此，该产品并未广泛用于DME的临床治疗。Alimera公司随后开发出体积更小(长3.5 mm，直径为0.37 mm)、缓释时间更持久(3年)的氟西奈德缓释植入剂Iluvien，该缓释制剂可由25号针头植入，创口可自行愈合。在一项名为FAME、有956名DME患者参加的Ⅲ期临床研究中，受试者接受Iluvien(含氟西奈德0.59 mg)植入，结果，24个月后，约30%的患者对ETDRS视力表上字母的可见数增加了15个以上，且不良反应较小，仅伴有轻微的眼内压升高。

2.3 地塞米松

地塞米松具有抗炎、抗内毒素、免疫抑制、抗休克及增强应激反应等药理作用，广泛用于多种疾病的治疗，如自身免疫性疾病、过敏、炎症、哮喘及皮肤科和眼科疾病，其半衰期约36～54 h，为长效糖皮质激素。与曲安奈德和氟西奈德相似，地塞米松也可用于部分眼科疾病的临床治疗。如Allergan公司开发的地塞米松玻璃体植入剂Ozurdex，含地塞米松0.7 mg，缓释时间可达6个月，已于2009年获美国FDA批准用于治疗视网膜静脉阻塞以及因视网膜静脉阻塞导致的黄斑水肿。目前，研究人员也在尝试将Ozurdex用于DME患者，并对其疗效进行评价。一项Ⅱ期临床研究结果显示，Ozurdex组患者用药后90天时，视力提高，中央视网膜厚度降低，血管渗漏减少;而180天时，与未给药组相比仅有微弱疗效，可能是人体对药物产生了耐药性。提示本品与其他皮质激素类药物的作用机制类似［27］。目前Ozurdex用于治疗DME的Ⅲ期临床研究正在进行中，相关结果尚未见报道。

3 蛋白激酶C-β抑制剂鲁伯斯塔甲磺酸盐

糖尿病患者的持续高血糖可通过PKC信号通路促进视网膜血管内皮细胞及其外周细胞分泌VEGF［28］，同时也可上调内皮素-1(ET-1)表达水平，而ET-1具有促血管收缩作用，可导致视网膜循环血流减少。因此，PKC信号通路可作为DR治疗药物的作用靶点。由礼来公司开发的鲁伯斯塔甲磺酸盐(ruboxistaurin mesylate，商品名为 Arxxant，1)为一种高选择性、口服有效的PKC-β抑制剂，系由非选择性PKC抑制剂星型孢菌素为先导物经结构修饰而得到的双吲哚马来酰亚胺大环化合物。体外抑酶活性试验显示，本品对PKC-βⅠ与PKC-βⅡ均有显著抑制作用，IC50约为 5 nmol·L－1。Ⅰ/Ⅱ期临床研究结果表明，本品可增加DR患者视网膜血流量，且安全性和耐受性良好。一项名为PKC-DRS、有252名DR患者参加的多中心、双盲、随机、安慰剂对照临床研究初步结果显示，口服鲁伯斯塔甲磺酸盐(8、16和32 mg，qd，共36～46个月)可显著降低中至重度NPDR患者失明的比例，但未能阻止DR的发展。在另一项名为PKC-DRS2、有685名DR患者参加的临床研究中，受试者口服鲁伯斯塔甲磺酸盐(32 mg，qd，共36个月)或安慰剂，结果，鲁伯斯塔甲磺酸盐组受试者视力丧失的风险比安慰剂组降低了30%，虽然在发病早期使用本品也无法阻止DR发展，但可延缓病情发展;鲁伯斯塔甲磺酸盐组和安慰剂组受试者的ETDRS视力表所测每个月可见字母数分别减少0.47和0.67个(P=0.022);本品主要不良反应为胃肠道反应和血液磷酸肌酸激酶升高［29］。礼来公司于2011年启动的一项针对DR的PKC-DRS2附加研究结果显示，鲁伯斯塔甲磺酸盐可显著减缓DR造成的视力丧失［30］。

4 色素上皮衍生因子

PEDF最早被发现于视网膜色素上皮细胞的培养液上清中，为一种分泌性糖蛋白，属于丝氨酸蛋白酶抑制因子家族，但无丝氨酸蛋白酶抑制活性，含418个氨基酸，分子质量为50000。PEDF具有多种生物活性，如神经营养、神经保护及抗血管新生等。PEDF的抗血管新生机制较为复杂，目前存在2种看法，一种认为PEDF能通过自身的抗氧化特性以及经由谷胱甘肽过氧化物酶途径阻止高浓度葡萄糖和过氧化氢诱导的周细胞功能障碍及凋亡，从而抑制血管新生［31］;另一种观点为，PEDF在生理状态下与VEGF相制衡，控制异常血管形成，进而抑制血管新生及渗漏，稳定局部微环境［32］。PEDF可从三方面抑制VEGF活性:1)通过抑制低氧诱导因子-1α(HIF-1α)磷酸化而下调VEGF表达水平;2)促进γ分泌酶介导的VEGFR-1胞内C末端断裂，游离的VEGFR-1 C末端可抑制 VEGFR-2活性，此时VEGFR-1的N末端可从膜上释放并与VEGF结合，使之不能再与VEGFR-2结合，由此抑制血管生成;3)抑制 VEGF通路下游分子 PI3K/Akt活性［33］。此外，体外细胞试验结果显示，PEDF可抑制视网膜血管内皮细胞的增殖以及成管能力［34］。GenVec公司将PEDF基因与E1、E3和E4序列被敲除的腺病毒载体相连，得到基因药物AdGVPEDF.11D，其给药方式为玻璃体内注射。一项AdGVPEDF.11D用于治疗湿性AMD的安全性研究结果表明，本品具有较高安全性，病毒载量高达11×109.5PU时也未见显著不良反应发生［35］。GenVec公司目前正在研究第2代PEDF治疗载体——Ad35型腺病毒载体，以减少病毒带来的免疫反应，并延长PEDF在体内的表达时间。PEDF在DR中的应用目前尚处于动物实验阶段，Yoshida等［36］给链脲佐菌诱导的糖尿病大鼠静脉注射 PEDF 蛋白(50 μg·kg－1)，每周 3次，共4周，结果显示，PEDF可降低视网膜VEGF表达水平并减少血管渗漏，抑制糖尿病大鼠早期视网膜病变的发生。

5 结语

糖尿病病人长期处于高血糖状态，是造成其血管内皮细胞病变和血管功能异常的根本原因，因此控制血糖水平及避免高血糖对各种细胞信号通路的影响是延缓DR进展的有效途径。然而，控制血糖虽可减缓DR发展及降低糖尿病病人并发DR的比例，但最终仍有相当比例的病人发生DR，因此须采取有效治疗，而抗血管新生的药物疗法即为一种逐渐被认可的治疗方法。目前，临床上用于治疗DR的抗血管新生药物多为抗VEGF药物，而诸如皮质类固醇激素、PKC-β抑制剂和PEDF等类型的药物仍处于研发阶段，其中部分药物因安全性问题及疗效不理想而中途夭折。然而，这些药物具有的独特作用机制及其研发思路，对今后抗血管新生药物的开发应用仍有宝贵的指导意义。此外，新剂型(如可植入玻璃体的长效缓释制剂以及具有较好扩散效果的滴剂)的研究也是现阶段抗血管新生型DR药物的研究热点，若能获得成功，将减少因玻璃体注射而给患者带来的痛苦以及注射本身引发的不良反应。

笔者所在实验室主要从事血管新生(如胚胎期血管新生、视网膜血管新生及肿瘤血管新生)方面的相关研究，现已对包括VEGF-VEGFR系统和血管生成素－酪氨酸激酶受体系统在内与血管新生相关的多条信号通路进行了机制研究，目前发现，血管生成素-1可调整微血管状态，促进肿瘤转移，而VEGFR-3可通过调控VEGF-VEGFR-2信号通路控制胚胎早期血管发育过程。上述研究结果，可为血管新生抑制剂新靶点的寻找提供一定参考。

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