抗 VEGF药物在增殖期糖尿病视网膜病变的应用进展*

福建医科大学附属第一医院眼科，福建省眼科研究所　张婉瑜　徐国兴



抗 VEGF药物在增殖期糖尿病视网膜病变的应用进展*

福建医科大学附属第一医院眼科，福建省眼科研究所张婉瑜徐国兴

[摘要]糖尿病性视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)是最常见的糖尿病眼底并发症，目前，增殖期糖尿病视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy，PDR)的治疗方法包括药物治疗、激光光凝治疗、糖皮质激素治疗、抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)治疗及手术治疗。抗VEGF药物通过抑制VEGF的表达，达到抑制眼中新生血管形成的作用，降低血管的通透性、减少血管渗漏是现有延缓PDR进展研究的热点。该文主要就抗VEGF药物在增殖期糖尿病视网膜病变性的应用进展进行综述。

[关键词]血管内皮生长因子增殖期糖尿病视网膜病变糖尿病

糖尿病性视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)是最常见的糖尿病眼底并发症，随着全球糖尿病发病率升高，近年来糖尿病视网膜病变已成为主要的致盲性疾病[1]。增殖期糖尿病视网膜病变（proliferative diabeticretinopathy，PDR)的病理改变主要是视网膜前新生血管的形成，患者常因黄斑水肿、虹膜新生血管、新生血管性青光眼、玻璃体积血、牵拉性视网膜脱离等严重并发症损害其视功能[2]。而严格控制血压、血脂和血糖、延缓糖尿病性并发症的进展，仍然是控制糖尿病性视网膜病变最有效的措施[3-5]。目前，PDR的治疗方法包括药物治疗、激光光凝治疗、糖皮质激素治疗、抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)治疗及手术治疗。抗VEGF药物通过抑制VEGF的表达，达到抑制眼中新生血管形成的作用，降低血管的通透性、减少血管渗漏是现有延缓PDR进展研究的热点[6]。本文主要就抗VEGF药物在增殖期糖尿病视网膜病变性的应用进展进行综述。

1　VEGF在DR中的作用机制

VEGF是一种碱性二聚体糖蛋白，其家族由7个成员组成：VEGF-A(原形的VEGF)、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E、VEGF-F及P1GF(胎盘生长因子)。在眼部，VEGF可由多种细胞产生和分泌，如视网膜色素上皮细胞、血管内皮细胞、Miiller细胞、星形胶质细胞和神经节细胞。研究表明，其可与内皮细胞表面的受体(VEGFR)特异性结合，一定程度地刺激血管内皮细胞增殖、迁移及管腔形成，在血管形成过程起着关键作用[7]。高血糖状态下，多因素协同作用引起视网膜缺血缺氧，从而刺激新生血管生成，而缺氧是刺激VEGF mRNA表达的关键信号[8, 9]。有些研究结果显示，PDR患者玻璃体中 VEGF水平显著高于非糖尿病患者[10, 11]. 在DR患者中，玻璃体内注抗VEGF可以显著降低房水及玻璃体内VEGF水平[12]，提示VEGF在DR的病理过程中发挥着重要作用。Abu EI-Asrar[13]等研究显示，DR患者的新生血管生成与高水平的VEGF存在显著相关性。Kuiper[14]的研究也表明，随着PDR患者眼内纤维化程度的加剧，VEGF在玻璃体液中的含量降低，且VEGF在玻璃体液中含量的对数值与眼内纤维化程度负相关。因此可以推测，随着糖尿病视网膜病变进展，血-视网膜屏障破坏及新生血管形成引起玻璃体出血、黄斑水肿、虹膜新生血管、视网膜前膜生成等一系列并发症，视网膜缺血缺氧得到一定改善，这也与临床观察到的PDRⅥ期患者眼底新生血管减少现象相一致，关于眼内VEGF含量是否在PDR后期呈下降趋势及VEGF与PDR纤维化的关系，还需要加以明确。其次，玻璃体中VEGF继续向前扩散，弥散入后房，再随着房水循环到前房，可能导致引起玻璃体VEGF下降[15]，这仍需大样本实验性研究进一步证实。

2　抗VEGF在PDR中的作用

抗VEGF药物通过抑制VEGF的表达，在眼部新生血管疾病中以VEGF-A最重要，其作用有：致有丝分裂、新生血管形成和血管渗透性增高并诱发血管内皮钙粘蛋白磷酸化、闭合蛋白及闭锁小带-1磷酸化，导致紧密连接的破坏[16]；针对VEGF的治疗包括玻璃体内注射VEGF的单克隆抗体及小干扰RNA技术、纳米技术等[17]。抗VEGF治疗对多数DR患者的视力有改善，但仍有大量患者对抗VEGF药物并不敏感，尤其在PDR期患者，这表明PDR可能存在其他相关因子促进PDR的进展。有报道称抗VEGF药物在减少新生血管的同时加重了增殖膜的纤维化[18]。Hu[19]等认为CTGF是最具特异性的促纤维化因子。Van Geest[18]等研究发现，玻璃体内注射抗血管内皮生长因子制剂能够增加视网膜中 CTGF的表达，可能促进增殖性糖尿病视网膜病变的发生，引起纤维化加重，进一步说明了 CTGF／VEGF共同作用决定了血管纤维化程度。研究发现，PDR患者玻璃体HIF-1α浓度升高[20]。HIF-1α在PDR增殖膜中参与新生血管形成，主要通过上调多种致新生血管血管作用因子，如 VEGF、EPO、血管生成素等[21]。转化生长因子 β（transfoming growth factorβ，TGF-β）是一类可以调节细胞生长和分化的细胞因子，Van Geest[22]等的研究证明TGF-2和VEGF对于新生血管形成和纤维化具有协同作用。单俊杰[23]等的研究结果发现血清b FGF、VEGF的含量在PDR病情明显增高，血清中VEGF与bFGF之间呈正相关。多种相关因子的共同作用进一步说明，抗VEGF的单一治疗无法完全控制PDR的进展。

当前临床上用于糖尿病视网膜病变的抗 VEGF药主要有：贝伐单抗 (Bevacizumab，Avastin)、雷珠单抗、阿柏西普(VEGF Trap．Eye／Aflibercept)、哌加它尼钠(Pegaptanib)、康博西普。以上药物抗VEGF主要通过抑制VEGF的表达，达到抑制眼中新生血管形成的作用，降低血管的通透性，减少血管渗漏，延缓PDR的发生和发展。

2.1糖尿病性黄斑水肿

糖尿病性黄斑水肿(diabetic macular dema，DME)是导致糖尿病患者视力下降的主要原因之一。血视网膜屏障的破坏及血管通透性增加，造成视网膜下积聚过多渗漏的血液成分，黄斑部视网膜厚度增加，形成DME视网膜缺血缺氧，诱导血管内皮生长因子表达升高及炎症细胞因子增加。研究发现，DME患者房水中不仅 VEGF的表达显著增强，且 IL-6与VEGF的表达存在相关性，IL-6可通过诱导VEGF表达而间接诱导血管渗漏发生[24]。Funatsu[25]等学者发现，DME患者玻璃体内VEGF明显高于无DME的糖尿病患者和非糖尿病患者，提示VEGF在DME的病理过程中发挥着重要作用。注射抗VEGF 药物后，玻璃体及房水VEGF浓度下降[12]。因此抗VEGF主要通过降低VEGF达到治疗DME。既往通过激光、激素治疗曾经是 DME治疗的“金标准”，但其引起视力下降、视野缺损及玻璃体积血等不良反应较多。有一些报告显示，单纯采用激光治疗黄斑水肿无效，甚至会加重水肿[26]。近年来，抗血管内皮生长因子药物在 DME中得到广泛的研究和应用。

Bressler[27]等研究表明，361眼DME患者玻璃体腔注射Bevacizumab后1年，几乎所有患者在视力及黄斑视网膜厚度上均有改善。Schmidinger[28]等研究表明，对于PRP后仍有视网膜持续新生血管的PDR患者，行IVB后1周，73%的患眼视网膜新生血管完全消退。在DME患者380眼研究，分Bevacizumab组和激光组，两年后发现注射组平均BCVA提高明显优于激光组[29]。但也有相关报道显示, 玻璃体腔注射Bevacizumab可能引起黄斑区缺血，导致急性视力损害等不良反应[30]。总而言之，玻璃体腔注射Bevacizumab能够使新生血管快速消退，可作为 PDR患者行治疗前后的辅助手段，但其单独治疗安全性仍需大量临床研究证实。

Ranibizumab在眼病治疗中是被美国FDA批准的唯一抗VEGF药物。2010年，Sato[31-33]等针对 151 例 DME 患者进行雷珠单抗眼内注射（即RESOLVE 试验），分别对患者进行雷珠单抗眼内注射0.3 mg、0.5 mg及空白注射，每月1次，连续12个月，结果表明眼内注药组比空白注射组视力明显提高、相干光断层扫描（OCT）示黄斑厚度明显减少，证实雷珠单抗眼内注射治疗DME能够抑制糖尿病性黄斑水肿新血管再生，显著改善患者视力，药物治疗后不安全事件比对照组明显降低。该结论与Puche等人[32-34]的研究结论相符。近年多项Ⅱ期及Ⅲ期临床试验表明,与单纯激光治疗相比,单纯Ranibizumab 玻璃体腔注射治疗或Ranibizumab 联合激光光凝治疗可明显提高 DME 患者的最佳矫正视力和明显缓解黄斑中心的水肿程度[33-37]。Berger等[36,38]研究表明，单纯使用Ranibizumab 与联合激光治疗DME随访12月后，其安全性及有效性明显高于单激光的治疗。Ranibizumab 使用安全性高，已广泛应用于临床DME治疗。但Ranibizumab的联合激光治疗，其玻璃体注射最佳时机在术前、术中与术后比较及频次仍需进一步临床试验验证，现在公认最佳治疗时机为术前3～7天。此外抗VEGF半衰期短，但是频繁行眼内注药治疗又可能增加眼内炎发生的风险，这是抗VECF治疗必须关注的问题。

阿柏西普是重组可溶性 VEGFR蛋白，能够广泛与VEGF-A、VEGF-B和PDGF结合，含VEGFR-1和VEGFR-2以及人类免疫球蛋白 IgG1的部分片段关键结构域，其中的Fc段增加其稳定性、减慢清除速率，使半衰期变长，可减少其注射次数[37]。在一项试验中，DME患者872眼随机分为3组：①每4周玻璃体腔内注射2mg Aflibercept(2q4)；②每8周玻璃体腔内注射2mg Aflibercept(2q8)；③传统的激光光凝。52周后，Brown 等发现，Aflibercept在改善视力、减轻水肿方面显著优于传统激光光凝，2q4及2q8之间无明显异常，Aflibercept治疗DME安全性等同于传统激光光凝[38]。

Pegaptanib（商品名 Macugen）是第一种用于DME治疗的抗 VEGF 药物，它是一种合成的可拮抗 VEGF最主要的同分异构体VEGF-165的抗VEGF药物。视网膜新生血管的大多数病例在应用哌加他尼后至第36周，显示新生血管的消退。这些研究提示哌加他尼对糖尿病患者的视网膜新生血管有直接作用。Sultan等[39]进行了一项随机双盲实验，发现对DME 患者 Pegaptanib玻璃体腔注射可明显提高其视力，且安全性良好。 但Pegaptanib生产成本高、治疗费用高，在我国尚未被广泛应用。

2.2玻璃体积血

PDR患者视网膜新生血管的破坏和视网膜缺血使得侵入玻璃体内的新生血管出血，致玻璃体积血(vitreous hemorrhage，VH)，甚至致玻璃体机化、导致视网膜增生膜，导致牵拉性视网膜脱离(tractional retinal detachment，TRD)，玻璃体切割术联合激光光凝治疗，在改善患者视力上有一定帮助。对于严重的 PDR 患者，玻璃体切除术(pars planavitrectomy，PPV)是一个重要的方法，但由于PDR患者视网膜新生血管和玻璃体机化等原因，行玻璃体切割术术中出血风险增高，给手术带来极大困难，严重影响预后。抗VEGF 药物可使视网膜新生血管消退，减少血液成分渗漏，VH快速吸收，降低增生膜剥离难度，提高了手术效果，甚至使PDR患者避免多次玻璃体手术[40]。Gupta[41]等分析了在PDR患者行玻璃体切割术术前4周内进行单次注射 1.25mg Bevacizumab(0.05mL)的疗效，结果显示，6个月后发现术前4周内给予Bevacizumab注射能显著提高患者视力和减少术后VH的发生率。一项91例107眼前瞻性随机对照研究发现，行玻璃体切割术PDR患者术前和术中注射Bevacizumab比较，术中给予Bevacizumab注射术后VH发生率较术前组低[42]。因此，可能玻璃体切割术联合术前或术中注射抗VEGF注射是降低术后VH发生率的较好方法。Schmidinger等研究[28,45]发现，PDR患者PRP后仍有视网膜持续新生血管者，再行IVB后1周，73%的患眼视网膜新生血管完全消退。

另有研究显示，PPV术中玻璃体腔注射Ranibizumab(IVR)组较非IVR组新生血管出血次数少，有利于视网膜前膜玻璃剥离，术中并发症发生率明显减少[43]。Sharma等[44]研究显示，玻璃体内注射Ranibizumab后未发现严重眼部并发症，眼内炎症发生率明显少于 Bevacizumab，但却明显增加了动脉血栓形成的风险。Ranibizumab因能结合多个有生物学活性的VEGF-A异构体，抑制其与同源受体结合且相对Bevacizumab分子量小、亲和力高，有很好的视网膜穿透性，且玻璃体腔注射的安全性高，现被广泛运用于临床。

2.3虹膜新生血管

虹膜新生血管(iris neovascularization，INV)又称虹膜红变，是一种并发或继发于眼部疾病或全身疾病的眼部并发症，最常见于糖尿病视网膜病变、视网膜中央静脉阻塞和眼缺血综合征[45]。发病机制为缺血缺氧的视网膜释放具有弥散的活性VEGF，该因子扩散至眼前段，刺激虹膜形成新生血管。以往研究证实，播散性视网膜光凝(PRP)在治疗PDR虹膜新生血管形成等缺血性视网膜疾病方面有重要作用，但对并发白内障或玻璃体积血者，PRP等传统治疗方法并不适用[46]。玻璃体切除手术使血管生成因子更易从视网膜弥散进入前节，因此玻璃体切除手术可能增加INV的发生率。

Bevacizumab可与VEGF结合，并防止VEGF与内皮细胞表面受体结合，从而抑制新生血管的形成和生长。近几年，IVB广泛用来治疗各种原因导致的INV。研究表明，IVB短期内可使虹膜新生血管快速消退，有效率达 92.9%[47]。Wakabayashi、Ehlers[46,48]研究表明，采用玻璃体内注射Bevacizumab联合PRP治疗INV能够快速消退新生血管。Salman[49]对玻璃体切割联合硅油填充术后出现虹膜新生血管的PDR患者11例15眼，予硅油内注射Bevacizumab(0.05 mL)，结果显示，注射后7d内所有患眼的虹膜新生血管消退，因此术前和术后予Bevacizumab治疗对PDR患者的虹膜新生血管有效。

雷珠单抗是一种人源化重组单克隆抗体片段，能与所有活化形式的VEGF特异性结合，抑制VEGF与其受体的相互作用，从而减少新生血管生成。Luke等人[50]的研究表明，对10例伴有虹膜红变的患者眼内注射雷珠单抗后12个月，通过虹膜荧光造影观察，INV均较前明显消退，考虑为雷珠单抗可以通过抑制VEGF而抑制新生血管生成，但远期仍应警惕伴有视网膜缺血等并发症。Tu[51]等观察到，雷珠单抗玻璃体内注射后4d，INV已明显消退，其远期INV复发率少，安全性高，可以作为糖尿病相关性虹膜红变的辅助治疗。

因此，玻璃体内注射抗VEGF可暂时对抗眼内及视网膜中的VEGF，从而减少玻璃体和前房出血及渗出，可作为玻切及PRP前围手术期治疗。

2.4新生血管性青光眼

新生血管性青光眼(neovascular glaucoma，NVG)是糖尿病视网膜病变等缺血性眼底病变的严重并发症之一，其主要病变是虹膜和前房角出现新生血管，导致房水流出受阻、眼压难以控制，造成视力不可恢复性下降，目前治疗成功率低。诊断标准：Goldmann 压平眼压计测量眼压>21 mmHg(1mmHg=0.133kPa)；虹膜或房角可见。新生血管既往的研究发现，VEGF是NVG最主要的致病因子，VEGF的持续作用造成虹膜及房角的新生血管纤维膜持续增生，遮蔽小梁网，继而纤维血管膜收缩引起继发性闭角型青光眼，造成眼压持续性升高[52]。抗VEGF药物在眼部的给药方式主要为玻璃体腔内注射。近期研究表明，该药在治疗眼部新生血管性病变中疗效显著，其虽能控制新生血管发生，但仍不能完全控制病情进展[53]。

Beutel[54]等选择18例(20只眼)NVG患者行Bevacizumab玻璃体腔内注射，在随访 67.7±13.8周后发现，25%患眼虹膜红变完全消失，眼压明显降低，视力无明显变化。该研究结果也支持了注射Bevacizumab虹膜红变消退明显，对降低眼压有作用。Kitnarong等研究发现[55]，在14例NVG患者的15眼中，在行小梁切除术与丝裂霉素 C手术前 1月行Bevacizumab 0.5mg玻璃体腔内注射，术后按要求行全光凝术(PRP)、结膜下注射5氟尿嘧啶或气泡针刺，1周后发现虹膜新生血管明显减退，眼压及最佳矫正视力明显好转。Li[56]等的研究同样证实了Bevacizumab玻璃体腔内注射辅助治疗可以明显改善眼压及最佳矫正视力。因此，Bevacizumab在减少虹膜和前房角新生血管方面疗效显著，有望成为治疗NVG的选择。研究发现，25例NVG患者接受玻璃体腔Lucentis注射（Ranibizumab）作为治疗NVG的辅助方法，可提高NVG成功率[57]。Luke[50]的研究表明，玻璃体腔内注射雷珠单抗可抑制新生血管，还能阻止前房角的阻塞，避免NVG的发生。

Elmekawey[58]等予 Ranibizumab前房注射治疗 NVG 患者，4周后行应用丝裂霉素C的复合式小梁切除术，同样证实了前房内注射雷珠单抗的辅助治疗，抑制虹膜新生血管，并降低眼压，避免NVG的发生。

Avastin、Lucentis及Macugen等用于治疗NVG，均可收到不同的效果。新生血管难以消退造成传统光凝及玻璃体手术无法完全根治NVG，联合抗VEGF药物治疗，能使虹膜新生血管明显消退，减低眼内压，为进一步治疗提供有利条件。

3　抗VEGF药物的安全性研究

抗VEGF药物治疗糖尿病新生血管性眼病显示出许多优势，但仍有并发症发生的可能，玻璃体腔注射治疗眼部疾病的并发症主要有眼压升高、眼前段炎性反应、角膜水肿等[64]。这些可能与给药途径、操作步骤是否规范等有关。因此注射抗VEGF药物需要由经验丰富的医生执行，按照严格的操作规范进行。有研究表明，玻璃体腔注射抗VEGF药物也会引起眼压升高，Kim等报告注射抗VEGF药物后有120眼平均即刻眼压达44mmHg[59]。眼压短暂性升高可能与影响瞬时眼内容积有关，玻璃体腔内注射抗VEGF药物后，使玻璃体腔压力增大，进一步影响房角开放而影响房水流出通路。Van Geest[18]等研究显示，抗VEGF药物能影响结缔组织生长因子和VEGF之间的平衡，临床上已观察到注射Bevacizumab会加重纤维化，可能促进PDR患眼形成增生膜。Tolentino[60]报道了注射Ranibizumab会导致眼部炎症，并伴随非眼部症状发生，如出血和中风。

4　结论

增殖期糖尿病视网膜病变因其严重并发症，严重影响患者的生活质量，随着病程的进展，甚至出现视网膜不可逆性视力损害，单纯的手术或药物治疗无法达到满意的治疗效果。抗VEGF药物在治疗糖尿病视网膜病变中疗效显著，它能够减少渗出、抑制新生血管生成、促进玻璃体积血吸收、减轻黄斑水肿等，联合PRP可使部分PDR患者避免玻璃体手术，达到改善晚期糖尿病患者视网膜情况及提高生活质量的目的；联合PPV可使部分PDR患者减少术中出血，甚至减少患者行PPV次数。目前，抗VEGF的应用越来越广泛，但长期应用的安全性问题等仍需进一步研究。

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* 基金项目:福建省教育厅科研项目( No.JA12139) 。