年龄相关性黄斑变性的关联基因研究现状

林淑华，李正日，金花，金海燕，贾寓洁，李承霖，李英俊

年龄相关性黄斑变性（age-related macular degeneration，AMD）是一种退行性视网膜病变，主要累及黄斑区，出现明显的中心视野缺损和视力下降，是引起老年人群中心视力损害的主要原因[1]。目前AMD 已成为我国第三大致盲因素，汉族70岁以上人群发病率在15%以上[2]。AMD 是多种因素共同作用的复杂眼底病变，吸烟、年龄和遗传易感性为关键因素。大约71%的AMD 都是由遗传因素决定的，AMD 患者一级亲属患病的风险较正常人群有所增加，且患病年龄提前[3]。研究[4]表明，111 对双胞胎，83 对同卵双胞胎中有23 对同时发生AMD，并且没有双胞胎中仅1 位单独发病的情况；此外，在控制年龄、性别、家庭性危险因素如吸烟和动脉粥样硬化之后，早期有AMD 症状的患者其后代的发病率亦比非AMD 患者后代发病率高出6.6 倍。这就提示了遗传基因在AMD 的发展中起了重要作用。目前为止，发现众多基因与AMD 发展关系密切，本文就AMD 遗传关联基因做一系统阐述。

1 AMD 的基因多态性

1.1 AMD 与脂蛋白相关基因

脂蛋白在AMD 发展中的相关基因包括了胆固醇酯转移蛋白（cholesteryl ester transfer protein，CETP）[5]、肝脂肪酶（hepatic lipase，LIPC）[6]、载脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）[7]等。高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）与AMD 风险增加相关，升高的HDL 会成为促氧化剂及促炎性颗粒，刺激血管生成因子和炎症过程，从而导致AMD 的发生。在视网膜中，CETP 主要定位于视网膜的感光体间基质，CETP 基因编码的关键胆固醇转运蛋白能将甘油三酸酯颗粒从低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白转移到HDL，成为甘油三酸酯丰富的HDL，使HDL 升高[8]。LIPC 是负责脂蛋白生成的基因，Reynolds 等[6]发现，LIPC 基因编码的脂蛋白会降低血液中HDL 的数量，降低患AMD 的风险。亦有研究[9]表明CETP rs3764261 等位基因将增加AMD 的风险，而LIPC rs10468017则与降低AMD 风险有关。ApoE 是在染色体19q13.2 上发现的载脂蛋白，是胆固醇和脂质转运的重要调节因子，ApoE 的同工型蛋白与低密度脂蛋白受体结合力不同将会影响胆固醇水平，从而影响HDL。此外，在视网膜以及视网膜色素上皮层（retinal pigment epithelium，RPE），Bruch 膜和脉络膜中都可以发现高水平的ApoE mRNA，ApoE 亦是玻璃膜疣的普遍成分。ApoE 有3 种常见的等位基因与AMD 的发育相关，分别ε2，ε3 和ε4[10]。ε4 等位基因会降低AMD 发展的风险；而ε2等位基因被认为增加了AMD 发展的风险，在另一项研究[11]中，ε2 对西班牙北部人群AMD 有保护作用；ε3 等位基因通常在研究中用作确定风险的基线对照。

1.2 AMD 与免疫系统相关基因

1.2.1 ARMS2/HTRA1 ARMS2 基因存在于哺乳动物视网膜组织中，特别是感光细胞的线粒体中。其长时间暴露在高水平的光和氧气中，氧化损伤会破坏线粒体的基因组，从而导致ARMS2 基因的突变，使ARMS2 在视网膜的氧化应激中发挥作用[12]，最终在AMD 的发展中起关键作用。HTRA1 基因是定位在染色体10q26 上与AMD 患病相关的基因，它编码了玻璃膜疣表达的丝氨酸蛋白酶，该蛋白酶可调节细胞外基质蛋白聚糖的降解，并与其他降解酶一起发生作用[13]。所以，HTRA1 可能参与了对Bruch 膜的调控以及玻璃膜疣的产生和新生血管向RPE 的生长。其中HTRA1 基因型中的AA、TT亚型与AMD 患病关系密切，其频率增高可增加人群AMD 患病风险，而HTRA1 rs11200638 在汉族人群具有75%的归因风险[14]。

1.2.2 补体基因 补体因子H（complement factor H，CFH）位于染色体1q32 上，CFH 引起的炎症通路失调可增加AMD 的发病风险。CFH 是补体系统的主要抑制剂，能直接抑制补体激活的经典和旁路途径[15]。RPE 在补体系统过度活化后将损害Bruch 膜的完整性，产生炎症刺激玻璃膜疣的产生。此外，某些CFH 等位基因会引起氧化应激的脂质代谢产物如丙二醛的增加，丙二醛增加会导致PRE 细胞死亡。在所有补体因子中，CFH(rs10737680)占遗传风险显著归因风险的50%[16]。位于染色体1q32 上的补体因子B（complement factor B，CFB）在AMD 的发展中起作用。CFB 是替代补体途径的主要激活物之一，因此任何CFB 的突变或多态性（rs933279，rs547154，rs4151667 和rs641153）都会导致视网膜中补体诱导的玻璃膜疣形成的风险降低[17]。补体因子C2 变异体（如rs9332739和rs547154）[18]与补体因子C3 多态性（rs11569536，rs2230199，rs104728，6R102G 和L314P）[19]可增 加AMD 风险，而抑制眼内补体因子C3 表达可降低AMD 晚期地图样萎缩的增长[20]。总之，补体系统失调的突变会导致炎症增加、免疫系统异常激活，进而增加AMD 发展的风险。

1.3 AMD 与新生血管形成有关的基因

血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是血小板衍生生长因子的成员。目前已经确定VEGF 四个主要生物学效应[21]，分别为血管通透性的提高、血管内皮细胞的生长和增殖、血管内皮细胞的迁移以及未成熟内皮细胞的存活。由于其生物学效应，VEGF 在视网膜上引发血管生成，并抑制细胞凋亡以维持血管生成。VEGF 的过量产生，可诱导视网膜下的脉络膜新生血管的形成，是AMD 视力丧失的主要原因[22]。此外，纤维蛋白5 基因[23]和基质金属蛋白酶的组织抑制剂（tissue inhibitor of metallo protein-ase，TIMP）中的变体TIMP-3 的多态性会降低Bruch 膜的通透性，导致RPE 和感光细胞萎缩亦与AMD 敏感性相关。

2 基因对抗VEGF 治疗的影响

基因的个体差异不仅会影响AMD 的发展和进程，而且还可以决定对AMD 治疗的反应程度。目前对于AMD 尚无特效治疗方法，治疗主要是针对AMD 伴发的脉络膜新生血管。由于VEGF 负责血管通透性和新生血管形成，抗VEGF 治疗可抵消VEGF 的负面作用，从而使脉络膜脉管系统保持稳定和静止。目前抗VEGF 治疗是针对新生血管型AMD 的最有效和广泛使用的治疗方法[24]。患者的基因组成不同对抗VEGF 治疗的反应不同，通过了解抗VEGF 治疗对不同表型患者的反应，可以为患者提供更具针对性和更具成本效益的疗法。

2.1 新生血管基因多态性抗VEGF 治疗

对于VEGF rs302500（具有等位基因T 和C）具有TT 或TC 基因型的患者在3、6 和12 个月时的视敏度优于具有CC基因型的患者[25]。对于VEGF rs699946（具有等位基因A 和G）携带G 等位基因相比携带A 等位基因的患者而言，对抗VEGF 治疗的反应更好[26]。对于VEGF rs833068（具有等位基因A 和G），AA 基因型的纯合子接受抗VEGF 治疗的疗效更好，AA 基因型平均接受2.67 次注射，而AG 和GG 基因型则平均接受6.57 次注射[27]，这可以通过平均接受抗VEGF 治疗的注射次数得出。其他VEGF 多态性rs1413711，rs3025039，rs2010963，rs833061，rs699947，rs3024997 和rs1005230 的 各个基因型在对抗VEGF 治疗上无明显差异[28]。

2.2 其他基因多态性抗VEGF 治疗

ApoE 的不同等位基因在抗VEGF 后视力方面显示出不同的反应：在抗VEGF 治疗后的APOEε4 等位基因比APOEε2 等位基因具有更高的视敏度[29]。CFH 的等位基因显示出与抗VEGF 治疗有遗传学关联，CFH Y402H 基因中C 等位基因不仅会导致抗VEGF 治疗的不良反应[30]，还可以预测接受抗VEGF 治疗的患者的不良反应[31]。T 等位基因的患者对抗VEGF 治疗的反应较好，在抗VEGF 治疗后，53.7%TT 和TC 基因型患者在治疗后获得了视力，而只有10.5%的CC 的基因型患者在治疗后获得了视力[32]，编码CFH 基因多态性的基因中CC 纯合子的疗效最差。ARMS2/HTRA1 基因虽然与AMD 的发展密切相关，但ARMS2 并不能预测患者对抗VEGF 治疗的反应[33]，接受抗VEGF 治疗后，视网膜厚度、视力、平均注射次数、黄斑中央凹厚度、血管渗漏或病变大小均无统计学意义的变化[34]；编码HTRA1 基因多态性中GA 基因型在治疗后比GG、AA 基因型更能获得疗效的提高。

3 小结与展望

AMD 的发生和发展是一个极其复杂的过程，涉及正常衰老、病理性炎症和过度氧化应激等综合因素。从基因角度来说，已发现众多与AMD 密切相关的基因，且每个人对AMD治疗的反应受个体遗传学影响。基因治疗是将遗传物质传递到宿主细胞，以纠正功能失调的基因或编码成治疗蛋白，可以提供长期持续表达抗VEGF 作用的蛋白质。掌握患者的个体遗传构成及等位基因型，可以预测病人对抗VEGF 治疗或其他治疗的反应程度，此外，遗传信息还能防止无效和不必要的治疗来降低患者的治疗成本和社会负担。AMD 的基因治疗具有巨大的潜力，未来仍需进一步研究AMD 的相关致病基因、发病机制与基因疗法，期待使用基因治疗治愈AMD 成为可能。