补体旁路途径在年龄相关性黄斑变性中作用的研究进展

周雅琪，亢泽峰

年龄相关性黄斑变性（age-related macular degeneration，AMD）主要病变是黄斑区视网膜色素上皮（retinal pigment epithelial，RPE）层、Bruch 膜和脉络膜毛细血管层复合结构的缓慢进行性变性[1]。世界范围内AMD 的发病率为13.0%[2]，约占老年人失明病因的20.0%。在我国，50 岁以上人群AMD 患病率为4.8%～15.5%，且发病率呈增长趋势[3-6]，已成为老年人致盲的最主要眼病。AMD 发病机制复杂，研究[7-9]表明，AMD 发病主要与衰老、遗传、环境、生活方式有关，其中衰老、缺血缺氧、氧化应激、免疫炎症反应等是AMD 发病的重要机制。相关研究[8-13]显示，AMD 的发病与补体旁路途径激活引起的炎性反应密切相关，随着年龄的增长，人体组织的衰老、抗氧化能力及修复系统效率的降低，视网膜补体旁路途径被激活，引起RPE 氧化损伤、裂解，形成玻璃膜疣，并逐渐进展为晚期AMD。研究[14-17]表明，补体旁路途径失调是AMD 发生的重要机制，并能够促进AMD 病理过程的进展。补体调节系统相关补体因子，如补体调节因子H（complement factor H，CFH）、补体调节因子I（complement factor I，CFI）发生基因突变或因其他原因（如炎症、衰老等）导致其含量或结构改变都会激活补体旁路途径，引起眼部免疫稳态的破坏，从而引起AMD，且发病风险成倍增长。本文将对补体旁路途径对AMD 发病及病程进展的作用进行综述。

1 补体旁路激活途径

旁路途径是以革兰氏阴性菌、脂多糖、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA 和IgG4 为激活物直接与液相C3 结合后，在B因子、D 因子和P 因子的参与下，使补体固有成分以C3、C5～C9 顺序发生酶促级联反应的补体活化途径。生理情况下，无激活物质存在时，机体处于非激活状态，C3bBb（旁路途径C3转化酶）保持在极低的水平，不再激活C3 和形成后续的攻膜复合物[18]。补体旁路途径在维持免疫监视和眼内微环境稳态方面起着不可或缺的作用[19]，只有当眼内微环境处于炎症或者衰老状态时，补体调节因子的作用被抑制，旁路途径才会被激活，C3b 含量增加，并沉积在细胞表面，形成C5 转化酶，使C5 活化最终形成C5b-9 攻膜复合物（图1）。攻膜复合物是补体发挥溶细胞生物效应的效应复合体，可以作用于细胞膜形成内外通路，使细胞内渗透压降低，最终导致靶细胞裂解。

图1 补体旁路途径激活模式图

2 补体旁路途径激活引发AMD

2.1 C3 高表达可推进AMD 进展

C3 是存在于体液中的补体系统的固有成分，由肝脏和巨噬细胞生成，为血清中含量最高的补体成分。它既是3 条补体激活途径共同的末端成分，又是补体旁路途径C5 转化酶生成的必要成分，可自行裂解为C3a 及C3b，C3a 具有过敏毒素作用。体外实验[20]表明，C3a 通过补体驱动蛋白酶体诱导形成RPE 下沉积，且可与自身受体结合刺激胶原蛋白IV 和VI在RPE 下沉积，在AMD 早期发挥重要作用；持续裂解产生的C3b 迅速被I 因子灭活，而C3b 的过度沉积引起补体旁路途径的慢性激活，导致AMD 进一步进展[21]。近年来，一些研究[22-25]表明，C3 与AMD 的发生密切相关，其单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）是AMD 的高危因素，基因变异更是增加了AMD 向晚期进展的风险；而抑制眼内C3表达可降低AMD 晚期地图样萎缩的增长。

2.2 CFH 基因的SNP 可增加AMD 的患病风险

CFH 是一种重要的负向调节补体旁路途径的活性成分，由肝脏合成，体液中CFH 对C3b 的亲和力较B 因子高，并且CFH 与B 因子在C3b 的结合位点相同，因此，CFH 可与B 因子、Bb 片断竞争与C3b 结合。CFH 一方面抑制旁路途径C3转化酶的形成，另一方面能加速C3 转化酶衰变[26]。CFH 还可作为CFI 的辅助因子，促进CFI 对C3b 的裂解，阻止C5b-9 攻膜复合物生成，抑制补体介导的细胞裂解的旁路途径激活，保护宿主细胞避免遭攻击和损伤[27]。当CFH 含量下降或结构改变时，补体系统稳态被打破，导致C5b-9 攻膜复合物的生成。

近年来，关于AMD 免疫方向的研究[28]发现，随着年龄增加、机体衰老，一些代谢物及补体在视网膜下沉积导致玻璃膜疣形成（AMD 早期标志）。在AMD 早期，RPE 处于氧化应激状态，从而促进补体调节因子CFH 在眼部RPE 产生[29]。CFH 的氧化形式及游离硫醇形式能有效地结合C3b 和脂质过氧化副产物，抑制补体旁路途径激活，起到抑制病情进展的作用[29-30]。研究[31]表明，CFH 能够维持RPE 细胞间的紧密连接，调控凋亡过程，从而保护RPE。当CFH 含量下降，眼部补体旁路途径会被激活，攻膜复合物大量沉积在视网膜，使RPE出现病变，进一步加重患者病情的进展[32]。目前，CFH 基因被确定为我国AMD 的易感基因[33-34]，CFH 基因的SNP 可导致AMD 的发生，并且增加AMD 的患病风险[35]。其中最为常见的基因突变为CFHY402H，该变异的发生影响CFH 与肝素的结合[36]，降低CFH 与C3b 的亲和力，从而减弱其对补体系统激活的抑制作用，可致AMD 患病风险提高2.33 倍[37]。最新研究[38]表明，CFHY402H 与AMD 病程进展存在相关性。

2.3 CFI 的活动度与AMD 严重程度呈正相关

CFI 是一种重要的负向调节补体旁路途径的活性成分，由肝脏合成，其通过降解C3b 及C4b 抑制旁路途径C3 转化酶的形成，与CFH、C4BP 及MCP 的相互作用抑制补体旁路途径激活。研究[17,39]表明，CFI rs141853578（G119R）是发展为进展型AMD 的危险因素，并且在人群中G119R 多态性的频率并不罕见；在AMD 患者中，血浆CFI 水平和生物活性与正常人无显著差异，然而，随着疾病的严重程度增加CFI 活动度增加[40]。这些研究表明，CFI 在AMD 的发生过程中发挥重要作用。

2.4 CFB 可能是AMD 的推动因子

补体调节因子B（complement factor B，CFB）为补体旁路途径的固有成分，在液相中与C3b 在Mg2 存在下结合形成C3bB，为补体旁路途径形成C5 转化酶的必要条件。研究[41]表明，CFB 影响AMD 的发病，在伊朗人群样本中，CFB 基因L9H 变异对AMD 的非TT 基因型具有保护作用，而TT 基因型则可能是AMD 易感性的危险因素。研究[42-43]发现，在AMD新生血管患者房水中CFB 含量明显升高，以及体内实验小鼠RPE 细胞表达和分泌CFB 促进RPE 损伤和CNV 形成。但是，在对我国AMD 患者基因型的一项研究[44]中发现，CFB 基因的SNP 与AMD 发病无关，但相关研究较少，还需进一步研究考证。

2.5 CFD 的SNP 可能推动AMD 发生

补体调节因子D（complement factor D，CFD）为补体旁路途径的固有成分，D 因子作用于C3bB，可使B 因子裂解，形成C3bBb。关于CFD 与AMD 相关性的研究较少，有研究[45]表明，CFD 的SNP 与AMD 的发病存在相关性，能够促进AMD的发生。但也有研究[46]表明，CFD 基因SNP 与AMD 的发病无关。对于CFD 是否推动AMD 的发生还需进一步进行研究。

3 补体旁路途径抑制剂治疗AMD

补体旁路激活途径中补体的异常可参与AMD 的形成及进展，所以针对补体旁路途径治疗AMD 靶点的研究一直存在，并取得了一定进展。

Lampalizumab 是较早研制开发的补体抑制剂，是针对CFD 的人源化单克隆抗体的抗原结合片段（Fab），作用靶点是CFD。可选择性地抑制CFD 介导补体途径的激活和放大，临床Ⅱ期试验[47]结果表明，Lampalizumab 治疗能够使干性AMD患者地图样萎缩的进展速度平均降低20.4%；但Ⅲ期试验并未得到预期的疗效。

ARCl905 可特异性地结合和抑制C5 的表达，阻止攻膜复合物的形成，针对AMD 的治疗可能有效。LFC316 也是补体旁路途径C5 的抑制剂，这2 种药物的临床试验都取得了初步成效，正在进行进一步的试验与研究[48]。

POT-4 是一种合成肽，它与C3 补体成分紧密结合，防止其参与补体旁路途径活化进程。POT-4 用于治疗老年黄斑病变于2005 年启动Ⅰ期临床试验，是第1 个用于治疗新生血管AMD 的补体抑制剂，试验结果表明POT-4 具有良好的安全性和药物耐受性。

4 小结

综上所述，AMD 的发生与补体旁路途径的激活密切相关，任何因素引起的补体旁路途径失衡均会引起眼部微环境的稳态破坏，从而引起一系列免疫炎症级联反应，促使AMD的发生和发展。因此，可以寻找补体旁路途径相关的作用靶点，通过抑制该通路的激活，维持补体旁路途径的稳态，维持眼部微环境的稳态，防控AMD 的发生及发展，为临床防治AMD 提供新的思路。