他山之石年地图样萎缩治疗新进

年龄相关性黄斑变性(AMD)是中央视网膜的退行性病变,是导致老年人不可逆性盲的主要原因。干性AMD也称为地图样萎缩(GA)或者萎缩性AMD,其发生发展的潜在机制仍不明了。因此,目前尚没有可以治愈干性AMD或GA的有效方法。目前唯一可供选择的预防措施是年龄相关性眼病研究(AREDS)构想,这一构想已经被证明可以减缓干性AMD的进展。此文总结了最近有关GA治疗方案的进展。建立在对疾病新的认识和新的技术突破的基础上,许多正在进行的临床试验以治愈GA为目标。治疗性药物正在开发中,包括抑制补体途径和其他炎症通路,减少氧化应激、保护视网膜色素上皮(RPE)细胞,抑制脂褐素和视觉周期、促进RPE细胞从干细胞中再生和脉络膜血流量的恢复。这些治疗方案,尤其是以干细胞为基础的治疗,均有着广阔的前景,将为这种破坏性的致盲性疾病带来巨大的希望。

当下AMD的患病现状

  年龄相关性黄斑变性(AMD)是导致发达地区中老年人不可逆性失明的主要原因。世界人口大约8.7%人群患有AMD,此外这一数据在年将增长到接近1.96亿,年将达到2.88亿1。全球范围内与AMD相关直接花费成本预计为亿美元。2AMD的病理特征是黄斑区脉络膜/视网膜色素上皮层(RPE)玻璃膜疣和色素的变化,视网膜中心区域支配主要视力3,4AMD的进展分级阶段包括干性和新生血管性(湿性)两种形式,二者之间没有明确的区分方法。干性AMD的进展形式被称为地域萎缩(GA)或者萎缩性AMD。GA的特征表现为区域明显的RPE缺失后伴随相应的光感受器变性以及视网膜变薄。5新生血管性AMD的特征表现为脉络膜新生血管(CNV)。严重的中央视力缺损或者失明可以发展成干性AMD。干性AMD占AMD总数的85%–90%,GA在所有失明案例中占了接近20%的比例。6新生血管性AMD治疗方案的很大改进可以使用血管生成抑制剂、光动力疗法和热激光疗法达到。7–9然而,目前有关干性AMD还没有完全有效的治疗方案,而且唯一可供选择的预防措施是年龄相关性眼病研究(AREDS)构想,这一预想可以使AMD在未来5年的发生率降低25%–30%。10,11

  AMD和GA的发病机制目前仍不明确,其发病是多种因素共同作用的结果,包括持续性氧化应激、慢性炎症、遗传和环境诱发因素。12,13密集型的氧代谢、持续光暴露、高浓度的多聚不饱和脂肪酸和光敏剂刺激可以增加视网膜活性氧化物(ROS)的产生。ROS诱导的氧化应激会导致视网膜色素上皮细胞的程序性坏死和慢性炎症,最终导致AMD的病理性免疫应答(Figure1)。14基因敲除小鼠抗氧化基因(Sod1?/?小鼠)、Sod2基因下调小鼠和Nrf2?/?小鼠可以诱导出AMD的典型病理特征15,16从遗传角度上讲,大量基因的多态性,包括补体途径成分ApoE,ARMS2,HTRA1,CX3CR1,VEGF-A和ABCA4均与AMD相关,这暗示出炎症机制、脂质代谢、PRE功能受损和凋亡均参与AMD的发生发展。17

▲Figure1

人类样本中GA的病理特征。捐献者眼球的形态学特征用HE染色固定。健康视网膜的特点事一个单层的色素上皮层和极化的视网膜色素上皮细胞共存(AandB)。GA的特点是视网膜色素上皮细胞死亡和基底膜的脱离(CandD)。可以观察到肿胀的RPE,核收缩和极性减弱。箭头所指出为过渡区。视网膜色素上皮细胞和光感受器C之间可以观察到的差距是样本制备过程中所产生的产物。比例尺条:25μm。GA表示地域萎缩;RPE表示视网膜色素上皮层。

  建立在对AMD遗传学和病理学新的认识以及干细胞生物学新突破的基础上,大量的努力都集中在开发干性AMD和GA的新型治疗上。此文着重阐述最新的或者正在进行着的临床试验(总结见table1),将药物治疗分为五类:抗炎药物,抗氧化及RPE保护剂,脂褐素和视觉周期抑制剂,脉络膜血流恢复剂和干细胞治疗。如果你对其他还没有进入临床试验的未来潜在性的治疗有兴趣,可以参考Cunnusamy18等人最近发表的相关综述。

▼Table1靶向性治疗GA的临床试验

当前GA的治疗新进展

抗炎药物

  慢性炎症被认为在AMD的发病机制中起着重要作用。19细胞外的玻璃膜疣位于视网膜色素上皮和Bruchs膜之间,其中包含RPE的碎片(包括apo脂蛋白E)和炎症蛋白,例如补体成分和补体活化剂。这提示出在AMD的早期发病机制中有炎症参与。20与氧化应激相关的玻璃膜疣积累可导致RPE细胞损伤或死亡,引起的持续的炎症反应最终可导致AMD的进展。

  补体途径的多态性,包括补体因子H、B及I,和补体成分2、3及7已被证明是与AMD相关的。21–25补体途径的激活导致的膜攻击复合物的形成,引起靶细胞裂解和趋化因子的释放,这反过来又可以召集炎症细胞和增加血管通透性。26所以抑制过度活化的补体途径和其他炎症途径是一个可行的阻止AMD和GA治疗方法。

  Eculizumab是第一个经美国食品和药物管理局(FDA)批准的用于治疗尿毒症综合征补体抑制剂。27它是一种抑制C5激活的人源化抗体。对于非渗出性黄斑变性的治疗,对使用Eculizumab补体抑制剂进行II期临床试验,招募了60位干性AMD患者(50岁以上)作为受试者,对其进行眼底照相记录、眼底自发荧光(FAF)和荧光素眼底血管造影。第一组患者接受低剂量处理,用量为mg,每周一次,连续4周,之后每2周使用mg,直到24周。第二组接受高剂量处理,用量为mg,每周一次,连续4周,之后每2周使用mg,直到24周。玻璃疣体积变化量和GA区域大小的主要测量结果表现于26周时。研究表明,使用Eculizumab进行全身补体抑制治疗,通过6个月的时间观察到耐受性良好,但是不能明显降低GA或玻璃膜疣的增生速度。28,29

  Zimura(arc-)是一种由单链核酸合成的聚乙二醇,通过阻断C5裂解为C5a和C5b片段这一过程来达到目的作用。30干性AMD试验的第一阶段为临床试验评估Zimura玻璃体腔注射继发于干性AMD的GA患者的安全性和耐受性。双眼均患有AMD的50名参与者(50岁及以上)(玻璃膜疣和/或GA)被招募在此项临床试验中。此项研究完成后虽然没有公布结果,但是计划启动II/III期临床试验研究将Zimura用于GA的治疗。

  Lampalizumab是一种人源化单克隆抗体,其靶向补体因子D存在于补体替代途径中。在II期临床试验中表明干性AMD进展期患者在应用Lampalizumab后第18个月时可以表现出GA区域减少20.4%。31第三阶段的研究目前是在名报名者中招募年龄超过50岁及以上的参与者。参与者的情况为继发于AMD的边界清晰的萎缩或者GA,但是双眼无CNV,这类参与者仍然接受10?mgLampalizumab玻璃体腔内注射给药。在48周后测量GA区域的主要指标并观察其变化,并且从研究之初至2年后记录患者最佳矫正视力(BCVA)。

  西罗莫司(雷帕霉素),是一种免疫抑制剂,已被批准用于预防球囊血管成形术、肾移植术后冠状动脉再狭窄的器官排斥。32它通过抑制雷帕霉素(mTOR)的功能途径(这些途径可以调节不同的过程,如细胞生长、存活和自噬)来发挥作用。33,34I/II期研究招募了11名55岁及以上的参与者,借此来评价使用西罗莫司的GA患者的安全性,并观察这种药是否可以帮助保护视力的患者。在基线水平上研究眼部情况变化,此后每3个月给予参与者μg西罗莫司球结膜下注射。GA面积的变化速率在24月时用眼底照相来评估并与基线相比较。此项临床研究表明注射西罗莫司并不能降低GA面积增长的速率。32,35

  Copaxone(或醋酸格拉替雷)的功能是诱导抑制性T细胞和抑制炎性细胞因子。36I期临床试验的目的是在遗传进展或干性AMD转化为新生血管性眼病的预防方面,评估此类药物的安全性和有效性。参与者的招募已被暂停,尚未公布结果。

抗氧化剂和RPE细胞保护剂

  氧化应激被认为是AMD发病机制中最关键的组成部分。37视网膜色素上皮细胞(PRE)对维持视网膜的正常形态至关重要,而氧化应激能够导致PRE层的破坏和退化。鉴于氧化应激在导致AMD发病中的关键作用,能够诱导系统性氧化应激的吸烟被认为是AMD形成的危险因素。37增强后的氧化应激产品,如安息香酸、丙二醛,已被证实在AMD动物模型中引起视网膜炎。38,39阿尔茨海默病患者斑块中的淀粉样蛋白-β、主要促炎组份,在视网膜小疣中也观察到,并且定位在退化的光感受器与视网膜色素上皮细胞中。40基于这些发现,抗氧化剂与淀粉样蛋白-β抑制剂已被在临床上进行试验,用来延缓AMD与GA的进展。

  美国有上百万的老年人为了保护视力服用营养补充剂,但很多都没有得到过专业指导,不清楚其收益和风险。为此,美国国立卫生研究院眼科研究所(NEI)进行了年龄相关性眼病研究(AREDS)。前三期的AREDS试验表明,服用包含维生素C、维生素E、β-胡萝卜素、锌和铜的营养物质,AMD受试者在5年内进展为晚期AMD的比例降低约25%,对AMD进展为GA无影响。41,42AREDS2试验是为了测试添加叶黄素、玉米黄素(或用他们代替β-胡萝卜素)以及ω-3脂肪酸是否能够改良AREDS的配方。(ω-3脂肪酸产生于植物,比如藻类;常见于富含脂肪的鱼。叶黄素和玉米黄素是类胡萝卜素,两种都存在于绿叶蔬菜中,食用后积聚于视网膜。)AREDS2纳入了82个临床试验点的余名患者,均50-85岁具有晚期AMD风险。受试者服用4种配方中的一种,持续5年。主要结果是确定有中度到高度进展风险的晚期AMD患者的发展情况。研究发现,在平均年限为5年的随访中(IQR,4.3–5.1?年),叶黄素/玉米黄素替代β-胡萝卜素安全有效,可能对配方有所改良。43通过对AREDS试验参与者为期12年的分析发现,ω-3脂肪酸最高摄入量的受试者进展为中央GA和新生血管性AMD的比例较对照组低30%。44

  OT-(二羟胺)是一种小分子的具有抗氧化和消炎作用的药物,它已被证实对改善活体内光致PRE变性有益。二期研究一直在进行一项小样本研究,11位年龄60岁以上的受试者,双眼GA。主要结果和次要结果分别包括BCVA及眼底自发荧光(FAF)。研究表明,OT-的局部管理表现出很耐受,但并没有对病变扩大、视网膜敏感性或黄斑总面积有重要影响。46

  目前,有三种临床试验针对淀粉样蛋白--β治疗AMD进行研究。MRZ-,用作制备眼药水,它是一种二肽,含有D-色氨酸、用来调节聚合β-淀粉样蛋白的甲基丙氨酸。RN6G是用来阻止β-淀粉样蛋白-40与β-淀粉样蛋白-42的人工抗体,由静脉注射。关于其治疗完成了第一阶段对安全性和耐受性的评估。47,48

  GSK是用于调节β-淀粉样蛋白水平的人工单抗。对GSK运用于继发于AMD的GA患者的安全性和有效性评估的二期试验正在进行中。位GA患者,年龄55岁以上,将接受3、6或15?mg/kg的GSK静脉输注。主要结果将用来衡量从基线到12个月、18个月的GA病变区域变化率。二次结果则为评估从基线到18个月的BCVA的变化。

脂褐素及视觉周期抑制剂

  在GA患者的眼内视网膜色素上皮层萎缩部位已经观察到脂褐素和黑脂褐素颗粒的积累,并且其与GA的发病有关。49,50脂褐素为氧化蛋白修饰衍生物和晚期糖基化终末产物。51氧摄取脂褐素导致形成单线态氧、超氧阴离子和过氧化氢。52A2E来自维生素E,是视觉周期的附属品和脂褐素的一部分。A2E在体外对RPE细胞有光毒性。53,54在视网膜色素上皮细胞中主要由过氧化型胆固醇,类固醇和脂肪酸的代谢产生氧化性胆固醇。氧化型胆固醇在脂褐素中或Bruch’s膜中的过量积累导致RPE及感光细胞死亡。它也可以作为巨噬细胞诱导炎症的因子。55因此脂褐素光毒性、靶向脂褐素和视觉周期已被建议作为一种治疗AMD的方法。

  芬维A胺(rt-)被证明能有效地阻止体内A2E和其他脂褐素荧光标志的形成,对视觉功能或视网膜形态没有影响。它的功能是降低视黄醇及其载体蛋白、视黄醇结合蛋白的循环水平。56II期研究已经完成,在例GA(50-89岁)患者中以确定了芬维A胺的治疗有效性。患者每天接受毫克芬维A胺软胶囊。在24个月的时间内观察到GA病变的增长率没有显著的降低。57

  Emixustat是非视黄酸化合物,可以直接调控视觉载色体的合成,通过抑制特异性蛋白65抑制RPE异构酶(RPE65)。RPE65将全反式视黄酸转化成11顺视黄酸,从而进入视觉周期。58,59Emixustat还结合RAR/RXR维甲酸受体或与视黄醇结合蛋白。II/III期临床试验正在进行,以确定是否口服盐酸Emixustat(acu-)可以降低GA进展率,通过测量例患者的GA范围和BCVA。

  ALK-是维生素A的修饰形式,其中三个普通氢原子被取代位非放射性,重的氢原子。变化体现在ALK-分子使其形成有毒的维生素A的二聚体(P2E)更加困难,维生素A循环过程导致RPE细胞脂褐素形成的副产品。60体外实验结果表明,ALK-引起中毒维生素A的聚集体的形成大约减少七倍。61I期研究设计对40名(21–70?岁)健康志愿者口服ALK-胶囊的安全性和药动学的结果还没有公布。

脉络膜血流恢复机制

  脉络膜循环提供营养和清除视网膜/RPE的废物。62脉络膜血流量减少,导致感光细胞和视网膜色素上皮细胞积累代谢废物,这些可以导致GA的发展,因此改善脉络膜血流量可以促进RPE、Bruch’s膜和感光细胞的代谢废物的清除,阻止AMD疾病的进展。5,63

  MC-1是FDA批准的口服抗高血压药物。其活性物质肼苯哒嗪已被证明能增加高眼压兔脉络膜血流量和促进视网膜功能,恢复缺血性损伤大鼠的眼睛。64,65它还可以防止Bruch’s膜破裂,具有抗炎和抗氧化性能。66Ib期临床试验表明,局部灌注1%MC-1没有产生明显的心血管效应或眼部毒性;对血–眼屏障也没有影响。II/III期正在进行中,60例(50–85?岁,早中期干性AMD)将在24个月中局部使用1%MC-1滴眼液,评估其视觉功能。

干细胞治疗

  干细胞治疗为由于患有视网膜退行性疾病而失明的患者带来了新希望。在光感受器损坏与干细胞衍生的RPE细胞来补充丢失或退化的视网膜色素上皮细胞是再生医学实践的最前沿。67–69RPE可以有人类胚胎干细胞(胚胎干细胞)或人类诱导多能干细胞(iPSCs)分化。人类胚胎干细胞或人类iPSC衍生的RPE细胞显示RPE的形态和表达典型的上皮细胞标记物和吞噬光感受器节段的能力。在RPE功能障碍的实验动物的视网膜下移植后,移植的细胞存活,视网膜功能得到改进。70–73

  在实验数据的基础上,首次临床试验研究hESC分化的RPE细胞视网膜下移植得到了欧盟和美国监管部门的批准。I期临床试验的目的是用观察干性AMD和Stargardt黄斑营养不良患者对hESC-分化的RPE细胞移植试验的安全性和耐受性。74数据显示,移植的细胞在4个月内无排斥反应或过度增生或肿瘤发生的迹象。此外,移植患者的视觉功能恢复。基于这些,第二阶段Ⅰ/Ⅱ期临床试验选择了18例患者。患者视网膜下注射-1?–?RPE细胞75,平均随访22个月(12–?36?月)。结果表明,与非注射眼比较,其视力、视力相关生活质量都得到改善。这项研究为中长期人类干细胞移植的安全性、存活率和生物活性提供了第一个证据。

  目前有两个临床试验中使用人类胚胎干细胞的视网膜色素上皮细胞(MA09-hRPE)。两者都旨在评估患者的安全性和干性AMD视网膜下注射或移植MA09-hRPE细胞耐受性。研究招募了55?岁及以上的患者,接受50?–?MA09-hRPE细胞移植。这两项研究的主要结果是评价hESC分化的RPE细胞的安全性。次要结果是测量最佳矫正视力的平均变化,荧光摄影和阅读速度。

  在另一项研究中,克隆人类中枢神经系统干细胞(HuCNS-SC)将是干性AMD的治疗方法。76在大鼠体内的研究表明HuCNS-SC细胞移植能够保存视网膜变性大鼠感光细胞和视功能的数量。77,78I/II期研究将探讨随着GA到AMD患者的安全性和初步疗效。

结论与未来发展方向

  GA是一种严重的致盲性疾病,目前没有任何治疗方法。然而,许多临床试验正在寻找一个可行的解决方案,以防止或治疗疾病。这些治疗针对GA的不同方面,包括炎症通路、氧化应激、视网膜色素变性、视觉周期的化合物、脉络膜灌注恢复和移植RPE细胞与干细胞分化的RPE细胞。一些试验中有很大的希望。AREDS试验表明,AREDS可以将AMD进展的风险降低25%–30%,而移植胚胎干细胞分化的RPE细胞,证明的中长期的安全性,移植物存活率和可能的生物活性,通过提高GA患者的视力。

  未来的研究应集中在了解现在尚未清楚的疾病的发病机制。对视网膜的病理过程的精确划分对了解AMD很重要,因此,相关功能和形态在诊断疾病中发挥了举足轻重的作用。临床研究使用FAF成像评价GA的基础上,逐步扩大对FAF脂褐素和光感受器变性产品的光学性能的了解,以此观察病变区域。先进的成像系统的发展提供了先进的工具,用于分析GA的病理生理和测试新的治疗方法。在这方面,谱域光学相干层析成像的最新发展(SD-OCT)和偏振敏感OCT(PS-OCT)技术可以对视网膜和视网膜层的高分辨率结构成像,对病变的大小和等级的发展提供了强有力的方法。79–81这些对于使用新的视网膜成像策略的新见解,对新的研究非常重要。

  目前胚胎干细胞或基于iPSC的RPE移植方法的关键是测试其长期安全性和疗效。其他方法,包括防止视网膜色素变性的创新方法也应该探索。从临床试验中学习,可以更好的理解AMD的发病机制和更好的认识疾病的治疗。

参考文献

BrJOphthalmol;:-doi:10./bjophthalmol--

  JakubHanus1,FangkunZhao1,2,ShushengWang1,3

  1DepartmentofCellandMolecularBiology,TulaneUniversity,NewOrleans,Louisiana,USA

  2FourthAffiliatedHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang,Liaoning,P.R.China

  3DepartmentofOphthalmology,TulaneUniversity,NewOrleans,Louisiana,USA

(来源:《国际眼科时讯》编辑部)

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