本文原载于《中华眼科杂志》年第2期
视网膜色素变性（retinitispigmentosa，RP）是一组以遗传性、进行性光感受器细胞丧失且最终导致视网膜变性萎缩为主要特征的疾病，病变通常从视网膜赤道部开始，并向黄斑和中央凹推进[1]。因感光细胞死亡，RP主要表现为中心视力下降，随之而来的症状是夜盲、进行性周围视野下降，并伴有视网膜电图异常[2]。目前临床尚无有效治疗方法。文献报道在全球范围内RP的患病率约为1/[3]，超过万患者患有进行性视觉障碍[4]。多数视力下降的患者会在接下来的几十年里出现失明，严重影响患者的生活质量。鉴于此，研究人员正积极寻找治疗RP的新策略。目前，部分治疗策略已在动物模型中取得了研究进展[5]，如药物疗法、基因疗法、干细胞疗法、神经保护疗法等。
一、RP的发病机制及其病理变化
RP是遗传性疾病，主要包括常染色体显性、隐性和伴X性染色体隐性遗传3种。目前已发现有超过个基因的异常表达与RP相关[6]。在统计病例中，15%~20%为常染色体显性遗传，5%~20%为常染色体隐性遗传，5%~15%为伴X染色体遗传，还有40%~50%未确定[7]。这些基因的异常表达导致相关蛋白功能出现异常，这些异常可分为5类[8]，即光传导异常（如视紫红质[9]、PDE6B[10]）、视网膜新陈代谢异常（如RPE65[11]、ABCA4[12]）、RNA拼接异常（如PRPF31[13]）、组织生产和维持异常（如RP1[14]、CRB1[15]）、细胞结构异常（如USH2A[16]）。基因工程技术的发展为全面研究RP的病因提供了坚实的基础。
感光细胞的死亡是RP的主要病理学特征，最终将导致患者失明[17]。Portera-Cailliau等[18]研究发现，RPE细胞对光感受器外节脱落膜盘的吞噬功能下降，未被吞噬的膜盘在视网膜外层堆积，破坏了原有的视网膜结构，导致感光细胞变性死亡，从而引发RP。
RP的发生虽然与基因直接相关，但是维生素A及其他营养物质的摄入量也会对疾病的发展产生影响[19]。Berson等[20]认为RP患者可以从补充维生素A中受益，因为维生素A可以减缓视锥细胞视网膜电图振幅的下降速率，所以维生素A缺乏会加快RP的病程。此外，叶黄素、视网膜类胡萝卜素摄入量不足，也会加速疾病的发展[21]。
部分学者认为RP在某种意义上是一种自身免疫性疾病。Brinkman等[22]发现RP患者的淋巴细胞可被牛视杆细胞的外节盘及人可溶性视网膜抗原激活。除此以外，RP患者血清中IgM的浓度也有所增加[23]，这表明有变异性炎性反应参与到RP中。Carmody等[24]研究发现活性氧是感光细胞凋亡的启动因素，细胞脂质的过氧化反应对视网膜造成损伤，抗氧化剂的使用能够明显抑制感光细胞的凋亡。
二、RP的治疗策略
RP是遗传性疾病，与基因的异常表达息息相关。RP可导致光感受器细胞丧失、凋亡，最终导致视网膜变性萎缩。RP还与视网膜的异常血供、营养不良等有关。鉴于此，依据RP的发病机制和病理变化，可以提出以下治疗策略。
（一）基因治疗策略
基因治疗的机制是利用病毒或非病毒载体传递治疗性基因而达到治疗效果。目前取代或更正异常基因的方法主要有两种：（1）基因增强疗法，利用载体质粒将一个正常基因插入到基因组以替代不能存活或不健全的基因；（2）基因沉默疗法，通过核酶或RNA干扰抑制变异基因的表达[25]。目前很多基因治疗是以腺相关病毒（adeno-associatedvirus，AAV）作为基因转移载体。AAV在RP基因治疗中的高成功率主要依赖于其安全性高、基因转染和表达效率高及重组基因长期表达稳定等[26]。
部分常染色体显性RP的发生与视紫红质的突变有关，该突变导致视紫红质错误地定位在视杆细胞的细胞体上[27]。对由视紫红质P23H突变构建的大鼠常染色体显性RP模型，LaVail等[28]用带有等位基因特异核酶的AAV载体进行转染，在治疗后6个月小鼠的光感受器细胞功能得到恢复。Mao等[29]使用AAV载体系统，向P23H小鼠视网膜下注射一种siRNA，这种siRNA可以用来对抗小鼠的视紫红质和人P23H视紫红质mRNA，结果表明可以长期（9个月）恢复视网膜的功能，保留视网膜的结构，防止视紫红质产生过多而对光感受器细胞造成损伤。文献报道膜卷曲相关蛋白（MFRP）基因编码了人诱导性多能干细胞来源的RPE细胞（ips-RPE）的部分膜受体，MFRP的缺陷可导致常染色体隐性RP[30]。Li等[31]通过使用AAV载体表达人MFRP基因，在患者来源的MFRP缺陷ips-RPE中逆转肌动蛋白重组紊乱和恢复顶绒毛状突起物，使ips-RPE恢复色素沉着。在RP小鼠模型中，研究人员也采用AAV-MFRP治疗方法，使小鼠视觉功能得到长期提高。
MERTK基因（MERProto-Oncogene）是RPE中控制细胞吞噬信号通路的重要组成部分，是MER/AXL/TYRO3受体激酶家族的成员，其缺失可导致RP[32]。目前已有研究证实了AAV2介导的人MERTK基因治疗MERTK缺失小鼠的有效性[33]。LaVail等[34]使用新的人源性MERTK（hMERKT）在AAV的协助下治疗MERTK缺陷鼠，也证明了该方法的有效性和安全性。为此Ghazi等[35]针对MERKT缺失的RP患者，评估视网膜下注射rAAV2-VMD2-hMERTK进行基因导入治疗的安全性。研究人员对接受治疗的6例患者进行了为期2年的随访，记录眼科检查和相关全身检查数据，并未发现与MERTK相关的主要不良反应，提示可以进一步做临床试验。
核酶治疗和RNA干扰是两种可以用来封闭异常基因表达的有效方法。Jiang等[36]在治疗因GCAP1突变引起的遗传性视锥-视杆细胞营养不良而导致RP的小鼠模型后，发现RNA干扰是有效抑制视网膜营养障碍显性基因表达的治疗方法。
（二）干细胞治疗策略
各种类型的干细胞已经可以从植入前胚胎、胎儿、出生后胎盘组织和成人器官中分离出来。根据细胞来源，干细胞可以大致分为胚胎来源干细胞（embryo-derivedstemcells，ESCs）和成年组织干细胞。干细胞疗法是新型的恢复RP患者视力的治疗方法[37]。移植的干细胞可以被刺激成为光感受器替代细胞和外层视网膜支持细胞，就理论而言其可恢复因视网膜变性导致的视力下降[38]。
近年来干细胞移植疗法治疗RP已经取得了进展。干细胞治疗RP的机制：（1）细胞替换：移植干细胞可以分化成视网膜细胞，并与患者的视网膜合为一体，随即分化的干细胞便可取代已经凋亡或受伤的视网膜细胞[39]。（2）营养支持：移植细胞释放扩散各种细胞因子，并提供原有视网膜细胞的营养因子，可以促进感光细胞生存[40]。（3）保护视网膜血管细胞和视锥细胞：骨髓源性干细胞含有内皮前体细胞。通过上调许多重要抗凋亡基因，这些干细胞能够拯救完全退化的视网膜血管[41]。研究人员已经观察到，无论健康人还是RP患者，骨髓细胞均具备潜在的视锥神经保护能力，进而保护中心视力[42]。（4）促进突触连接：将从正在发育小鼠视网膜中提取的干细胞移植到成年鼠视网膜下，发现这些细胞均可与正常成年鼠或视网膜变性鼠发生融合，随后与其余视网膜细胞突触建立连接，有效改善视觉功能[43]。
干细胞具有很强的分化能力和繁殖能力，受到研究者的青睐。Singh等[44]首先使用诱导性多能干细胞，在诱导下形成视网膜前体细胞，随即将这种能够发育为视网膜的前体细胞植入到感光细胞完全凋亡的盲鼠视网膜，观察2周发现植入该细胞盲鼠的视网膜上出现了完整的感光层。对小鼠做瞳孔收缩试验，结果显示在接受移植的12只小鼠中，有10只小鼠恢复了对光反应。该方法可以用来重建已经凋亡的感光细胞层，修复结构性视觉通路，为临床研究视网膜修复提供了治疗策略。
移植于在小鼠视网膜的源于人类的ESCs可以分化成感光细胞，恢复RP小鼠的视力，该结果提示了使用干细胞治疗RP的潜力[45]。若能在与人类更为接近的灵长类动物视网膜变性模型上重复这种移植方法，则更具有实际意义。Shirai等[46]将源于人类ESCs的视网膜片移植到晚期RP小鼠模型的视网膜下空间，结果发现这些移植的视网膜片能够分化成具有光感受器的内层和具有色素细胞的外层，并能与小鼠原有的视网膜整合起来。接下来，研究人员通过视网膜下注入氯化钴或使用nm光学泵半导体激光光凝术，建立了2个因外伤引发的RP猴模型，将来源于人类ESCs的已经分化了约60d的视网膜片移植到这些猴模型的眼中，通过先进的OCT和免疫组织化学分析技术，可以看到这些视网膜片与宿主本身视网膜有整合的迹象，同时也发现了分化得到的视杆细胞和视锥细胞结构。该结果充分表明源于人类ESCs的视网膜移植片能够在灵长类RP动物的视网膜发挥有效作用。这些猴模型将为人类RP的治疗提供强有力的指导作用。
在一项最新的研究中，Hayashi等[47]报道利用人诱导性多能干细胞分化的眼部细胞可产生外胚层自主性多区和结构，而且不同区内的细胞位置能指示眼内部多种细胞系，其中包括RPE细胞。一旦拥有RPE的自主性多区，即可人为修复RPE，那么根治RP将指日可待。
尽管通过干细胞移植疗法治疗RP已经取得了一定进展，但是仍有许多挑战。首先，干细胞存活和迁移率低的问题需要解决。其次，尽管视网膜在生理上与免疫系统隔绝，不易触发免疫反应，但是当干细胞被移植到视网膜下进行治疗时很易触发免疫反应，这点不容忽视。此外，存在一些生物安全问题，如不能排除因移植而导致的肿瘤形成。最后，干细胞移植治疗的适应性也十分重要，包括患者的年龄、全身健康状况等因素，也需要谨慎考虑。
（三）神经保护治疗策略
神经保护治疗的目的是提高光感受器细胞的生存能力，主要有赖于神经营养因子。神经营养因子可以促进神经元的生存分化，其传递可以抑制细胞凋亡的速率，这为治疗RP提供了可行的策略。目前，主要有3条通路帮助神经营养因子发挥生物学效应，即Janus激酶-信号转导及转录激活因子途径（JAK-STAT）、Ras-丝裂原活化的蛋白激酶途径（Ras-MAPK）、磷酸肌醇-3激酶途径（PI-3K）[48]。目前很多减缓感光细胞凋亡的神经生长因子已经广泛用于RP的研究，如碱性纤维母细胞生长因子[49]、脑源性神经营养因子[50]、神经生长因子[51]、纤维母细胞生长因子[52]等。除此以外还有许多较新的因子已被发现。
Leonard等[53]报道X染色体连锁凋亡抑制蛋白（X-linkedinhibitorofapoptosisprotein,XIAP）是促进细胞保护很重要的一种蛋白因子。研究人员运用AAV介导的递送系统，在小鼠模型中发现XIAP在保护小鼠视网膜外核层细胞的过程中发挥着重要作用。Paquet-Durand等[54]在研究钙黏蛋白在感光细胞生存和凋亡中的作用时发现，高特异性钙黏蛋白抑制因子可以有效延缓RP的病程。Yang等[55]在视紫红质P23H突变小鼠的体内注射视杆细胞源性视锥细胞生长因子（Rod-derivedconesurvivalfactor，RdCVF），发现小鼠视网膜的视锥细胞数量有所增加。这表明对于与视锥细胞凋亡相关的眼底疾病，如RP，RdCVF可作为一种活性因子用于治疗。
文献报道细胞ATP水平下降会导致RP及其他类似神经退行性疾病发生[56]。细胞内含缬酪肽蛋白（valosin-containingprotein，VCP）中的可溶性ATP酶最丰富，因此Ikeda等[57]合成出一种小型化合物，即VCP调节器，用来抑制VCP的ATP酶活性，缓解细胞质中内质网的压力，达到保护细胞的效果。在RP的rd10小鼠模型中，已证实VCP调节器具有抑制感光细胞凋亡、保护视力的作用。
（四）药物及营养支持治疗策略
在感光细胞内，钙离子浓度升高将激活诱导细胞凋亡的相关酶类，从而诱发感光细胞凋亡[58]，所以钙通道阻滞剂可通过抑制感光细胞凋亡以治疗RP。地尔硫卓已被证实具有保护视网膜变性小鼠感光细胞的功能[59]。另一种钙离子拮抗剂尼莫地平可以加强视网膜视紫红激酶表达，起到预防RPE变性的作用[60]。
维生素A是视网膜中感受弱光的视紫红质的组成成分，与暗视觉相关。至年[61]、至年[62]、至年[63]，共有3个关于维生素A与成人RP患者的大型临床试验。这些研究发现，联合摄入维生素A棕榈酸酯（VitA）（00IU/d）与富ω-3脂肪酸（≥0.20g/d）饮食的患者，与接受ω-3脂肪酸较低摄入剂量膳食患者和接受相同剂量VitA的患者相比，视网膜中心视野敏感性下降速率慢50%。因此，Berson等[64]认为摄入推荐剂量VitA（00IU/d）和高剂量ω-3脂肪酸膳食，可以有效放缓大部分RP患者视野丧失的速率，维持患者视力。Sofi等[65]的临床试验结果也验证了适合剂量的VitA对缓解RP患者的临床症状有积极作用。
11-顺-视黄醛（11-cis-retinal）是维生素A的重要衍生物，能够与视蛋白结合，发挥VitA的功能[66]。Perusek等[67]的研究结果显示，VitA长期摄入不足，产生11-顺-视黄醛的基因缺陷，使得维生素A及其衍生物的循环无法保持连续，这对视网膜的健康状况和视觉质量可产生负面影响。但是，也有学者提出了过量VitA可产生不良反应的观点，因此RP患者可以摄入推荐剂量的VitA，但应避免进入VitA的治疗效果与其剂量呈正相关的误区。
（五）抗氧化治疗策略
自由基介导的过氧化反应会损伤感光细胞，造成视网膜变性。因此，使用抗氧化剂中和自由基的氧化性，为RP的治疗提供了可能。Ojino等[68]在大鼠模型中使用SUNN自由基清除剂，抑制了鼠视网膜感光细胞的凋亡速率，发挥了保护视网膜的作用。Hoffman等[69]在针对X染色体连锁RP患者的临床试验中使用有抗氧化性的二十二碳六烯酸（DHA），结果显示接受治疗患者的中央凹视野灵敏度丧失速率与安慰剂对照组相比差异具有统计学意义，这说明DHA可以延缓RP患者视野的缩小和缺失。
虾青素作为一种抗氧化剂，具有清除活性氧、自由基的功能。Otsuka等[70]在因光损伤诱导的感光细胞凋亡模型中，通过视网膜电图发现使用虾青素可以有效抑制感光细胞的凋亡，降低凋亡细胞8-OHdG的表达，为RP的治疗提供了指导。
氢气为无色、无味、无毒的双原子气体，在年首次被用作医疗药物[71]。Ohsawa等[72]在偶然中发现氢气可以清除脑血管梗死小鼠体内的自由基，起到抗氧化的保护作用。氢选择性针对包括OH-和ONOO-在内的细胞毒性氧自由基，发挥抗氧化、抗凋亡作用。与其他具有强还原性的抗氧化剂不同，氢不会扰乱生理性氧化反应或破坏机体重要的防御机制[73]。这些优势可以促使氢成为与抗氧自由基相关的RP治疗策略，而不引起严重的不良反应。在此理论基础上，Tao等[74]提出了氢气治疗RP的假说，即氢气是一种理想的抗氧化物质，能中和各种细胞毒性活性氧，缓解RP病程中感光细胞的凋亡坏死。但是，该结论仅为假说，尚需要通过动物模型和人类临床研究加以证实。
三、总结与展望
RP作为一种遗传性疾病，具有遗传异质性及多效性，突变基因多样，临床表现复杂，但最终结果均是光感受器细胞凋亡，导致视力丧失。针对RP的发病机制和临床表现，有3种治疗策略。第一，从根本上或在疾病的早期阶段防止感光细胞凋亡，主要手段为基因治疗，将正常基因导入视网膜靶细胞，更正缺陷基因，使其产生正常的基因表现型，并稳定表达；第二，尽可能延缓RP的病程，减缓感光细胞凋亡的速率，这主要依靠神经营养因子、抗凋亡药物、钙离子阻滞剂、抗氧化剂及维护视网膜的营养剂，这些物质可以改善视杆细胞和视锥细胞的营养供给，维持视网膜血管的完整性，抑制视网膜细胞的氧化损伤等；第三，在疾病的晚期用新生的细胞替换凋亡的感光细胞，这主要依赖于干细胞疗法。
目前，临床上治疗RP的主要方法是维持药物疗法、补充高剂量的维生素A和部分营养因子，这种治疗方式只是减缓RP患者丧失视觉的病程，在一定限度内提高生活质量。传统的药物疗法一直在研究开发中，但是完全治愈只能通过基因疗法。基因治疗已经在很多动物模型中取得了巨大突破，证明了基因编辑治疗RP的有效性。然而，RP的发病机制具有复杂性和多风险性等，人类和动物之间的一些突变并不相似，因此必须谨慎看待人与动物模型之间的变异和不同表型。这些最新治疗策略的最终目的是希望为RP患者解决根本性问题，但这些技术的安全性和有效性研究均尚未建立在大型动物和人类试验的基础上。因此，如何将在动物模型上进行的治疗策略应用到临床，无论是药物还是从基因编辑到干细胞移植，RP的治疗在未来仍有很大的需要探究的空间。
参考文献（略）
（收稿日期：-06-20）
（本文编辑：黄翊彬）
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