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亚太医学

亚太医学

Journal of Medicine in the Asia-Pacific

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-3483(P)
  • ISSN: 
    3080-0870(O)
  • 期刊分类: 
    医药卫生
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    1
  • 浏览量: 
    247

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基因缺陷介导的视网膜信号传导障碍——先天性静止性夜盲症的机制解析与诊疗前沿

Gene Defect-Mediated Retinal Signaling Disorders —Mechanism Analysis and Frontier in Diagnosis and Treatment of Congenital Quiescent Night Blindness

发布时间:2026-05-15
作者: 相子瑞 :山东中医药大学眼科与视光医学院 山东济南;
摘要: 夜盲症是一类以暗环境下视力显著下降为核心特征的视觉障碍,其病因涵盖营养缺乏、后天病变及先天遗传等,不同类型夜盲症的临床进展与预后差异显著。其中,先天性静止性夜盲症(CSNB)作为遗传性夜盲的重要类型,具有出生即发病、症状终生稳定的特点,其发病机理聚焦于视网膜光信号传导通路的基因缺陷,目前治疗仍以对症干预与前沿探索为主。本文系统梳理夜盲症对患者的实际困扰、常见并发症,深入剖析先天性静止性夜盲症的分子与细胞层面发病机理,并结合临床病例与基因研究,总结现有治疗手段及研究进展,为该领域的临床诊疗与基础研究提供参考。
Abstract: Night blindness is a kind of visual disorder characterized by significant decrease of visual acuity in dark environment. Its etiology covers nutritional deficiency, acquired lesions and congenital heredity, etc. The clinical progress and prognosis of different types of night blindness are significantly different. Among them, congenital resting night blindness (CSNB), as an important type of hereditary night blindness, has the characteristics of onset at birth and stable symptoms throughout the life. Its pathogenesis focuses on the gene defects of retinal light signaling pathway. At present, the treatment is still based on symptomatic intervention and cutting-edge exploration. This paper systematically combs the actual troubles and common complications of night blindness to patients, deeply analyzes the molecular and cellular pathogenesis of congenital quiescent night blindness, and combines clinical cases and gene research to summarize the existing treatment methods and research progress, so as to provide reference for clinical diagnosis and basic research in this field.
关键词: 夜盲症;先天性静止性夜盲症;发病机理;并发症;治疗手段
Keywords: night blindness; congenital resting night blindness; pathogenesis; complications; treatment

引言

夜盲症,俗称“雀蒙眼”,是视觉系统对低光环境适应能力受损的典型表现,核心病理基础为视网膜视杆细胞功能异常。视杆细胞作为暗视觉的主要感光细胞,负责在昏暗条件下捕捉微弱光线,其功能障碍直接导致患者夜间或暗光下视物模糊、行动受限。夜盲症并非单一疾病,而是多种病因引发的临床综合征,根据发病原因可分为暂时性夜盲、获得性夜盲与先天性夜盲三大类。其中,暂时性夜盲多由维生素A缺乏导致,补充营养后可快速恢复;获得性夜盲继发于视网膜病变、全身性疾病等,病情随原发病进展而变化;先天性夜盲则由遗传因素决定,其中先天性静止性夜盲症因症状稳定、机制特殊,成为遗传性视网膜疾病研究的重点。

夜盲症不仅是视觉功能的局部异常,更会引发一系列生活困扰与并发症,严重降低患者生活质量。而先天性静止性夜盲症作为遗传性疾病,其发病机制的解析是实现精准治疗的关键。近年来,随着分子遗传学、神经生物学技术的发展,对CSNB致病基因、信号通路缺陷的认知不断深入,基因治疗等前沿手段也逐步进入临床前研究阶段。本文围绕夜盲症的临床影响、并发症,重点聚焦先天性静止性夜盲症的发病机理与治疗进展,结合临床病例与基因研究展开全面综述。

1 夜盲症的临床困扰

夜盲症的核心症状为暗适应障碍,但其对患者的影响远不止于视觉本身,而是渗透到日常生活、社交、安全等多个维度,形成持续性的临床困扰。

1.1 日常生活行动受限

夜间或暗光环境下的行动障碍是夜盲症患者最直接的困扰。患者在傍晚、夜间或光线不足的室内,无法清晰辨识周围环境、物体轮廓与道路状况,行走时易出现磕碰、跌倒等意外,尤其在陌生环境中,行动自主性大幅降低。对于儿童患者,夜间不敢独自活动、无法参与夜间户外活动,影响童年生活体验;对于成年患者,夜间无法独立出行、做家务,甚至无法完成简单的夜间阅读、操作等活动,日常自理能力受限。

1.2 出行与交通安全隐患

夜盲症患者的交通安全风险显著升高。在夜间驾驶时,患者难以看清道路标线、行人、障碍物及交通信号,对突发路况的反应能力下降,极易引发交通事故,因此多数患者需避免夜间驾驶。公共出行方面,患者在夜间乘坐交通工具时,难以辨识站点、车厢环境,容易坐过站或发生碰撞,出行便利性与安全性均受影响。此外,夜间户外行走时,因无法及时察觉坑洼、障碍物,跌倒、受伤的概率远高于正常人群。

1.3 社交与心理压力

夜盲症导致的行动受限会间接影响患者的社交生活。患者因无法参与夜间聚会、户外活动、夜间学习工作等,社交圈逐渐缩小,容易产生孤独感、自卑感。长期的视觉障碍还可能引发焦虑、抑郁等心理问题,部分患者因担心他人异样眼光,刻意回避社交场景,进一步加重心理负担。对于先天性夜盲症患者,自幼面临的视觉困扰可能影响性格发展与心理健康,需要长期的心理疏导与支持。

1.4 职业与学习限制

夜盲症对患者的职业选择与学习过程形成明显限制。在职业方面,患者无法从事需要夜间作业、暗光环境操作的工作,如夜间驾驶、户外夜间巡逻、暗光下精密操作等,职业发展空间受限。在学习方面,青少年患者夜间阅读、写作业时需依赖强光,长时间强光刺激易引发视疲劳,且学习效率低于正常人群;部分专业学习(如夜间观察、暗光实验等)也无法参与,影响学业选择与成绩提升。

2 夜盲症的常见并发症

夜盲症若未及时干预或原发病持续进展,会引发一系列眼部及全身性并发症,进一步加重病情,甚至导致不可逆的视觉损伤。

2.1眼部并发症

2.1.1 干眼症与角膜病变

维生素A缺乏导致的暂时性夜盲症,常伴随眼表干燥。维生素A是维持眼表上皮细胞正常功能的重要物质,缺乏时会导致结膜、角膜上皮角化、干燥,形成干眼症,表现为眼干、眼涩、异物感。若病情持续加重,角膜会出现混浊、软化,甚至形成角膜溃疡、穿孔,最终导致角膜白斑,严重影响视力,甚至失明。

2.1.2视力进行性下降与视野缩小

获得性夜盲症(如视网膜色素变性引发)及部分先天性夜盲症,会随病情进展出现中心视力下降、视野缩小。视网膜色素变性患者早期以夜盲为首发症状,随后视网膜周边感光细胞逐渐退化,视野从周边向中心缩小,最终形成管状视野,仅能看清正前方物体,周边视野完全丧失,严重影响生活自理能力。部分患者后期中心视力也会受损,最终导致失明。

2.1.3 屈光不正与其他眼底病变

先天性夜盲症患者常合并近视、散光等屈光不正,其中先天性静止性夜盲症患者近视发生率较高,可能与视网膜信号传导异常影响眼球发育有关。此外,视网膜色素变性等先天性夜盲症还易并发白内障(多为后囊下白内障)、青光眼、黄斑变性等眼底病变,进一步加重视觉损伤。

2.1.4 色觉异常

部分夜盲症患者,尤其是视网膜病变引发的获得性夜盲症,会出现色觉辨别能力下降,对红、绿等颜色的感知出现偏差,影响对色彩的正常判断。

2.2 全身性并发症

2.2.1 营养缺乏相关并发症

维生素A缺乏导致的暂时性夜盲症,若未及时补充,会引发全身性维生素A缺乏症状,如皮肤干燥、角化增生、毛发干枯、指甲易折裂等。长期严重缺乏还可能影响免疫系统功能,导致抵抗力下降,易引发呼吸道、消化道感染。

2.2.2 原发病相关并发症

获得性夜盲症多继发于全身性疾病,如糖尿病、肝病、青光眼等,其并发症与原发病密切相关。肝病患者因肝细胞受损,维生素A代谢与储存功能障碍,易诱发夜盲症,同时伴随肝功能进一步恶化、消化吸收功能紊乱等问题;糖尿病引发的夜盲症,会伴随糖尿病视网膜病变进展,最终导致视网膜脱离、失明;青光眼引发的夜盲症,会因眼压持续升高导致视神经萎缩,视野进行性缺损,最终失明。

2.2.3 合并神经肌肉疾病的特殊并发症

临床病例显示,部分先天性静止性夜盲症可与下肢明显型脊肌萎缩症(SMALED)合并发生,患者除视觉障碍外,还伴随下肢肌无力、肌萎缩、关节畸形等运动功能障碍,形成视觉与运动功能的双重损伤,进一步加剧生活自理困难与心理压力。

2.2.4先天性静止性夜盲症(CSNB)的发病机理

先天性静止性夜盲症是一组由基因突变导致的遗传性视网膜疾病,核心特征为出生时即出现夜盲症状,且症状终生稳定,不伴随视网膜感光细胞进行性退化,白天中心视力基本正常。根据遗传方式、电生理特征及致病基因,CSNB主要分为CSNB1(完全型)与CSNB2(不完全型)两大类,其发病机理聚焦于视网膜光信号传导通路的功能缺陷。

2.3 遗传方式与致病基因

CSNB具有高度遗传异质性,遗传方式包括X连锁隐性遗传、常染色体显性遗传及常染色体隐性遗传,其中X连锁隐性遗传最为常见。目前已发现多个致病基因,不同类型CSNB对应不同的基因缺陷:

2.3.1 CSNB1(完全型)

主要由X染色体上的NYX基因突变导致,该基因编码夜盲蛋白(Nyctalopin),是一种富含亮氨酸重复序列的蛋白,主要表达于视网膜光感受器与双极细胞的突触部位,参与视网膜ON通路信号传导的调控。NYX基因突变会导致夜盲蛋白功能缺失,阻断视杆细胞向ON型双极细胞的信号传递,引发完全性暗视觉障碍。此外,GRM6、TRPM1、GPR179、LRIT3等基因的常染色体隐性突变,也可导致CSNB1,这些基因均参与ON型双极细胞的信号接收与传导过程。例如,人类GRM6基因p.R192Q突变会导致代谢型谷氨酸受体6(mGluR6)功能异常,无法正常接收视杆细胞释放的谷氨酸信号,进而引发完全型CSNB。

2.3.2 CSNB2(不完全型)

主要由CACNA1F基因突变导致,该基因位于X染色体,编码电压依赖性L型钙通道的α1F亚基,该通道主要表达于光感受器突触末端,负责调控突触前膜钙离子内流,进而影响谷氨酸等神经递质的释放。CACNA1F基因突变会导致钙通道功能异常,神经递质释放紊乱,同时影响ON与OFF通路的信号传导,引发不完全性暗视觉障碍,患者除夜盲外,还可能出现轻度昼视觉异常。此外,RHO(视紫红质基因)、GNAT1(转导蛋白α亚基基因)等基因突变,也可通过影响视杆细胞光信号转导,引发常染色体显性或隐性遗传的CSNB。

2.4视网膜光信号传导通路的缺陷机制

视网膜光信号传导是一个复杂的级联反应过程,视杆细胞捕捉光线后,通过光信号转导将光信号转化为电信号,再通过突触传递至双极细胞、神经节细胞,最终形成视觉。CSNB的发病核心是该通路中关键环节的功能缺陷,主要分为两类机制:

2.4.1 视杆细胞光信号转导异常(CSNB部分亚型)

视紫红质(RHO)是视杆细胞的感光色素,由视蛋白与11-顺式视黄醛结合而成。当RHO基因发生突变时,会导致视紫红质在黑暗环境下出现自发性构象变化,持续激活下游转导蛋白(G蛋白),产生“暗噪声”。这种持续的信号激活会使视杆细胞处于持续“感光”状态,无法对微弱光线产生正常反应,导致暗视觉敏感度显著下降。该机制下,视杆细胞光信号转导的初始环节即出现异常,属于光感受器细胞内源性缺陷。

2.4.2 光感受器-双极细胞突触传递障碍(CSNB1、CSNB2核心机制)

这是CSNB最主要的发病机制,涉及视网膜第一突触的信号传递异常。CSNB1机制是由视杆细胞仅与ON型双极细胞形成突触联系,ON型双极细胞通过代谢型谷氨酸受体(mGluR6,由GRM6编码)接收视杆细胞释放的谷氨酸信号。NYX、GRM6、TRPM1等基因突变会导致ON型双极细胞无法正常接收谷氨酸信号,阻断ON通路的信号传导。由于视杆细胞的信号仅通过ON通路传递,因此CSNB1患者仅表现为暗视觉障碍,昼视觉(视锥细胞主导,通过ON与OFF通路共同传导)基本正常,视网膜电图(ERG)表现为暗适应b波消失(负波型ERG)。以GRM6基因p.R192Q突变为例,该突变会改变mGluR6蛋白的结构,使其无法与谷氨酸结合,进而无法激活下游TRPM1通道,导致信号传导中断,引发完全型CSNB。CSNB2机制是由CACNA1F基因突变导致光感受器突触前膜L型钙通道功能异常,钙离子内流受阻,谷氨酸释放量异常减少或释放节律紊乱。由于视锥细胞的信号同时通过ON与OFF通路传导,因此该缺陷会同时影响暗视觉与昼视觉,患者除夜盲外,还可能出现轻度昼视觉模糊、眩光等症状,ERG表现为暗适应b波降低或异常。

3 病理生理特征

CSNB患者的视网膜组织结构基本正常,无明显感光细胞退化、凋亡,这是其“静止性”的核心体现。与视网膜色素变性等进行性遗传性夜盲症不同,CSNB的病变仅局限于光信号传导的功能层面,而非细胞结构的破坏。患者视杆细胞数量、形态正常,视锥细胞功能也未受明显影响,因此白天中心视力、色觉基本正常,仅暗视觉敏感度显著下降。这种功能缺陷而非结构损伤的特点,使得CSNB成为基因治疗等功能修复手段的理想研究模型。

4先天性静止性夜盲症的治疗手段

目前,先天性静止性夜盲症尚无根治性方法,治疗以对症干预、生活方式调整为主,同时基因治疗等前沿技术正处于临床前研究阶段,为未来治愈带来希望。

4.1 对症治疗与生活干预

4.1.1 营养补充

尽管CSNB并非由维生素A缺乏导致,但部分患者补充维生素A、维生素E等营养素,可在一定程度上改善视网膜代谢,缓解视疲劳。但需注意,维生素A补充需严格遵循医嘱,过量补充可能引发中毒,对身体造成损伤。对于合并肝病的夜盲症患者,需在保肝治疗的基础上,针对性补充维生素A,避免因维生素A代谢障碍加重夜盲症状。

4.1.2 屈光矫正

CSNB患者常合并近视、散光等屈光不正,及时佩戴合适的眼镜可矫正中心视力,减少视疲劳,提升昼视觉质量,间接改善生活质量。

4.1.3生活方式调整

这是CSNB患者最基础、最重要的干预措施。患者需避免夜间独自外出、驾驶,室内安装充足照明,使用夜灯辅助夜间活动;外出时佩戴防紫外线眼镜,保护视网膜免受强光刺激;定期进行眼科检查,监测视功能变化,及时干预并发症。对于合并下肢明显型脊肌萎缩症的患者,还需联合康复训练、支具辅助等手段,改善运动功能,提升生活自理能力。

4.2 药物治疗探索

目前尚无针对CSNB的特效药物,但针对其发病机制的药物研发正逐步推进。对于由视紫红质自发性激活导致的CSNB亚型,研究人员尝试开发抑制视紫红质构象异常变化、降低“暗噪声”的药物,通过阻断异常信号传导,恢复视杆细胞对微弱光线的正常反应。此外,针对突触传递异常的CSNB,部分研究探索使用神经递质调节剂,改善光感受器与双极细胞间的信号传递,但目前均处于实验室研究阶段,尚未应用于临床。

4.3 基因治疗(前沿研究热点)

基因治疗是目前CSNB最具前景的治疗方向,其核心思路是通过载体将正常基因递送至视网膜病变部位,修复缺陷基因的功能,重建光信号传导通路。

4.3.1 治疗策略

CSNB的基因治疗主要采用基因增强策略,即利用载体将正常的致病基因(如NYX、CACNA1F、GRM6、LRIT3等)递送至视网膜靶细胞(ON型双极细胞、光感受器细胞),使其表达正常蛋白,恢复信号传导功能。针对GRM6基因p.R192Q突变导致的完全型CSNB,可通过递送正常GRM6基因,使其在ON型双极细胞中表达功能正常的mGluR6蛋白,恢复谷氨酸信号接收能力。

4.3.2载体选择

腺相关病毒(AAV)因具有安全性高、免疫原性低、能有效转导视网膜细胞等优势,成为CSNB基因治疗的首选载体。研究表明,AAV载体可成功靶向递送至CSNB模型动物的ON双极细胞,实现治疗基因的稳定表达。

4.3.3 动物实验进展

多项动物实验证实了基因治疗对CSNB的有效性。例如,在LRIT3基因缺陷导致的CSNB小鼠模型中,通过视网膜下注射AAV载体递送正常LRIT3基因,可成功恢复小鼠的暗视觉功能,ERG检查显示暗适应b波恢复正常,暗环境下的视觉行为能力显著提升。在GRM6、NYX、CACNA1F缺陷的CSNB模型中,类似的基因增强治疗也取得了积极效果,部分模型动物的暗视觉功能得到部分或完全重建。

4.3.4 临床转化挑战

尽管动物实验效果显著,但CSNB基因治疗的临床转化仍面临诸多挑战。一方面,CSNB的靶细胞为ON型双极细胞,相较于光感受器细胞,AAV载体对双极细胞的转导效率较低,需优化载体与递送方式;另一方面,CSNB为遗传性疾病,需在患者出生后早期进行干预,以避免长期功能缺陷对视觉发育的影响,而新生儿视网膜的基因递送技术仍需完善。目前,CSNB的基因治疗尚未进入临床试验阶段,但随着技术的不断优化,未来有望实现临床应用。

4.4其他辅助治疗

4.4.1视觉辅助设备

研发适用于暗环境的视觉辅助设备,如夜视眼镜、低视力助视器等,可帮助CSNB患者在暗光环境下捕捉更多光线,提升视物清晰度,改善行动能力。

4.4.2 遗传咨询

CSNB作为遗传性疾病,遗传咨询是重要的干预环节。通过基因检测明确患者的致病基因与遗传方式,可为患者及其家庭提供生育指导,降低子代患病风险,实现优生优育。对于合并下肢明显型脊肌萎缩症的患者,还需联合神经科、康复科进行多学科遗传咨询,全面评估子代患病风险。

5结论与展望

夜盲症作为常见的视觉障碍,其临床困扰贯穿患者日常生活,并发症的发生更会加重视觉损伤,其中先天性静止性夜盲症因遗传特性与稳定的病理特征,成为研究的重点。目前对CSNB的发病机理已形成较为清晰的认知,明确了其核心是视网膜光信号传导通路的基因缺陷,而非感光细胞结构损伤,这为治疗策略的制定提供了理论基础。结合临床病例与基因研究,我们进一步认识到CSNB可与其他遗传性疾病合并发生,且不同基因突变的致病机制存在差异,为精准诊疗提供了方向。现有治疗手段中,对症干预与生活方式调整是当前临床的主要措施,可有效缓解患者症状、降低并发症风险;基因治疗作为前沿方向,在动物实验中展现出良好的治疗效果,是未来实现CSNB治愈的关键。但基因治疗的临床转化仍需突破载体转导效率、早期干预技术等难题。未来研究方向主要包括:进一步挖掘CSNB的致病基因,解析不同基因突变的表型差异;优化基因治疗载体与递送技术,提升对双极细胞的靶向转导效率;开展临床试验,验证基因治疗的安全性与有效性;同时,探索药物治疗、视觉辅助设备的创新研发,为CSNB患者提供多元化的治疗选择。随着分子生物学、基因工程技术的快速发展,先天性静止性夜盲症的精准治疗有望在未来实现,为患者带来光明。

参考文献:

  1. [1] 陈娟,马宗艳,李泰松,等.下肢明显型脊肌萎缩症合并先天性静止性夜盲症1例[J].中国中医眼科杂志,2024,34(05):467-469+473.
  2. [2] 余凌奇.人类GRM6基因p.R192Q突变的完全型先天性静止性夜盲症致病分析及基因治疗探索[D].福州大学,2022.
  3. [3] 陈词.孔明:肝病患者缺乏维生素A易患夜盲症[J].肝博士,2021(06):25-26.
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