馬超 劉薇 李凱軍 何劍峰

甲狀腺相關眼病(thyroid associated ophthalmopathy，TAO)是一種危及視力且損傷外觀的特異性自身免疫性疾病，25%～50%的Graves病患者會出現(xiàn)眼部臨床表現(xiàn)[1]，眼部病變表現(xiàn)是由結締組織活化導致眼外肌和眶周軟組織增大引起[2]。其特征表現(xiàn)包括上眼瞼退縮、水腫、眶周組織紅斑和眼球突出。盡管多數(shù)患者病情輕微，常呈自限性，但仍有5%～15%的患者出現(xiàn)病情進展加重，這部分患者可以進展至暴露性角膜炎、角膜潰瘍或視神經(jīng)病變，從而影

響患者容貌和視力，甚至導致失明[3-5]。TAO占眼科眼眶疾病的20%，是成人患病率最高的眼眶疾病，其發(fā)病機制復雜，是一種與遺傳、自身免疫和環(huán)境等因素有關的多因素參與的疾病。本質是患者自身免疫功能紊亂引起的器官特異性自身免疫疾病，細胞免疫和體液免疫共同參與了疾病的發(fā)生和發(fā)展。由于其發(fā)病機制不完全清楚，疾病的診斷和治療也面臨極大的挑戰(zhàn)，本文將對 TAO 現(xiàn)階段的免疫相關發(fā)病機制研究進行綜述。

由于免疫耐受的存在，機體不對自身組織和器官產(chǎn)生免疫反應，但在抗原刺激、環(huán)境和遺傳等因素影響下機體免疫耐受平衡失調，導致自身免疫性T細胞、B細胞被激活，繼而引起一系列的眼眶炎癥反應，導致眼肌纖維化、局部脂肪細胞增生和眼外肌腫脹，進而出現(xiàn)眼球突出等甲狀腺相關眼病的臨床表現(xiàn)[6]。而循環(huán)纖維細胞與眼眶成纖維細胞(orbital fibroblasts，OF)的關系不僅與TAO的發(fā)病相關抗原關系密切，而且與疾病的病變程度有關。

1 細胞免疫

1.1 T細胞免疫TAO患者眼眶組織和眼外肌中有大量的淋巴細胞、中性粒細胞、漿細胞浸潤和黏多糖沉積，提示細胞免疫可能是TAO的主要發(fā)病機制。T細胞識別抗原依賴于雙重信號的刺激，由抗原呈遞細胞表面的B7分子與T細胞表面的CD28分子結合，和抗原-MHC復合物與表面受體結合的共同調控下激活，使得T細胞的活化能力增強，否則T細胞就不能發(fā)揮作用[7]。每種表型產(chǎn)生的細胞因子具有獨特的特征模式，促進和抑制免疫反應性的因子之間的平衡決定了免疫反應的幅度和持續(xù)時間。

CD4+T細胞(Th1、Th2或Th17)在TAO的發(fā)病和病程中均發(fā)揮重要作用。Th1細胞可表達和分泌白細胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-2、γ-干擾素(interferon-γ，IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)，促進細胞毒性T細胞及巨噬細胞的活化與增殖，介導細胞毒性反應；同時可促進趨化因子配體、前列腺素E2和黏附分子分泌[8-9]。Th2細胞可表達和分泌 IL-4、IL-5和IL-10，刺激B細胞活化，產(chǎn)生自身抗體，參與體液免疫應答[10]。并且，Th2誘導機體過度產(chǎn)生B細胞和漿細胞，這兩種細胞可產(chǎn)生抗甲狀腺抗原抗體，進而導致甲狀腺炎發(fā)生[11]。但是，Graves病是否偏向于Th1或Th2細胞功能亞群的問題仍然存在爭議[12]。

Th17細胞參與了多種自身免疫性疾病的發(fā)病，比如多發(fā)性硬化、類風濕性關節(jié)炎等，并且在Graves病與TAO病程的發(fā)生、發(fā)展中均發(fā)揮重要作用。Fang等[13]研究表明，TAO患者在活動期時Th17細胞數(shù)量增多，伴隨著TAO的緩解，Th17細胞數(shù)量逐漸下降。

Treg細胞為一類具有強大免疫抑制作用的CD4+T細胞亞型，在自身免疫性疾病的發(fā)展中起關鍵作用，它通過細胞間接觸或是通過其分泌的細胞因子如：轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、IL-35和IL-10 等發(fā)揮負性免疫調節(jié)作用。Treg細胞膜受體可與主要組織相容性復合物(major histocompatibility complexes,MHC)Ⅱ類分子相互作用，通過其遞呈促甲狀腺素受體肽。因此，Treg細胞在免疫紊亂中的作用使其成為自身免疫性甲狀腺疾病的基礎[14]，而Treg/Th17平衡的破壞可能參與了TAO的發(fā)生與發(fā)展[15]。近期研究表明，表達IFN-γ和IL-22的Th17細胞是疾病的致病因素，并且可增加眼眶炎癥反應[16-17]。且Matsuzawa等[18]報道，由于Treg細胞可抑制免疫反應，外周血Treg細胞減少可能預示TAO患者臨床預后較好。

1.2 B細胞免疫B細胞通過產(chǎn)生針對促甲狀腺激素受體(thyroid stimulating hormone receptor，TSHR)的特異性激活自身抗體在自身免疫性甲狀腺疾病中起重要作用，導致甲狀腺激素的產(chǎn)生和分泌增加[19]。B細胞的活化、分化和產(chǎn)生抗體的過程也需要雙重信號的刺激，第一信號是由B細胞的受體與抗原結合時產(chǎn)生；第二信號由B細胞表面的CD40與T細胞上的CD40配體相互作用產(chǎn)生[20]。利妥昔單抗是針對B細胞的單克隆抗體，對TAO活性的顯著改善強調了B細胞在自身免疫炎癥中起關鍵作用，并且可誘導和維持TAO的活化[21]。B細胞最初產(chǎn)生IgM，隨著病情發(fā)展可以轉換為產(chǎn)生IgG或IgE。甲狀腺內B細胞有絲分裂反應減少，但是它具有自發(fā)地分泌抗TSHR抗體的作用；盡管循環(huán)中的B細胞也可產(chǎn)生相同的抗體，但是甲狀腺內的B細胞仍然被認為是這些抗體的主要來源[22]。B細胞不僅可以分化為漿細胞產(chǎn)生抗體，也可作為抗原呈遞細胞，并通過MHC Ⅱ類分子將這些抗原的片段呈遞給CD4+T細胞[23]，引起T細胞的活化和分泌多種細胞因子，如IL-6、TNF-α等。Tang等[24]研究表明，TAO患者的OF受到細胞因子特別是TNF-α和IFN-β的刺激后可以產(chǎn)生大量的B細胞活化因子，并且OF可通過抑制B細胞活化因子受體抗體來促進B細胞的增殖。

B細胞不僅參與促炎癥反應，而且也在調節(jié)免疫反應中發(fā)揮作用。近期研究將Breg細胞鑒定為具有免疫應答抑制能力的特定B細胞亞群[25]。Breg細胞可在慢性感染期間通過產(chǎn)生IL-10來抑制Th1細胞免疫應答，并且可通過抑制樹突細胞產(chǎn)生促炎癥細胞因子，從而間接抑制Th1和Th17細胞的分化。因此，針對Breg細胞的研究可對TAO發(fā)病機制和病變過程有新的理解，可能對TAO今后的診斷和治療有輔助作用。

Weerd等[26]研究表明，Graves病患者外周血中活化的T細胞和CD5+B細胞數(shù)量增加。因此T、B細胞共同參與TAO患者疾病的發(fā)生和發(fā)展[27]。一方面B細胞是有效的抗原提呈細胞，并為T細胞活化提供幫助。另一方面逃避了中樞耐受的自身反應性T細胞可識別甲狀腺-眼眶共同抗原，通過滲入眼眶和眼外肌肌束膜，由分泌的細胞因子刺激局部黏附分子來參與TAO的發(fā)生與發(fā)展。這些細胞因子刺激OF合成和分泌糖胺聚糖，由于糖胺聚糖吸水性強，可導致眶周組織水腫、眼球突出和眼外肌腫脹；并且這些細胞因子也可刺激OF和眼眶前脂肪細胞向脂肪細胞的分化和增殖[28]。近期研究表明，OX40/OX40L共刺激分子通過增強T細胞活化和增殖來增強Graves病患者中T細胞依賴性B細胞介導的免疫應答，可能成為Graves疾病治療的潛在靶點[29]。

1.3 TAO中的循環(huán)纖維細胞與OFOF是TAO眼部癥狀的主要靶點，其在發(fā)病過程中既是靶細胞又是效應細胞[28]。近期研究表明，OF分為CD34+和CD34-兩種，而CD34+OF在健康人眼眶中無，而在TAO患者眼眶中約占OF的30%，并且TAO患者的CD34+OF與CD34+循環(huán)纖維細胞具有相同的細胞表型，并且在CD34+OF受到向脂肪細胞誘導的條件時表現(xiàn)出TSHR表達增加，這與循環(huán)纖維細胞檢測到的水平相同，所以CD34+OF可能來源于CD34+循環(huán)纖維細胞的遷移[30-31]。由于CD34+OF與CD34+循環(huán)纖維細胞具有相同的表面標志物和相似的分泌蛋白，目前認為CD34+OF來自于CD34+循環(huán)纖維細胞。不僅CD34+OF來源于CD34+循環(huán)纖維細胞，而且CD34+OF可接受CD34-OF的調節(jié)。IL-1受體抗體可競爭性結合IL-1受體，從而阻斷受體后信號轉導，從而影響TAO患者的疾病發(fā)展。Li等[30]報道，CD34+OF單獨培養(yǎng)時可分泌IL-1受體抗體，這與循環(huán)纖維細胞相同，但是在與CD34-OF共同培養(yǎng)時則分泌的IL-1受體抗體較前下降，因此CD34-OF可能對其分泌IL-1受體抗體有抑制作用。另外有研究指出，分離純化CD34+OF與CD34-OF后，CD34+OF較CD34-OF的Tg、TSHR和甲狀腺過氧化物酶的mRNA水平明顯上升[32-33]。這說明循環(huán)纖維細胞進入眼眶后可能發(fā)生表型的改變，CD34-OF可能產(chǎn)生下調與纖維細胞相關的炎癥因子，參與TAO患者眼眶炎癥反應。

2 與TAO相關的自身抗原

2.1 TSHRKriss等[34]率先在1976年提出甲狀腺和眼眶受累組織之間存在共同抗原，而OF表達的TSHR是目前被公認的交叉抗原。TSHR不僅在患者的眼眶結締組織和眼外肌中表達，而且在體外培養(yǎng)的OF和正常眼眶脂肪組織中低表達，但在TAO患者眼眶組織中高表達[35]。TSHR刺激免疫球蛋白作為甲狀腺功能亢進的主要原因已被充分證實，并且顯示其與TAO的臨床活性和嚴重性密切相關，在TAO發(fā)病機制中起主要作用[36]。抗TSHR抗體也與TAO的活動性、嚴重性以及治療效果相關，這可能與結締組織生長因子導致的組織纖維化有關[37-39]。并且血清TSHR水平與TAO的臨床活動度以及嚴重程度相關，通過檢測血清中TSHR水平可以預測TAO患者的預后[40]。

2.2 胰島素樣生長因子1受體胰島素樣生長因子1受體(insulin-like growth factor 1 receptor，IGF-1R)通過與IGF-1結合發(fā)揮作用，參與多種細胞的生長、分化、增殖及代謝等過程。TAO患者的OF表達高水平的IGF-1R[41]，并且這些患者的IgG對OF表達IL-16和趨化因子起到誘導作用，而這些細胞因子可誘導T細胞活化和轉移，使得自身免疫反應可以持續(xù)進行；但是阻斷IGF-1R則會抑制自身免疫過程，這表明IGF-1R參與了TAO的發(fā)展[42]。此外，TAO患者的IgG可促進OF合成透明質酸，這些患者的OF表面相比健康人具有更高水平的IGF-1R表達。近期研究表明，因TSHR與IGF-1R存在交叉抗原，TSHR抗體可激活IGF-lR，促進IGF-1的產(chǎn)生[43]。

2.3 IGF-1R和TSHR的相互作用G蛋白偶聯(lián)受體和受體酪氨酸激酶之間的相互作用(或反式激活)是一個已經(jīng)建立的信號機制。TSHR和IGF-1R信號轉導之間的相互作用可在TAO患者的眼眶前脂肪細胞和原代培養(yǎng)的OF中發(fā)現(xiàn)[44]。Krieger等[45]發(fā)現(xiàn)TAO患者的OF同時被TSH和IGF-1刺激時，OF對TSH的敏感性將增加10倍以上，且二者對透明質酸的分泌有協(xié)同增加作用。有研究者提出TSHR和IGF-1R均是涉及TAO的相同抗原，并且發(fā)病機制可能涉及自身抗體的產(chǎn)生，這種自身抗體可以結合并刺激TSHR和IGF-1R[46]。盡管已經(jīng)報道了可以合成用于抑制IGF-1R結合和激活的抗體，TAO患者血清中是否存在直接結合并激活IGF-1R的抗體還有爭議[47-48]。研究表明，特定的IGF-1R激酶抑制劑部分抑制由TSH、單克隆促甲狀腺抗體和M22(抗TSHR的一種單克隆抗體)對TAO患者OF的刺激[49]。IGF-1R自磷酸化是IGF-1R信號轉導機制的主要啟動步驟，但由于TSH和M22均不能激活IGF-1R的自磷酸化，所以推測通過TAO患者血清TSHR和IGF-1R之間的相互作用導致TAO患者OF活化，這對TAO的發(fā)病機制可能有了新的理解。

3 其他抗原

TAO是自身免疫耐受異常疾病，與自身抗原關系密切，近期有報道說明了眼眶中的幾種自身抗原：(1)脂肪特異性磷脂酶A2(adipose-specific phospholipase A2，AdPLA)：是最重要的自分泌和旁分泌的脂肪水解調控因子，AdPLA mRNA在甲狀腺相關眼病患者和健康人眼眶脂肪組織中均有表達，而且TAO患者的眼眶組織中表達量明顯高于健康對照組[50-51]。(2)線粒體琥珀酸脫氫酶亞單位(anti-Fp)：TAO患者眼肌炎性反應和免疫反應可導致眼肌纖維損傷及線粒體破裂，anti-Fp相應抗體是反映眼肌損傷的標志[52]。(3)碳酸酐酶1和乙醇脫氫酶1B：研究表明碳酸酐酶1和乙醇脫氫酶1B的自身抗體在TAO和Graves病患者中的高表達，是自身免疫疾病中的目標抗原，因此抗碳酸酐酶1和抗乙醇脫氫酶1B抗體作為Graves病和TAO患者潛在的臨床生物標志物[53]。(4)葡萄膜自動抗原：其具有卷曲螺旋結構域和錨蛋白重復序列(uveal autoantigen with coiled-coil domains and ankyrin repeats，UACA)：UACA為Rab39A/B特異性結合蛋白[54]，并且在甲狀腺和骨骼肌中雙重表達，而Graves病患者經(jīng)?；加醒劭舨∨c眼肌病，所以UACA可能是與Graves病相關的自身抗原，并可能作為今后TAO診斷和治療的研究目標和方向。

4 自噬與TAO的關系

自噬是一個主要的細胞降解過程，由內質網(wǎng)脫落雙膜結構包裹一部分細胞質和需要降解的細胞器、蛋白等成分形成雙層自噬體[55]。OF的CD90-亞群和前脂肪細胞可分化為成熟的脂肪細胞，參與TAO患者的眼眶病變。隨后的研究已經(jīng)闡明了自噬在分子水平的作用機制，并且已經(jīng)研發(fā)了各種小鼠模型來研究自噬基因在脂肪形成中的功能作用[56-57]。Yoon等[58]證明TAO患者眼眶組織行體外分離培養(yǎng)時，自噬相關基因的表達在TAO患者OF中比健康對照組高，并且TAO患者OF中的自噬體的數(shù)目也高于健康對照組；而且IL-1β以時間依賴性方式增加TAO和非TAO細胞中LC3-Ⅱ和p62的蛋白質表達水平。Li等[59]發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷通過抑制自噬來抑制前脂肪細胞分化為成熟脂肪細胞，并且這些效應是通過抑制AMPK/mTOR通路活化來介導的。自噬為細胞程序性降解的過程，這些發(fā)現(xiàn)也為TAO未來的診斷和治療提供了作用靶點和研究方向。

5 總結與展望

TAO是一種甲狀腺器官特異性自身免疫性疾病，其發(fā)病機制尚不十分明確，仍需不斷探索。活動性TAO患者的眼眶內結締組織和脂肪組織增加是導致大多數(shù)眼眶并發(fā)癥的原因。而免疫學發(fā)病機制是目前TAO最重要的發(fā)病機制，也是目前藥物治療的主要研究方向。對免疫學發(fā)病機制的深入研究，可以指導臨床對TAO患者的診斷、治療及預后評估，并且可以對TAO采取一定的預防措施。盡管已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些分子機制和信號轉導通路，但是各個分子機制的調控和相互作用還需進一步研究。TSHR和IGF-1R及其相互作用的關系在TAO的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，可作為未來藥物治療TAO研究的方向。針對CD34+OF的來源和CD34-與CD34+OF相互作用的研究可能對TAO的診斷和治療起促進作用。針對發(fā)病原因恢復對促甲狀腺素受體和其他相關自身抗原的免疫耐受仍然是治療TAO的最終目標，從而可避免患者使用非特異性免疫抑制和毒性藥物引起的并發(fā)癥。而基因、抗氧化應激和吸煙等因素也可影響TAO的發(fā)病，對這些方面的研究可更全面地理解TAO的發(fā)病機制，可幫助疾病的預防、診斷和治療，具有重要的臨床意義。