趨化因子CXCL10及其受體CXCR3與Graves病

胡天一綜述，劉戈力審校

（1.天津市公安醫(yī)院兒科，天津300042；2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院）

趨化因子及其受體是免疫系統(tǒng)的重要組成部分，它們?cè)谧陨砻庖咝约膊〉陌l(fā)病過(guò)程中起著重要作用。它們誘導(dǎo)不同白細(xì)胞亞群的趨化性，也是機(jī)體免疫防護(hù)功能的終點(diǎn)效應(yīng)因子[1]。趨化因子的主要功能是召集白細(xì)胞到炎癥部位，但是他們?cè)谀[瘤生長(zhǎng)、血管發(fā)生和器官硬化中也起重要的作用[2-3]。趨化因子的趨化活性可以介導(dǎo)免疫細(xì)胞的定向移動(dòng)和活化，在格雷夫病（Graves?。┑男纬蛇^(guò)程中,趨化因子及其受體參與淋巴細(xì)胞在甲狀腺組織的浸潤(rùn)、定位及活化，是Graves病發(fā)生發(fā)展中的一個(gè)重要因素。近年來(lái)，大量研究證據(jù)表明趨化因子10（CXCL10）及其受體CXCR3與Graves病的發(fā)生、發(fā)展有著最為密切的關(guān)系，在Graves病的發(fā)病過(guò)程中起重要作用，現(xiàn)將近年的研究進(jìn)展綜述如下。

1 干擾素（IFN）-γ誘導(dǎo)的CXCL10

趨化因子是一群低分子量的肽類即分泌型肝素結(jié)合蛋白，其結(jié)構(gòu)具有同源性。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)50多種趨化因子，它們分子前端有4個(gè)保留的半胱氨酸，根據(jù)前兩個(gè)半胱氨酸間是否有其他氨基酸插入被分成CC、CXC、C及CX3C共4個(gè)亞族。目前研究較多的是CXC、CC兩個(gè)亞類。在CXC類趨化因子亞族中，包含14個(gè)不同成員，基因編碼位于人類染色體4q21.22，少數(shù)除外[4]。大多數(shù)CXC趨化因子成員促進(jìn)朝向中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的趨化性，在它們之中，獨(dú)一無(wú)二地保留了對(duì)血管再生控制的活性[5]。根據(jù)它們分子中第一個(gè)半胱氨酸前有無(wú)ELR（谷氨酸-亮氨酸-精氨酸序列）構(gòu)型而分為ELR-CXC趨化因子和非ELR-CXC趨化因子。CXCL10屬于非ELRCXC趨化因子。CXCL10在淋巴細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞及成纖維細(xì)胞和多種組織上皮細(xì)胞中由IFN-γ誘導(dǎo)而合成。CXCL10主要趨化已活化的T淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞，在慢性炎癥、自身免疫性疾病和腫瘤等多種疾病的病理過(guò)程中起重要作用。此外，CXCL10在過(guò)敏性炎癥過(guò)程中對(duì)嗜酸性粒細(xì)胞的趨化作用也已被證實(shí)[6]。

2 CXCL10的受體CXCR3

趨化因子密碼信息的傳遞是由有7個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域的特異性細(xì)胞表面G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的，目前人類趨化因子受體由20個(gè)不同的受體組成，一般說(shuō)來(lái)，一種受體不止結(jié)合一種趨化因子，一種趨化因子也不止結(jié)合一種受體。但是由IFN-γ誘導(dǎo)的趨化因子CXCL10除外，它只與趨化因子受體CXCR3結(jié)合而發(fā)揮作用，CXCR3基因定位于染色體Xp13，cDNA全長(zhǎng)1 104 bp，編碼348個(gè)氨基酸，分子量約為41kU。CXCR3的氨基酸序列具有典型G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)，包含7個(gè)跨膜的結(jié)構(gòu)域，有3個(gè)N-糖基化位點(diǎn)。CXCR3在體內(nèi)由循環(huán)中的T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞中表達(dá)，在T細(xì)胞中，主要是Th1輔助細(xì)胞表達(dá)[7]，隨后研究發(fā)現(xiàn)CXCR3不僅由免疫細(xì)胞表達(dá)，而且由多臟器病變的實(shí)質(zhì)細(xì)胞及炎癥細(xì)胞如血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管外膜細(xì)胞、人肝星形細(xì)胞、人腎小球系膜細(xì)胞、活化的淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等表達(dá)。當(dāng)機(jī)體發(fā)生炎癥、自身免疫疾病或腫瘤時(shí)，表達(dá)CXCR3的細(xì)胞在CXCL10的趨化下向炎癥浸潤(rùn)灶聚集，參與炎癥或自身免疫反應(yīng)。另外，CXCL10與CXCR3基因編碼的一種CXCR3選擇性剪接變異體CXCR3B結(jié)合后可介導(dǎo)抑制血管生成，從而抑制多器官腫瘤的生長(zhǎng)[8]。

3 CXCL10與Graves病

3.1 在Graves病CXCL10產(chǎn)生的部位 Graves病人中CXCL10的產(chǎn)生部位到底是在甲狀腺濾泡細(xì)胞[9]、甲狀腺內(nèi)的淋巴細(xì)胞或者是人免疫反應(yīng)的其它活躍部位[10-11]一直有爭(zhēng)議。近年一前瞻性病例對(duì)照研究觀察了Graves病甲狀腺功能亢進(jìn)（甲亢）病人、服用甲巰咪唑（MMI）達(dá)到甲狀腺功能（甲功）正常的病人以及甲狀腺切除術(shù)后3 d和術(shù)后1個(gè)月的病人，分別收集他們的血清標(biāo)本，測(cè)定血清CXCL10的水平，發(fā)現(xiàn)Graves病人甲功亢進(jìn)時(shí)比服用MMI達(dá)到甲功正常時(shí)血清CXCL10的水平升高，更有意義的是在甲狀腺切除術(shù)后3 d血清CXCL10的水平減少，而在甲狀腺切除術(shù)后1個(gè)月與術(shù)后3 d比較血清CXCL10的水平?jīng)]有更進(jìn)一步的減少[12]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在應(yīng)用放射性碘治療的甲亢病人中血清CXCL10濃度也減少[13]。這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)說(shuō)明在甲狀腺切除術(shù)后或131I消融甲狀腺組織后去除了甲狀腺內(nèi)的大部分淋巴細(xì)胞或甲狀腺細(xì)胞導(dǎo)致CXCL10的分泌減少使血清CXCL10的水平下降，證實(shí)了在Graves病人中產(chǎn)生CXCL10的主要部位是甲狀腺濾泡細(xì)胞及甲狀腺內(nèi)的淋巴細(xì)胞[14]。

3.2 CXCL10水平在Graves病中的變化 在2002年首先觀察到Graves病人中血清CXCL10水平比健康對(duì)照組有意義地升高[15]，即使在兩組之間有大量的重疊數(shù)據(jù)。血清CXCL10的濃度與Graves病人的病程明顯相關(guān)，在Graves病初期CXCL10水平高，在Graves病緩解期，CXCL10在甲狀腺和血清中減少，這種現(xiàn)象與甲狀腺內(nèi)IFN-γ的mRNA表達(dá)減少相平行。甲亢的Graves病人的血清CXCL10的水平比甲功正常和甲狀腺功能低下（甲低）的Graves病人有意義地增高。未治療的甲亢的Graves病人的血清CXCL10的水平比已用MMI治療的甲亢的Graves病人有意義地增高。未治療的甲亢的Graves病人的血清CXCL10的水平與經(jīng)過(guò)前期MMI治療復(fù)發(fā)的甲亢的Graves病人的血清CXCL10的水平比較無(wú)不同。用MMI治療甲功正常Graves病人和藥物治療處于緩解期的病人血清CXCL10的水平比較無(wú)不同。這個(gè)回顧性研究證實(shí)了Graves病人的血清CXCL10的水平增高，與疾病的甲亢階段強(qiáng)烈相關(guān)，用MMI治療甲功恢復(fù)后減少[13]。在Graves病人中，血清CXCL10的水平在50歲以上的人中有意義地增高，這些人超聲波顯示甲狀腺低回聲模式，血流增加。Domberg[16]研究在Graves病人中，血清CXCL10水平與 TSH 水平、FT3、FT4、TRAb、TPOAb、TGAb 的滴度無(wú)關(guān)。但觀察到血清CXCL10的水平升高主要在有很強(qiáng)的TRAb陽(yáng)性的Graves病人中。

更進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，血清CXCL10的高水平與疾病活動(dòng)性的標(biāo)志物有很強(qiáng)的聯(lián)系，如甲狀腺血流。Corona[17]研究Graves病人血清CXCL10的水平有意義增加同時(shí)伴有甲狀腺血流增加，血清CXCL10的水平與甲狀腺動(dòng)脈最大收縮速度和甲狀腺容量相關(guān)，表明CXCL10在甲狀腺內(nèi)血管發(fā)生的調(diào)節(jié)中起重要作用。在炎癥進(jìn)程中新血管的發(fā)生是由血管發(fā)生因子和血管穩(wěn)定因子之間的平衡來(lái)調(diào)節(jié)的[5]。在Graves病的甲狀腺，新血管的發(fā)生極大地歸于由甲狀腺濾泡細(xì)胞產(chǎn)生的與甲狀腺刺激抗體反應(yīng)的局部血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的高濃度。CXCL10結(jié)合CXCR3的剪接變異體B后會(huì)發(fā)揮血管穩(wěn)定效應(yīng)，但是此作用容易被極強(qiáng)大的血管發(fā)生因子的優(yōu)勢(shì)作用所克服。

3.3 在Graves病血清CXCL10增高的影響因素 一項(xiàng)前瞻性研究論述了高血清CXCL10水平的根本原因并不是甲亢引起的，而是由自身免疫、炎癥進(jìn)程所決定的這個(gè)問(wèn)題[18]，研究包括Graves病甲亢和毒性彌漫性甲狀腺腫大（甲腫）甲亢病人，在Graves甲亢病人診斷時(shí)和用MMI治療3個(gè)月后評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)Graves病甲亢病人血清CXCL10的水平經(jīng)MMI治療甲功正常以后明顯下降。毒性彌漫性甲腫甲亢病人基礎(chǔ)血清CXCL10的水平低于Graves甲亢病人，毒性彌漫性甲腫甲亢病人用MMI治療隨機(jī)甲功正常后顯示一個(gè)輕度的循環(huán)CXCL10的水平降低，但無(wú)意義。因此認(rèn)為，在Graves甲亢病人用MMI治療后循環(huán)CXCL10濃度的減少不是由甲功恢復(fù)正常而來(lái)的，是間接由藥物的免疫調(diào)節(jié)行為所導(dǎo)致的。而且，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的性別和年齡匹配，在健康個(gè)體、毒性彌漫性甲腫甲亢病人、甲狀腺癌接受左甲狀腺素鈉（L-T4）治療者的血清CXCL10的水平是相似的，另外一個(gè)關(guān)于Graves病的最近的研究也證實(shí)了這些結(jié)果[12]。綜合這些因素表明在Graves病甲亢并不是決定血清CXCL10的水平升高的本質(zhì)因素，而是在干擾素-γ誘導(dǎo)下炎癥細(xì)胞分泌增多引起的。

在Graves病中，由于自身免疫而活化的淋巴細(xì)胞能夠大量分泌IFN-γ等前炎癥細(xì)胞因子，為CXCL10的誘導(dǎo)合成提供了條件。CXCL10繼而趨化T淋巴細(xì)胞等炎細(xì)胞浸潤(rùn)、增殖，介導(dǎo)抗體特異性的自身免疫反應(yīng)，影響甲狀腺功能或破壞腺體；活化的T淋巴細(xì)胞分泌包括IFN-γ、TNF-α和白細(xì)胞介素等在內(nèi)的多種細(xì)胞因子，誘導(dǎo)病變甲狀腺濾泡細(xì)胞表達(dá)主要組織相容性復(fù)合物（MHC）ΙΙ-類抗原，使其參與抗原識(shí)別，此外能夠增強(qiáng)巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞遞呈自身抗原的能力，以及細(xì)胞間黏附分子-1、淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原-3在甲狀腺濾泡細(xì)胞的表達(dá)，在抗原識(shí)別、細(xì)胞增生信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、效應(yīng)細(xì)胞與靶細(xì)胞相互作用方面起重要作用。研究表明，CXCL10在甲狀腺組織中的表達(dá)受多種前炎癥因子的誘導(dǎo)和調(diào)控，IFN-γ是最重要的。TNF-α和IL-1β對(duì)IFN-γ誘導(dǎo)CXCL10生成具有協(xié)同作用，IL-4可上調(diào)IFN-γ和TNF-α對(duì)CXCL10的誘導(dǎo)效應(yīng)。Kemp等[19]研究證實(shí)，CXCL10在體外可經(jīng)IFN-γ和TNF-α聯(lián)合誘導(dǎo)而表達(dá)。在Graves病中，由于T淋巴細(xì)胞被活化而產(chǎn)生大量上述細(xì)胞因子，使CXCL10在病變甲狀腺中顯著升高。

3.4 CXCL10的變化與藥物治療的免疫調(diào)節(jié)作用

Crescioli[20]研究MMI降低人類甲狀腺細(xì)胞對(duì)CX CL10的分泌。用MMI治療的甲功正常的隨機(jī)病人循環(huán)CXCL10的下降，可以歸為已知的抗甲狀腺藥物的免疫調(diào)節(jié)作用[21]。MMI除了降低甲狀腺激素產(chǎn)生的能力，還顯示出可以干預(yù)一些Graves甲亢典型的免疫異常。MMI免疫抑制效應(yīng)亮點(diǎn)是在用此藥物治療期間循環(huán)甲狀腺抗體的下降，接近30%的Graves病人經(jīng)一段藥物治療后進(jìn)入延長(zhǎng)緩解期[22]。MMI的免疫效應(yīng)可能是被介導(dǎo)的，至少部分是趨化因子產(chǎn)生的行為，導(dǎo)致腺體內(nèi)淋巴細(xì)胞增殖減少。故血清CXCL10的水平下降在長(zhǎng)程Graves病歸于抗甲狀腺藥物的使用。新診斷的病人和復(fù)發(fā)甲亢病人有相似的CXCL10的濃度，在甲亢復(fù)發(fā)期血清CXCL10的水平增加與Th1介導(dǎo)的新的免疫反應(yīng)成一條線，可以作為一個(gè)用藥物治療后復(fù)發(fā)的指標(biāo)。

4 CXCL10與Graves眼?。℅O）

有研究表明無(wú)論眼病是否出現(xiàn)，血清CXCL10的水平在Graves病是相似的[23]。GO不活躍的血清CXCL10的水平與無(wú)GO的病人血清CXCL10的水平是相似的，但都比健康個(gè)體有意義地增高?；钴S的GO病人比不活躍的病人血清CXCL10的水平增高可能或至少部分反應(yīng)眼眶炎癥的出現(xiàn)。CXCL10在GO最初階段即當(dāng)炎癥進(jìn)程是由Th1介導(dǎo)的免疫反應(yīng)時(shí)起作用，然而在長(zhǎng)程GO減少。在活躍的GO，淋巴細(xì)胞增殖出現(xiàn)，表明增加的CXCL10的產(chǎn)生可能是由眼眶的淋巴細(xì)胞維持的，但體外研究發(fā)現(xiàn)，在眼眶的CXCL10也能由非淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，例如成纖維細(xì)胞和前脂肪細(xì)胞。目前缺乏可靠的參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)GO的活性，進(jìn)一步的研究是評(píng)價(jià)是否CXCL10的測(cè)定可以服務(wù)于此目標(biāo)。

5 測(cè)定CXCL10的臨床意義和展望

CXC亞族趨化因子CXCL10通過(guò)與其受體CXCR3結(jié)合募集特定淋巴細(xì)胞到甲狀腺，形成甲狀腺免疫細(xì)胞浸潤(rùn)繼而介導(dǎo)免疫反應(yīng)，在Graves病的發(fā)展中具有重要作用?？刂拼祟愙吇蜃訉?duì)免疫細(xì)胞的趨化作用是降低有害免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)的重要策略。在治療上可以采用抑制趨化因子的合成及活性發(fā)揮的方法，研制其相應(yīng)的單克隆抗體或?qū)吇蜃舆M(jìn)行修飾，如利用淋巴細(xì)胞表面標(biāo)記CD26/二肽基肽酶IV切除CXCL10末端的兩個(gè)氨基酸，可使其與CXCR3的結(jié)合下降，失去Ca2+信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的能力并成為趨化效應(yīng)的對(duì)抗物。同時(shí)，研制趨化因子受體拮抗劑和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路阻斷劑也是有效的治療手段，但這兩方面的研究也只是處于基礎(chǔ)研究階段。另外，Antonelli[23]研究發(fā)現(xiàn)過(guò)氧化物酶增殖體受體激動(dòng)劑羅格列酮有抑制CXCL10分泌的作用。

雖然CXCL10不僅在Graves病中出現(xiàn)，也可以在其它內(nèi)分泌自身免疫性疾病中出現(xiàn)，甚至在非內(nèi)分泌疾病中也可以出現(xiàn)，但它在Graves病中的作用是非常重要的，CXCL10可以作為一個(gè)新的血清標(biāo)記物，測(cè)定CXCL10可以成為Graves病的疾病診斷、評(píng)估預(yù)后、監(jiān)測(cè)療效等的有用指標(biāo)，故測(cè)定CXCL10在治療Graves病過(guò)程中會(huì)有著很好的應(yīng)用前景。

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