Graves′眼病眼眶組織細胞黏附分子的表達特點

黎南中(綜述)，程時武，黃春梅(審校)

(中國人民解放軍第303醫(yī)院內(nèi)分泌科，南寧 530021)

黏附分子是由細胞分泌的，介導細胞間、細胞與細胞基質間接觸及結合的一類糖蛋白或糖脂分子。主要以膜結合的形式存在于細胞表面，少量以可溶的形式存在于血液等各種體液中。黏附分子以配體-受體的形式發(fā)揮作用，介導細胞信號轉導與活化、細胞伸展與移動、細胞生長與分化，參與免疫應答、炎癥、血栓形成、腫瘤轉移、創(chuàng)傷愈合等一系列重要的生理病理過程[1]。Graves′眼病(Graves′ Ophthalmopathy，GO)是一種器官特異性自身免疫性疾病[2]，是Graves′ 病最常見的甲狀腺外表現(xiàn)，至今其發(fā)病機制仍未明確，普遍認為GO結締組織及眼外肌中浸潤著大量淋巴細胞和肥大細胞，這些免疫活性細胞分泌各種細胞因子(如腫瘤壞死因子α、白細胞介素1α等)，其在啟動和維持GO自身免疫反應的炎性過程中發(fā)揮重要作用[3]?，F(xiàn)對GO眼眶組織細胞黏附分子的表達特點予以綜述。

1 GO的發(fā)病機制

GO的發(fā)病機制尚不明，普遍認為甲狀腺和眼眶組織中存在共同的自身反應性T細胞識別抗原——促甲狀腺素受體，自身反應性T細胞通過循環(huán)中或細胞表面的黏附分子識別抗原浸潤眼眶結締組織和眼外肌肌膜組織，并產(chǎn)生多種細胞因子，刺激成纖維細胞增殖分化，激活一系列成纖維細胞的炎性基因。激活的成纖維細胞產(chǎn)生大量的葡氨聚糖，其親水性導致球后組織水腫、纖維化；激活的T細胞和成纖維細胞產(chǎn)生的細胞因子、黏附分子及炎性介質刺激引起大量淋巴細胞、單核-巨噬細胞浸潤，進一步表達多種免疫調(diào)節(jié)分子，擴增眼眶結締組織的自身免疫反應。上述反應最終引起結締組織容量增加、眼外肌功能障礙等一系列GO的臨床表現(xiàn)[4-5]。

2 GO表達的黏附分子的類型

T細胞的活化需經(jīng)雙信號刺激，第一信號為主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex，MHC)抗原肽復合物，該信號與T細胞受體結合，決定免疫應答的特異性；第二信號為共刺激信號，該信號與T細胞表面膜蛋白分子結合[6]。若T細胞接受的第二活化信號不足，則免疫無反應或免疫耐受；若接受的第二信號過度，T細胞將被活化為自身反應性T細胞，攻擊自身抗原，形成自身免疫性疾病[7]。共刺激分子在免疫應答中起著極其重要的作用。細胞黏附分子中的免疫球蛋白超家族是共刺激分子兩大類中的一類，其作為共刺激分子可以加速免疫活性細胞、結締組織細胞等細胞間和(或)細胞與細胞外基質間的相互作用。這些分子在抗原呈遞、淋巴細胞活化及定位、T細胞協(xié)同刺激以及其他效應/靶細胞的功能中起著重要作用。目前參與GO免疫活動的主要黏附分子有：細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)、血管細胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule 1,VCAM-1)和內(nèi)皮細胞白細胞黏附分子1(endothelial leukocyte adhesion molecule-1，ELAM-1，也稱E-選擇素或CD62E)及其相應的配體。經(jīng)白細胞介素1等細胞因子活化的血管內(nèi)皮細胞表達ELAM-1，其有利于增加內(nèi)皮細胞與白細胞的黏附[8]，隨后ICAM-1與其配體淋巴細胞功能相關抗原1(lympholyte function associated antigen-1，LFA-1)的結合增強這一黏附作用，活化的血管內(nèi)皮細胞表達VCAM-1與T細胞上的極遲活化分子4結合，介導淋巴細胞穿越眼眶血管內(nèi)皮細胞向血管外炎性部位遷移。在血管外組織激活的眼眶成纖維細胞產(chǎn)生的ICAM-1與淋巴細胞產(chǎn)生LFA-1結合，介導淋巴細胞與成纖維細胞的黏附，進一步浸潤炎癥組織，并提供協(xié)同刺激信號促進淋巴細胞活化、增殖和分化。Heufelder等[9]研究發(fā)現(xiàn)，LFA-1主要分布在有ICAM-1表達的結締組織和肌束膜組織，證實淋巴細胞表達的LFA-1與球后成纖維細胞表達的ICAM-1結合介導GO發(fā)病這一觀點。目前多數(shù)研究通過測定Graves病(Graves disease,GD)患者體內(nèi)膜型或可溶性ICAM-1、VCAM-1、ELAM-1的水平來分析黏附分子與GD的關系[9-14]?；贕O局部免疫反應，測定局部細胞膜結合型黏附分子的水平對GO的診療具有重要意義。對于眼眶局部組織，多數(shù)研究將眼眶組織進行體外細胞培養(yǎng)后進行免疫組織化學和流式細胞術來測定各類細胞膜上表達的結合型黏附分子來觀察其表達和分布特點[9,11-14]。

3 GO眼眶組織黏附分子的表達及分布特點

3.1眼眶組織表達更高的黏附分子水平 研究顯示在GO患者中，無論甲狀腺功能亢進、正?；驕p低，GO患者眼眶球后成纖維細胞均高表達ICAM-1，而正常對照組低表達或不表達ICAM-1。從1993年Heufelder等[9]的研究到2007年He等[11]的研究均支持這一結論。Cawood等[15]通過體外培養(yǎng)顯示，GO患者眼眶組織成纖維細胞中ICAM-1的水平較正常組織增長8～10倍。除了成纖維細胞外，還可在眼外肌纖維細胞的周圍間質和肌束膜等結締組織細胞、單核細胞及血管內(nèi)皮細胞上檢測到ICAM-1的高表達[9,12-13,16]。Heufelder等[9]和Pappa等[13]研究發(fā)現(xiàn)，GO眼眶球后組織血管內(nèi)皮細胞顯著高表達ELAM-1和VCAM-1，在正常組眼眶球后組織血管內(nèi)皮細胞極少表達VCAM-1，幾乎不表達ELAM-1，支持GO眼眶活化血管內(nèi)皮細胞才表達ELAM-1，而正常未被激活的血管內(nèi)皮細胞不表達ELAM-1的觀點。目前關于VCAM-1的研究較少，推斷VCAM-1可能只在活化的血管內(nèi)皮細胞上表達[9,13]。但也有不同意見，Heufelder等[14]的另一研究認為，GO眼眶球后組織血管內(nèi)皮細胞僅僅見ICAM-1表達，未見ELAM-1和VCAM-1表達，這可能與疾病狀態(tài)、病程、治療干預以及樣本例數(shù)有關。在眼外肌肌纖維細胞本身未檢測到ICAM-1和VCAM-1的免疫反應[9,12]。

關于GO病變的免疫靶細胞仍存在爭議，一觀點認為結締組織和脂肪細胞為原發(fā)免疫反應細胞，眼肌改變?yōu)槔^發(fā)性[17-18]。有研究提示，成纖維細胞表達黏附分子而肌細胞上未表達黏附分子，這提示成纖維細胞啟動框內(nèi)原發(fā)免疫反應[9,12]；另一觀點認為，眼外肌細胞抗原啟動眶內(nèi)原發(fā)性免疫反應，結締組織成纖維細胞的改變?yōu)槔^發(fā)性改變[19]。Luo等[20]研究發(fā)現(xiàn)，GO眼眶眼外肌纖維均有不同程度的破壞，認為眼外肌是GO的主要靶細胞。

結合多個研究，GO眼眶局部黏附分子表達及分布特點可歸納為：眼眶球后成纖維細胞、球后間質以及肌束膜等結締組織細胞、免疫細胞以及血管內(nèi)皮細胞表達ICAM-1；血管內(nèi)皮細胞表達ELAM-1和VCAM-1；正常眼眶球后組織低或無黏附分子表達。GO眼外肌肌纖維細胞本身未檢測到黏附分子的表達。

3.2黏附分子免疫反應性與GO炎性活動度的關系 Pappa等[13]根據(jù)入組病例病情特點，將病例分為GO未治療的早期組和經(jīng)治療后的晚期組，發(fā)現(xiàn)ICAM-1、ELAM-1及VCAM-1的免疫反應性在GO早期炎性活動度明顯時顯著，經(jīng)治療后的GO晚期炎性活動度下降。GO晚期的黏附分子與早期具有相同的分布特點，水平有所下降，但仍高于正常對照組。劉振華等[21]和劉金泉等[22]檢測不同免疫活動度的GO的黏附分子水平發(fā)現(xiàn)，血清可溶性細胞間黏附分子1(soluble intercellular adhesion molecule-1，sICAM-1)和可溶性血管細胞黏附分子1(soluble vascular cell adhesion molecule 1,sVCAM-1)的水平與甲狀腺相關眼病的活動性及炎性活動嚴重程度相關。

3.3黏附分子表達的影響因素 將眼眶球后組織暴露多個因素后發(fā)現(xiàn)，除γ干擾素誘導表達及上調(diào)ICAM-1外，白細胞介素1α、腫瘤壞死因子α等均可上調(diào)ICAM-1并誘導ELAM-1和VCAM-1表達[14]。Li等[23]支持γ干擾素誘導ICAM-1表達的觀點。Zhao等[24]研究認為，CD40L誘導眼眶球后成纖維細胞表達ICAM-1。Li等[23]的研究提示，來自GO的免疫球蛋白G不能刺激體外孵育的正常眼眶組織的球后成纖維細胞表達ICAM-1。Hiromatsu等[25]將GO成纖維細胞的標本暴露于煙酰胺，結果提示煙酰胺通過抑制細胞因子對成纖維細胞的誘導激活進一步抑制人類白細胞抗原DR分子和ICAM-1表達，由此認為煙酰胺可能會降低甲狀腺相關眼病眼眶自身免疫損傷程度。對體外培養(yǎng)細胞的檢測發(fā)現(xiàn)，地塞米松可抑制眼眶球后組織細胞表達ICAM-1，同時還發(fā)現(xiàn)地塞米松不僅能自身抑制ICAM-1的表達，還可通過抑制γ干擾素對ICAM-1表達的誘導過程來增加抑制強度[11]。

綜合上述，γ干擾素、白細胞介素1α、腫瘤壞死因子α和CD40L等部分細胞因子可以上調(diào)體外眼眶球后組織黏附分子的表達，其解釋了黏附分子在GO免疫反應擴增中的作用機制。免疫球蛋白G無刺激黏附分子的作用，提示黏附分子與Graves′病的各種抗體間可能無直接關系。激素和煙酰胺可抑制黏附分子的表達，為激素等免疫抑制劑治療GO提供了理論依據(jù)。

4 小 結

黏附分子在GO患者眼眶組織中的表達和分布各有特點：①與正常人相比，GO眼眶球后成纖維細胞顯著高表達ICAM-1，球后結締組織的血管內(nèi)皮細胞強烈表達ELAM-1和VCAM-1，正常眼眶球后組織上述三種細胞分子微弱表達或不表達，支持GO是一種自身免疫性疾?。虎谕瑸镚D患者，與未合并GO者相比，合并GO者球后成纖維細胞表達更高的ICAM-1，其血清sICAM-1、sVCAM-1、可溶性內(nèi)皮細胞白細胞黏附分子1最高，其次為未合并GO的GD患者[26-27]。提示GO可能是獨立于GD之外的另一免疫反應。GO局部黏附分子的表達水平受多種細胞因子的影響。經(jīng)激素等免疫抑制后，GO眼眶局部黏附分子水平表達下降，提示黏附分子可作為一個評估療效的指標之一。目前黏附分子與GO關系的研究進入基因水平，Kanmaz-?zer等[28]的研究未發(fā)現(xiàn)GO患者與健康者黏附分子基因的差異，但在高甲狀腺過氧化物酶抗體水平和低促甲狀腺激素水平存在統(tǒng)計學意義的黏附分子基因的變異。

總之，通過更為深入的研究，明晰黏附分子與GO的眼眶組織的關系，可為GO的診治及預后判斷提供指導意義。

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