從實(shí)驗(yàn)室到臨床的成功轉(zhuǎn)化
——甲狀腺相關(guān)性眼病治療重大進(jìn)展

陸 燕，劉睿涵，蔣曦旻（解放軍南京總醫(yī)院：眼科，信息科，江蘇 南京 000）

0 引言

甲狀腺相關(guān)眼?。╰hyroid?associated ophthalmopa?thy，TAO）是以眼球突出、眼瞼退縮為主要特征，并與Graves'病（Graves'disease，GD）密切相關(guān)的一種自身免疫性疾?。?］，是成人最常見的眼眶病。伴有眼眶組織的炎性改變及組織的重塑，其中眼外肌增粗和眶脂肪容積的增加是引起TAO眼球突出的主要原因，嚴(yán)重者可導(dǎo)致暴露性角膜潰瘍穿孔和壓迫視神經(jīng)導(dǎo)致失明，嚴(yán)重影響患者的正常生活和外觀。目前TAO仍無(wú)特殊有效的治療方法。常規(guī)的糖皮質(zhì)激素沖擊療法、球后放療與眼眶脂肪減壓術(shù)、骨性眶減壓手術(shù)等均難以達(dá)到滿意效果，給患者的生理及心理帶來(lái)極其嚴(yán)重的影響。究其原因是TAO發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，最近的研究［1－2］結(jié)果揭示了部分 TAO的免疫學(xué)和病理機(jī)制，有助于我們對(duì)TAO有更深入的認(rèn)識(shí)，并將這些成果轉(zhuǎn)化至臨床。

1 TAO的危險(xiǎn)因素

表觀遺傳學(xué)和環(huán)境因素都會(huì)影響TAO的發(fā)病［3］，TAO的發(fā)病率也與種族有關(guān)，歐洲人TAO的發(fā)病率高于亞洲人［4］。環(huán)境因素，如感染原，被認(rèn)為是參與針對(duì)自身抗原免疫應(yīng)答的啟動(dòng)階段［5］，成為TAO的發(fā)病基礎(chǔ)。吸煙一直以來(lái)都被認(rèn)為和TAO的發(fā)生法陣以及惡化有關(guān)，是TAO發(fā)病的重要危險(xiǎn)因素［6］。

2 眼眶成纖維細(xì)胞和骨髓來(lái)源纖維細(xì)胞的作用

2.1 眼眶成纖維細(xì)胞 過(guò)去的研究［7－8］認(rèn)為眼眶成纖維細(xì)胞（orbital fibroblasts，OF）是TAO自身免疫反應(yīng)的靶細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞，也是影響眼外肌肥厚和脂肪組織擴(kuò)張這兩個(gè)過(guò)程的主要細(xì)胞。OF由神經(jīng)外胚層分化而來(lái)，具有與來(lái)自身體其它解剖部位的成纖維細(xì)胞不同的胚胎起源，神經(jīng)嵴起源的細(xì)胞具有特殊的高度表型可塑性［9］。OF在TAO的病變發(fā)展過(guò)程中表現(xiàn)出了復(fù)雜的生物活性，它不僅識(shí)別自身抗原，分泌細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)，還產(chǎn)生糖胺聚糖，向脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化。OF在眼眶組織免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、結(jié)構(gòu)重塑方面起了重要作用，對(duì)TAO發(fā)病機(jī)制和治療方法的研究具有指導(dǎo)意義。很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)都是以O(shè)F為TAO發(fā)病機(jī)制的研究重點(diǎn)，但是OF的胚胎學(xué)來(lái)源問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)一直飽受爭(zhēng)議。

2.2 纖維細(xì)胞 近年來(lái)，研究［10］發(fā)現(xiàn) OF的異質(zhì)性是由于其中一個(gè)亞型來(lái)源于骨髓祖細(xì)胞，又稱纖維細(xì)胞（fibrocytes），纖維細(xì)胞來(lái)源于B細(xì)胞和單核細(xì)胞系，并在循環(huán)系統(tǒng)中以外周血單核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear celle， PBMC）的形式存在［11］。 在正常情況下，PBMC中纖維細(xì)胞的比例只有0.5%，在炎癥和纖維化過(guò)程中，來(lái)源于骨髓的纖維細(xì)胞組成PBMC中高達(dá)15%的白細(xì)胞，它可以浸潤(rùn)到受損傷部位的組織，參與炎癥反應(yīng)、創(chuàng)傷修復(fù)和組織重建，同時(shí)也參與肺和腎的纖維化疾病過(guò)程［12］。纖維細(xì)胞可以表達(dá)白細(xì)胞和成纖維細(xì)胞表面標(biāo)志蛋白，因而具有不同的表型。纖維細(xì)胞合成膠原蛋白1（collagen 1，Col 1），表達(dá) CD34 和趨化生長(zhǎng)因子受體?4（CXCR4），CXCL12等趨化因子可以促使其在組織中聚集［13］。

有趣的是，在TAO患者的眼眶中可以找到這種細(xì)胞，但在健康人的眼眶組織中則找不到［10］。纖維細(xì)胞在形態(tài)學(xué)上和OF非常相似。TAO眶脂肪組織中含有 CD34＋TSHR＋CXCR4＋Col1＋的原位細(xì)胞，從這些組織中提取出來(lái)的OF則表達(dá)這些表面標(biāo)志［10］。在TAO患者中，循環(huán)纖維細(xì)胞可以浸潤(rùn)到眼眶［10］。一旦浸潤(rùn)到眼眶，CD34＋纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為CD34＋OF，和眼眶原位的CD34－OF交叉對(duì)話，構(gòu)成TAO眼眶內(nèi)復(fù)雜的微環(huán)境。同時(shí)CD34＋OF可以轉(zhuǎn)分化為肌成纖維（myofibroblasts）細(xì)胞和脂肪細(xì)胞（adipocytes），合成細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，產(chǎn)生細(xì)胞因子［14］，是造成 TAO特征性的眼眶組織重建的原因。同時(shí)在TAO眼眶中發(fā)現(xiàn)纖維細(xì)胞也解釋了為什么有兩種不同的表型OF存在［15］。越來(lái)越多的證據(jù)表明纖維細(xì)胞在TAO發(fā)病機(jī)制中起到重要的作用。

3 TSHR和IGF?1R在TAO中的作用

TAO是一種自身免疫性疾病，有兩種主要的自身抗原在TAO發(fā)病中起到重要作用，即促甲狀腺激素受體（thyroid stimulating hormone receptor， TSHR）和胰島素生長(zhǎng)因子受體?1（insulin?like growth factor?1 receptor， IGF?1R）［2］。 研究［16］表明這兩種受體在結(jié)構(gòu)和功能上具有密切的聯(lián)系，經(jīng)典文獻(xiàn)采用免疫熒光共焦顯微鏡觀察到它們?cè)贠F以及甲狀腺細(xì)胞上形成了復(fù)合體。除了這種結(jié)構(gòu)上的復(fù)合，這兩種自身抗原在功能上也密切相關(guān)，形成交叉對(duì)話。IGF?1R介導(dǎo)的信號(hào)通路提高了TSH或TSHR激活抗體誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖［17－18］。 用 IGF?1R 阻斷抗體阻止 IGF?1R 信號(hào)通路時(shí)，可以減弱TSHR在OF中的下游信號(hào)通路［19］。讓人驚訝的是，纖維細(xì)胞同時(shí)高表達(dá)TSHR和IGF?1R，其表達(dá)水平和甲狀腺上皮細(xì)胞相近，并且TAO患者表達(dá)TSHR的纖維細(xì)胞數(shù)量占總的纖維細(xì)胞數(shù)比健康人高，纖維細(xì)胞表達(dá)TSHR的水平比OF高，無(wú)論這些OF是來(lái)源于TAO患者還是健康人的眼眶組織［9，20］。 另外，F(xiàn)ernando 等［21］提出 CD34＋纖維細(xì)胞可表達(dá)高水平的Tg及TSHR。這些纖維細(xì)胞還可以浸潤(rùn)GD患者的甲狀腺，提示纖維細(xì)胞是聯(lián)系TAO和GD的一個(gè)橋梁。當(dāng)纖維細(xì)胞表面的TSHR與 TSH 或單克隆 TSI （M22） 結(jié)合時(shí)，IL?6、IL?8、RANTET、MCP?1、IL?1β 和 TNF?α 等細(xì)胞因子的合成明顯增加［22－23］。 一系列重要的研 究［24－25］表明， 人IGF?1R 單克隆抗體?RV001（又名 teprotumumab）可以通過(guò)減輕AKT磷酸化減弱TSH/M22誘導(dǎo)的纖維細(xì)胞中IL?6、 IL?8 、TNF?α 的表達(dá)，從而減輕 TAO 的炎癥反應(yīng)，提示通過(guò)抑制IGF?1R單克隆抗體信號(hào)通路治療TAO的可能性。

4 治療手段的重大進(jìn)展

最近的研究［26］表明基于上述發(fā)病機(jī)制的抗TSHR和IGF?1R是一個(gè)新的有效的治療手段。該研究為在北美進(jìn)行的一個(gè)多中心、雙盲、隨機(jī)、安慰劑對(duì)照的3a期臨床實(shí)驗(yàn)，共納入22個(gè)中心的88個(gè)活動(dòng)期、中重度TAO患者，隨機(jī)分配到安慰劑組和藥物組。采用人單克隆抗體抗 IGF?1R（Teprotumuma）靜脈沖擊治療，每3周一次，總療程8次。具體用藥方法為：初始劑量為10 mg/kg體重，其余7次采用的劑量為 20 mg/kg體重。治療有效的標(biāo)準(zhǔn)是第24周臨床活動(dòng)評(píng)分的減少≥2分或者眼球突出度減少≥2 mm。69%（29/42）的患者接受了Teprotumuma治療，與接受安慰劑組20%的患者相比（9/45），在24周治療有效，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），治療起效快。在第6周，Teprotumuma組43%的患者治療有效，安慰劑組4%的患者治療有效，兩組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。兩組的差異在接下來(lái)的隨訪時(shí)間里更加明顯。Teprotumumab唯一的副作用是使伴有糖尿病的TAO患者血糖升高，但這一副作用可以通過(guò)藥物進(jìn)行控制。結(jié)果表明對(duì)于活動(dòng)期的TAO患者，人單克隆抗體抗IGF?1R（Teprotumuma）顯示出極好的臨床效果。Teprotumuma明顯減輕了眼球突出度，減少了臨床活動(dòng)評(píng)分，提高了患者的生活質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

抑制胰島素生長(zhǎng)因子?1受體（IGF?1R）是一個(gè)基于TAO發(fā)病機(jī)制的新的治療方法。Teprotumuma這一新藥物的問(wèn)世使患者避免了復(fù)雜的眼眶減壓手術(shù)，被美國(guó)FDA稱為TAO治療的重大突破，體現(xiàn)了基礎(chǔ)研究到臨床醫(yī)學(xué)的成功轉(zhuǎn)化。

［1］Smith TJ， Hegedüs L.Graves'disease［J］.N Engl J Med，2017，376 （2）：1552－1565.

［2］Smith TJ.TSH?receptor?expressing fibrocytes and thyroid?associated ophthalmopathy［J］.Nat Rev Endocrinol，2015，11（3）：171－181.

［3］Brix TH，Christensen K，Holm NV，et al.A population?based study of Graves'disease in Danish twins［J］.Clin Endocrinol（Oxf），1998，48（4）：397－400.

［4］Prabhakar BS， Bahn RS， Smith TJ.Current perspective on the path?ogenesis of Graves'disease and ophthalmopathy［J］.Endocr Rev，2003，24（6）：802－835.

［5］Tellez M， Cooper J， Edmonds C.Graves'ophthalmopathy in relation to cigarette smoking and ethnic origin［J］.Clin Endocrinol（Oxf），1992，36（3）：291－294.

［6］Prummel MF， Wiersinga WM.Smoking and risk of Graves'disease［J］.JAMA，1993，269（4）：479－482.

［7］Bahn RS.Current insights into the pathogenesis of Graves'ophthal?mopathy［J］.Horm Metab Res， 2015，47（10）：773－778.

［8］Bahn RS.Graves'Ophthalmopathy［J］.N Engl J Med，2010，362（8）：726－738.

［9］Wang Y，Smith TJ.Current concepts in the molecular pathogenesis of thyroid?associated ophthalmopathy［J］.Invest Ophth Vis Scie，2014，55（3）：1735－1748.

［10］Douglas RS， Afifiyan NF， Hwang CJ， et al.Increased generation of fibrocytes in thyroid?associatedophthalmopathy［J］.J Clin Endocrinol Metab，2010，95（1）：430－438.

［11］Bucala R， Spiegel LA， Chesney J， et al.Circulating fibrocytes define a new leukocyte subpopulation that mediates tissue repair［J］.Mol Med，1994，1（1）：71－81.

［12］Chesney J， Bucala R.Peripheral blood fibrocytes：mesenchymal pre?cursor cells and the pathogenesis of fibrosis［J］.Curr Rheumatol Rep，2000，2（6）：501－505.

［13］Strieter RM，Gomperts BN，Keane MP.The role of CXC chemokines in pulmonary fibrosis［J］.J Clin Invest，2007，117（3）：549－556.

［14］Hong KM， Belperio JA， Keane MP， et al.Differentiation of human circulating fibrocytes as mediated by transforming growth factor?beta and peroxisome proliferator?activated receptor gamma ［ J］.J Biol Chem，2007，282（31）：22910－22920.

［15］Smith TJ.Potential role for bone marrow?derived fibrocytes in the orbital fibroblast heterogeneity associated with thyroid?associated ophthalmopathy［J］.Clin Exp Immunol，2010，162（1）：24－31.

［16］Tsui S， Naik V， Hoa N， et al.Evidence for an association between thyroid?stimulating hormone and insulin?likegrowth factor1 receptors：a tale of two antigens implicated in Graves'disease［J］.J Immunol，2008，181（6）：4397－4405.

［17］Tramontano D， Cushing GW， Moses AC， et al.Insulin?like growth factor?I stimulates the growth of ratthyroid cells in culture and syner?gizes the stimulation of DNA synthesis

［18］Clément S， Refetoff S， Robaye B， et al.Low TSH requirement and goiter in transgenic mice overexpressingIGF?I and IGF?Ir receptor in the thyroid gland［J］.Endocrinology，2001，142（12）：5131－5139.

［19］Smith TJ， Hegedüs L， Douglas RS.Role of insulin?like growth factor?1（IGF?1） pathway in the pathogenesis of Graves'orbitopathy［J］.Best Pract Res Clin Endocrinol Metab，2012，26（3）：291－302.

［20］Smith TJ， Padovani?Claudio DA， Lu Y， et al.Fibroblasts expressing the thyrotropin receptor overarch thyroid and orbit in Graves'disease［J］.J Clin Endocrinol Metab，2011，96（12）：3827－3837.

［21］Fernando R， Atkins S， Raychaudhuri N， et al.Human fibrocytes coexpress thyroglobulin and thyrotropin receptor［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2012，109（19）：7427－7432.

［22］Gillespie EF， Papageorgiou KI， Femando R ， et al.Increased expres?sion of TSH receptor by fibrocytes in thyroid?associated ophthalmopa?thy leads to chemokine production［J］.J Clin Endocr Metab，2012，97（5）：E740－E746.

［23］Li B， Smith TJ.Regulation of IL?1 receptor antagonist by TSH in fibrocytes and orbital fibroblasts［J］.J Clin Endocrinol Metab，2014，99（4）：E625－E633.

［24］Chen H， Mester T， Raychaudhuri N， et al.Teprotumumab，an IGF?1R blocking monoclonal antibody inhibits TSH and IGF?1 action in fibro?cytes［J］.J Clin Endocrinol Metab，2014，99（9）：E1635－E1640.

［25］Chen H， Shan SJ， Mester T， et al.TSH?mediated TNFα production in human fibrocytes is inhibited by teprotumumab，an IGF?1R antago?nist［J］.PLoS ONE，2015，10（6）：e0130322.

［26］Smith TJ， Kahaly GJ， Ezra DG， et al.Teprotumumab for thyroid?as?sociated ophthalmopathy［J］.N Engl J Med，2017，376（18）：1748－1761.