橋本甲狀腺炎相關(guān)miRNAs研究進(jìn)展

魏軍平 趙 靜 孫士鵬 柏力萄 李 菲

作者單位：100053 北京，中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門(mén)醫(yī)院內(nèi)分泌科(魏軍平、趙靜、柏力萄、李菲)，檢驗(yàn)科(孫士鵬)

橋本甲狀腺炎(hashimoto thyroiditis，HT)又稱(chēng)慢性淋巴細(xì)胞性甲狀腺炎(chronic lymphocytic thyroiditis)，是自身免疫性甲狀腺疾病(autoimmune thyroid disease，AITD)的常見(jiàn)類(lèi)型，以甲狀腺組織中廣泛淋巴細(xì)胞和漿細(xì)胞浸潤(rùn)為病理特征[1]。近年來(lái)，HT在世界范圍內(nèi)的發(fā)生率顯著增加，已達(dá)1%～2%，其中男、女性別比例約為(1∶5)～(1∶10)[2]。盡管目前HT在發(fā)病機(jī)制、診斷及治療方面取得了一定進(jìn)展，但具體發(fā)病機(jī)制仍未完全闡明，治療手段缺乏針對(duì)病因的治療，而以隨訪(fǎng)、甲狀腺功能減退期甲狀腺激素的補(bǔ)充等為主。miRNAs是一類(lèi)非編碼小分子RNA，可在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)mRNA的表達(dá)，從而在細(xì)胞增殖、分化、凋亡、機(jī)體應(yīng)激、免疫、生長(zhǎng)和發(fā)育等多種生物學(xué)進(jìn)程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。研究表明，miRNAs的異常表達(dá)與HT的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后均有密切關(guān)系，有望作為特異性生物標(biāo)志物及治療靶標(biāo)應(yīng)用于臨床。

一、 miRNAs概述

微小RNAs(microRNAs，miRNAs)是一類(lèi)長(zhǎng)度約22個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼小分子RNA，可在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)mRNA的表達(dá)。miRNAs普遍存在于動(dòng)、植物中，可調(diào)節(jié)人類(lèi)約20%～30%的mRNA。自1993年發(fā)現(xiàn)首個(gè)miRNA(lin-4)以來(lái)，多種miRNAs在不同生物中被大量發(fā)現(xiàn)，成為當(dāng)今科學(xué)研究的熱點(diǎn)。miRNAs的生物發(fā)生及成熟在蛋白質(zhì)和酶的幫助下相繼發(fā)生在細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)中。miRNAs可靶向編碼蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄物的mRNA序列，通過(guò)mRNA剪切和抑制蛋白翻譯的方式負(fù)向調(diào)控靶基因，進(jìn)而參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡、機(jī)體應(yīng)激、免疫、生長(zhǎng)和發(fā)育等多種生物學(xué)過(guò)程，miRNAs的表達(dá)改變可能導(dǎo)致某些病理狀態(tài)和臨床疾病的發(fā)展，因此其在多個(gè)系統(tǒng)疾病尤其是腫瘤、自身免疫性疾病等診斷及治療中具有特殊意義。目前miRNAs在甲狀腺領(lǐng)域的研究集中在甲狀腺腫瘤及自身免疫性甲狀腺疾病如HT、Graves病等方面。多項(xiàng)研究表明，HT患者存在miRNAs的異常表達(dá)，部分有潛在生物學(xué)及臨床意義的miRNAs被不斷發(fā)現(xiàn)，對(duì)其深入探討有助于進(jìn)一步從基因?qū)用骊U述HT的發(fā)病機(jī)制、疾病發(fā)展及預(yù)后，從而為HT防治提供新的思路。

二、發(fā)病機(jī)制相關(guān)miRNAs研究

HT作為AITD的一種類(lèi)型，是在特定易感基因和環(huán)境等多因素相互作用下，繼發(fā)自身免疫耐受機(jī)制受損，進(jìn)而導(dǎo)致甲狀腺濾泡細(xì)胞破壞并引起最終的甲狀腺功能減退的一類(lèi)疾病。HT的病因及病理機(jī)制研究目前尚未完全闡明。

1.miRNAs與HT相關(guān)遺傳因素：HT是一種多基因遺傳疾病，發(fā)病具有家族聚集性，遺傳因素在其發(fā)病中起到關(guān)鍵作用，并已在相應(yīng)的孿生子及家系研究中得到證實(shí)。人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA)、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原-4(CTLA-4)等被證明是HT重要的易感基因[3,4]。SEPS1基因啟動(dòng)子遺傳變異、TSHR、ZFAT、IL1RN多態(tài)性也可能與HT易感性及嚴(yán)重程度相關(guān)[5,6]。ZFAT基因位于染色體8q24上的AITD易感基因位點(diǎn)上，其編碼的蛋白質(zhì)可能與DNA結(jié)合，并作為參與細(xì)胞凋亡和細(xì)胞存活的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子發(fā)揮作用，而miR-183-5p已證實(shí)可靶向調(diào)控ZFAT基因，從而在HT的發(fā)病中發(fā)揮作用。MiRNAs是基因表達(dá)的重要調(diào)控因子，而miRNAs編碼基因多態(tài)性也被認(rèn)為與多種疾病包括HT的發(fā)病相關(guān)。吳平平[7]研究表明，miRNA499(rs3746444)的T/C基因多態(tài)性與HT相關(guān)，并可能作為篩選HT高危人群的分子標(biāo)志物。Inoue等[8]通過(guò)對(duì)編碼miR-125a的MIR125A基因中的rs12976445 C/T、rs10404453A/G和rs12975333G/T多態(tài)性進(jìn)行基因分型,并對(duì)外周血單核細(xì)胞(PBMC)中miR-125a的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，指出PBMC中的miR-125a表達(dá)及其rs12976445 C/T的基因多態(tài)性與AITD發(fā)展和預(yù)后均相關(guān)。

2.miRNAs與HT相關(guān)環(huán)境因素：環(huán)境因素是HT的另一重要病理因素，主要包括公共衛(wèi)生、碘異常、硒和維生素D缺乏、吸煙、化學(xué)污染、核輻射、藥物及感染等方面。碘是目前研究較為廣泛的因素之一，過(guò)量的碘攝入與HT患病率上升有一定聯(lián)系，而碘缺乏同時(shí)也是甲狀腺抗體陽(yáng)性的危險(xiǎn)因素[9]。鈉碘轉(zhuǎn)運(yùn)體抗體(NISAb)被發(fā)現(xiàn)在HT中高表達(dá)，并可能在HT的病理進(jìn)程中發(fā)揮一定作用。一項(xiàng)有關(guān)甲狀腺癌的研究指出，miR-146a-3p可直接結(jié)合并抑制鈉碘轉(zhuǎn)運(yùn)體(NIS)轉(zhuǎn)運(yùn)碘至細(xì)胞內(nèi)的功能，抑制甲狀腺激素的合成，對(duì)miR-146a-3p的抑制則恢復(fù)了NIS的表達(dá)和功能，增加了放射性碘的攝取[10]。據(jù)此推測(cè)，部分miRNAs可能通過(guò)影響NIS的表達(dá)及功能從而在HT的發(fā)病進(jìn)程中發(fā)揮一定作用。硒與甲狀腺也有密切關(guān)系，甲狀腺組織中的硒含量高于體內(nèi)其他器官，硒蛋白可調(diào)節(jié)機(jī)體氧化還原狀態(tài)，保護(hù)甲狀腺細(xì)胞免于氧化損傷。此外，硒還參與甲狀腺激素的激活，并在免疫系統(tǒng)功能中發(fā)揮作用。低硒狀態(tài)被認(rèn)為與HT的風(fēng)險(xiǎn)增加及甲狀腺纖維化相關(guān)，在硒攝入量低的地區(qū)增加硒攝入可以降低這些疾病的風(fēng)險(xiǎn)[11]。一項(xiàng)針對(duì)腸細(xì)胞系的研究表明，硒缺乏可改變多達(dá)50個(gè)基因和12個(gè)miRNAs的表達(dá)，其中miR-185在硒蛋白GPX2和SEPHS2表達(dá)上調(diào)中起重要作用，被認(rèn)為可能有助于硒蛋白的合成，進(jìn)一步表明微量元素的補(bǔ)充可調(diào)節(jié)細(xì)胞miRNAs表達(dá)譜[12,13]。此外，多種病毒也被認(rèn)為可能是AITD發(fā)展的環(huán)境因素之一，如人類(lèi)皰疹病毒(HHV-6A)感染被認(rèn)為與HT發(fā)病相關(guān)。HHV-6A感染可誘導(dǎo)甲狀腺細(xì)胞中miR-155_2表達(dá)減少和miR-1238表達(dá)增加，以及T淋巴細(xì)胞中幾種自身免疫相關(guān)miRNAs(包括miR-16_1、miR34a、miR-130a、miR-143_1、miR-202、miR-301b、miR-302c、miR-449b、miR-451_1和miR-1238_2)的表達(dá)水平增加，從而參與HT的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程[14]。

3.miRNAs與HT相關(guān)免疫因素：HT作為一種器官特異性的自身免疫性甲狀腺炎，其發(fā)生主要由異常的Th1、Th17、Treg和CD8+細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(CTLs)所介導(dǎo)，致使甲狀腺上皮細(xì)胞破壞及HT發(fā)生[15]。miRNAs廣泛存在于真核生物細(xì)胞內(nèi)，部分miRNAs被證明在調(diào)節(jié)免疫功能及維持免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。循環(huán)miRNAs是近期miRNAs領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，是指穩(wěn)定存在于血漿、血清及其他體液中的一類(lèi)miRNAs。一般認(rèn)為，循環(huán)miRNAs來(lái)自于細(xì)胞的主動(dòng)分泌、凋亡或壞死細(xì)胞的釋放及循環(huán)細(xì)胞的裂解，其表達(dá)可隨個(gè)體的生理及病理狀況改變發(fā)生相應(yīng)的變化。多種miRNAs在HT不同組織類(lèi)型如甲狀腺組織及循環(huán)中異常表達(dá)，并通過(guò)多種途徑調(diào)節(jié)靶基因，參與調(diào)節(jié)分化或激活免疫細(xì)胞和免疫反應(yīng)，從而在HT的疾病進(jìn)程中發(fā)揮作用[16]。在HT甲狀腺組織細(xì)胞中，miR-141、miR-155_2出現(xiàn)下調(diào)，而miR-142-3p、miR-142-5p、miR-146、miR-200a1、miR-326等上調(diào)。在PBMC中l(wèi)et-7e中、miR-326表達(dá)量上調(diào)，miR-29a-3p、miR-155*_1、miR-155_2、miR200a_1、miR200a2*下調(diào)。在循環(huán)miRNAs方面，HT血漿中miR-20a-3p、miR-205、miR-296、miR-375、miR-451、miR-500a等均呈現(xiàn)上調(diào)，而在血清中miR-21、miR-22、miR-142-5p、miR-375和miR-451等的表達(dá)量表現(xiàn)為上調(diào)[8,15,17～25]。詳見(jiàn)表1。

miR-142、miR-146以及miR-155是目前研究相對(duì)深入的幾種miRNAs。miR-142在多種腫瘤如肝癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、甲狀腺癌中表達(dá)下調(diào)，被認(rèn)為是一種抑癌基因。Zhu等[22]研究表明，miR-142-3p、miR-142-5p和miR-146a在HT患者甲狀腺組織中均有高表達(dá)(P<0.001)。其中，miR-142-3p在調(diào)控免疫細(xì)胞的炎性反應(yīng)過(guò)程中具有重要作用，miR-142-5p與甲狀腺球蛋白抗體水平(TGAb)呈正相關(guān),并可能通過(guò)調(diào)控Claudin-1(CLDN1)蛋白影響HT發(fā)病。miR-146可負(fù)性調(diào)節(jié)炎癥和固有免疫反應(yīng),與炎癥以及多種自身免疫性疾病均密切相關(guān),其在人及小鼠甲狀腺組織中均表現(xiàn)出上調(diào)趨勢(shì)，被認(rèn)為可能參與CD4+細(xì)胞功能異常，從而參與炎癥發(fā)展，并有望作為疾病治療的潛在靶點(diǎn)。miR-155被證明在免疫細(xì)胞的分化、成熟及維持免疫平衡等生物過(guò)程中均起關(guān)鍵調(diào)控作用,若表達(dá)失調(diào)可引起炎癥及多種自身免疫性疾病。miR-155*_1/miR-155_2被發(fā)現(xiàn)在PBMC中表達(dá)下調(diào)，而血清中miR155及小鼠甲狀腺組織中則表達(dá)上調(diào)，推測(cè)其可能與miRNAs的時(shí)空特異性與組織特異性相關(guān)。此外，有研究表明，miR-155與患者血清促甲狀腺激素(TSH)、甲狀腺過(guò)氧化物酶抗體(TPOAb)水平有一定的相關(guān)性，認(rèn)為miR-155可能通過(guò)影響Th1、Th17等CD4+T 細(xì)胞亞群的分化偏移，并分泌炎性細(xì)胞因子，從而參與HT的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程[26]。

表1 HT相關(guān)miRNAs組織表達(dá)情況研究

三、miRNAs在HT診斷中的作用

HT的診斷主要以臨床癥狀、甲狀腺相關(guān)抗體(主要是TPOAb和甲狀腺球蛋白抗體TgAb)、甲狀腺超聲等檢查來(lái)確定。然而，臨床中有部分患者因癥狀體征不典型、檢查結(jié)果不明確或疾病本身因素，導(dǎo)致其與甲狀腺癌、Graves病等的鑒別診斷存在一定困難。miRNAs尤其是循環(huán)miRNAs，作為一類(lèi)穩(wěn)定存在于細(xì)胞內(nèi)及體液中的miRNAs,有望作為HT的生物標(biāo)志物，在HT的診斷分型、鑒別診斷中得到運(yùn)用。

1. miRNAs與HT分型：近年來(lái)，部分研究者提出了將HT分為IgG4相關(guān)性HT及非IgG4相關(guān)性HT的分類(lèi)方法。IgG4相關(guān)性HT作為HT的一種亞型，具有患病人群趨于年輕化、較高的血清甲狀腺自身抗體水平、更易形成甲狀腺結(jié)節(jié)及甲狀腺纖維化等臨床特征，逐漸受到醫(yī)學(xué)界重視[27]。IgG4相關(guān)性HT在2009年由Li等首次提出，其根據(jù)甲狀腺組織中IgG4免疫組化染色結(jié)果將HT病例分為IgG4相關(guān)HT及非IgG4相關(guān)HT，并指出IgG4相關(guān)性HT組與非IgG4相關(guān)HT組相比，具有獨(dú)特的臨床、血清學(xué)及影像學(xué)特征。研究表明，IgG4陽(yáng)性HT患者甲狀腺組織病理切片中生長(zhǎng)因子-βl(TGF-βl)表達(dá)水平顯著高于IgG4陰性HT患者[28]。TGF-β通路被認(rèn)為與組織纖維化、惡性腫瘤發(fā)生、自身免疫紊亂等密切相關(guān)，其家族成員中的TGF-β1可通過(guò)自分泌或旁分泌的形式調(diào)節(jié)各種免疫細(xì)胞如淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等的增殖、分化和活化。TGF-β通路與miRNAs之間關(guān)系密切，一方面，TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)通路在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平密切參與miRNAs的合成與控制、表達(dá)；另一方面，miRNAs靶標(biāo)的預(yù)測(cè)表明TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的多個(gè)組分可被多個(gè)miRNAs靶向[29]。miRNAs通過(guò)調(diào)控TGF-β通路參與了肝纖維化、內(nèi)皮祖細(xì)胞的分化、腫瘤形成等多種病理生理學(xué)進(jìn)程，例如miR-125a被證實(shí)是 TGF-β的負(fù)性調(diào)節(jié)因子，可靶向調(diào)控TGF-β的分泌，在部分嚴(yán)重HT中，存在miR-125a高表達(dá)情況，這之間可能存在一定聯(lián)系[8]。據(jù)此推測(cè)，miR-125a 在IgG4相關(guān)HT及非IgG4相關(guān)HT的鑒別中具有一定意義。

2. miRNAs與HT的臨床指標(biāo)：多種miRNAs被發(fā)現(xiàn)與HT患者臨床指標(biāo)如甲狀腺功能及甲狀腺抗體、甲狀腺體積有一定關(guān)系。AITD患者血清中異常表達(dá)的miR-155與患者血清TSH水平呈負(fù)相關(guān)[19]。此外，miR-451、 miR-375、miR-500a與HT患者的TSH水平相關(guān)，miR-20a-3p則與TgAb水平相關(guān)[18]。HT患者血清miR-155表達(dá)量與 TPOAb 水平可能存在正相關(guān)[26]。HT患者T細(xì)胞中miR-29a-3p下調(diào)并與低血清FT4，高血清TSH和甲狀腺超聲檢查發(fā)現(xiàn)的甲狀腺體積縮小有關(guān)[15]。

3.HT的鑒別診斷：(1) HT與甲狀腺癌的鑒別：HT與甲狀腺腫瘤尤其是甲狀腺乳頭狀癌關(guān)系密切，HT合并甲狀腺癌的發(fā)生率逐年升高。部分研究認(rèn)為，HT中可能存在一些微小不典型增生病灶，與甲狀腺乳頭狀癌病灶難以區(qū)分，并推測(cè)HT是甲狀腺腫瘤的癌前病變[30]。因此，準(zhǔn)確鑒別二者至關(guān)重要。部分差異表達(dá)的miRNAs可作為區(qū)分HT與甲狀腺癌的分子標(biāo)志物。例如miRNA-141在HT組織中表達(dá)較典型乳頭狀甲狀腺癌及正常甲狀腺組織明顯下調(diào)，有望成為區(qū)分HT與正常組織或典型甲狀腺乳頭狀癌的一個(gè)重要組織標(biāo)志物[21]。(2) HT與正常人群的鑒別：miR-142-5p在原發(fā)性HT甲狀腺組織中的表達(dá)顯著性升高，有望作為HT的組織特異性miRNAs標(biāo)志物[31]。Zhao等[18]通過(guò)對(duì)血漿miRNAs表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)照組比較，HT患者血漿中6種miRNAs(miR-205、miR-20a-3p、miR-375、miR-296、miR-451、miR-500a)的表達(dá)均顯著上調(diào)，認(rèn)為其均可作為HT的血漿診斷標(biāo)志物。另一項(xiàng)研究結(jié)果表明，在AITD、HT、Graves病緩解期和輕度HT患者中，PBMC中miR-146a的表達(dá)水平分別比健康對(duì)照組高296%、328%、348%和464%(P值分別為0.044、0.027、0.027和0.005)。在嚴(yán)重HT患者中，血漿中miR-155的表達(dá)水平增加至健康對(duì)照組的347%(P=0.026)[32]。因此，這些顯著差異表達(dá)的miRNAs均可能作為生物標(biāo)志物用于HT與正常人群的鑒別之中。(3) HT與Graves病的鑒別：HT與Graves病(Graves disease，GD)均屬于AITD范疇，二者發(fā)病機(jī)制類(lèi)似，臨床均可出現(xiàn)代謝異常和甲狀腺腫大等癥狀，影像診斷中也有諸多相同之處，在臨床鑒別中有時(shí)存在較大難度。研究表明，HT患者PBMC中miR-223-3p的表達(dá)水平與GD比較明顯升高[33]。另一項(xiàng)研究指出，HT患者中PBMC中l(wèi)et-7e的表達(dá)水平較GD患者和健康對(duì)照者顯著增加(P分別為0.000、0.001)。因此，miR-223-3p及l(fā)et-7e均可能作為miRNAs標(biāo)志物用于二者的鑒別診斷。

四、miRNAs在HT治療及預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用

目前HT的治療一般以甲狀腺素制劑、免疫抑制劑等為主，miRNAs是在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)因子，通過(guò)調(diào)控miRNAs治療疾病也是可能的切入途徑。例如miRNA靶向藥物miravirsen已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段用于治療慢性丙型肝炎病毒感染并顯示出良好治療效果。已有研究表明，miR-326可能靶向Ets-1蛋白，導(dǎo)致碘化物誘導(dǎo)的甲狀腺炎，這可能為miRNAs靶向治療用于治療甲狀腺炎提供理論基礎(chǔ)。相信miRNAs靶向治療劑應(yīng)用于HT等自身免疫性疾病的診療有望在將來(lái)得到實(shí)現(xiàn)。對(duì)于HT的預(yù)后，一般認(rèn)為大部分HT患者預(yù)后良好，但可有自然發(fā)展為甲狀腺功能減退的趨勢(shì)。Takuse等[33]研究表明，編碼miR27的miR27A功能多態(tài)性可能與HT的嚴(yán)重程度相關(guān)，更多關(guān)于miRNAs在治療及預(yù)后中的研究尚有待于進(jìn)一步開(kāi)展。

五、展 望

HT是一種常見(jiàn)的自身免疫性甲狀腺疾病，可導(dǎo)致甲狀腺功能與甲狀腺結(jié)構(gòu)的改變，其病理機(jī)制尚未闡明，臨床表現(xiàn)復(fù)雜，早期癥狀常不典型，且無(wú)針對(duì)病因的治療方法，給臨床診治帶來(lái)一定困難。近年來(lái)，有關(guān)miRNAs的研究取得了顯著進(jìn)展，miRNAs的生物發(fā)生過(guò)程及其在細(xì)胞增殖、分化、凋亡中的作用已得到初步闡明，并且發(fā)現(xiàn)miRNAs與甲狀腺腫瘤、良性甲狀腺疾病如HT、Graves病等也有密切聯(lián)系。miRNAs的異常表達(dá)與HT的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后均相關(guān)，因此miRNAs具有良好的應(yīng)用前景,并有望作為特異性生物標(biāo)志物及治療靶標(biāo)應(yīng)用于臨床診療中。此外，miRNAs在中醫(yī)藥方面得到了一定應(yīng)用，并在疾病的中醫(yī)辨證分型、體質(zhì)辨識(shí)、疾病發(fā)病機(jī)制及中藥藥效闡釋上取得了一定進(jìn)展，如血瘀證的辨證分型及診斷網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，乙型肝炎、肝硬化中醫(yī)綜合征的發(fā)展評(píng)估、對(duì)川楝子誘導(dǎo)小鼠肝臟損傷的機(jī)制闡述及作為潛在的生物標(biāo)志物評(píng)估中藥臨床療效的運(yùn)用等。而且，外源植物的miRNAs可吸收人體內(nèi)穩(wěn)定存在，并產(chǎn)生調(diào)控作用,這也為中藥調(diào)控機(jī)制從miRNAs角度進(jìn)行闡述提供了新的思路。隨著未來(lái)研究的不斷深入，miRNAs不僅有潛力作為HT的診斷標(biāo)志物、判斷預(yù)后的標(biāo)志及治療靶點(diǎn)，也有望在分子層面進(jìn)一步揭示祖國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的深刻內(nèi)涵，從而為防治HT提供新的思路。