Graves病細(xì)胞免疫學(xué)機制的研究進展

周芳宇，王 欣，譚貴琴，杜 娟，梁鐘智，魏文文，于紅松*

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)免疫學(xué)教研室，貴州省基因檢測與治療特色重點實驗室， 貴州 遵義 563000； 2.遵義醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育教研室，貴州 遵義 563000)

Graves病(Graves’ disease，GD)是一種最常見的自身免疫性甲狀腺疾病(Autoimmune thyroid disease，AITD)，又被稱為毒性彌漫性甲狀腺腫，其主要的臨床癥狀或體征包括彌漫性對稱性甲狀腺腫大以及功能亢進、眼球突出、脛前粘液性水腫和機體高代謝狀態(tài)等，可能出現(xiàn)嚴(yán)重的后遺癥，且治療效果不佳，因此，GD威脅了人類的身體健康[1-2]；GD好發(fā)于20～40歲的成人女性，男女發(fā)病比例為1∶8[3]。GD的免疫學(xué)特征是血清中促甲狀腺激素受體抗體(thyroid-stimulating hormone receptor antibodies，TRAb)、甲狀腺過氧化物酶抗體(thyroid peroxidase antibody，TPOAb)、甲狀腺球蛋白抗體(thyroglobulin antibody，TgAb)等自身抗體的產(chǎn)生，導(dǎo)致甲狀腺機能亢進和甲狀腺彌漫性腫大[4]?，F(xiàn)階段，越來越多的臨床治療已經(jīng)將131I應(yīng)用于GD的相關(guān)治療中，且131I治療GD被譽為最成熟、最廣泛的治療方法；對甲狀腺組織采用131I治療, 能夠有效形成β射線集中照射療效, 從而加速甲狀腺組織的功能喪失及萎縮, 避免甲狀腺激素的形成。

GD的發(fā)病機制及病因尚未明確，現(xiàn)普遍認(rèn)為GD的發(fā)病可能與免疫學(xué)、遺傳學(xué)、表觀遺傳學(xué)及環(huán)境等因素有關(guān)，其中，免疫學(xué)機制是GD發(fā)生、發(fā)展的核心因素。大量研究表明，不同的輔助性T(helper T，Th)細(xì)胞，如Th1、Th2、Th17、濾泡輔助T(follicular helper T，Tfh)細(xì)胞以及調(diào)節(jié)性T (regulatory T, Treg) 細(xì)胞，和調(diào)節(jié)性B(regulatory B，Breg)細(xì)胞在GD的免疫學(xué)發(fā)病機制中起重要作用[4-9]。因此，本文就GD的細(xì)胞免疫學(xué)發(fā)病機制作綜述。

1 Th1/Th2失衡與GD

Th1細(xì)胞是由白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-12、干擾素-γ(interferon-γ，IFN-γ)、IL-2以及轉(zhuǎn)錄因子T-bet刺激誘導(dǎo)原始CD4+T細(xì)胞分化而產(chǎn)生，主要分泌IL-1、IL-2、IFN-γ和轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)等細(xì)胞因子，通過巨噬細(xì)胞以及其他T淋巴細(xì)胞的協(xié)同作用激活細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答；IL-4的存在抑制了原始CD4+T細(xì)胞分化為Th1細(xì)胞，有利于促進Th2細(xì)胞的生成，而GATA3轉(zhuǎn)錄因子也參與誘導(dǎo)Th2細(xì)胞分化，Th2細(xì)胞主要合成IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IL-13等，并通過與B細(xì)胞和漿細(xì)胞相互作用，增加抗體的產(chǎn)生，從而介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答[5-10]。

Eshaghkhani等[10]研究發(fā)現(xiàn)，GD患者T-bet和IFN-γ基因mRNA表達水平較健康對照組明顯升高，而GATA3和IL-4基因mRNA表達水平下降；同時，相對于健康對照組，GD患者血漿IL-4水平顯著降低，而IFN-γ水平較健康對照顯著升高；這些結(jié)果提示GD患者存在Th1/Th2失衡，可能與疾病的發(fā)病機制有關(guān)。據(jù)報道，與外周血相比，正常甲狀腺組織中的Th1與Th2細(xì)胞比例無明顯差異；與正常甲狀腺相比，GD甲狀腺組織中的Th1細(xì)胞比例顯著減少，而Th2細(xì)胞比例顯著增多[11]。黃敏等[12]通過檢測血清中IFN-γ、IL-2、IL-4及IL-10水平，發(fā)現(xiàn)GD患者血清中IL-4和IL-10的水平均顯著高于健康對照組，而IFN-γ水平顯著低于健康對照組，雖然IL-2水平無顯著性差異，但與健康對照組相比，GD患者的IFN-γ/IL-10、IFN-γ/IL-4、IL-2/IL-10和IL-2/IL-4均顯著降低，說明GD患者甲狀腺組織內(nèi)Th2體液免疫應(yīng)答增強以及相應(yīng)的細(xì)胞因子分泌增多，導(dǎo)致Th1/Th2比例失衡且以Th2細(xì)胞的體液免疫為主。

綜上，GD的發(fā)病與Th1/Th2平衡失調(diào)有關(guān)。但是，GD中Th1/Th2平衡的偏向性仍然存在異議。因此，未來需要更多的研究來進一步探討Th1/Th2平衡在GD中的作用。

2 Th17細(xì)胞、Treg細(xì)胞、Th17/Treg平衡在GD中的作用

2.1 Th17細(xì)胞與GD

Th17細(xì)胞是一種新發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)生IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22的CD4+T細(xì)胞亞群；IL-1β、IL-6、IL-23與維甲酸相關(guān)孤兒受體γt(Retinoid-related orphan receptor gamma t，ROR γ t)的表達及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活劑-3(the signal transducer and activator of transcription-3，STAT3)胞內(nèi)通路在Th17細(xì)胞的分化中起著重要的作用[13]。Tan等[13]發(fā)現(xiàn)初診GD患者外周血單個核細(xì)胞(Peripheral Blood Mononuclear Cell，PBMC)中IL-22的mRNA表達水平和IL-22的蛋白表達水平顯著增加；而GD緩解組與健康對照組相比，ROR γ t、IL-17、IL-22基因mRNA和IL-22蛋白表達水平無顯著性差異，表明Th17細(xì)胞可能參與了GD的發(fā)病過程。Li等[14]研究發(fā)現(xiàn)，GD患者外周血中Th17細(xì)胞數(shù)量顯著高于對照組；與健康對照組相比，未經(jīng)治療的GD和難治性GD患者外周血中IL-17水平顯著升高，而緩解期GD患者外周血中IL-17水平無顯著變化。韓璐等[15]研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，初診GD患者組的外周血中Th17細(xì)胞顯著增加，GD組患者外周血Th17細(xì)胞與血清中的游離三碘甲狀腺原氨酸(free triiodothyronine，F(xiàn)T3)、血清游離甲狀腺素(free thyroxine，F(xiàn)T4)呈顯著正相關(guān)性。Zake等[16]研究發(fā)現(xiàn)，IL-17在GD患者甲狀腺細(xì)胞中的表達水平高于膠體甲狀腺腫患者。李紅林等[17]研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，GD患者組和GD緩解組的Th17細(xì)胞比例和IL-17分泌水平顯著升高；同時，Th17細(xì)胞比例和IL-17分泌水平與FT3、FT4、TRAb水平均呈正相關(guān)，與促甲狀腺激素濃度(Thyroid Stimulating Hormone，TSH)呈負(fù)相關(guān)。李麗等[18]研究發(fā)現(xiàn)GD患者的血清IL-17高于健康對照組；進一步分組比較發(fā)現(xiàn)，IL-17在GD未治療組最高，GD未控制組次之，且均高于健康對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義；131I治療3個月后臨床癥狀及實驗室檢查顯示GD控制組的IL-17表達水平最低，稍高于健康對照組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義；GD患者血清中IL-17的表達水平隨著FT3、FT4、TRAb的濃度呈正向改變，而與TSH的濃度呈負(fù)向改變。綜合以上結(jié)果表明，Th17細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子IL-17可能參與了GD的發(fā)生及發(fā)展過程，并可作為GD的生物學(xué)標(biāo)記物。

IL-23能夠誘導(dǎo)并且促進Th17細(xì)胞的分化成熟，而IL-17是Th17細(xì)胞的特征性細(xì)胞因子和主要效應(yīng)因子，它們共同組成了以Th17細(xì)胞為核心的IL-23/IL-17免疫炎癥軸，通過募集巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞到達炎癥部位，從而促進炎癥反應(yīng)[17]。楊銘等[19]研究發(fā)現(xiàn)，未治療GD患者血清中IL-17、IL-23的表達水平較健康對照組均顯著升高；與治療前相比，131I治療6個月后IL-17、IL-23的外周血水平顯著降低，但仍顯著高于健康對照組。吳靜等[20]發(fā)現(xiàn)GD組131I治療前FT3、FT4、IL-17A、IL-17F、IL-23表達水平較健康對照組顯著升高，而TSH的表達水平則顯著低于健康對照組；GD患者的FT3、FT4、IL-17A、IL-17F、IL-23水平在131I治療前、治療1個月后、治療3個月后逐漸降低，而TSH水平則逐漸升高，各組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義；IL-17A、IL-17F、IL-23的水平隨著TSH呈負(fù)向改變，與FT3、FT4呈正向改變；結(jié)果表明GD患者在治療前IL-23/Th17軸相關(guān)因子呈高表達水平，而在131I治療之后逐漸降低，這反映了IL-23/Th17軸在GD發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。另有研究報道，與未用IL-23刺激的GD組PBMC相比，IL-23刺激的GD組PBMC中ROR γt和IL-17基因mRNA表達以及培養(yǎng)上清液中IL-17蛋白水平顯著升高，這是由于IL-23可能與細(xì)胞表面的IL-23受體結(jié)合，促進Th17細(xì)胞分化，從而參與了GD的發(fā)病[21]。

2.2 Treg細(xì)胞與GD

Treg細(xì)胞最早于1970年被命名為“抑制性T細(xì)胞”，是一種以免疫抑制功能為特征的異種淋巴細(xì)胞群[22]，它是人類最重要的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞之一，在自身免疫性疾病中的發(fā)病過程中起著核心作用[23]。Treg細(xì)胞通過分泌IL-10和TGF-β負(fù)調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫應(yīng)答，以阻止自身免疫性疾病的發(fā)生及發(fā)展[13]。叉頭盒蛋白3(fork head box P3，F(xiàn)oxP3)是Treg細(xì)胞發(fā)育和功能的重要調(diào)節(jié)因子，Treg細(xì)胞中FoxP3基因的缺失抑制了其調(diào)節(jié)功能，從而導(dǎo)致多種自身免疫性疾病尤其是AITD的發(fā)生[24]。

Vitales-Noyola等[25]研究發(fā)現(xiàn)，GD患者的1型調(diào)節(jié)性T(T regulatory type 1，Tr1)細(xì)胞數(shù)量較健康對照減少。Teniente-Serra等[26]研究發(fā)現(xiàn)，TRAb長期存在的GD患者，Treg細(xì)胞比例明顯低于健康對照。Tan等[13]發(fā)現(xiàn)GD患者PBMC中FoxP3和IL-10基因mRNA表達水平及IL-10蛋白的表達較GD緩解組和健康對照組均顯著升高；另外，GD緩解組FoxP3、IL-10基因mRNA和IL-10蛋白表達水平與健康對照組相比，無顯著性差異。Li等[8]研究發(fā)現(xiàn)GD患者PBMC中CD4+FoxP3+T(Treg)及其轉(zhuǎn)錄因子FoxP3 mRNA含量明顯低于健康對照組。Pawlowski等[27]研究發(fā)現(xiàn)，與結(jié)節(jié)性甲狀腺腫患者相比，GD患者的CD4+Foxp3+細(xì)胞以及 CD4+CD25+CD127(low)Foxp3+T細(xì)胞頻率和CD4+CD25+CD127(low)Foxp3+/CD4+CD25(high)CD127(low) T細(xì)胞比例均顯著降低。

黃小慶等[28]研究發(fā)現(xiàn)，在未受IL-21刺激前，與GD恢復(fù)組和健康對照組相比，GD患者的FoxP3、IL-10基因mRNA和IL-10蛋白表達水平均顯著升高，但GD恢復(fù)組與健康對照組比較無明顯差異；經(jīng)IL-21刺激后，GD患者的FoxP3、IL-10基因mRNA和IL-10蛋白的表達水平均顯著低于IL-21刺激前；IL-21可能通過抑制Treg細(xì)胞的分化及其效應(yīng)分子IL-10的分泌，使Treg細(xì)胞比例和功能下降，降低其對效應(yīng)T細(xì)胞的抑制能力，從而促進了GD的發(fā)病。楊靜等[29]發(fā)現(xiàn)治療前GD患者Treg細(xì)胞比例明顯低于健康對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義；經(jīng)治療后，發(fā)現(xiàn)131I治療組、抗甲狀腺藥物治療組第3個月及第6個月Treg細(xì)胞比例均高于治療前，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義；治療后第3個月及第6個月，Treg細(xì)胞比例在抗甲狀腺藥物治療組與131I治療組的差異無統(tǒng)計學(xué)意義；以上結(jié)果表明GD患者Treg細(xì)胞數(shù)量及功能顯著降低，治療后部分恢復(fù)，因此，Treg細(xì)胞比例可能是評價GD免疫狀態(tài)及治療后癥狀是否減輕的指標(biāo)之一。

2.3 Th17/Treg平衡與GD

近年來，多項研究發(fā)現(xiàn)了AITD患者中Th17/Treg的比率異常。Qin等[30]研究發(fā)現(xiàn)，GD患者外周血Th17/Treg比值較健康對照組顯著升高。王建國等[31]研究發(fā)現(xiàn)，GD患者血清IL-6、IL-10和IL-17水平均高于健康對照組，而TGF-β1水平低于健康對照組，從而間接反映GD患者Th17/Treg動態(tài)平衡可能被打破。Zhang等[32]通過測定GD患者外周血中Th17和Treg細(xì)胞的數(shù)量，發(fā)現(xiàn)Th17細(xì)胞數(shù)量百分比較健康對照顯著升高，而Treg細(xì)胞數(shù)量與健康對照組相比則顯著減少，表明Th17和Treg細(xì)胞在GD患者中起重要作用。Bossowski等[33]運用流式細(xì)胞術(shù)分析GD患者外周血中Th17/Treg細(xì)胞比例，發(fā)現(xiàn)CD4+IL17+/CD4+CD25+CD127-和CD4+IL17+/CD4+CD25+CD127-FoxP3+顯著低于健康對照組，且隨著TRAb呈正向改變。。

綜上，在GD的發(fā)生發(fā)展過程中，Th17細(xì)胞、Treg細(xì)胞及其細(xì)胞因子、IL-23/Th17軸以及Th17/Treg平衡起重要作用。未來需要更深入地探索GD的發(fā)病機制并為GD提供新的治療靶點。

3 Tfh細(xì)胞與GD

Tfh細(xì)胞是調(diào)節(jié)抗原特異性B細(xì)胞免疫發(fā)展所必需的一種新的效應(yīng)輔助T細(xì)胞亞群。Tfh細(xì)胞的分化受到特異性轉(zhuǎn)錄因子Bcl-6的嚴(yán)格調(diào)控，Bcl-6僅在Tfh細(xì)胞中表達，而在其他效應(yīng)細(xì)胞中不表達；Tfh細(xì)胞表現(xiàn)出獨特的表型，可高表達CXCR5[34]。

Wang等[35]研究發(fā)現(xiàn)GD患者中Tfh細(xì)胞比例顯著增高，表明Tfh細(xì)胞在GD發(fā)病中起重要的作用。Chen等[34]研究發(fā)現(xiàn)GD患者外周血中Tfh細(xì)胞的比例增加，當(dāng)患者病情得到控制后，Tfh細(xì)胞的比例明顯減少，且與患者體內(nèi)的自身抗體水平呈正相關(guān)。Liu等[4]研究了GD患者外周血中效應(yīng)循環(huán)Tfh(cTfh)細(xì)胞及其細(xì)胞亞群(Tfh1、Tfh2和Tfh17)的頻率，發(fā)現(xiàn)效應(yīng)cTfh細(xì)胞和Tfh2亞群頻率增加；同時，GD患者cTfh2(或Pd-1Tfh，PCs)細(xì)胞與血清TPO-Ab水平呈正相關(guān)；上述研究表明cTfh細(xì)胞及其亞群在GD的發(fā)病機制中起著重要作用。Zhang等[36]發(fā)現(xiàn)在GD甲狀腺組織中，Tfh細(xì)胞相關(guān)因子(IL-21、IL-21R、CXCR5和CXCL-13)的mRNA表達水平明顯高于健康對照組；Western blot定量結(jié)果顯示，GD甲狀腺組織中Tfh細(xì)胞相關(guān)因子的蛋白水平同樣高于健康對照組；IL-21在甲狀腺組織中的mRNA表達水平與甲狀腺自身抗體水平呈正相關(guān)，提示Tfh細(xì)胞分泌過量的IL-21，其通過與甲狀腺內(nèi)淋巴細(xì)胞上的IL-21R結(jié)合而發(fā)揮作用；此外，通過淋巴細(xì)胞的介導(dǎo)，在體外甲狀腺刺激抗體(Thyroid stimulating antibody，TSAb)刺激時，IL-21可以直接增強Tfh細(xì)胞的生物活性，尤其是在GD患者中。上述證據(jù)表明了Tfh細(xì)胞參與GD的發(fā)病機制。為了更加深入的研究GD與Tfh細(xì)胞的關(guān)系，周軍等[37]運用GD小鼠對其頸部淋巴結(jié)Tfh細(xì)胞進行實驗，發(fā)現(xiàn)GD小鼠頸部淋巴結(jié)中的Tfh細(xì)胞比例顯著增加。

以上研究表明，在GD的發(fā)病機制中，Tfh細(xì)胞起著重要的作用，是人類GD潛在的有價值的治療靶點。然而，Tfh細(xì)胞在GD發(fā)病中的確切作用及其與其他免疫細(xì)胞如何相互作用，仍有待進一步研究。

4 Breg細(xì)胞與GD

Breg細(xì)胞是一類對免疫耐受有著重要調(diào)控作用的免疫抑制細(xì)胞，Breg細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-10、IL-35和TGF-β來抑制致病性T細(xì)胞和其他促炎淋巴細(xì)胞的增殖，從而抑制免疫病理[38]。

據(jù)報道，GD患者CD19+CD24hiCD27+IL-10+和CD19+IL-10+B淋巴細(xì)胞與健康對照組相比均顯著降低[39]。提示Breg細(xì)胞的缺陷在GD發(fā)生、發(fā)展中可能具有重要作用。Zha等[40]研究發(fā)現(xiàn)，初診GD患者Breg細(xì)胞比例和IL-10基因mRNA表達均顯著低于健康對照。而Kristensen等[9]觀察到Breg細(xì)胞在健康對照組與GD患者組之間沒有顯著差異。兩項研究結(jié)果的差異，其可能的原因在于，前者研究的是初診GD患者，而后者納入的GD患者病程較長且12人中有9人曾接受過甲巰基咪唑治療。Qin等[30]研究發(fā)現(xiàn)初診GD患者PBMC中CD19+CD1dhiCD5+Breg細(xì)胞比例顯著下降。與對照組(肌注空載腺病毒的小鼠)相比，在GD小鼠的脾B細(xì)胞中，Breg(CDldhiCD5+CD19+)細(xì)胞所占比例和脾組織IL-10及TGF-β mRNA表達量顯著降低，且血清TRAb活性與Breg細(xì)胞占脾B細(xì)胞比例、脾組織IL-10以及TGF-β mRNA表達量均呈顯著負(fù)相關(guān)，進一步提示GD的嚴(yán)重程度可能與Breg細(xì)胞缺乏程度有關(guān)[41]。

目前為止，Breg細(xì)胞在GD中的研究相對較少，但已有的研究證明，GD的發(fā)病與Breg細(xì)胞有關(guān)。因此，進一步研究Breg細(xì)胞在GD中的作用將有助于加深對GD的免疫學(xué)機制的理解并提供新的治療靶點。

5 小結(jié)和展望

綜上所述，Th1/Th2平衡、Th17細(xì)胞、Treg細(xì)胞、Th17/Treg平衡、Tfh細(xì)胞、Breg細(xì)胞在GD發(fā)生及發(fā)展過程中都起著重要的作用，這也加深了我們對GD的病因病理學(xué)的理解；然而，它們在發(fā)病過程中的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和相互作用是復(fù)雜的，且大多未知。未來需要更深入的研究GD的細(xì)胞免疫學(xué)機制，發(fā)現(xiàn)新的與GD發(fā)生發(fā)展相關(guān)聯(lián)的免疫細(xì)胞及細(xì)胞因子，并深入研究每一種細(xì)胞、細(xì)胞因子及其相互作用，可加深對GD細(xì)胞免疫學(xué)機制的認(rèn)識，并為GD的治療提供新的思路。