免疫調(diào)節(jié)基因的多態(tài)性與Graves病易感性的相關(guān)性研究進展

王玉潔，楊孟迪，何風英，丁雨露，孫琳楠，甄東戶

1.蘭州大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院 內(nèi)分泌科，甘肅 蘭州 730030；2.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 內(nèi)分泌科，甘肅 蘭州 730030

Graves病(Graves’ disease，GD)是甲狀腺功能亢進癥(hyperthyroidism)最常見的病因。其核心發(fā)病機制是促甲狀腺激素(thyroid-stimulating hormone,TSH)受體抗體(thyroid-stimulating hormone receptor antibody，TRAb)的產(chǎn)生并與促甲狀腺激素受體(thyroid-stimulating hormone receptor，TSHR)結(jié)合，使甲狀腺濾泡上皮細胞增生，濾泡間淋巴細胞浸潤，并產(chǎn)生大量甲狀腺激素，從而表現(xiàn)為彌漫性甲狀腺腫和甲狀腺功能亢進癥。GD的發(fā)病機制復(fù)雜，主要包括遺傳因素、環(huán)境因素、自身免疫因素等。雖然免疫因素是其發(fā)病的核心環(huán)節(jié)，但多個研究顯示遺傳因素在GD的易感性中同樣起到重要作用。單核苷酸多態(tài)性 (single nucleotide polymorphism，SNP) 參與了GD的發(fā)生，它是指基因組中單個核苷酸序列發(fā)生改變引起脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid， DNA)序列的變化， 導(dǎo)致翻譯的蛋白質(zhì)序列或調(diào)節(jié)元件改變，使免疫耐受被破壞，從而介導(dǎo)自身免疫的產(chǎn)生[1]。與GD發(fā)病有關(guān)的基因包括免疫調(diào)節(jié)基因和甲狀腺特異性基因，其中免疫調(diào)節(jié)基因主要有細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)抗原-4(cytotoxic T-lymphocyte antigen-4，CTLA-4)基因、蛋白酪氨酸磷酸酶非受體型22(protein tyrosine phosphatase non-receptor type 22，PTPN22)基因、腫瘤壞死因子超家族成員15(tumor necrosis factor super family-15，TNFSF15)基因、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)基因、白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)基因等，而甲狀腺特異性基因包括甲狀腺球蛋白(thyroglobulin，TG)基因和TSHR[2]。本文主要對上述基因中的免疫調(diào)節(jié)基因及其多態(tài)性在Graves病發(fā)病機制中的最新研究進展進行綜述。

1 免疫調(diào)節(jié)基因多態(tài)性與Graves病的易感性相關(guān)

1.1 CTLA-4多態(tài)性與GD易感性的關(guān)系

CTLA-4是免疫球蛋白基因超家族的成員，位于染色體2q33上，由4個外顯子組成，編碼224個氨基酸，是T細胞反應(yīng)的負調(diào)節(jié)因子[3]，其產(chǎn)物CTLA-4是一種表達在T細胞表面的膜蛋白，通過與抗原提呈細胞表面的B7分子結(jié)合來抑制T細胞活化。T細胞活化需要激活兩個信號，第一個信號由T細胞受體(T cell receptor，TCR)提供，第二個信號由共刺激受體提供，其最重要的結(jié)構(gòu)是T細胞跨膜蛋白CD28分子(CD28 molecule，CD28)與配體CD80分子(CD80 molecule，CD80)和CD86分子(CD86 molecule，CD86)，而CTLA-4與CD28具有同源結(jié)構(gòu)，可與CD80和CD86結(jié)合，誘導(dǎo)抑制信號的產(chǎn)生，從而終止T細胞的活化和增殖[3]。CTLA-4的多態(tài)性可能會改變CTLA-4的功能，不能抑制T細胞的活化，導(dǎo)致免疫耐受的喪失和自身免疫的產(chǎn)生[4]。CTLA-4有許多單核苷酸多態(tài)性，包括rs231775(+49等位基因A/G，位于第一外顯子第49位)、rs3087243(CT60等位基因A/G，位于第4外顯子3’非翻譯區(qū))、rs4903964、rs5742909(-318等位基因C/T，位于啟動子區(qū)域-318位)、rs231779、rs231775、rs1883832、rs5742909、 rs6832151等，它們與多種自身免疫性疾病有關(guān)，GD就是其中之一[2]。rs231775的單核苷酸多態(tài)性與GD的發(fā)病風險增加密切相關(guān)[5]；rs3087243與GD易感性因地區(qū)和種族的不同而不同。過去的研究表明rs3087243與GD的易感性無關(guān)，最近證實粵西漢族人群rs3087243的等位基因A是GD的預(yù)防因子，其升高可降低GD發(fā)病風險，且通過對rs231775A等位基因、rs231779C等位基因和rs3087243C等位基因單核苷酸多態(tài)性的比較發(fā)現(xiàn)rs231775、rs231779和rs3087243共同相互作用可使GD的發(fā)病風險增加2.5倍[6]。在1 217例安徽北部漢族人群的樣本中發(fā)現(xiàn)rs4903964與GD有關(guān)的危險因素為A等位基因[4]；在1 255例蚌埠地區(qū)漢族人群的樣本中證實rs6832151的G等位基因與GD的發(fā)病顯著相關(guān)[5](表1)。綜上，CTLA-4的基因多態(tài)性可增加Graves病的易感性，但其具體作用仍然有待研究，主要與不同人種的背景異質(zhì)性有關(guān)，且某些基因的多態(tài)性與患者臨床特征的關(guān)系還未被發(fā)現(xiàn)。

表1 CTLA-4多態(tài)性和GD易感性的關(guān)系

1.2 PTPN22多態(tài)性與GD易感性的關(guān)系

PTPN22位于染色體1p13.2上，它的產(chǎn)物是一種特定類型的蛋白酪氨酸磷酸酶，通過與酪氨酸激酶的相互作用，去磷酸化信號傳導(dǎo)中已被磷酸化的中間分子，包括淋巴細胞特異性蛋白酪氨酸激酶(lymphocyte-specific protein tyrosine kinase，Lck)、蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase，PTK)Fyn、蛋白酪氨酸激酶Zap-70，使T細胞表面的TCR表達下調(diào)，達到負調(diào)節(jié)T淋巴細胞的作用。PTPN22多態(tài)性主要有rs2476601(R620W)、rs3789607、rs3789604等[7]。由于rs2476601使氨基酸中第620位點的精氨酸轉(zhuǎn)化為色氨酸，抑制蛋白酪氨酸磷酸酶與酪氨酸激酶的結(jié)合，導(dǎo)致T細胞對自身抗原破壞傾向增加可引起GD的發(fā)生[8]。PTPN22的多態(tài)性因種族和人群不同而具有爭議，rs2476601在整個研究人群中與GD的發(fā)生風險增加有關(guān)；但在白種人中與GD風險升高相關(guān)，在亞洲人中則不相關(guān)[9]；且rs2476601的GG基因型與甲狀腺球蛋白抗體(thyroglobulin antibody，TgAb)和甲狀腺過氧化物酶抗體(thyroid peroxidase antibody，TPOAb)的陽性率相關(guān)；此外，rs2476601和rs3789607在非吸煙人群中較多見[9](表2)。綜上所述，PTPN22多態(tài)性與GD易感性增加相關(guān)，但其與GD易感性的關(guān)系因種族和人群不同而有所差異。因此，不同種族及人群間PTPN22多態(tài)性與GD易感性的關(guān)系還需進一步探究。

表2 PTPN22多態(tài)性和GD易感性的關(guān)系

1.3 TNFSF15與VEGF的多態(tài)性和GD易感性的關(guān)系

TNFSF15位于染色體9q32上，由4個外顯子和3個內(nèi)含子組成，長度約為17 kb，可編碼一種蛋白質(zhì)，稱腫瘤壞死因子樣配體1A(tumor necrosis factor-like cytokine 1A，TL1A)或血管內(nèi)皮生長抑制因子(vascular endothelial growth inhibitor，VEGI)，它由血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生，可使細胞周期中處于增殖狀態(tài)的內(nèi)皮細胞凋亡，使處于靜止狀態(tài)的內(nèi)皮細胞停滯，依賴于細胞周期產(chǎn)生抗血管生成和抗血管通透性的作用[10-11]。TNFSF15通過抑制血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞血管內(nèi)皮生長因子受體2(vascular endo-thelial growth factor receptor 2，VEGFR2)磷酸化從而激活磷酸酶SHP1(為蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)家族中的成員之一)，并且拮抗VEGF誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞通透性，來減弱血管通透性；TNFSF15與VEGF可還相互抑制其產(chǎn)物的表達，因此，TNFSF15和VEGF可通過相互作用來調(diào)節(jié)血管生成[12-14]。GD患者甲狀腺彌漫性腫大伴有血管生成增加，與甲狀腺濾泡上皮細胞VEGF表達增加有關(guān)。GD患者血清中免疫球蛋白G(immunoglobin G，IgG)增加可通過G蛋白偶聯(lián)系統(tǒng)的信號傳導(dǎo)途徑(protein kinase A，PKA)和磷脂肌醇信號途徑(protein kinase C，PKC)增加VEGF的表達；增生的濾泡上皮細胞數(shù)量過多導(dǎo)致其相對缺氧，在此環(huán)境中通過P42/44MAPK通路使低氧誘導(dǎo)因子1(hypoxia-inducible factor，HIF-1)基因的表達增加來增加VEGF的表達；濾泡上皮細胞組成的濾泡腔內(nèi)膠質(zhì)減少，使膠質(zhì)對VEGF mRNA的抑制作用減弱，從而增加VEGF的表達[15]。以上原因?qū)е翯D患者甲狀腺血管生成增加。TNFSF15的多態(tài)性包括rs3810936、rs6478108、rs6478106、rs4979462、rs10817669等，VEGFR2多態(tài)性包括rs2071559、rs1870377，既往研究發(fā)現(xiàn)TNFSF15多態(tài)性與多種自身免疫性疾病有關(guān)，但未證實其與GD的關(guān)系。最新研究顯示rs3810936CT基因型和rs4979462T等位基因可降低中國漢族人群GD和Graves眼病(Graves’ ophthalmopathy，GO)的易感性，其中rs4979462可能與GD中觀察到的性別二態(tài)性(女性較男性更易患Graves病)有關(guān)，即GD按性別分類時，患有GD女性的rs4979462 T等位基因頻率較低[16]；rs3810936可能會影響GO的活動性。而rs1870377的TT基因型頻率在難治性GD中高于緩解性GD(難治性GD：38.71%，緩解性GD：22.81%)；rs2071559CC基因型可能會通過對VEGF抑制不足導(dǎo)致甲狀腺血管生成增加，使甲狀腺腫大，從而增加GD的難治性；表明rs2071559CC基因型和rs1870377TT基因型可增加GD的難治性[17](表3)。

表3 TNFSF15與VEGF的多態(tài)性和GD易感性的關(guān)系

1.4 促炎細胞因子TNF-α、IL-6多態(tài)性與GD易感性的關(guān)系

促炎細胞因子是一大群可溶性的蛋白激素，介導(dǎo)多種炎性反應(yīng)、免疫過程，主要包括白細胞介素-1(IL-1)、白細胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等，它們由甲狀腺內(nèi)的炎性細胞和甲狀腺濾泡上皮細胞在局部炎性和自身免疫反應(yīng)中產(chǎn)生。關(guān)于促炎細胞因子的單核苷酸多態(tài)性與甲狀腺自身免疫反應(yīng)之間關(guān)系的研究表明，TNF-α、IL-6多態(tài)性可能與GD的易感性有關(guān)[18-20]。

TNF-α位于染色體6p21.3，由4個外顯子和3個內(nèi)含子組成，是一種多向性炎性細胞因子。其表達產(chǎn)物TNF-α既可參與免疫防御，又可導(dǎo)致免疫損傷，它主要由單核細胞、淋巴細胞、甲狀腺濾泡上皮細胞和成纖維細胞分泌。TNF-α通過與甲狀腺濾泡上皮細胞中的兩種特異性受體結(jié)合而發(fā)揮其生物學(xué)活性，分別為可溶性TNF受體-1(soluble tumor necrosis factor-receptor 1，sTNF-R1)和可溶性TNF受體-2(soluble tumor necrosis factor-receptor 2，sTNF-R2)，sTNF-R1的作用為介導(dǎo)TNF-α的生物學(xué)活性，sTNF-R2主要用于信號傳導(dǎo)。TNF-α可通過誘導(dǎo)主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)Ⅰ類及MHCⅡ類基因的表達，使其將抗原提呈給CD8+或CD4+T淋巴細胞，誘導(dǎo)甲狀腺的損傷；TNF-α還可與白細胞介素(interleukin，IL)共同參與體液免疫的產(chǎn)生使甲狀腺收到抗體攻擊損傷[21]。TNF-α啟動子部位存在多個SNP位點如-1031T/G、-863C/A、-851C/T、-419G/C及-308G/A等， TNF-α含量在健康人與GD患者中無明顯差異，但與健康人相比GD患者可溶性腫瘤壞死因子受體(soluble tumor necrosis factor receptors，sTNFRs)水平明顯升高，且GD患者血清sTNFRs水平與游離三碘甲腺原氨酸(free triiodothyronine，F(xiàn)T3)和游離甲狀腺素(free thyroxine，F(xiàn)T4)呈正相關(guān)，其中TNF-α與TSH呈負相關(guān)，而TRAb與TNF-α、TNF-R1、sTNF-R2呈正相關(guān)[20]。針對上述機制開發(fā)出了與TNF-α有關(guān)的靶向藥物依那西普，它來源于重組DNA，可抑制自身免疫性疾病如活動期Graves眼病的臨床癥狀而不會有明顯的短期副作用,但仍需進一步研究來評價抗TNF-α治療的效果[21-22]。

IL-6位于染色體7p21，長度為5 kb，包含5個外顯子和4個內(nèi)含子，編碼的IL-6是一種促炎細胞因子，由T淋巴細胞和巨噬細胞分泌，在B細胞分化和T細胞增殖中起重要作用?；?174G/C可以改變轉(zhuǎn)錄和翻譯，并影響炎性反應(yīng)條件。GD患者的IL-6水平與健康人相比升高，IL-6可能會促進TRAb的合成[19]，且IL-6基因甲基化水平與GD易感性及其難治性有關(guān)[23]。探究亞洲人群、白種人群多態(tài)性與GD易感性的關(guān)系，結(jié)果提示在總體研究人群中rs1800795是GD發(fā)病的危險因素，而在亞洲人群中rs1800796是GD發(fā)病的危險因素，表明rs1800795與總體人群GD的發(fā)病風險相關(guān)，rs1800796多態(tài)性可能影響亞洲人GD的發(fā)病風險[24](表4)。

表4 IL-6多態(tài)性與GD易感性的關(guān)系

2 問題與展望

綜上所述，CTLA-4+49A/G、PTPN22R620W、IL-6rs1800795與GD的易感性相關(guān)，可升高其發(fā)病風險；TNFSF15rs3810936、VEGFR2rs2071559與GD的活動性和難治性相關(guān)。免疫調(diào)節(jié)基因多態(tài)性對GD易感性影響的具體機制仍需進一步探究，故未來可深入研究每一種基因多態(tài)性獨立或相互作用機制，從而為降低其發(fā)病率、增加其治愈率提供新的臨床思路及診療方法。