細胞凋亡與自身免疫性甲狀腺病的關系研究進展

【關鍵詞】自身免疫甲狀腺病；細胞凋亡

文章編號：1003-1383(2006)03-0308-03

中圖分類號：R 581文獻標識碼：A

自身免疫性甲狀腺病（AITD）是一組由Ｔ細胞介導的器官特異性自身免疫性疾病，以Graves病(GD)和橋本氏甲狀腺炎(HT)為代表，是人類最常見的自身免疫性疾病。遺傳因素與環境因素的復雜相互作用導致該病的發生。近年隨著基礎研究的不斷進展，提出甲狀腺細胞凋亡與AITD的發病亦有一定的關系，認為細胞死亡受體的激活及調節細胞凋亡的因子參與AITD的發病過程。細胞凋亡，又稱細胞程序化死亡，是機體防御遺傳損傷，維持正常發育，器官組織正常代謝和免疫調節所需的一個生理過程。細胞凋亡的不足和增加與人類許多增生性疾病和自身免疫疾病相關。本文就近幾年來細胞凋亡與AITD的研究綜述如下。

一、與AITD相關的細胞凋亡的因子

1.Fas/FasL(Fas ligand)系統細胞凋亡(apoptosis)與AITD密切相關，特別是與細胞凋亡相關基因蛋白Fas、sFas、FasL、sFasL等的表達及其調控關系密切，由Fas介導的細胞凋亡被認為是AITD甲狀腺細胞凋亡的主要途徑。關于FasL和 Fas介導的甲狀腺細胞凋亡，目前有２種解釋：其一，Bluher^[1]等觀察誘發為實驗性自身免疫性甲狀腺炎(EAT)的BB／W大鼠的甲狀腺中Fas/FasL表達水平較未發生ＥＡＴ的BB／Ｗ大鼠明顯升高。認為ＢＢ／Ｗ大鼠甲狀腺組織破壞與甲狀腺細胞凋亡密切相關。HT大鼠的甲狀腺細胞Fas表達過多，淋巴細胞的FasL與表達Fas的甲狀腺細胞結合，引起甲狀腺細胞凋亡和組織破壞，導致甲狀腺功能低下。其二，也有研究發現人和小鼠的正常甲狀腺細胞低水平表達Fas，一般情況下不表達FasL^[2]，但在多種甲狀腺疾病中，特別是HT和GD在自身免疫狀態下，其甲狀腺細胞可同時表達Fas/FasL，認為HT患者的甲狀腺細胞凋亡是甲狀腺細胞自身通過Fas/FasL相互結合，誘導甲狀腺細胞死亡，甲狀腺組織Fas/FasL表達水平的改變可能是引起AITD的關健因素。

2.Ｂcl2/Ｂcx系統B細胞淋巴瘤/白血病基因2和Ｂcx同屬Ｂcl家族。根據它們在細胞凋亡中的作用，分為促進細胞凋亡的基因(Ｂax、Ｂad、Ｂclxs 等) 和抑制細胞凋亡的基因(Ｂcl２、Ｂclxl 等)。有研究觀察到在ＨＴ患者甲狀腺中淋巴細胞浸潤的附近區域Bcl2低表達， 而遠離淋巴細胞浸潤的區域 Bcl2表達增多，其 Bax 的表達情況與之相反。認為 Bcl2和Bax之間表達的高低，調控HT患者的甲狀腺細胞凋亡。Giordano等^[3]發現 GD患者甲狀腺細胞中的Fas／FasL表達較少，抗凋亡分子 Bcl2的表達較高，而甲狀腺浸潤淋巴細胞(TILs)中的Fas／FasL的表達水平增高，Bcl2呈低水平表達。Bcl2／Bax 和Fas／FasL在甲狀腺細胞與甲狀腺浸潤淋巴細胞呈特征性區域的高表達，決定了GD和HT患者甲狀腺組織細胞凋亡的不同病變特征。

3.可溶性Fas／FasL （sFas／FasL）系統sFas是Fas基因的變異產物，sFas能與Fas競爭性地結合FasL，但由于其跨膜蛋白的丟失而不能將凋亡信號傳入細胞內，其結果抑制了由Fas/sFasL介導的細胞凋亡，故sFas被認為是凋亡抑制因子。Feldkamp等^[4]等研究發現甲狀腺毒性GD患者血清中的sFas水平較正常對照組明顯增加，認為是選擇性剪接的sFas表達增加，細胞表面 Fas表達減少。GD 患者血清中sFas水平增加，可使甲狀腺細胞和自身反應性Ｂ細胞免遭凋亡，誘導甲狀腺細胞生長和TSH 受體抗體產生。Wang等^[5]發現GD患者sFasL水平和TSH受體抗體的活性有顯著的相關性。HT 患者血清中sFas水平低下，表明Fas mRNA變異體的產生較少，全長Fas mRNA的表達增加， 促進甲狀腺細胞凋亡引起甲狀腺細胞的破壞。

二、AITD中細胞凋亡的途徑

1.甲狀腺內的凋亡路徑FasFasL路徑是首先被征用存在于甲狀腺中的。Fas是一種跨膜糖蛋白，通過與其配體FasL形成復合體而介導細胞凋亡，已經證明 Fas在胸腺、肝、脾、卵巢和心臟中，FasL廣泛表達于機體和心臟中， FasL廣泛表達于機體免疫豁免部位如睪丸、眼、大腦和胎盤，在活化的T細胞、脾細胞和巨噬細胞上表達上調。但是有關FasL在正常和患病的甲狀腺上的表達水平一直有爭議。Stassi和Mitsiades 等分別在HT和Graves病甲腺細胞上有FasL的高水平表達，而在正常甲狀腺細胞和甲狀腺內淋巴細胞上無或很少表達^[6，7]。除了所用抗體和實驗手段不同外，上述有關FasL在甲狀腺細胞上表達的爭議可能是由于FasL在甲狀腺細胞上表達短暫或由于未知機制調節造成。與正常人相比，HT病人Fas的表達增加，Fas表達增加的甲狀腺濾泡多數與浸潤的淋巴細胞毗鄰^[4]。也發現HT病人甲狀腺細胞表達Fas，并提出甲狀腺細胞同時表達Fas和FasL是導致HT病人腺體破壞的原因。

TRAIL和其受體DR4，DR5也以與Fas/Fas路徑相同的方式在甲狀腺內起作用。研究表明，TRAIL能直接殺傷正常人原代甲狀腺線細胞。雖然在正常甲狀腺細胞內，TRAIL路徑由于受易變蛋白抑制劑抑制，不能誘發凋亡，但是IFNγ 與INFFasα或IL1β能使正常人甲狀腺細胞TRAIL mRNA的表達增強，活化的T細胞對TRAIL誘導的凋亡敏感^[7，8]，INFγ 處理的甲狀腺細胞對細胞毒性T淋巴細胞和自然殺傷細胞介導的細胞毒性作用有抵抗，提示細胞因子誘導甲狀腺細胞表達TRAIL，殺傷入侵的淋巴細胞，逃離免疫攻擊。進一步研究TRAIL路徑在甲狀腺內的功能和調節機制，包括不定期內源性的蛋白合成抑制劑，將使我們更深入了解參與AITD的因子。

2.甲狀腺內凋亡路徑的調節Fas 相關蛋白1（FAP1）已經證明存在于甲狀腺中，是一種蛋白酷氨酸轉移酶，通過與Fas羧基末端結合，阻止 Fas路徑指信號傳導，從而抑制 Fas誘導的凋亡，另一種抑制凋亡蛋白Bcl2和 Bclx表達減少，Bcl2表達減少的甲狀腺細胞多與侵入的淋巴細胞比鄰，體外研究證實活化的T淋巴腺細胞中表達，減少抗凋亡能力，促進甲狀腺細胞凋亡^[9]。

三、影響AITD細胞凋亡的因素

近期報道認為，多種細胞因子和其他因素等可調節Fas/FasL的表達，影響甲狀腺細胞的凋亡和甲狀腺組織的損壞。

1.Ｔh1/Th2細胞因子研究發現 GD 和HT 患者甲狀腺產生的細胞因子不同。GD 患者甲狀腺中以激活的Th2細胞占優勢，產生Th2型細胞因子。 HT患者甲狀腺中所激活的Ｔ細胞以Ｔh1細胞為主并產生ＩＦＮγ等Ｔh1型細胞因子，ＩＦＮγ等細胞因子與炎癥和細胞免疫應答有關。Th2細胞釋放的ＩＬ4、ＩＬ5、ＩＬ10等細胞因子促進抗體介導的免疫應答，并抑制Ｔh1細胞的增殖。HT 患者甲狀腺中產生的ＩＦＮγ可促進 Fas誘導細胞凋亡，破壞甲狀腺組織。GD 患者甲狀腺中產生的ＩＬ4、ＩＬ10可上調細胞FLICE抑制蛋白和 Bclxl，阻止Fas誘導甲狀腺細胞凋亡，保護GD 患者的甲狀腺細胞^[8，9]。 通過產生不同水平的Ｔh1/Th2細胞因子，調節細胞凋亡的相關蛋白，控制甲狀腺自身免疫反應中甲狀腺細胞的存活或死亡。

2.垂體－甲狀腺激素Ｋawakami等^[10]認為TSH可激活蛋白激酶A抑制甲狀腺細胞Fas分子的表達，拮抗Fas/FasL介導的甲狀腺細胞凋亡，促進甲狀腺細胞生長。還觀察到TSH對IL1β 或ＩＦＮγ誘導甲狀腺細胞Fas表達有抑制作用。 考慮 TRAb 與TSH的功能相似，因此推測GD患者的TRAb可能也具有抑制甲狀腺細胞Fas表達的作用，減少甲狀腺細胞凋亡。GD患者的TSH水平升高，致使Bcl2分子表達減少，外周淋巴細胞減少，表明甲狀腺激素可誘導體外或GD患者的淋巴細胞凋亡^[11]。

3.碘Ｆeldkamb 等^[12]觀察到低濃度的碘對Fas介導的凋亡影響微弱，高濃度的碘會增加Fas介導的細胞凋亡率，適當的碘濃度可明顯抑制Fas介導的細胞凋亡率。相反，Tamura等^[13]觀察到低碘飲食的大鼠Fas誘導的甲狀腺細胞凋亡率很高，缺碘大鼠TGFβ的表達也較高。碘可能會改變甲狀腺組織Fas/FasL的表達水平，在調節甲狀腺細胞凋亡中亦有重要的作用。

四、細胞凋亡在AITD的發生發展起重要作用

細胞凋亡是維持甲狀腺功能和形態正常所必需的，細胞凋亡的異常改變與AITD的發生密切相關，免疫介導的細胞凋亡的增加被認為是HT中甲狀腺破壞的主要機制之一，HT主要是HTB+T細胞介導的免疫損傷，HTB+T細胞通過釋放穿孔素和顆粒酶B，激活CASPASE3，從而引發凋亡^[13，14]，甲狀腺細胞互殺，也被認為是HT病人甲狀腺細胞破壞的機制。越來越多的證據表明凋亡的改變也與Graves病密切相關，TSH和Graves病人的IgG可以減少正常甲狀腺細胞表在Fas，甲狀腺激素可以誘導淋巴細胞通過主動殺傷侵潤的淋巴細胞而維持自己的生存和增殖^[11]。可溶性Fas（sFa）是Fas基因的變異產物，其mRNA較正常減少63個核酸序列，Fas蛋白跨膜區減少16個氨基酸殘基，胞外區減少5個氨基酸殘基，但與FasL的結合位點正常，通過競爭與FasL結合抑制Fas介導的凋亡，從而改變淋巴細胞對自身抗原產生反應的發生和發展過程，Yuji Hiromatsu等研究表明血清sFas水平在GD甲亢期明顯增加，緩解期明顯減少，sFas水平與TSHRAb明顯相關。用RTPCR的方法在ＧD甲狀腺組織中，培養的甲狀腺細胞和甲狀腺內淋巴細胞中都能測出sFas mRNA，并受TNFα和IL1β調節^[15]，說明sFas在GD的致病中起重要的作用。

五、研究細胞凋亡在AITD中的意義

Batteux^[16]等對實驗性自身免疫甲狀腺炎進行了體內轉染編碼FasL質粒DNA的基因治療研究，發現與對照組相比，轉染FasL基因的動物甲狀腺中連連續15d有FasL的表達，而且甲狀腺內淋巴細胞浸潤得到迅速緩解，說明FasL的表達可誘使自身反應性T淋巴細胞的凋亡，從而可以達到治療TITD的目的，對他巴唑的免疫抑制作用已經有了新認識，他巴唑能誘導甲狀腺表達FasL，與T細胞上的Fas受體結合后，誘導T細胞凋亡，使淋巴細胞浸潤減輕，從而保護甲狀腺細胞免疫淋巴細胞的攻擊。

綜上所述，深入研究細胞凋亡及其調節因素在 AITD發病中的作用，對闡明AITD的發病機制和提出臨床治療方法 都將具有一定的意義。

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(收稿日期：2006-02-10修回日期：2006-05-15)

(編輯：潘明志)

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