從實驗室到臨床的成功轉(zhuǎn)化
——甲狀腺相關(guān)性眼病治療重大進展

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)眼病（thyroid?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病［1］，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，嚴重者可導致暴露性角膜潰瘍穿孔和壓迫視神經(jīng)導致失明，嚴重影響患者的正常生活和外觀。目前TAO仍無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)等均難以達到滿意效果，給患者的生理及心理帶來極其嚴重的影響。究其原因是TAO發(fā)病機制尚未完全闡明，最近的研究［1－2］結(jié)果揭示了部分 TAO的免疫學和病理機制，有助于我們對TAO有更深入的認識，并將這些成果轉(zhuǎn)化至臨床。

1 TAO的危險因素

表觀遺傳學和環(huán)境因素都會影響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，被認為是參與針對自身抗原免疫應答的啟動階段［5］，成為TAO的發(fā)病基礎。吸煙一直以來都被認為和TAO的發(fā)生法陣以及惡化有關(guān)，是TAO發(fā)病的重要危險因素［6］。

2 眼眶成纖維細胞和骨髓來源纖維細胞的作用

2.1 眼眶成纖維細胞 過去的研究［7－8］認為眼眶成纖維細胞（orbital fibroblasts，OF）是TAO自身免疫反應的靶細胞和效應細胞，也是影響眼外肌肥厚和脂肪組織擴張這兩個過程的主要細胞。OF由神經(jīng)外胚層分化而來，具有與來自身體其它解剖部位的成纖維細胞不同的胚胎起源，神經(jīng)嵴起源的細胞具有特殊的高度表型可塑性［9］。OF在TAO的病變發(fā)展過程中表現(xiàn)出了復雜的生物活性，它不僅識別自身抗原，分泌細胞因子和炎癥介質(zhì)，還產(chǎn)生糖胺聚糖，向脂肪細胞轉(zhuǎn)化。OF在眼眶組織免疫反應、炎癥反應、結(jié)構(gòu)重塑方面起了重要作用，對TAO發(fā)病機制和治療方法的研究具有指導意義。很長一段時間以來都是以OF為TAO發(fā)病機制的研究重點，但是OF的胚胎學來源問題長期以來一直飽受爭議。

2.2 纖維細胞 近年來，研究［10］發(fā)現(xiàn) OF的異質(zhì)性是由于其中一個亞型來源于骨髓祖細胞，又稱纖維細胞（fibrocytes），纖維細胞來源于B細胞和單核細胞系，并在循環(huán)系統(tǒng)中以外周血單核細胞（peripheral blood mononuclear celle， PBMC）的形式存在［11］。 在正常情況下，PBMC中纖維細胞的比例只有0.5%，在炎癥和纖維化過程中，來源于骨髓的纖維細胞組成PBMC中高達15%的白細胞，它可以浸潤到受損傷部位的組織，參與炎癥反應、創(chuàng)傷修復和組織重建，同時也參與肺和腎的纖維化疾病過程［12］。纖維細胞可以表達白細胞和成纖維細胞表面標志蛋白，因而具有不同的表型。纖維細胞合成膠原蛋白1（collagen 1，Col 1），表達 CD34 和趨化生長因子受體?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胞，但在健康人的眼眶組織中則找不到［10］。纖維細胞在形態(tài)學上和OF非常相似。TAO眶脂肪組織中含有 CD34＋TSHR＋CXCR4＋Col1＋的原位細胞，從這些組織中提取出來的OF則表達這些表面標志［10］。在TAO患者中，循環(huán)纖維細胞可以浸潤到眼眶［10］。一旦浸潤到眼眶，CD34＋纖維細胞轉(zhuǎn)化為CD34＋OF，和眼眶原位的CD34－OF交叉對話，構(gòu)成TAO眼眶內(nèi)復雜的微環(huán)境。同時CD34＋OF可以轉(zhuǎn)分化為肌成纖維（myofibroblasts）細胞和脂肪細胞（adipocytes），合成細胞外基質(zhì)蛋白，產(chǎn)生細胞因子［14］，是造成 TAO特征性的眼眶組織重建的原因。同時在TAO眼眶中發(fā)現(xiàn)纖維細胞也解釋了為什么有兩種不同的表型OF存在［15］。越來越多的證據(jù)表明纖維細胞在TAO發(fā)病機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)典文獻采用免疫熒光共焦顯微鏡觀察到它們在OF以及甲狀腺細胞上形成了復合體。除了這種結(jié)構(gòu)上的復合，這兩種自身抗原在功能上也密切相關(guān)，形成交叉對話。IGF?1R介導的信號通路提高了TSH或TSHR激活抗體誘導的細胞增殖［17－18］。 用 IGF?1R 阻斷抗體阻止 IGF?1R 信號通路時，可以減弱TSHR在OF中的下游信號通路［19］。讓人驚訝的是，纖維細胞同時高表達TSHR和IGF?1R，其表達水平和甲狀腺上皮細胞相近，并且TAO患者表達TSHR的纖維細胞數(shù)量占總的纖維細胞數(shù)比健康人高，纖維細胞表達TSHR的水平比OF高，無論這些OF是來源于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＋纖維細胞可表達高水平的Tg及TSHR。這些纖維細胞還可以浸潤GD患者的甲狀腺，提示纖維細胞是聯(lián)系TAO和GD的一個橋梁。當纖維細胞表面的TSHR與 TSH 或單克隆 TSI （M22） 結(jié)合時，IL?6、IL?8、RANTET、MCP?1、IL?1β 和 TNF?α 等細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）可以通過減輕AKT磷酸化減弱TSH/M22誘導的纖維細胞中IL?6、 IL?8 、TNF?α 的表達，從而減輕 TAO 的炎癥反應，提示通過抑制IGF?1R單克隆抗體信號通路治療TAO的可能性。

4 治療手段的重大進展

最近的研究［26］表明基于上述發(fā)病機制的抗TSHR和IGF?1R是一個新的有效的治療手段。該研究為在北美進行的一個多中心、雙盲、隨機、安慰劑對照的3a期臨床實驗，共納入22個中心的88個活動期、中重度TAO患者，隨機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。治療有效的標準是第24周臨床活動評分的減少≥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)計學意義（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)計學意義（P＜0.001）。兩組的差異在接下來的隨訪時間里更加明顯。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藥物進行控制。結(jié)果表明對于活動期的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，減少了臨床活動評分，提高了患者的生活質(zhì)量。

5 結(jié)語

抑制胰島素生長因子?1受體（IGF?1R）是一個基于TAO發(fā)病機制的新的治療方法。Teprotumuma這一新藥物的問世使患者避免了復雜的眼眶減壓手術(shù)，被美國FDA稱為TAO治療的重大突破，體現(xiàn)了基礎研究到臨床醫(yī)學的成功轉(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.