硒制劑治療格雷夫斯眼病作用機制研究進展

韋艷鴻，龐翠軍

(1.廣西醫科大學附屬武鳴醫院內分泌代謝病科，南寧530199； 2.廣西醫科大學第二附屬醫院內分泌代謝病科，南寧530000)

格雷夫斯眼病(Graves′ ophthalmopathy，GO)又稱甲狀腺相關性眼病，是毒性彌漫性甲狀腺腫(Graves′ disease，GD)最常見的甲狀腺外臨床表現。GO在40～60歲高發，女性多見，男女患病比例為1∶5，女性的年發病率約為16/100 000，男性的年發病率約為3/100 000，總人群的年發病率為42.2/1 000 000[1]。GO是一種主要累及眼眶組織的自身免疫性疾病，20%～50%的GD患者有眼部受累表現，其中3%～5%的患者可發展至嚴重階段[2]。GO發病機制復雜，其炎癥過程主要包括抗氧化劑-氧化劑機制的不平衡、活性氧類(reactive oxygen species，ROS)生成增加等。多項研究表明，GO患者眼外肌纖維化以及眶周組織腫脹與致炎因子的作用直接相關，缺硒患者體內ROS產生增多形成的超氧化環境，導致前列腺素和白三烯等致炎因子大量生成，介導GO眶周組織損傷和慢性炎癥過程；此外，谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)和硫氧還蛋白還原酶(thioredoxin reductase，TxR)可在一定程度上糾正這種超氧化環境，抑制氫過氧化物調節環氧化酶和脂肪氧合酶通路，抑制氧自由基介導的細胞炎癥[3-5]。但硒制劑治療GD的具體作用機制尚不清楚，且我國尚無統一的硒制劑治療劑量及療程標準，故目前尚未廣泛用于臨床。現對硒制劑治療GO的作用機制研究進展予以綜述。

1 GO的主要發病機制

GO與炎癥細胞浸潤、成纖維細胞增殖、纖維增生和脂肪沉積、糖胺聚糖透明質酸的積累導致眼肌容積眶脂肪容積增大有關，產生組織腫脹、炎癥、肌肉運動受限和繼發性壓迫改變，發病機制主要包括細胞免疫、GO相關的抗原及抗體的產生以及氧化應激。

1.1細胞免疫 GO作為一種自身免疫性疾病，主要由細胞免疫介導，CD4+T細胞通過識別甲狀腺、眶內組織及眼球外的自身抗原而被激活，活化的CD4+T細胞產生各種黏附分子和細胞因子，從而激活CD8+T淋巴細胞或B淋巴細胞，導致機體產生自身抗體[6]。與此同時，T細胞在GO患者球后組織浸潤，多種細胞因子，如γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、單核細胞趨化蛋白1以及多種白細胞介素(interleukin，IL)，如IL-1、IL-6、IL-8等共同作用，導致GO的發生。T細胞及其細胞因子可能通過促進趨化因子配體分泌、促進黏附分子分泌以及促進前列腺素E釋放，從而促進GO自身免疫反應，導致脂肪干細胞增殖分化和脂質堆積，刺激成纖維細胞分泌大量氨基葡聚糖及透明質酸等物質，透明質酸與CD44結合，激活促分裂原活化的蛋白激酶及核因子κB信號通路，導致眼眶成纖維細胞合成大量環加氧酶-2，引發GO炎癥反應，促進GO發生[7]。

1.2GO相關抗原及抗體的產生 甲狀腺與眼眶受累組織間存在共同抗原，Kriss等[8]早在1967年就提出引起眼部自身免疫反應的重要抗原是促甲狀腺激素受體(thyroid-stimulating hormone receptor，TSHR)。TSHR可作為抗原使機體產生促甲狀腺激素受體抗體(thyroid stimulating hormone receptor antibody，TRAb)。GO患者眼眶脂肪或結締組織的成纖維細胞及眼外肌細胞均可表達TSHR，從而引起自身免疫反應，并可在GO患者抑制性T細胞/輔助性T細胞(T helper cell，Th細胞)失衡的基礎上引起自身免疫反應。眼肌局部的抗原呈遞細胞對TSHR進行識別，將此自身抗原呈遞給T細胞，使T細胞活化，啟動細胞免疫反應。血清TSHR濃度與GO的臨床活動度以及疾病嚴重程度有關，可通過檢測TSHR濃度預測GO患者的預后[9]。組織纖維化相關的影響因素有TRAb、GO的活動性、結締組織生長因子等，與GO病情的嚴重程度以及治療效果有關[10]。有研究表明，因TSHR與胰島素樣生長因子1受體存在交叉抗原，TRAb可激活胰島素樣生長因子1受體，促進胰島素樣生長因子1受體產生，因此，GD患者具有表皮生長因子受體和胰島素樣生長因子受體、TSHR等自身抗體，可介導GO的發生和發展[11]。

1.3氧化應激 超氧化物歧化酶、GSH-Px以及非酶類抗氧化物(如谷胱甘肽)是組織及血清的抗氧化酶，起到清除ROS、保護組織的作用。GO患者眼眶局部的自身免疫性炎癥反應可影響ROS代謝及抗氧化酶活性，使ROS生成增多，進而加重組織損傷[12]。氧化應激可誘導GO患者T淋巴細胞分泌IL-17[13]。研究證實，IL-17可誘導IFN-γ、IL-1β等細胞因子釋放，刺激眼眶成纖維細胞增殖，分泌氨基葡聚糖。GO患者眼眶成纖維細胞中超氧陰離子及過氧化氫、丙二醛和8-羥基脫氧鳥苷均高于健康人群，而超氧陰離子可呈劑量依賴性促進GO患者眼眶成纖維細胞大量增殖，產生氨基葡聚糖，從而引起眼病[14]。氧化應激作用可使眼眶成纖維細胞中結締組織生長因子、纖維連接蛋白、載脂蛋白的表達增加，其中以結締組織生長因子最明顯，可引起細胞遷移和分化、細胞外基質(如膠原蛋白和纖維連接蛋白等)合成以及組織纖維化，可能與GO的發病有關[15]。

2 硒制劑治療GO的作用機制

硒是半金屬元素，廣泛存在于自然界中，于1817年由瑞典化學家Berzelius首次發現。硒作為人體必需的微量元素，并以硒蛋白的形式在體內發揮特定的生物學效應[16]。Khong等[17]對GO患者與未合并眼眶病變GD患者血清硒水平的前瞻性病例對照研究發現，GO患者的血清平均硒水平隨GO病情的加重而逐漸下降，排除年齡、吸煙、甲狀腺切除、放射性碘治療、居住地點等因素的影響后，GO患者血清硒水平仍明顯偏低，故認為相對缺硒可能是GO的獨立危險因素。硒最主要的生物學功能是構成GSH-Px的重要成分，目前已發現25個不同基因編碼的硒蛋白，主要分為GSH-Px家族、TxR、硒蛋白W、硒蛋白P、碘甲腺原氨酸脫碘酶家族和硒代磷酸合成酶6類[18]。硒具有抗氧化、參與DNA合成、調節DNA表達、調節人體免疫系統及免疫應答、保護內皮細胞和肌肉組織的正常功能、促進生殖發育等生理作用。評估補硒對GO病程影響的大型雙盲多中心隨機安慰劑對照試驗發現，與安慰劑組相比，硒治療組GO患者經6個月治療后的整體眼部癥狀改善顯著[19]。

2.1抗氧化應激、免疫調節、抑制炎癥細胞因子的生成 硒具有顯著的抗氧化作用，主要由硒蛋白中GSH-Px和TxR介導，主要通過清除ROS降低超氧化物的產生，從而抑制氧化應激作用。TxR是一種碘誘導的應激蛋白，其抗氧化能力比谷胱甘肽更強[20]。GSH-Px調控花生四烯酸合成、控制炎癥反應及氧化損傷，去除過氧化氫、脂質和磷脂過氧化物，從而保持細胞膜的完整性[21]。GO患者ROS生成增多，ROS可通過刺激以免疫和炎癥反應為基礎的核因子κB通路上調核因子κB的活性，增加TNF-α 和IL-6分泌細胞因子等炎癥因子的大量釋放；硒通過抑制與核因子κB相結合的基因啟動子，從而減少炎癥細胞因子的產生，抑制炎癥反應的發生[22]。此外，過氧化氫可激活p38促分裂原活化的蛋白激酶，誘導高水平環加氧酶-2的表達，此反應取決于GO的嚴重程度[23]。硒通過抑制p38促分裂原活化的蛋白激酶通路，降低血管內皮細胞中過氧化氫介導表達的環加氧酶-2的水平[24]。動物實驗表明，硒充足條件中，環加氧酶和脂氧合酶途徑的過氧化氫中間體減少，導致前列腺素E和白三烯的生成減少[25]。

補充硒制劑可提高硒蛋白濃度，保護甲狀腺免受超氧化物的損傷，大鼠模型中硒的替代可預防這種氧化損傷[26]。體內超氧化物歧化酶和過氧化氫酶組成了強有效的抗氧化機制的第一道防線，能夠中和自由基的生物效應；當該機制不能足夠中和自由基時，受硒有效性調節的第二道防線被激活，硒通過激活GSH-Px來激活抗氧化防御的“二線”防御系統[27]。硒蛋白在調節人類免疫系統中起著至關重要的作用，硒的缺乏伴隨著細胞介導免疫和B細胞功能的失調。

GO中Th1/Th2細胞的平衡轉化以CD4+Th1細胞為主，Th1/Th2細胞比值被認為是疾病活動的生物標志物，是GO特異性免疫治療的靶點，分泌過剩的細胞因子(如TNF-α、IFN-γ)可維持炎癥過程。在眼部肌肉中可檢測到大量的Th1細胞和IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IL-6信使RNA，其中以Th1細胞居多。含硒制劑治療GO，可減低Th1細胞的水平，提高Th2細胞水平，故認為硒可通過抑制Th1細胞的細胞因子，減輕軟組織炎癥，從而提高眼的運動能力[28]。Rotondo Dottore等[29]的研究發現，過氧化氫在GO發病機制中通過氧化應激反應促進TNF-α、IL-1和IFN-γ生成，并誘導細胞氧化型谷胱甘肽和成纖維細胞增殖。硒可通過抑制淋巴細胞抑制IL-2、TNF-α、IFN-γ的釋放[30]。將注射0.005%碘化鈉溶液8周以誘導自身免疫性甲狀腺炎的4周齡小鼠隨機分為對照組、補碘組和補硒組的實驗研究顯示，補硒組小鼠甲狀腺炎的患病率以及淋巴細胞浸潤程度隨時間逐漸降低，且GSH-Px和TxR的水平明顯高于其他組，表明補硒可提高機體GSH-Px和TxR的水平[31]。對大鼠甲狀腺濾泡細胞系模型的研究發現，補硒可提高大鼠甲狀腺濾泡細胞系的生長速度，促進甲狀腺的生長及增殖，減少細胞死亡；并可調節促凋亡和抗凋亡基因信使RNA水平，拮抗腫瘤壞死因子的作用，減少細胞凋亡；此外，高劑量亞硒酸鈉孵育可預防衣霉素誘導的應激性凋亡[32]。硒可以硒代半胱氨酸的形式減輕氧化應激，使GSH-Px活性增加，從而阻斷TNF-α和IFN-γ的增加，最終減少纖維細胞生成，這可能是硒治療GO的作用機制之一。由此可見，GO患者體內的硒不僅可在一定程度上糾正甲狀腺的超氧化環境，還對眶周超氧化介導的炎癥具有治療作用。

2.2抑制TRAb分泌 GO患者眼眶脂肪或結締組織的成纖維細胞及眼外肌細胞均可表達TSHR。TSHR可作為抗原使機體產生TRAb，引起自身免疫反應。TSHR由抗原遞呈細胞傳遞給Th細胞，進一步傳遞給活化的B細胞，繼而產生TRAb。TRAb與TSHR結合可激活慢性炎癥的級聯反應，使T細胞產生IL-1、TNF-α、IFN-γ等細胞因子。同時TRAb經血流到達眶周組織，并與TSHR結合，促使眶周組織分泌細胞外基質，導致組織水腫和纖維化[33]。補硒治療可延緩GO的發展，對控制GO病情發展有一定作用。將65例GD伴輕度突眼患者隨機分為對照組(給予甲巰咪唑治療)和觀察組(給予甲巰咪唑+硒酵母片治療)，隨訪6個月后發現，兩組患者的游離三碘甲腺原氨酸、游離甲狀腺素、眼球突出度、甲狀腺球蛋白抗體、TRAb、IgG及IgA水平均較治療前降低，且觀察組較對照組下降更明顯[34]。Wang等[35]將接受常規甲氧咪唑治療的41例復發性GD患者隨機分為補硒治療組及對照組，治療2個月后發現，兩組患者血清游離甲狀腺素、游離三碘甲腺原氨酸及TRAb水平均較治療前降低，但補硒組降低更明顯；治療6個月后，補硒組血清TRAb水平較對照組降低更明顯，且TRAb恢復正常者所占比例顯著高于對照組，故推斷補硒治療可增強抗甲狀腺功能亢進藥物對復發性GD患者的治療效果。將甲狀腺功能亢進和橋本甲狀腺炎患者分為硒補充治療組和對照治療組的臨床試驗發現，硒治療組用藥3個月、6個月及隨訪1年后的TRAb水平較治療前顯著下降，且較對照組下降更顯著[36]。硒制劑降低TRAb的具體機制尚未明確，可能與抑制TNF-α誘導的血管內皮細胞中血管細胞黏附分子-1、細胞間黏附分子-1的表達以及敲除硒蛋白合成所需的轉移RNA后，巨噬細胞的遷移能力和吞噬能力下降有關[37]。因此，硒治療對緩解橋本甲狀腺炎的眼部癥狀具有一定作用。

2.3抑制甲狀腺過氧化物酶自身抗體(thyroid peroxidase autoantibody，TPOAb)的分泌 甲狀腺過氧化物酶是一種糖基化的蛋白質，在甲狀腺激素合成的過程中，可作為TPOAb的靶抗原催化碘化酪氨酸的氧化反應、促進三碘甲腺原氨酸和甲狀腺素形成。高水平TPOAb可使甲狀腺細胞的抗氧化能力降低，進一步造成甲狀腺濾泡細胞損害。多種甲狀腺疾病均伴隨不同程度的TPOAb升高[38]。硒可以降低橋本甲狀腺炎的局部炎癥反應，減少TPOAb的產生，改善甲狀腺形態[39]。對364例接受硒酵母200 μg/d或安慰劑治療的TPOAb升高(>300 IU/mL)患者的隨訪研究發現，治療3個月和6個月的硒治療組患者TPOAb滴度分別下降10.0%和10.7%，而安慰劑對照組患者TPOAb滴度輕度增加；且不同基因型單核苷酸多態性r25191g/a患者的TPOAb滴度亦有不同程度地下降；AA基因型患者血清TPOAb滴度下降更顯著(下降46.2%)；補充硒制劑6個月后，GSH-Px活性顯著升高[40]。一項薈萃分析發現，硒攝入組血清TPOAb和甲狀腺球蛋白抗體水平顯著降低，表明硒對GO患者甲狀腺的自身免疫狀態具有顯著的調節作用[41]。

2.4抑制細胞人類白細胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)DR的表達 HLA的遺傳多樣性是GO發生、發展的易感因素之一。HLA基因主要參與抗原的加工和提呈，并調控免疫應答中免疫細胞間相互作用，其包括TSHR、細胞毒T淋巴細胞相關抗原4、蛋白酪氨酸磷酸酶-非受體22型、甲狀腺球蛋白基因等。正常情況下，HLA-DR僅在活化T細胞、單核細胞、B細胞、巨噬細胞和內皮細胞上表達。當機體出現自身免疫性疾病時，HLA-DR可在甲狀腺細胞上表達，并在GO發病機制中起重要作用。研究發現，HLA-DR可在GO患者眼眶內浸潤的 T淋巴細胞和眼外肌周圍的成纖維細胞上強表達，球后HLA-DR刺激成纖維細胞產生糖胺聚糖積累，GO患者眼眶內前脂肪細胞的HLA-DR表達明顯高于正常人群[42]。在含有IFN-γ和亞硒酸鈉溶液中培養甲狀腺上皮細胞的離體實驗研究發現，培養第3天甲狀腺上皮細胞HLA-DR表達陽性率由35%降至10%，且亞硒酸鈉溶液濃度越高，抑制HLA-DR陽性細胞表達的效果越強，表明硒對IFN-γ誘導的甲狀腺細胞HLA-DR分子表達具有劑量依賴性抑制作用[43]。由此可見，硒對改善GO患者眼部癥狀具有一定的作用。

3 小 結

GO是發病率較高的成人眼眶疾病，對患者面部容貌及視神經、視功能造成不同程度的影響，嚴重者可威脅視力[44]。 GO的發病機制主要包括細胞免疫、GO相關抗體的產生以及氧化應激。隨著研究的逐步深入，硒制劑及含硒中成藥已成為當前GO的研究熱點。硒是一種具有很強的抗氧化能力的微量元素，可以調節T細胞介導的自身免疫，降低TRAb、TPOAb等甲狀腺自身抗體的滴度，還可降低氧化應激水平，改善機體超氧化微環境。硒制劑在GO治療中具有良好的臨床應用價值，但目前尚缺乏有效評估GO患者治療前硒缺乏水平、補充硒制劑情況的臨床試驗方法，亦缺乏足夠的支持硒制劑治療最佳劑量及治療時間的臨床數據，故仍需進一步的研究。