Graves病細胞免疫學機制的研究進展

周芳宇，王 欣，譚貴琴，杜 娟，梁鐘智，魏文文，于紅松*

(1.遵義醫科大學免疫學教研室，貴州省基因檢測與治療特色重點實驗室， 貴州 遵義 563000； 2.遵義醫科大學基礎醫學教育教研室，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等，可能出現嚴重的后遺癥，且治療效果不佳，因此，GD威脅了人類的身體健康[1-2]；GD好發于20～40歲的成人女性，男女發病比例為1∶8[3]。GD的免疫學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)等自身抗體的產生，導致甲狀腺機能亢進和甲狀腺彌漫性腫大[4]?，F階段，越來越多的臨床治療已經將131I應用于GD的相關治療中，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的發病機制及病因尚未明確，現普遍認為GD的發病可能與免疫學、遺傳學、表觀遺傳學及環境等因素有關，其中，免疫學機制是GD發生、發展的核心因素。大量研究表明，不同的輔助性T(helper T，Th)細胞，如Th1、Th2、Th17、濾泡輔助T(follicular helper T，Tfh)細胞以及調節性T (regulatory T, Treg) 細胞，和調節性B(regulatory B，Breg)細胞在GD的免疫學發病機制中起重要作用[4-9]。因此，本文就GD的細胞免疫學發病機制作綜述。

1 Th1/Th2失衡與GD

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

Eshaghkhani等[10]研究發現，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；這些結果提示GD患者存在Th1/Th2失衡，可能與疾病的發病機制有關。據報道，與外周血相比，正常甲狀腺組織中的Th1與Th2細胞比例無明顯差異；與正常甲狀腺相比，GD甲狀腺組織中的Th1細胞比例顯著減少，而Th2細胞比例顯著增多[11]。黃敏等[12]通過檢測血清中IFN-γ、IL-2、IL-4及IL-10水平，發現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Th2體液免疫應答增強以及相應的細胞因子分泌增多，導致Th1/Th2比例失衡且以Th2細胞的體液免疫為主。

綜上，GD的發病與Th1/Th2平衡失調有關。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細胞、Treg細胞、Th17/Treg平衡在GD中的作用

2.1 Th17細胞與GD

Th17細胞是一種新發現的能產生IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22的CD4+T細胞亞群；IL-1β、IL-6、IL-23與維甲酸相關孤兒受體γt(Retinoid-related orphan receptor gamma t，ROR γ t)的表達及信號轉導和轉錄激活劑-3(the signal transducer and activator of transcription-3，STAT3)胞內通路在Th17細胞的分化中起著重要的作用[13]。Tan等[13]發現初診GD患者外周血單個核細胞(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細胞可能參與了GD的發病過程。Li等[14]研究發現，GD患者外周血中Th17細胞數量顯著高于對照組；與健康對照組相比，未經治療的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]研究發現，與健康對照組相比，初診GD患者組的外周血中Th17細胞顯著增加，GD組患者外周血Th17細胞與血清中的游離三碘甲狀腺原氨酸(free triiodothyronine，FT3)、血清游離甲狀腺素(free thyroxine，FT4)呈顯著正相關性。Zake等[16]研究發現，IL-17在GD患者甲狀腺細胞中的表達水平高于膠體甲狀腺腫患者。李紅林等[17]研究發現，與健康對照組相比，GD患者組和GD緩解組的Th17細胞比例和IL-17分泌水平顯著升高；同時，Th17細胞比例和IL-17分泌水平與FT3、FT4、TRAb水平均呈正相關，與促甲狀腺激素濃度(Thyroid Stimulating Hormone，TSH)呈負相關。李麗等[18]研究發現GD患者的血清IL-17高于健康對照組；進一步分組比較發現，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，差異具有統計學意義；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，但差異無統計學意義；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的濃度呈負向改變。綜合以上結果表明，Th17細胞及相關細胞因子IL-17可能參與了GD的發生及發展過程，并可作為GD的生物學標記物。

IL-23能夠誘導并且促進Th17細胞的分化成熟，而IL-17是Th17細胞的特征性細胞因子和主要效應因子，它們共同組成了以Th17細胞為核心的IL-23/IL-17免疫炎癥軸，通過募集巨噬細胞和中性粒細胞到達炎癥部位，從而促進炎癥反應[17]。楊銘等[19]研究發現，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]發現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計學意義；IL-17A、IL-17F、IL-23的水平隨著TSH呈負向改變，與FT3、FT4呈正向改變；結果表明GD患者在治療前IL-23/Th17軸相關因子呈高表達水平，而在131I治療之后逐漸降低，這反映了IL-23/Th17軸在GD發生發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表達以及培養上清液中IL-17蛋白水平顯著升高，這是由于IL-23可能與細胞表面的IL-23受體結合，促進Th17細胞分化，從而參與了GD的發病[21]。

2.2 Treg細胞與GD

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

Vitales-Noyola等[25]研究發現，GD患者的1型調節性T(T regulatory type 1，Tr1)細胞數量較健康對照減少。Teniente-Serra等[26]研究發現，TRAb長期存在的GD患者，Treg細胞比例明顯低于健康對照。Tan等[13]發現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]研究發現GD患者PBMC中CD4+FoxP3+T(Treg)及其轉錄因子FoxP3 mRNA含量明顯低于健康對照組。Pawlowski等[27]研究發現，與結節性甲狀腺腫患者相比，GD患者的CD4+Foxp3+細胞以及 CD4+CD25+CD127(low)Foxp3+T細胞頻率和CD4+CD25+CD127(low)Foxp3+/CD4+CD25(high)CD127(low) T細胞比例均顯著降低。

黃小慶等[28]研究發現，在未受IL-21刺激前，與GD恢復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恢復組與健康對照組比較無明顯差異；經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細胞的分化及其效應分子IL-10的分泌，使Treg細胞比例和功能下降，降低其對效應T細胞的抑制能力，從而促進了GD的發病。楊靜等[29]發現治療前GD患者Treg細胞比例明顯低于健康對照組，差異具有統計學意義；經治療后，發現131I治療組、抗甲狀腺藥物治療組第3個月及第6個月Treg細胞比例均高于治療前，且差異具有統計學意義；治療后第3個月及第6個月，Treg細胞比例在抗甲狀腺藥物治療組與131I治療組的差異無統計學意義；以上結果表明GD患者Treg細胞數量及功能顯著降低，治療后部分恢復，因此，Treg細胞比例可能是評價GD免疫狀態及治療后癥狀是否減輕的指標之一。

2.3 Th17/Treg平衡與GD

近年來，多項研究發現了AITD患者中Th17/Treg的比率異常。Qin等[30]研究發現，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]研究發現，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細胞的數量，發現Th17細胞數量百分比較健康對照顯著升高，而Treg細胞數量與健康對照組相比則顯著減少，表明Th17和Treg細胞在GD患者中起重要作用。Bossowski等[33]運用流式細胞術分析GD患者外周血中Th17/Treg細胞比例，發現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的發生發展過程中，Th17細胞、Treg細胞及其細胞因子、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的發病機制并為GD提供新的治療靶點。

3 Tfh細胞與GD

Tfh細胞是調節抗原特異性B細胞免疫發展所必需的一種新的效應輔助T細胞亞群。Tfh細胞的分化受到特異性轉錄因子Bcl-6的嚴格調控，Bcl-6僅在Tfh細胞中表達，而在其他效應細胞中不表達；Tfh細胞表現出獨特的表型，可高表達CXCR5[34]。

Wang等[35]研究發現GD患者中Tfh細胞比例顯著增高，表明Tfh細胞在GD發病中起重要的作用。Chen等[34]研究發現GD患者外周血中Tfh細胞的比例增加，當患者病情得到控制后，Tfh細胞的比例明顯減少，且與患者體內的自身抗體水平呈正相關。Liu等[4]研究了GD患者外周血中效應循環Tfh(cTfh)細胞及其細胞亞群(Tfh1、Tfh2和Tfh17)的頻率，發現效應cTfh細胞和Tfh2亞群頻率增加；同時，GD患者cTfh2(或Pd-1Tfh，PCs)細胞與血清TPO-Ab水平呈正相關；上述研究表明cTfh細胞及其亞群在GD的發病機制中起著重要作用。Zhang等[36]發現在GD甲狀腺組織中，Tfh細胞相關因子(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定量結果顯示，GD甲狀腺組織中Tfh細胞相關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，提示Tfh細胞分泌過量的IL-21，其通過與甲狀腺內淋巴細胞上的IL-21R結合而發揮作用；此外，通過淋巴細胞的介導，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細胞的生物活性，尤其是在GD患者中。上述證據表明了Tfh細胞參與GD的發病機制。為了更加深入的研究GD與Tfh細胞的關系，周軍等[37]運用GD小鼠對其頸部淋巴結Tfh細胞進行實驗，發現GD小鼠頸部淋巴結中的Tfh細胞比例顯著增加。

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

4 Breg細胞與GD

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

據報道，GD患者CD19+CD24hiCD27+IL-10+和CD19+IL-10+B淋巴細胞與健康對照組相比均顯著降低[39]。提示Breg細胞的缺陷在GD發生、發展中可能具有重要作用。Zha等[40]研究發現，初診GD患者Breg細胞比例和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]研究發現初診GD患者PBMC中CD19+CD1dhiCD5+Breg細胞比例顯著下降。與對照組(肌注空載腺病毒的小鼠)相比，在GD小鼠的脾B細胞中，Breg(CDldhiCD5+CD19+)細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細胞占脾B細胞比例、脾組織IL-10以及TGF-β mRNA表達量均呈顯著負相關，進一步提示GD的嚴重程度可能與Breg細胞缺乏程度有關[41]。

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

5 小結和展望

綜上所述，Th1/Th2平衡、Th17細胞、Treg細胞、Th17/Treg平衡、Tfh細胞、Breg細胞在GD發生及發展過程中都起著重要的作用，這也加深了我們對GD的病因病理學的理解；然而，它們在發病過程中的調控網絡和相互作用是復雜的，且大多未知。未來需要更深入的研究GD的細胞免疫學機制，發現新的與GD發生發展相關聯的免疫細胞及細胞因子，并深入研究每一種細胞、細胞因子及其相互作用，可加深對GD細胞免疫學機制的認識，并為GD的治療提供新的思路。