桥本氏甲状腺炎与CTLA-4及TGF-β1基因多态性相关性研究进展

霍云丽 综述，董明纲 审校

(1.河北北方学院附属第二医院检验科，河北 宣化 075100；2.河北北方学院学报编辑部，河北 张家口 075000)

桥本氏甲状腺炎与CTLA-4及TGF-β1基因多态性相关性研究进展

霍云丽1综述，董明纲2审校

(1.河北北方学院附属第二医院检验科，河北 宣化 075100；2.河北北方学院学报编辑部，河北 张家口 075000)

桥本氏甲状腺炎；细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4；转化生长因子-β1

桥本氏甲状腺炎(Hashimoto’s thyroiditis，HT)临床上表现为甲状腺组织无痛性弥漫性肿大，多发生于女性，男女患病比例为1∶6～1∶10[1]。HT发病机制尚未彻底阐明，目前认为HT是人体器官特异性自身免疫性疾病的一种，为临床上最常见的自身免疫性疾病，约占7.3%～20.5%，普遍认为与环境、遗传、自身免疫因素密切相关[2]。我们从细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)和转化生长因子-β1(TGF-β1)基因多态性及其与HT的相关性[3]着手，综述了HT的遗传背景。

1 CTLA-4与HT

1.1 CTLA-4的分子结构、基因及其多态性

CTLA-4是一种T细胞膜整合蛋白，也是T细胞表面激活分子，可称之为CD152，是机体自身免疫性疾病相关的强代表物，在调节自身耐受和多种免疫病的终末期起着十分重要的作用。在细胞毒性T细胞的应答和活化中发挥特别重要的信号作用。CTLA-4是B细胞激活抗原受体之一，属于B7tCD28家族成员，单体分子由胞浆内区、跨膜区和膜外区组成。人类的CTLA-4基因定位于第2号染色体长臂的33带位点，含有三个内含子和四个外显子[4]。第一个外显子长108bp，是主要表达于淋巴组织的B7分子的配体，作为应答和活化前导序列可编码CTLA-4V区的116个氨基酸；第二个外显子长348bp，为膜外片段编码序列；第三个外显子长111bp，可编码跨膜区的37个重要氨基酸残基、胞外的部分氨基酸、跨膜区疏水氨基酸和胞浆内功能区的大部分氨基酸，在第三外显子后是3′非翻译区的1150bp，包含有约60个AT重复序列，和mRNA的稳定性控制相关[5]；第四外显子为胞质内区，长102bp。

目前研究显示，CTLA-4基因的多态性主要是第一个外显子的第17密码区49位点处有A/G二态性,在启动子-318位点处也普遍存在C/T二态性；位于外显子4的3′非翻译区的位点有高度重复序列，内含子1的1822位点存在C/T二态性。展现了CTLA-4基因多态性可对生命具有多种非常重大的生物学意义，其中第一个外显子与CTLA-4启动子的多态性可影响CTLA-4的表达水平和程度；当CTLA-4启动子的318位点为T时，第一外显子的第49位点为A时，细胞表达的CTLA-4水平会呈增高趋势[6]。同时有多项研究也表明CTLA-4的第一个外显子多态性也可能与CTLA-4的功能有关，当CTLA-4的第一个外显子中G等位基因频率增高时，CTLA-4抑制T细胞增殖功能的降低，这一现象可能影响免疫自稳和免疫识别，从而可能促成了HT和GD等其它自身免疫性疾病的发病。

1.2 CTLA-4对T淋巴细胞的调节

CTLA-4是分子家族B7的成员，根据其表型和功能，T淋巴细胞主要分为细胞毒性T细胞(Tc)和辅助性T细胞(Th)，其中Th在免疫反应过程中一直扮演着无比重要的中间环节角色：可通过自体增生和浸润扩散不断影响并激活其它类型的细胞，从而影响有直接免疫活性的免疫细胞产生反应。CTLA-4的结构与CD28分子具有高度同源性,都是借二硫键将两条多肽链紧密相连而成的同源二聚体。CD80(B7.1)和CD86(B7.2)是CD28的天然配体，CTLA-4可和这些配体结合。CD86、CD80主要表达在APC的(如DC、活化的单核巨噬细胞和活化B细胞)表面，活化的T淋巴细胞同时也可以表达CD28和CTLA-4，T淋巴细胞在活化过程中经过抗原诱导后，CD28与配体CD86、CD80可以结合，从而产生正向协同刺激信号；配体CD80、CD86与CTLA-4结合后，则可以给已经活化的T淋巴细胞发出相反信号，从而对活化T细胞起到抑制作用。换言之，CTLA-4最重要的作用是竞争性抑制细胞因子CD28与CD80和CD86的结合，参与T淋巴细胞的激活过程，抑制T淋巴细胞的激活。CTLA-4能够抑制T细胞的活化是有分子基础的，目前的观点认为，可能是通过抑制TCR信号传导及T细胞激活后抑制蛋白酪氨酸磷酸化[7],有研究表明CTLA-4抑制T淋巴细胞激活过程可能是通过其抑制细胞因子IL-2的产生来完成的，即CTLA-4通过降低NF-AT在细胞核内的一定程度的聚集，来达到抑制CD3/CD28诱导的IL-2 mRNA聚集及抑制IL-2基因的转录过程，当然也可能通过对细胞周期的进展过程产生直接抑制，即抑制产生分子cdk4、cdk6和cyclin D3[8]。有研究证实，CTLA-4基因被敲除的小鼠通常于出生后4～5周出现明显的淋巴细胞增殖紊乱从而导致死亡，采用抗体干预手段阻断CTLA-4后可使动物本身的T淋巴细胞对自身抗原、肿瘤及正常抗原的正常反应性增强。因此，通过干预手段调节CTLA-4对于T淋巴细胞的平衡刺激与抑制信号的表达，对增强保护性免疫反应同时维持免疫耐受及防止自身免疫具有重要作用[9]。

CTLA-4是T细胞活化的主要抑制因子，通过自身表达对T淋巴细胞的多重刺激进行调节。有实验验证,人为去除CTLA-4基因片段的动物将死于十分严重的淋巴增生障碍,从而导致组织破坏和各种自身免疫性疾病[10]；其次，研究人员给予动物CTLA-4抑制性抗体则导致疾病的持续恶化，炎症加重。综上,CTLA-4的表达对淋巴细胞的各种免疫过程都发挥十分重要的作用。

1.3 CTLA-4与HT相关性

HT是一种人体器官特异性自身免疫性疾病，其发病机制涉及遗传、免疫、环境等多种因素，具体发病机制尚需进一步研究。经过近几年的研究发现：CTLA-4基因多态性与多种自身免疫性疾病的发生呈高度相关性，所以研究认为CTLA-4可能是一种与自身免疫性疾病密切相关的新型遗传易感基因，应在HT病因探究上给予极大关注。目前就CTLA-4基因片段的研究各家关注的片段不尽相同,CTLA-4属于淋巴细胞表面共同刺激因子,与CD28同一家族,都是调节B7D的淋巴细胞表面分子,与配体B7结合,从而达到抑制T淋巴细胞的增殖、活化及诱导T淋巴细胞的耐受过程，达到维持细胞和体液平衡的重要功能[11]。另外有多项研究报道CTLA-4基因外显子1+49位点存在多种多态性，而这种多态性与多种自身免疫性疾病密切相关，但各家研究结果不完全一致，Petrone[12]等报道人群中CTLA-4外显子1+49A/G的多态性与疾病AITD相关性呈密切相关；而Bicek[13]、Esteghamati[14]、王巧宏[15]等均认为49位点G等位基因是AITD的危险因素之一；Namo Cury[16]等认为巴西人CTLA-4+49A/G的多态性与多种自身免疫性疾病并不呈现密切相关；师志云[17]等发现49位点G等位基因与Graves病显著相关，与HT的发生无关。表明CTLA-4基因多态性呈现民族和地区之间的明显差异，研究发现,目前在HT患者中，常见家族性甲状腺机能紊乱病史，说明其有遗传倾向。英国研究人员发现HLA-DR5基因的出现频率与发病呈现3级的强相关性，表明HT可能与CTLA-4基因多态性所导致的基因产物表达功能缺失有关，进而导致T淋巴细胞负调控出现障碍[18]。另外受下调基因的多态性的影响,CTLA-4基因也可能与I型糖尿病的发展有密切相关[19]。在对同卵双胞胎的研究中，基因的强相关性呈现一致性的程度达到38%～55%，对于无临床症状表现的循环甲状腺抗体相关性呈现一致性的程度高达80%，这两个情况在异卵双胞胎实验中均没有被观察到，表明此疾病病因有高遗传性[20]。也可以说明此疾病与CTLA-4的基因多态性呈密切相关。

2 TGF-β1与HT

2.1 TGF-β1的分子结构、基因及其多态性

通过电镜下染色体定位，转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)分子结构为两个结构相同或相近的分子量为12.5 kDa的亚单位以二硫键相互桥连而成的双体结构，基因表达、蛋白结构、受体结合、信号转导、生物学效应等均基本明确。人TGF-β cDNA序列研究发现其单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)以来,越来越多的研究发现其与多种疾病的发生发展相关。具有活性的TGF-β可有TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3等多个超家族成员，彼此间有3成左右同源性。转化生长因子-β1基因5′端序列包含2个负向调控区、1个类增强子活性区和2个启动子区，很多研究结果表明TGF-β1基因组5`端序列的启动子-988、-800、-509基因多态性与自身免疫性疾病密切相关[21]，根据这3个启动子的多态性变化，淋巴细胞的免疫过程呈现免疫过程的紊乱、免疫自稳的缺失及免疫耐受的紊乱。

2.2 TGF-β1的生物学意义

目前认为TGF-β主要由Th亚群Th3(调节性T细胞)分泌，TGF-β是一类很强的免疫性调节因子，可抑制如T、B淋巴细胞、淋巴因子激活的杀伤细胞、NK细胞、胸腺细胞、增殖及杀伤性T细胞等多种免疫活性细胞的产生，并且通过抑制淋巴细胞的分化及调节淋巴细胞的表型实现抑制其他细胞因子的产生。TGF-β1为多效能生长因子，可使胚胎发育和细胞修复更加完善，还可防止淋巴细胞与内皮细胞的过度黏附，也可刺激细胞外基质分泌，促进嗜碱性粒细胞释放组织胺，从而通过组织胺的化学作用发挥各种生物学效应。TGF-β同时也是人体单核细胞、巨噬细胞和成纤维细胞的趋化剂，而且不引起氧化物和胶颗粒的产生，促进血管生成，从而在创伤修复中起重要作用[22]。

2.3 TGF-β1与HT相关性

Asmis[23]等在研究中发现大部分此类细胞的生长不受TGF-β抑制,其机制可能与TGF-β受体数量下调、受体基因突变及受体激活后信号转导通路的改变相关。由于TGF-β1升高可增加纤溶酶原活化物抑制剂和金属蛋白酶组织抑制因子、结缔组织生长因子的合成,从而减少体内重要的水解酶基质金属蛋白酶,阻止细胞外新合成的基质降解,故认为,在缺碘和硒诱导的情况下,在动物甲状腺肿中TGF-β还参与碘导致甲状腺纤维化过程,同时其还可抑制细胞毒性T淋巴细胞的活性，同时促进γ干扰素的高表达，而γ干扰素是HT中甲状腺损害的主要效应因子之一。相应的是，HT病人疾病严重程度增加后，检测到其活化的细胞毒性T淋巴细胞所占的比例也显著增加，呈现正相关。对于轻症HT病人，其γ干扰素水平会减低，且在T淋巴细胞胞内γ干扰素含量有明显减少，可以认为TGF-β1升高可能会对甲状腺T细胞的毒性起抑制作用，减少γ干扰素生成，从而实现了抑制HT患者甲状腺功能减退的目的。若此假设成立，全身或局部适度的增加或是给予TGF-β1将会为治疗HT提供一种很好的思路,同时通过协同IFN-γ水平监测对HT的诊断、治疗起着十分重要的作用。

3 小结和展望

HT是慢性淋巴细胞性甲状腺炎的一种，我们不仅要关注以环境因素为主导作用的致病因素，还应从深层次的基因分子水平进行探讨，CTLA-4和TGF-β1基因多态性[3]可能对HT等自身免疫性疾病的发生、进展、检测、诊断、治疗等研究提供新的思路。

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[责任编辑：李蓟龙]

霍云丽(1983-)，女，主管检验师，主要研究方向：免疫。

R 581.4

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10.3969/j.issn.1673-1492.2015.06.032

来稿日期：2015-08-16