Graves病细胞免疫学机制的研究进展

周芳宇，王 欣，谭贵琴，杜 娟，梁钟智，魏文文，于红松*

(1.遵义医科大学免疫学教研室，贵州省基因检测与治疗特色重点实验室， 贵州 遵义 563000； 2.遵义医科大学基础医学教育教研室，贵州 遵义 563000)

Graves病(Graves’ disease，GD)是一种最常见的自身免疫性甲状腺疾病(Autoimmune thyroid disease，AITD)，又被称为毒性弥漫性甲状腺肿，其主要的临床症状或体征包括弥漫性对称性甲状腺肿大以及功能亢进、眼球突出、胫前粘液性水肿和机体高代谢状态等，可能出现严重的后遗症，且治疗效果不佳，因此，GD威胁了人类的身体健康[1-2]；GD好发于20～40岁的成人女性，男女发病比例为1∶8[3]。GD的免疫学特征是血清中促甲状腺激素受体抗体(thyroid-stimulating hormone receptor antibodies，TRAb)、甲状腺过氧化物酶抗体(thyroid peroxidase antibody，TPOAb)、甲状腺球蛋白抗体(thyroglobulin antibody，TgAb)等自身抗体的产生，导致甲状腺机能亢进和甲状腺弥漫性肿大[4]。现阶段，越来越多的临床治疗已经将131I应用于GD的相关治疗中，且131I治疗GD被誉为最成熟、最广泛的治疗方法；对甲状腺组织采用131I治疗, 能够有效形成β射线集中照射疗效, 从而加速甲状腺组织的功能丧失及萎缩, 避免甲状腺激素的形成。

GD的发病机制及病因尚未明确，现普遍认为GD的发病可能与免疫学、遗传学、表观遗传学及环境等因素有关，其中，免疫学机制是GD发生、发展的核心因素。大量研究表明，不同的辅助性T(helper T，Th)细胞，如Th1、Th2、Th17、滤泡辅助T(follicular helper T，Tfh)细胞以及调节性T (regulatory T, Treg) 细胞，和调节性B(regulatory B，Breg)细胞在GD的免疫学发病机制中起重要作用[4-9]。因此，本文就GD的细胞免疫学发病机制作综述。

1 Th1/Th2失衡与GD

Th1细胞是由白细胞介素(interleukin，IL)-12、干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)、IL-2以及转录因子T-bet刺激诱导原始CD4+T细胞分化而产生，主要分泌IL-1、IL-2、IFN-γ和转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)等细胞因子，通过巨噬细胞以及其他T淋巴细胞的协同作用激活细胞介导的免疫应答；IL-4的存在抑制了原始CD4+T细胞分化为Th1细胞，有利于促进Th2细胞的生成，而GATA3转录因子也参与诱导Th2细胞分化，Th2细胞主要合成IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IL-13等，并通过与B细胞和浆细胞相互作用，增加抗体的产生，从而介导体液免疫应答[5-10]。

Eshaghkhani等[10]研究发现，GD患者T-bet和IFN-γ基因mRNA表达水平较健康对照组明显升高，而GATA3和IL-4基因mRNA表达水平下降；同时，相对于健康对照组，GD患者血浆IL-4水平显著降低，而IFN-γ水平较健康对照显著升高；这些结果提示GD患者存在Th1/Th2失衡，可能与疾病的发病机制有关。据报道，与外周血相比，正常甲状腺组织中的Th1与Th2细胞比例无明显差异；与正常甲状腺相比，GD甲状腺组织中的Th1细胞比例显著减少，而Th2细胞比例显著增多[11]。黄敏等[12]通过检测血清中IFN-γ、IL-2、IL-4及IL-10水平，发现GD患者血清中IL-4和IL-10的水平均显著高于健康对照组，而IFN-γ水平显著低于健康对照组，虽然IL-2水平无显著性差异，但与健康对照组相比，GD患者的IFN-γ/IL-10、IFN-γ/IL-4、IL-2/IL-10和IL-2/IL-4均显著降低，说明GD患者甲状腺组织内Th2体液免疫应答增强以及相应的细胞因子分泌增多，导致Th1/Th2比例失衡且以Th2细胞的体液免疫为主。

综上，GD的发病与Th1/Th2平衡失调有关。但是，GD中Th1/Th2平衡的偏向性仍然存在异议。因此，未来需要更多的研究来进一步探讨Th1/Th2平衡在GD中的作用。

2 Th17细胞、Treg细胞、Th17/Treg平衡在GD中的作用

2.1 Th17细胞与GD

Th17细胞是一种新发现的能产生IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22的CD4+T细胞亚群；IL-1β、IL-6、IL-23与维甲酸相关孤儿受体γt(Retinoid-related orphan receptor gamma t，ROR γ t)的表达及信号转导和转录激活剂-3(the signal transducer and activator of transcription-3，STAT3)胞内通路在Th17细胞的分化中起着重要的作用[13]。Tan等[13]发现初诊GD患者外周血单个核细胞(Peripheral Blood Mononuclear Cell，PBMC)中IL-22的mRNA表达水平和IL-22的蛋白表达水平显著增加；而GD缓解组与健康对照组相比，ROR γ t、IL-17、IL-22基因mRNA和IL-22蛋白表达水平无显著性差异，表明Th17细胞可能参与了GD的发病过程。Li等[14]研究发现，GD患者外周血中Th17细胞数量显著高于对照组；与健康对照组相比，未经治疗的GD和难治性GD患者外周血中IL-17水平显著升高，而缓解期GD患者外周血中IL-17水平无显著变化。韩璐等[15]研究发现，与健康对照组相比，初诊GD患者组的外周血中Th17细胞显著增加，GD组患者外周血Th17细胞与血清中的游离三碘甲状腺原氨酸(free triiodothyronine，FT3)、血清游离甲状腺素(free thyroxine，FT4)呈显著正相关性。Zake等[16]研究发现，IL-17在GD患者甲状腺细胞中的表达水平高于胶体甲状腺肿患者。李红林等[17]研究发现，与健康对照组相比，GD患者组和GD缓解组的Th17细胞比例和IL-17分泌水平显著升高；同时，Th17细胞比例和IL-17分泌水平与FT3、FT4、TRAb水平均呈正相关，与促甲状腺激素浓度(Thyroid Stimulating Hormone，TSH)呈负相关。李丽等[18]研究发现GD患者的血清IL-17高于健康对照组；进一步分组比较发现，IL-17在GD未治疗组最高，GD未控制组次之，且均高于健康对照组，差异具有统计学意义；131I治疗3个月后临床症状及实验室检查显示GD控制组的IL-17表达水平最低，稍高于健康对照组，但差异无统计学意义；GD患者血清中IL-17的表达水平随着FT3、FT4、TRAb的浓度呈正向改变，而与TSH的浓度呈负向改变。综合以上结果表明，Th17细胞及相关细胞因子IL-17可能参与了GD的发生及发展过程，并可作为GD的生物学标记物。

IL-23能够诱导并且促进Th17细胞的分化成熟，而IL-17是Th17细胞的特征性细胞因子和主要效应因子，它们共同组成了以Th17细胞为核心的IL-23/IL-17免疫炎症轴，通过募集巨噬细胞和中性粒细胞到达炎症部位，从而促进炎症反应[17]。杨铭等[19]研究发现，未治疗GD患者血清中IL-17、IL-23的表达水平较健康对照组均显著升高；与治疗前相比，131I治疗6个月后IL-17、IL-23的外周血水平显著降低，但仍显著高于健康对照组。吴静等[20]发现GD组131I治疗前FT3、FT4、IL-17A、IL-17F、IL-23表达水平较健康对照组显著升高，而TSH的表达水平则显著低于健康对照组；GD患者的FT3、FT4、IL-17A、IL-17F、IL-23水平在131I治疗前、治疗1个月后、治疗3个月后逐渐降低，而TSH水平则逐渐升高，各组比较差异具有统计学意义；IL-17A、IL-17F、IL-23的水平随着TSH呈负向改变，与FT3、FT4呈正向改变；结果表明GD患者在治疗前IL-23/Th17轴相关因子呈高表达水平，而在131I治疗之后逐渐降低，这反映了IL-23/Th17轴在GD发生发展中起着重要的作用。另有研究报道，与未用IL-23刺激的GD组PBMC相比，IL-23刺激的GD组PBMC中ROR γt和IL-17基因mRNA表达以及培养上清液中IL-17蛋白水平显著升高，这是由于IL-23可能与细胞表面的IL-23受体结合，促进Th17细胞分化，从而参与了GD的发病[21]。

2.2 Treg细胞与GD

Treg细胞最早于1970年被命名为“抑制性T细胞”，是一种以免疫抑制功能为特征的异种淋巴细胞群[22]，它是人类最重要的免疫调节细胞之一，在自身免疫性疾病中的发病过程中起着核心作用[23]。Treg细胞通过分泌IL-10和TGF-β负调节细胞免疫应答，以阻止自身免疫性疾病的发生及发展[13]。叉头盒蛋白3(fork head box P3，FoxP3)是Treg细胞发育和功能的重要调节因子，Treg细胞中FoxP3基因的缺失抑制了其调节功能，从而导致多种自身免疫性疾病尤其是AITD的发生[24]。

Vitales-Noyola等[25]研究发现，GD患者的1型调节性T(T regulatory type 1，Tr1)细胞数量较健康对照减少。Teniente-Serra等[26]研究发现，TRAb长期存在的GD患者，Treg细胞比例明显低于健康对照。Tan等[13]发现GD患者PBMC中FoxP3和IL-10基因mRNA表达水平及IL-10蛋白的表达较GD缓解组和健康对照组均显著升高；另外，GD缓解组FoxP3、IL-10基因mRNA和IL-10蛋白表达水平与健康对照组相比，无显著性差异。Li等[8]研究发现GD患者PBMC中CD4+FoxP3+T(Treg)及其转录因子FoxP3 mRNA含量明显低于健康对照组。Pawlowski等[27]研究发现，与结节性甲状腺肿患者相比，GD患者的CD4+Foxp3+细胞以及 CD4+CD25+CD127(low)Foxp3+T细胞频率和CD4+CD25+CD127(low)Foxp3+/CD4+CD25(high)CD127(low) T细胞比例均显著降低。

黄小庆等[28]研究发现，在未受IL-21刺激前，与GD恢复组和健康对照组相比，GD患者的FoxP3、IL-10基因mRNA和IL-10蛋白表达水平均显著升高，但GD恢复组与健康对照组比较无明显差异；经IL-21刺激后，GD患者的FoxP3、IL-10基因mRNA和IL-10蛋白的表达水平均显著低于IL-21刺激前；IL-21可能通过抑制Treg细胞的分化及其效应分子IL-10的分泌，使Treg细胞比例和功能下降，降低其对效应T细胞的抑制能力，从而促进了GD的发病。杨静等[29]发现治疗前GD患者Treg细胞比例明显低于健康对照组，差异具有统计学意义；经治疗后，发现131I治疗组、抗甲状腺药物治疗组第3个月及第6个月Treg细胞比例均高于治疗前，且差异具有统计学意义；治疗后第3个月及第6个月，Treg细胞比例在抗甲状腺药物治疗组与131I治疗组的差异无统计学意义；以上结果表明GD患者Treg细胞数量及功能显著降低，治疗后部分恢复，因此，Treg细胞比例可能是评价GD免疫状态及治疗后症状是否减轻的指标之一。

2.3 Th17/Treg平衡与GD

近年来，多项研究发现了AITD患者中Th17/Treg的比率异常。Qin等[30]研究发现，GD患者外周血Th17/Treg比值较健康对照组显著升高。王建国等[31]研究发现，GD患者血清IL-6、IL-10和IL-17水平均高于健康对照组，而TGF-β1水平低于健康对照组，从而间接反映GD患者Th17/Treg动态平衡可能被打破。Zhang等[32]通过测定GD患者外周血中Th17和Treg细胞的数量，发现Th17细胞数量百分比较健康对照显著升高，而Treg细胞数量与健康对照组相比则显著减少，表明Th17和Treg细胞在GD患者中起重要作用。Bossowski等[33]运用流式细胞术分析GD患者外周血中Th17/Treg细胞比例，发现CD4+IL17+/CD4+CD25+CD127-和CD4+IL17+/CD4+CD25+CD127-FoxP3+显著低于健康对照组，且随着TRAb呈正向改变。。

综上，在GD的发生发展过程中，Th17细胞、Treg细胞及其细胞因子、IL-23/Th17轴以及Th17/Treg平衡起重要作用。未来需要更深入地探索GD的发病机制并为GD提供新的治疗靶点。

3 Tfh细胞与GD

Tfh细胞是调节抗原特异性B细胞免疫发展所必需的一种新的效应辅助T细胞亚群。Tfh细胞的分化受到特异性转录因子Bcl-6的严格调控，Bcl-6仅在Tfh细胞中表达，而在其他效应细胞中不表达；Tfh细胞表现出独特的表型，可高表达CXCR5[34]。

Wang等[35]研究发现GD患者中Tfh细胞比例显著增高，表明Tfh细胞在GD发病中起重要的作用。Chen等[34]研究发现GD患者外周血中Tfh细胞的比例增加，当患者病情得到控制后，Tfh细胞的比例明显减少，且与患者体内的自身抗体水平呈正相关。Liu等[4]研究了GD患者外周血中效应循环Tfh(cTfh)细胞及其细胞亚群(Tfh1、Tfh2和Tfh17)的频率，发现效应cTfh细胞和Tfh2亚群频率增加；同时，GD患者cTfh2(或Pd-1Tfh，PCs)细胞与血清TPO-Ab水平呈正相关；上述研究表明cTfh细胞及其亚群在GD的发病机制中起着重要作用。Zhang等[36]发现在GD甲状腺组织中，Tfh细胞相关因子(IL-21、IL-21R、CXCR5和CXCL-13)的mRNA表达水平明显高于健康对照组；Western blot定量结果显示，GD甲状腺组织中Tfh细胞相关因子的蛋白水平同样高于健康对照组；IL-21在甲状腺组织中的mRNA表达水平与甲状腺自身抗体水平呈正相关，提示Tfh细胞分泌过量的IL-21，其通过与甲状腺内淋巴细胞上的IL-21R结合而发挥作用；此外，通过淋巴细胞的介导，在体外甲状腺刺激抗体(Thyroid stimulating antibody，TSAb)刺激时，IL-21可以直接增强Tfh细胞的生物活性，尤其是在GD患者中。上述证据表明了Tfh细胞参与GD的发病机制。为了更加深入的研究GD与Tfh细胞的关系，周军等[37]运用GD小鼠对其颈部淋巴结Tfh细胞进行实验，发现GD小鼠颈部淋巴结中的Tfh细胞比例显著增加。

以上研究表明，在GD的发病机制中，Tfh细胞起着重要的作用，是人类GD潜在的有价值的治疗靶点。然而，Tfh细胞在GD发病中的确切作用及其与其他免疫细胞如何相互作用，仍有待进一步研究。

4 Breg细胞与GD

Breg细胞是一类对免疫耐受有着重要调控作用的免疫抑制细胞，Breg细胞通过产生IL-10、IL-35和TGF-β来抑制致病性T细胞和其他促炎淋巴细胞的增殖，从而抑制免疫病理[38]。

据报道，GD患者CD19+CD24hiCD27+IL-10+和CD19+IL-10+B淋巴细胞与健康对照组相比均显著降低[39]。提示Breg细胞的缺陷在GD发生、发展中可能具有重要作用。Zha等[40]研究发现，初诊GD患者Breg细胞比例和IL-10基因mRNA表达均显著低于健康对照。而Kristensen等[9]观察到Breg细胞在健康对照组与GD患者组之间没有显著差异。两项研究结果的差异，其可能的原因在于，前者研究的是初诊GD患者，而后者纳入的GD患者病程较长且12人中有9人曾接受过甲巯基咪唑治疗。Qin等[30]研究发现初诊GD患者PBMC中CD19+CD1dhiCD5+Breg细胞比例显著下降。与对照组(肌注空载腺病毒的小鼠)相比，在GD小鼠的脾B细胞中，Breg(CDldhiCD5+CD19+)细胞所占比例和脾组织IL-10及TGF-β mRNA表达量显著降低，且血清TRAb活性与Breg细胞占脾B细胞比例、脾组织IL-10以及TGF-β mRNA表达量均呈显著负相关，进一步提示GD的严重程度可能与Breg细胞缺乏程度有关[41]。

目前为止，Breg细胞在GD中的研究相对较少，但已有的研究证明，GD的发病与Breg细胞有关。因此，进一步研究Breg细胞在GD中的作用将有助于加深对GD的免疫学机制的理解并提供新的治疗靶点。

5 小结和展望

综上所述，Th1/Th2平衡、Th17细胞、Treg细胞、Th17/Treg平衡、Tfh细胞、Breg细胞在GD发生及发展过程中都起着重要的作用，这也加深了我们对GD的病因病理学的理解；然而，它们在发病过程中的调控网络和相互作用是复杂的，且大多未知。未来需要更深入的研究GD的细胞免疫学机制，发现新的与GD发生发展相关联的免疫细胞及细胞因子，并深入研究每一种细胞、细胞因子及其相互作用，可加深对GD细胞免疫学机制的认识，并为GD的治疗提供新的思路。