免疫调节基因的多态性与Graves病易感性的相关性研究进展

王玉洁，杨孟迪，何风英，丁雨露，孙琳楠，甄东户

1.兰州大学 第一临床医学院 内分泌科，甘肃 兰州 730030；2.兰州大学第一医院 内分泌科，甘肃 兰州 730030

Graves病(Graves’ disease，GD)是甲状腺功能亢进症(hyperthyroidism)最常见的病因。其核心发病机制是促甲状腺激素(thyroid-stimulating hormone,TSH)受体抗体(thyroid-stimulating hormone receptor antibody，TRAb)的产生并与促甲状腺激素受体(thyroid-stimulating hormone receptor，TSHR)结合，使甲状腺滤泡上皮细胞增生，滤泡间淋巴细胞浸润，并产生大量甲状腺激素，从而表现为弥漫性甲状腺肿和甲状腺功能亢进症。GD的发病机制复杂，主要包括遗传因素、环境因素、自身免疫因素等。虽然免疫因素是其发病的核心环节，但多个研究显示遗传因素在GD的易感性中同样起到重要作用。单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism，SNP) 参与了GD的发生，它是指基因组中单个核苷酸序列发生改变引起脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid， DNA)序列的变化， 导致翻译的蛋白质序列或调节元件改变，使免疫耐受被破坏，从而介导自身免疫的产生[1]。与GD发病有关的基因包括免疫调节基因和甲状腺特异性基因，其中免疫调节基因主要有细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(cytotoxic T-lymphocyte antigen-4，CTLA-4)基因、蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型22(protein tyrosine phosphatase non-receptor type 22，PTPN22)基因、肿瘤坏死因子超家族成员15(tumor necrosis factor super family-15，TNFSF15)基因、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)基因、白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)基因等，而甲状腺特异性基因包括甲状腺球蛋白(thyroglobulin，TG)基因和TSHR[2]。本文主要对上述基因中的免疫调节基因及其多态性在Graves病发病机制中的最新研究进展进行综述。

1 免疫调节基因多态性与Graves病的易感性相关

1.1 CTLA-4多态性与GD易感性的关系

CTLA-4是免疫球蛋白基因超家族的成员，位于染色体2q33上，由4个外显子组成，编码224个氨基酸，是T细胞反应的负调节因子[3]，其产物CTLA-4是一种表达在T细胞表面的膜蛋白，通过与抗原提呈细胞表面的B7分子结合来抑制T细胞活化。T细胞活化需要激活两个信号，第一个信号由T细胞受体(T cell receptor，TCR)提供，第二个信号由共刺激受体提供，其最重要的结构是T细胞跨膜蛋白CD28分子(CD28 molecule，CD28)与配体CD80分子(CD80 molecule，CD80)和CD86分子(CD86 molecule，CD86)，而CTLA-4与CD28具有同源结构，可与CD80和CD86结合，诱导抑制信号的产生，从而终止T细胞的活化和增殖[3]。CTLA-4的多态性可能会改变CTLA-4的功能，不能抑制T细胞的活化，导致免疫耐受的丧失和自身免疫的产生[4]。CTLA-4有许多单核苷酸多态性，包括rs231775(+49等位基因A/G，位于第一外显子第49位)、rs3087243(CT60等位基因A/G，位于第4外显子3’非翻译区)、rs4903964、rs5742909(-318等位基因C/T，位于启动子区域-318位)、rs231779、rs231775、rs1883832、rs5742909、 rs6832151等，它们与多种自身免疫性疾病有关，GD就是其中之一[2]。rs231775的单核苷酸多态性与GD的发病风险增加密切相关[5]；rs3087243与GD易感性因地区和种族的不同而不同。过去的研究表明rs3087243与GD的易感性无关，最近证实粤西汉族人群rs3087243的等位基因A是GD的预防因子，其升高可降低GD发病风险，且通过对rs231775A等位基因、rs231779C等位基因和rs3087243C等位基因单核苷酸多态性的比较发现rs231775、rs231779和rs3087243共同相互作用可使GD的发病风险增加2.5倍[6]。在1 217例安徽北部汉族人群的样本中发现rs4903964与GD有关的危险因素为A等位基因[4]；在1 255例蚌埠地区汉族人群的样本中证实rs6832151的G等位基因与GD的发病显著相关[5](表1)。综上，CTLA-4的基因多态性可增加Graves病的易感性，但其具体作用仍然有待研究，主要与不同人种的背景异质性有关，且某些基因的多态性与患者临床特征的关系还未被发现。

表1 CTLA-4多态性和GD易感性的关系

1.2 PTPN22多态性与GD易感性的关系

PTPN22位于染色体1p13.2上，它的产物是一种特定类型的蛋白酪氨酸磷酸酶，通过与酪氨酸激酶的相互作用，去磷酸化信号传导中已被磷酸化的中间分子，包括淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶(lymphocyte-specific protein tyrosine kinase，Lck)、蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase，PTK)Fyn、蛋白酪氨酸激酶Zap-70，使T细胞表面的TCR表达下调，达到负调节T淋巴细胞的作用。PTPN22多态性主要有rs2476601(R620W)、rs3789607、rs3789604等[7]。由于rs2476601使氨基酸中第620位点的精氨酸转化为色氨酸，抑制蛋白酪氨酸磷酸酶与酪氨酸激酶的结合，导致T细胞对自身抗原破坏倾向增加可引起GD的发生[8]。PTPN22的多态性因种族和人群不同而具有争议，rs2476601在整个研究人群中与GD的发生风险增加有关；但在白种人中与GD风险升高相关，在亚洲人中则不相关[9]；且rs2476601的GG基因型与甲状腺球蛋白抗体(thyroglobulin antibody，TgAb)和甲状腺过氧化物酶抗体(thyroid peroxidase antibody，TPOAb)的阳性率相关；此外，rs2476601和rs3789607在非吸烟人群中较多见[9](表2)。综上所述，PTPN22多态性与GD易感性增加相关，但其与GD易感性的关系因种族和人群不同而有所差异。因此，不同种族及人群间PTPN22多态性与GD易感性的关系还需进一步探究。

表2 PTPN22多态性和GD易感性的关系

1.3 TNFSF15与VEGF的多态性和GD易感性的关系

TNFSF15位于染色体9q32上，由4个外显子和3个内含子组成，长度约为17 kb，可编码一种蛋白质，称肿瘤坏死因子样配体1A(tumor necrosis factor-like cytokine 1A，TL1A)或血管内皮生长抑制因子(vascular endothelial growth inhibitor，VEGI)，它由血管内皮细胞产生，可使细胞周期中处于增殖状态的内皮细胞凋亡，使处于静止状态的内皮细胞停滞，依赖于细胞周期产生抗血管生成和抗血管通透性的作用[10-11]。TNFSF15通过抑制血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)诱导的内皮细胞血管内皮生长因子受体2(vascular endo-thelial growth factor receptor 2，VEGFR2)磷酸化从而激活磷酸酶SHP1(为蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)家族中的成员之一)，并且拮抗VEGF诱导的内皮细胞通透性，来减弱血管通透性；TNFSF15与VEGF可还相互抑制其产物的表达，因此，TNFSF15和VEGF可通过相互作用来调节血管生成[12-14]。GD患者甲状腺弥漫性肿大伴有血管生成增加，与甲状腺滤泡上皮细胞VEGF表达增加有关。GD患者血清中免疫球蛋白G(immunoglobin G，IgG)增加可通过G蛋白偶联系统的信号传导途径(protein kinase A，PKA)和磷脂肌醇信号途径(protein kinase C，PKC)增加VEGF的表达；增生的滤泡上皮细胞数量过多导致其相对缺氧，在此环境中通过P42/44MAPK通路使低氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor，HIF-1)基因的表达增加来增加VEGF的表达；滤泡上皮细胞组成的滤泡腔内胶质减少，使胶质对VEGF mRNA的抑制作用减弱，从而增加VEGF的表达[15]。以上原因导致GD患者甲状腺血管生成增加。TNFSF15的多态性包括rs3810936、rs6478108、rs6478106、rs4979462、rs10817669等，VEGFR2多态性包括rs2071559、rs1870377，既往研究发现TNFSF15多态性与多种自身免疫性疾病有关，但未证实其与GD的关系。最新研究显示rs3810936CT基因型和rs4979462T等位基因可降低中国汉族人群GD和Graves眼病(Graves’ ophthalmopathy，GO)的易感性，其中rs4979462可能与GD中观察到的性别二态性(女性较男性更易患Graves病)有关，即GD按性别分类时，患有GD女性的rs4979462 T等位基因频率较低[16]；rs3810936可能会影响GO的活动性。而rs1870377的TT基因型频率在难治性GD中高于缓解性GD(难治性GD：38.71%，缓解性GD：22.81%)；rs2071559CC基因型可能会通过对VEGF抑制不足导致甲状腺血管生成增加，使甲状腺肿大，从而增加GD的难治性；表明rs2071559CC基因型和rs1870377TT基因型可增加GD的难治性[17](表3)。

表3 TNFSF15与VEGF的多态性和GD易感性的关系

1.4 促炎细胞因子TNF-α、IL-6多态性与GD易感性的关系

促炎细胞因子是一大群可溶性的蛋白激素，介导多种炎性反应、免疫过程，主要包括白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等，它们由甲状腺内的炎性细胞和甲状腺滤泡上皮细胞在局部炎性和自身免疫反应中产生。关于促炎细胞因子的单核苷酸多态性与甲状腺自身免疫反应之间关系的研究表明，TNF-α、IL-6多态性可能与GD的易感性有关[18-20]。

TNF-α位于染色体6p21.3，由4个外显子和3个内含子组成，是一种多向性炎性细胞因子。其表达产物TNF-α既可参与免疫防御，又可导致免疫损伤，它主要由单核细胞、淋巴细胞、甲状腺滤泡上皮细胞和成纤维细胞分泌。TNF-α通过与甲状腺滤泡上皮细胞中的两种特异性受体结合而发挥其生物学活性，分别为可溶性TNF受体-1(soluble tumor necrosis factor-receptor 1，sTNF-R1)和可溶性TNF受体-2(soluble tumor necrosis factor-receptor 2，sTNF-R2)，sTNF-R1的作用为介导TNF-α的生物学活性，sTNF-R2主要用于信号传导。TNF-α可通过诱导主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)Ⅰ类及MHCⅡ类基因的表达，使其将抗原提呈给CD8+或CD4+T淋巴细胞，诱导甲状腺的损伤；TNF-α还可与白细胞介素(interleukin，IL)共同参与体液免疫的产生使甲状腺收到抗体攻击损伤[21]。TNF-α启动子部位存在多个SNP位点如-1031T/G、-863C/A、-851C/T、-419G/C及-308G/A等， TNF-α含量在健康人与GD患者中无明显差异，但与健康人相比GD患者可溶性肿瘤坏死因子受体(soluble tumor necrosis factor receptors，sTNFRs)水平明显升高，且GD患者血清sTNFRs水平与游离三碘甲腺原氨酸(free triiodothyronine，FT3)和游离甲状腺素(free thyroxine，FT4)呈正相关，其中TNF-α与TSH呈负相关，而TRAb与TNF-α、TNF-R1、sTNF-R2呈正相关[20]。针对上述机制开发出了与TNF-α有关的靶向药物依那西普，它来源于重组DNA，可抑制自身免疫性疾病如活动期Graves眼病的临床症状而不会有明显的短期副作用,但仍需进一步研究来评价抗TNF-α治疗的效果[21-22]。

IL-6位于染色体7p21，长度为5 kb，包含5个外显子和4个内含子，编码的IL-6是一种促炎细胞因子，由T淋巴细胞和巨噬细胞分泌，在B细胞分化和T细胞增殖中起重要作用。基因-174G/C可以改变转录和翻译，并影响炎性反应条件。GD患者的IL-6水平与健康人相比升高，IL-6可能会促进TRAb的合成[19]，且IL-6基因甲基化水平与GD易感性及其难治性有关[23]。探究亚洲人群、白种人群多态性与GD易感性的关系，结果提示在总体研究人群中rs1800795是GD发病的危险因素，而在亚洲人群中rs1800796是GD发病的危险因素，表明rs1800795与总体人群GD的发病风险相关，rs1800796多态性可能影响亚洲人GD的发病风险[24](表4)。

表4 IL-6多态性与GD易感性的关系

2 问题与展望

综上所述，CTLA-4+49A/G、PTPN22R620W、IL-6rs1800795与GD的易感性相关，可升高其发病风险；TNFSF15rs3810936、VEGFR2rs2071559与GD的活动性和难治性相关。免疫调节基因多态性对GD易感性影响的具体机制仍需进一步探究，故未来可深入研究每一种基因多态性独立或相互作用机制，从而为降低其发病率、增加其治愈率提供新的临床思路及诊疗方法。