细胞因子与自身免疫性甲状腺疾病的研究进展

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【摘要】  细胞因子（Cytokines）作用甲状腺细胞，在促甲状腺素（TSH）协同下，甲状腺细胞诱发主要组织相容性复合体（MHC）-Ⅱ类抗原异常表达，转化为抗原提呈细胞，导致自身免疫病理损伤，形成自身免疫性甲状腺疾病（AITD）。

【关键词】  细胞因子； 甲状腺细胞； 甲状腺疾病


    细胞因子是由免疫细胞或非免疫细胞活化后合成并分泌的具有调节和介导免疫反应、炎症反应的一组小分子多肽或糖蛋白［1］。是由造血系统、免疫系统或炎症反应中的活化细胞产生，其细胞有单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞、纤维母细胞、角质细胞、内皮细胞、星形细胞、骨髓细胞及肾小球膜细胞均分泌细胞因子。主要包括白细胞介素（IL）、肿瘤坏死因子（TNF）、干扰素（IFN）等。这些因子参与免疫系统重要组成部分，通过其内分泌、自分泌和旁分泌方式，调节着甲状腺细胞分化、生长和分泌功能，并参与自身免疫性甲状腺疾病（AITD）的发生和发展过程。本文就细胞因子与AITD近10年来的研究进展作一综述。

　　1  甲状腺分泌细胞因子功能

    在免疫学中，可将细胞因子分为4类：（1）具有抗病毒活性的细胞因子，主要是IFN；（2）具有免疫调节活性的细胞因子，有IL-2，IL-4，IL-5，IL-7，IL-9，IL-10，IL-12，转化生长因子（TGF-β）；（3）具有炎症介导活性的细胞因子，包括有TNF、IL-1、IL-6等；（4）具有造血生长活性的细胞因子，包括IL-3、集落刺激因子（CSF）、促红细胞生成素（EPO）［2］。

    甲状腺细胞能产生IL-6，TNF-α，IL-1，IFN-r等主要细胞因子。

　　1.1  白细胞介素-6IL-6是一种多功能的细胞因子，可介导免疫和炎症反应。有人采用原位杂交或RT-PCR等技术，从分子水平证明，甲状腺组织和细胞含有IL-6mRNA［3，4］。此外在培养的人及FRTL-5甲状腺细胞株等尚表达IL-6蛋白分子［3，5］。不仅如此，甲状腺破坏性疾病患者血清IL-6水平显著升高［6］。说明甲状腺细胞具有产生IL-6的能力。IL-6也可由单核-巨噬细胞、活化的T细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞，骨髓基质细胞等细胞分泌。甲状腺细胞产生IL-6受多种因素的调节，其中IL-1和促甲状腺素（TSH）的作用最为明显，它们能联合刺激IL-6的合成及分泌。IL-1还可以促进IL-6m RNA表达。现有资料显示，肿瘤坏死因子（TNF）-α，γ-干扰素（IFN-γ）、胎血清、生长因子及前列腺素e 2等亦能增加甲状腺细胞生成IL-6［7］。

　　1.2  肿瘤坏死因子人TNF有两种分子形式，即TNF-α和TNF-β。TNF除甲状腺细胞外也可由活化的单核-巨噬细胞产生，可引起肿瘤组织出血坏死，也称恶液素。TNF-α可诱导多种细胞因子（IL-1，IL-6，IL-8，TNF-γ）等基因转录与表达，使其合成与释放。TNF-β由活化的淋巴细胞产生。两者结合于相同的膜受体，并且具有非常相似的生物学功能。TNF具有免疫调节作用，促进IL-2R及主要组织相容性复合体I类抗原（MHC-I）表达。TNF与TNFR还可作用中性鞘磷脂酶，水解神经鞘磷脂（SM），生成神经酰胺（CH），CH作为第2信使，激活蛋白激酶（CAPK），介导细胞调亡。另外有学者认为，在TNF依赖的花生四烯酸转化（前列腺素）过程中，产生自由基和过氧化物作为第2信使进入细胞核内，造成细胞DNA链的损害，且脂质过氧化，溶酶体酶激活和膜通透性增加蛋白质溢出，导致细胞溶解［8］。

　　1.3  干扰素-γ除甲状腺细胞外，IFN-γ可由T细胞、巨噬细胞和NK细胞生成，其本质为糖蛋白。IFN具有抗病毒、抗肿瘤、免疫调节等多种生物功能。 IFN的免疫调节包括：促进巨噬细胞的吞噬，活化NK（自然杀伤细胞），提高其抗原的表达，增强致敏淋巴细胞对靶细胞的细胞毒作用。

　　甲状腺细胞产生的IL-1，IL-6，TNF-α，IFN-γ这些激素样物质，它们一方面维持机体的稳态，另一方面又参与多种自身免疫性疾病的发病过程，甲状腺腺微环境破坏，甲状腺功能紊乱［7］。

　　2  细胞因子对甲状腺功能影响

    细胞因子是一类重要的甲状腺生物调节剂，在甲状腺生长与分化功能的调节中发挥举足轻重的作用。它们通过影响抗原递呈、信息传递和基因转录，LgE的合成和灭活、黏附分子的表达，多方面调节着甲状腺组织免疫损伤作用（正调节作用），有的则抑制甲状腺组织免疫损伤作用（负调节作用）。

    甲状腺细胞的主要功能是合成甲状腺球蛋白，过氧化物酶及分泌甲状腺激素。IL-1，IL-6，IFN-γ，TNF-α等能可逆性抑制甲状腺细胞合成甲状腺球蛋白（Ig）、过氧化物酶（TPO），减少甲状腺激素三碘甲状腺原氨酸（T3）和四碘甲状腺原氨酸（T4）的释放。Weetman等（1994）Hamilfom等（1991）从分子水平探讨细胞因子对甲状腺功能影响，提示IL-1，IL-6，IFN-γ，TNF-α等均能抑制甲状腺球蛋白和过氧化物酶mRNA的表达。Kraiem(1990)资料表明IL-1，IL-6，IFN-γ，TNF-α等能抑制促甲状腺素（TSH）对甲状腺细胞的刺激作用。Yanmazakj(1996)也提到IL-1，TNF-α能抑制促甲状腺激素释放激素（TRH）的释放，IL-1对甲状腺细胞摄碘有抑制作用。

    细胞因子对甲状腺细胞有主要组织相容性复合体（MHC）抗原作用。主要组织相容性复合体-Ⅱ类分子与机体的免疫系统密切相关，直接参与抗原加工和递呈。正常时，甲状腺细胞不表达MHC-Ⅱ类抗原，但在多种细胞因子单独或联合作用影响甲状腺细胞MHC-I、MHC-Ⅱ类抗原表达。Patwardhan（1991）以免疫荧光和分子杂交手段，证明体外培养的甲状腺细胞在IFN-γ刺激下，不仅MHC-I类抗原表达明显增强，而且异常表达MHC-Ⅱ类抗原和细胞间黏附分子-1（CAM-1）。IFN-γ单独有刺激甲状腺细胞表达MHC-Ⅱ类抗原。TNF-α及IL-1单独无表达MHC-Ⅱ类抗原作用，但它们可协同IFN-γ完成表达作用。郑芳等［9］研究TM-TNF-α（跨膜型TNF-α）分子结构与功能关系，阐明其诱导靶细胞凋亡的分子机制；实验中将87位氨基酸置换成苯丙氨酸后，TM-TNF-α对靶细胞杀伤率无明显改变，但其诱导靶细胞死亡方式发生改变，即诱导靶细胞死亡的方式由凋亡转变为类似于S-TNF-α（分泌型TNF-α）主要介导坏死。由此有人认为87位氨基酸残基可以分别与两型受体形成氢键，故可直接参与S-TNF-α与受体的结合［10，11］。TNF-α，IL-1，IL-8（TNF-α通过核因子-KB增加IL-8基因表达）可下调单核细胞表达MHC-Ⅱ类分子［12］。甲状腺细胞表达了MHC-Ⅱ类抗原后，转化为抗原提呈细胞直接参与免疫损伤过程，影响甲状腺细胞功能加重免疫紊乱。

    Wang等研究发现，用IFN-γ和TNF-α处理的鼠的甲状腺遭受淋巴细胞浸润，此甲状腺在开始免疫6周后滤泡结构蛋白破坏，并有甲状腺上皮细胞凋亡。研究显示在实验性自身免疫性甲状腺炎中，甲状腺滤泡细胞遭受炎症细胞因子的破坏，这与在人桥本甲状腺炎（HT）中的观察到的结果相似。　3  细胞因子与甲状腺疾病

    许多临床资料和动物实验表明，细胞因子与自身免疫性甲状腺疾病的发生密切相关［13］。自身免疫性疾病病理损伤实际是一种炎症反应过程，Kotani等通过对17例HT患者进行针吸活检，观察其甲状腺细胞DNA碎片及电镜表现，并与正常甲状腺组织比较：发现HT患者淋巴细胞浸润处的甲状腺细胞DNA碎片阳性率高，电镜下可以见到凋亡小体，认为甲状腺细胞凋亡与淋巴细胞浸润相关，推测可能是浸润淋巴细胞释放一些细胞因子如TNF-α，IFN-γ等。正是由于IL，IFN，TNF等这一群细胞因子调节着炎症细胞和甲状腺细胞、炎症细胞之间的相互反应，并且浸润的淋巴细胞和甲状腺细胞均能产生高水平细胞因子IFN-γ，TNF-α，IL-1，IL-6以及IL-8等，从而增强了它们的作用强度。有学者发现高浓度（105U/L）的IL-1，IL-6，TNF-α和IFN-γ均能抑制促甲状腺素（TSH）刺激后的FRTL-5细胞钠/碘转运体基因表达及碘摄取［14，15］。在多种细胞因子作用下，以及其它因素如促甲状腺素（TSH）协同，甲状腺细胞诱发主要组织相容性复合体-Ⅱ类抗原的异常发达，并转化为提呈细胞如B细胞、巨噬细胞、树突状细胞、活化的T-淋巴细胞、甲状腺上皮细胞等，直接导致自身免疫损伤，产生严重的“自毁式伤害”［16］，而甲状腺功能障碍又使其免疫反应进一步加重，形成自身免疫性甲状腺疾病［17］。

    细胞因子作用靶细胞机理目前认为，细胞因子与其受体结合通过受体自身或受体细胞因子活化，将信号传入细胞内，激活胞浆酪氨酸激酶，其蛋白质磷酸化，启动基因转录实现的。信号传导是通过以下JAK/STAF（Janus激酶家族和转录活化子家族）和Ras/MAPK两条途径，JAK-STAT途径是通过活化JAK酪氨酸激酶磷酸化转录因子STAT。STAT是非受体型酪氨酸激酶途径中重要转录因子，参与多种细胞因子的诱导转录活性，启动基因转录。如IL-6，IFN-γ，TNF-α，以及IL-8［18，19］。而Ras/MAPK途径是通过Ras/MAP激酶的磷酸化和活化，最终活化转录因子所致。

    另外有学者提出TNF与TNFR作用中性鞘磷脂酶水解神经鞘磷脂（Sm），生成神经酰氨（CH），CH作为第二信使，激活蛋白激酶C（CAPK），介导细胞凋亡。而在TNF依赖的花生四烯酸转化（前列腺素）过程中，产生的自由基和过氧化物，造成细胞DNA链损害，且脂质过氧化，溶酶体酶激活和膜通透性增加蛋白质溢出，导致细胞溶解，形成自身免疫性甲状腺疾病［8］。



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