TPO/TPOAb、TRAb与自身免疫性甲状腺疾病的研究进展
发表时间：2011-07-18 浏览次数：525次
作者：董骏峰(综述)，刘 生(审校) 作者单位：510120 广东广州，中山大学附属第二医院核医学科
【摘要】 自身免疫性甲状腺疾病(AITD)重要的致病作用是其患者体液免疫紊乱。寻找甲状腺自身抗体，探索其致病机制及防治方法成为比较热门的课题。甲状腺过氧化物酶(TPO)其抗体(TPOAb)及促甲状腺激素受体抗体(TRAb)对于多种甲状腺疾病的诊断和鉴别诊断、指导药物治疗，包括免疫治疗具有重要意义。
【关键词】 自身免疫性甲状腺疾病,甲状腺过氧化物酶/TPOAB,促甲状腺激素受体抗体
自身免疫性甲状腺疾病(autoimmune thyroid diseases，AITD)是临床上常见的一种器官特异性自身免疫性疾病，其发病受遗传背景、免疫系统和环境条件等多种因素的影响，表现为甲状腺功能异常，主要包括毒性甲状腺肿伴甲亢(Graves病)和自身免疫性甲状腺功能减退。迄今为止，研究已发现AITD患者体内存在十多种甲状腺自身抗体，并对一些抗体的研究有较明确的结果，特别是甲状腺过氧化物酶(thyroiperoxidase，TPO)自身抗体(TPOAb)介导AITD的发生。甲状腺细胞TPO不仅参与甲状腺激素的合成、分泌，也是诱发AITD的重要自身抗原。促甲状腺素受体抗体(TRAb)是针对促甲状腺素受体(TSHR)的自身抗体，与Graves病(GD)和自身免疫性甲状腺功能减退症(甲减)的发病密切相关。TRAb主要包括甲状腺刺激性抗体(TSAb)和甲状腺刺激阻断性抗体(TSBAb)，可与TRAb受体(TSHR)分子上不同位点作用产生不同生物学效应。为此，本文就TPO、TPOAb和TRAb与AITD发病的研究进展加以综述。
1 TPO与AITD
甲状腺过氧化物酶(TPO)是甲状腺激素合成的关键酶，它位于甲状腺滤泡上皮顶端的细胞膜上，是一种含有血红素辅基的膜结合糖蛋白。此酶与甲状腺球蛋白共同起到碘化酪氨酸的功能并进行化学联结，产生单或双酪氨酸，形成甲状腺激素，也是引起自身免疫性甲状腺疾病的一个重要自身抗原。TPO表位的异常表达或TPO和TPO抗体(TPOAb)的免疫反应，常是引起桥本甲状腺病(HT)和GD患者甲状腺细胞损伤的重要机制。有关TPO的免疫学研究主要集中在明确TPO免疫优势区(DR)的定位及DR内表位的构成，这对于了解TPO触发AITD的机制及开发特异性免疫干扰剂阻止或阻断AITD的病理过程具有较高的理论和实际意义。Freire等[1]认为TPO的免疫优势区(DR)存在于TPO分子的胞外区，TPO的DR是刺激免疫系统生成TPO抗体的有效表位。TPO分子胞外区是由髓过氧化物酶(MPO)样区、补体调节蛋白(CCP)样区和表皮生长因子(EGF)样区这三个不同的区域所组成，胞外区可刺激免疫系统生成TPO抗体，TPO抗体与MPO不发生结合。Pichurin等[2]研究发现2个TPOscFab能与CCP样区和EGF样区交界处结合，因此推断CCP和EGF交界处(742～848)属于TPO分子的DR。Guo等[3]观察去除CCP或EGF或二者均去除的天然TPO分子在转染细胞的表达且具有活性，排除了EGF样区是TPO分子DR的一部分，并将DR定位于MPO和CCP样区交接处，并较多地延伸在MPO样区。Xiong等[4]通过4株TPO的单抗(WR 117、SP 114、TR 118和TR 119)能够覆盖TPO的大部分DR，发现它们能结合TPON端的1～741或1～771氨基酸序列，其反应程度与全长的TPO胞外区反应相同，提出TPO的DR位于MPO样区。还有研究表明，表位具有个体指纹特征，多年可保持不变，且具有遗传倾向。尽管人们普遍认同AITD血清中的绝大多数TPO抗体是针对TPO的DR，Pichurin等[5]通过AITD甲状腺来源的淋巴细胞免疫球蛋白基因噬菌体文库，获得31个非TPODR的scFab，分析了其中具有代表性的8个scFab，显示非TPODR的scFab和DR的scFab均能特异性与TPO结合。吴凤林等[6]研究发现，血清中TPO抗体5 U/ml与50 U/ml的2组GD患者比较，DR区表位刺激免疫系统生成TPO抗体分别为79.07%和58%，非DR区表位刺激免疫系统生成TPO抗体分别为20.92%和42%，显示TPO非免疫优势区在AITD中也具有重要的作用。同时TPO具有抗原性的调节性，研究发现TSH、胰岛素、IGF-1、TSAb等因素可促进甲状腺细胞或FRTL 25细胞株TPO的表达，而TGF-β、IFN-α、IFN-β、IFN-γ和TNF2α等细胞因子则可抑制TPO的表达[7]。同时还发现TSH可上调培养的人甲状腺细胞TPO自身免疫相关抗原的表达水平，提高自身免疫应答的易感性，导致AITD的发生。表明体内的某些激素和细胞因子参与TPO的表达，协同诱发免疫功能失调和甲状腺细胞功能损伤。
2 TPO抗体与AITD
AITD患者血清中TPO抗体类型主要以IgG1型为主，IgG4和IgG3较少，存在于正常人低水平的TPO抗体的IgG类型仅是IgG4型。还有研究表明IgG1/IgG4比值升高是亚临床甲减患者发展为临床甲低的预测指标[8]。AITD患者血清中普遍存在TPO抗体，研究显示90%以上的HT患者血清中TPO抗体呈高水平阳性;约70% GD患者TPO抗体阳性，一般为轻中度水平升高。基因组学研究认为HT的TPO抗体VH区经常由IGHV3基因编码，而GD的TPO抗体VH区主要由IGHV1基因编码[9]。王玲等[10]报道67例GD患者中，发现CTLA24外显子1的GG和GA基因型患者体内TPOAb阳性率明显高于AA基因型，认为CTLA24基因多态性在甲状腺自身抗体生成中发挥重要作用。
血清中高水平的TPO自身抗体是早期诊断AITD的一个特异性指标，临床上不乏见到AITD患者的Tg抗体阴性，而TPO抗体呈阳性，TPO抗体水平与AITD发展密切相关，甲状腺功能正常的人其血清中TPO抗体阳性率可达到12%～26%，且TPO抗体水平与甲状腺组织中的淋巴细胞浸润和TSH水平相关。Hollowell等[11]提出TPOAb与甲低或甲亢密切相关，TgAb与此无关。还有研究发现TPOAb阳性的亚临床甲状腺功能低下患者发展为临床甲状腺功能低下的比率较TPOAb阴性患者高。血中TSH>615 mU/L的AITD患者其TPOAb阳性率明显高于TSH<615 mU/L者(分别为82.5%和23.9%)[12]。有学者提出检测TPOAb水平是判断其他自身免疫性疾病和使用胺碘酮、锂、IFN-α治疗患者是否发生AITD、筛查AITD患者家属易感成员的必要指标。上述的报道表明：TPO抗体的检测是确定易感人群发生甲低危险性的重要指征。
3 TRAb与AITD
TRAb主要包括甲状腺刺激性抗体(TSAb)和甲状腺刺激阻断性抗体(TSBAb)。研究发现TSAb是一种异质性抗体，即在TRAb受体TSHR分子上的识别位点有所不同，胞外N端的表位称同质性表位，N端以外的表位称异质性表位。近年来关于TRAb的受体和TRAb的研究有了新的认识，TRAb受体TSHR是位于甲状腺滤泡上皮细胞膜上的一种大分子糖蛋白，是GD的主要抗原。其长约60 kb，含有10个外显子，9个内含子。编码764个氨基酸，其蛋白分子量为85 ku，加糖链后实际分子量为100 ku。分胞外、跨膜和胞内区3部分。胞外区是TSH及TRAb识别和结合的部位，由第1～9个外显子编码;而7个跨膜片段及胞内区则与G蛋白偶联产生效应，由第10个外显子编码[13]。正常情况下TSH是甲状腺细胞最主要的生理调节因子，TSH与受体结合后经G蛋白激活两个信号系统以实现其效应：(1)腺苷环化系统：激活的腺苷环化酶使细胞内cAMP升高，从而调节细胞生长、分化及碘的摄取、激素合成和甲状腺球蛋白(Tg)、甲状腺过氧化物酶(TPO)和钠碘转运体(NIS)的转录。(2)磷脂酶C(PLC)和蛋白酶A系统：通过细胞内钙离子浓度和PLC活性的变化等调节碘外流、Tg碘化和H2O2产生等。前者占主导地位，二者互相联系、互相影响、共同调节甲状腺细胞功能。而TRAb则可模拟TSH与TSHR结合，激活或阻断细胞内腺苷环化系统，通过影响第二信使cAMP的产生而引起自身免疫性甲状腺疾病的异常甲状腺功能状态。
目前，TRAb检测在临床上主要应用于GD的诊断、指导治疗方案的选择、监测抗甲状腺治疗的疗效、检测甲状腺功能的变化和筛查自身免疫性甲减。由于有80%甚至更多的GD患者会出现弥漫性甲状腺肿或甲状腺摄碘率异常，因此仅根据甲状腺激素水平、高灵敏度TSH和甲状腺摄碘率的检测即可明确诊断。而TRAb检测有助于无明显甲状腺肿大的轻微甲状腺功能亢进和甲状腺功能正常的Graves眼病的诊断及GD与其他原因引起的甲亢的鉴别，如毒性结节性甲状腺、无痛性甲状腺炎和医源性甲亢等。另外，也适用于吸碘率测量或甲状腺扫描禁忌的妊娠妇女和近期大量摄碘患者的诊断。Hashimoto等[14]建议以血清学TRAb或TSAb检测替代原有的摄碘率作为GD的诊断指标。为确定ATD治疗方案和治疗后长期疗效的预测，有学者建议采用表达嵌和体TSHR-LHPCGR的CHO细胞系的新检测方法对未治GD患者进行TSAb表位检测，对存在TSAb同质性表位的GD患者可考虑给予手术或同位素治疗，以获得甲功的迅速缓解[15]。研究发现，存在TSAb异质性表位的GD患者较存在TSAb同质性表位患者口服ATD疗效好，且治疗后可获得长时间的临床缓解[16]。治疗过程中TRAb或TSAb滴度的下降，说明对口服ATD反应较好，同时对TRAb的连续检测结果可提供关于治疗停药最佳时机的重要信息。理论上，治疗末期TRAb的消失可反映疾病的缓解[17]。
尽管TPO、TPOAb和TRAb在AITD发生中的作用已有许多研究和进展，但对TPO抗体的三维分析和TPO分子DR的构象性表位的定位、TPO特异性应答的细胞因子的组成、TPO和AITD发病易感性基因的确定、TPO抗原的生理调节、TRAb在功能上和表位上都是异质性等问题尚需进一步研究和了解，这对于自身免疫性甲状腺疾病的诊断、鉴别诊断、评估疗效及检测高危人群等方面均具有重要临床意义。随着对TPO/TPOAb、TRAb与TSHR分子水平相互作用的研究工作不断深入，其作用机制将会得到进一步阐明，以期待AITD的免疫治疗获得成功。
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