硒制剂治疗格雷夫斯眼病作用机制研究进展

韦艳鸿，庞翠军

(1.广西医科大学附属武鸣医院内分泌代谢病科，南宁530199； 2.广西医科大学第二附属医院内分泌代谢病科，南宁530000)

格雷夫斯眼病(Graves′ ophthalmopathy，GO)又称甲状腺相关性眼病，是毒性弥漫性甲状腺肿(Graves′ disease，GD)最常见的甲状腺外临床表现。GO在40～60岁高发，女性多见，男女患病比例为1∶5，女性的年发病率约为16/100 000，男性的年发病率约为3/100 000，总人群的年发病率为42.2/1 000 000[1]。GO是一种主要累及眼眶组织的自身免疫性疾病，20%～50%的GD患者有眼部受累表现，其中3%～5%的患者可发展至严重阶段[2]。GO发病机制复杂，其炎症过程主要包括抗氧化剂-氧化剂机制的不平衡、活性氧类(reactive oxygen species，ROS)生成增加等。多项研究表明，GO患者眼外肌纤维化以及眶周组织肿胀与致炎因子的作用直接相关，缺硒患者体内ROS产生增多形成的超氧化环境，导致前列腺素和白三烯等致炎因子大量生成，介导GO眶周组织损伤和慢性炎症过程；此外，谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)和硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase，TxR)可在一定程度上纠正这种超氧化环境，抑制氢过氧化物调节环氧化酶和脂肪氧合酶通路，抑制氧自由基介导的细胞炎症[3-5]。但硒制剂治疗GD的具体作用机制尚不清楚，且我国尚无统一的硒制剂治疗剂量及疗程标准，故目前尚未广泛用于临床。现对硒制剂治疗GO的作用机制研究进展予以综述。

1 GO的主要发病机制

GO与炎症细胞浸润、成纤维细胞增殖、纤维增生和脂肪沉积、糖胺聚糖透明质酸的积累导致眼肌容积眶脂肪容积增大有关，产生组织肿胀、炎症、肌肉运动受限和继发性压迫改变，发病机制主要包括细胞免疫、GO相关的抗原及抗体的产生以及氧化应激。

1.1细胞免疫 GO作为一种自身免疫性疾病，主要由细胞免疫介导，CD4+T细胞通过识别甲状腺、眶内组织及眼球外的自身抗原而被激活，活化的CD4+T细胞产生各种黏附分子和细胞因子，从而激活CD8+T淋巴细胞或B淋巴细胞，导致机体产生自身抗体[6]。与此同时，T细胞在GO患者球后组织浸润，多种细胞因子，如γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、单核细胞趋化蛋白1以及多种白细胞介素(interleukin，IL)，如IL-1、IL-6、IL-8等共同作用，导致GO的发生。T细胞及其细胞因子可能通过促进趋化因子配体分泌、促进黏附分子分泌以及促进前列腺素E释放，从而促进GO自身免疫反应，导致脂肪干细胞增殖分化和脂质堆积，刺激成纤维细胞分泌大量氨基葡聚糖及透明质酸等物质，透明质酸与CD44结合，激活促分裂原活化的蛋白激酶及核因子κB信号通路，导致眼眶成纤维细胞合成大量环加氧酶-2，引发GO炎症反应，促进GO发生[7]。

1.2GO相关抗原及抗体的产生 甲状腺与眼眶受累组织间存在共同抗原，Kriss等[8]早在1967年就提出引起眼部自身免疫反应的重要抗原是促甲状腺激素受体(thyroid-stimulating hormone receptor，TSHR)。TSHR可作为抗原使机体产生促甲状腺激素受体抗体(thyroid stimulating hormone receptor antibody，TRAb)。GO患者眼眶脂肪或结缔组织的成纤维细胞及眼外肌细胞均可表达TSHR，从而引起自身免疫反应，并可在GO患者抑制性T细胞/辅助性T细胞(T helper cell，Th细胞)失衡的基础上引起自身免疫反应。眼肌局部的抗原呈递细胞对TSHR进行识别，将此自身抗原呈递给T细胞，使T细胞活化，启动细胞免疫反应。血清TSHR浓度与GO的临床活动度以及疾病严重程度有关，可通过检测TSHR浓度预测GO患者的预后[9]。组织纤维化相关的影响因素有TRAb、GO的活动性、结缔组织生长因子等，与GO病情的严重程度以及治疗效果有关[10]。有研究表明，因TSHR与胰岛素样生长因子1受体存在交叉抗原，TRAb可激活胰岛素样生长因子1受体，促进胰岛素样生长因子1受体产生，因此，GD患者具有表皮生长因子受体和胰岛素样生长因子受体、TSHR等自身抗体，可介导GO的发生和发展[11]。

1.3氧化应激 超氧化物歧化酶、GSH-Px以及非酶类抗氧化物(如谷胱甘肽)是组织及血清的抗氧化酶，起到清除ROS、保护组织的作用。GO患者眼眶局部的自身免疫性炎症反应可影响ROS代谢及抗氧化酶活性，使ROS生成增多，进而加重组织损伤[12]。氧化应激可诱导GO患者T淋巴细胞分泌IL-17[13]。研究证实，IL-17可诱导IFN-γ、IL-1β等细胞因子释放，刺激眼眶成纤维细胞增殖，分泌氨基葡聚糖。GO患者眼眶成纤维细胞中超氧阴离子及过氧化氢、丙二醛和8-羟基脱氧鸟苷均高于健康人群，而超氧阴离子可呈剂量依赖性促进GO患者眼眶成纤维细胞大量增殖，产生氨基葡聚糖，从而引起眼病[14]。氧化应激作用可使眼眶成纤维细胞中结缔组织生长因子、纤维连接蛋白、载脂蛋白的表达增加，其中以结缔组织生长因子最明显，可引起细胞迁移和分化、细胞外基质(如胶原蛋白和纤维连接蛋白等)合成以及组织纤维化，可能与GO的发病有关[15]。

2 硒制剂治疗GO的作用机制

硒是半金属元素，广泛存在于自然界中，于1817年由瑞典化学家Berzelius首次发现。硒作为人体必需的微量元素，并以硒蛋白的形式在体内发挥特定的生物学效应[16]。Khong等[17]对GO患者与未合并眼眶病变GD患者血清硒水平的前瞻性病例对照研究发现，GO患者的血清平均硒水平随GO病情的加重而逐渐下降，排除年龄、吸烟、甲状腺切除、放射性碘治疗、居住地点等因素的影响后，GO患者血清硒水平仍明显偏低，故认为相对缺硒可能是GO的独立危险因素。硒最主要的生物学功能是构成GSH-Px的重要成分，目前已发现25个不同基因编码的硒蛋白，主要分为GSH-Px家族、TxR、硒蛋白W、硒蛋白P、碘甲腺原氨酸脱碘酶家族和硒代磷酸合成酶6类[18]。硒具有抗氧化、参与DNA合成、调节DNA表达、调节人体免疫系统及免疫应答、保护内皮细胞和肌肉组织的正常功能、促进生殖发育等生理作用。评估补硒对GO病程影响的大型双盲多中心随机安慰剂对照试验发现，与安慰剂组相比，硒治疗组GO患者经6个月治疗后的整体眼部症状改善显著[19]。

2.1抗氧化应激、免疫调节、抑制炎症细胞因子的生成 硒具有显著的抗氧化作用，主要由硒蛋白中GSH-Px和TxR介导，主要通过清除ROS降低超氧化物的产生，从而抑制氧化应激作用。TxR是一种碘诱导的应激蛋白，其抗氧化能力比谷胱甘肽更强[20]。GSH-Px调控花生四烯酸合成、控制炎症反应及氧化损伤，去除过氧化氢、脂质和磷脂过氧化物，从而保持细胞膜的完整性[21]。GO患者ROS生成增多，ROS可通过刺激以免疫和炎症反应为基础的核因子κB通路上调核因子κB的活性，增加TNF-α 和IL-6分泌细胞因子等炎症因子的大量释放；硒通过抑制与核因子κB相结合的基因启动子，从而减少炎症细胞因子的产生，抑制炎症反应的发生[22]。此外，过氧化氢可激活p38促分裂原活化的蛋白激酶，诱导高水平环加氧酶-2的表达，此反应取决于GO的严重程度[23]。硒通过抑制p38促分裂原活化的蛋白激酶通路，降低血管内皮细胞中过氧化氢介导表达的环加氧酶-2的水平[24]。动物实验表明，硒充足条件中，环加氧酶和脂氧合酶途径的过氧化氢中间体减少，导致前列腺素E和白三烯的生成减少[25]。

补充硒制剂可提高硒蛋白浓度，保护甲状腺免受超氧化物的损伤，大鼠模型中硒的替代可预防这种氧化损伤[26]。体内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶组成了强有效的抗氧化机制的第一道防线，能够中和自由基的生物效应；当该机制不能足够中和自由基时，受硒有效性调节的第二道防线被激活，硒通过激活GSH-Px来激活抗氧化防御的“二线”防御系统[27]。硒蛋白在调节人类免疫系统中起着至关重要的作用，硒的缺乏伴随着细胞介导免疫和B细胞功能的失调。

GO中Th1/Th2细胞的平衡转化以CD4+Th1细胞为主，Th1/Th2细胞比值被认为是疾病活动的生物标志物，是GO特异性免疫治疗的靶点，分泌过剩的细胞因子(如TNF-α、IFN-γ)可维持炎症过程。在眼部肌肉中可检测到大量的Th1细胞和IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IL-6信使RNA，其中以Th1细胞居多。含硒制剂治疗GO，可减低Th1细胞的水平，提高Th2细胞水平，故认为硒可通过抑制Th1细胞的细胞因子，减轻软组织炎症，从而提高眼的运动能力[28]。Rotondo Dottore等[29]的研究发现，过氧化氢在GO发病机制中通过氧化应激反应促进TNF-α、IL-1和IFN-γ生成，并诱导细胞氧化型谷胱甘肽和成纤维细胞增殖。硒可通过抑制淋巴细胞抑制IL-2、TNF-α、IFN-γ的释放[30]。将注射0.005%碘化钠溶液8周以诱导自身免疫性甲状腺炎的4周龄小鼠随机分为对照组、补碘组和补硒组的实验研究显示，补硒组小鼠甲状腺炎的患病率以及淋巴细胞浸润程度随时间逐渐降低，且GSH-Px和TxR的水平明显高于其他组，表明补硒可提高机体GSH-Px和TxR的水平[31]。对大鼠甲状腺滤泡细胞系模型的研究发现，补硒可提高大鼠甲状腺滤泡细胞系的生长速度，促进甲状腺的生长及增殖，减少细胞死亡；并可调节促凋亡和抗凋亡基因信使RNA水平，拮抗肿瘤坏死因子的作用，减少细胞凋亡；此外，高剂量亚硒酸钠孵育可预防衣霉素诱导的应激性凋亡[32]。硒可以硒代半胱氨酸的形式减轻氧化应激，使GSH-Px活性增加，从而阻断TNF-α和IFN-γ的增加，最终减少纤维细胞生成，这可能是硒治疗GO的作用机制之一。由此可见，GO患者体内的硒不仅可在一定程度上纠正甲状腺的超氧化环境，还对眶周超氧化介导的炎症具有治疗作用。

2.2抑制TRAb分泌 GO患者眼眶脂肪或结缔组织的成纤维细胞及眼外肌细胞均可表达TSHR。TSHR可作为抗原使机体产生TRAb，引起自身免疫反应。TSHR由抗原递呈细胞传递给Th细胞，进一步传递给活化的B细胞，继而产生TRAb。TRAb与TSHR结合可激活慢性炎症的级联反应，使T细胞产生IL-1、TNF-α、IFN-γ等细胞因子。同时TRAb经血流到达眶周组织，并与TSHR结合，促使眶周组织分泌细胞外基质，导致组织水肿和纤维化[33]。补硒治疗可延缓GO的发展，对控制GO病情发展有一定作用。将65例GD伴轻度突眼患者随机分为对照组(给予甲巯咪唑治疗)和观察组(给予甲巯咪唑+硒酵母片治疗)，随访6个月后发现，两组患者的游离三碘甲腺原氨酸、游离甲状腺素、眼球突出度、甲状腺球蛋白抗体、TRAb、IgG及IgA水平均较治疗前降低，且观察组较对照组下降更明显[34]。Wang等[35]将接受常规甲氧咪唑治疗的41例复发性GD患者随机分为补硒治疗组及对照组，治疗2个月后发现，两组患者血清游离甲状腺素、游离三碘甲腺原氨酸及TRAb水平均较治疗前降低，但补硒组降低更明显；治疗6个月后，补硒组血清TRAb水平较对照组降低更明显，且TRAb恢复正常者所占比例显著高于对照组，故推断补硒治疗可增强抗甲状腺功能亢进药物对复发性GD患者的治疗效果。将甲状腺功能亢进和桥本甲状腺炎患者分为硒补充治疗组和对照治疗组的临床试验发现，硒治疗组用药3个月、6个月及随访1年后的TRAb水平较治疗前显著下降，且较对照组下降更显著[36]。硒制剂降低TRAb的具体机制尚未明确，可能与抑制TNF-α诱导的血管内皮细胞中血管细胞黏附分子-1、细胞间黏附分子-1的表达以及敲除硒蛋白合成所需的转移RNA后，巨噬细胞的迁移能力和吞噬能力下降有关[37]。因此，硒治疗对缓解桥本甲状腺炎的眼部症状具有一定作用。

2.3抑制甲状腺过氧化物酶自身抗体(thyroid peroxidase autoantibody，TPOAb)的分泌 甲状腺过氧化物酶是一种糖基化的蛋白质，在甲状腺激素合成的过程中，可作为TPOAb的靶抗原催化碘化酪氨酸的氧化反应、促进三碘甲腺原氨酸和甲状腺素形成。高水平TPOAb可使甲状腺细胞的抗氧化能力降低，进一步造成甲状腺滤泡细胞损害。多种甲状腺疾病均伴随不同程度的TPOAb升高[38]。硒可以降低桥本甲状腺炎的局部炎症反应，减少TPOAb的产生，改善甲状腺形态[39]。对364例接受硒酵母200 μg/d或安慰剂治疗的TPOAb升高(>300 IU/mL)患者的随访研究发现，治疗3个月和6个月的硒治疗组患者TPOAb滴度分别下降10.0%和10.7%，而安慰剂对照组患者TPOAb滴度轻度增加；且不同基因型单核苷酸多态性r25191g/a患者的TPOAb滴度亦有不同程度地下降；AA基因型患者血清TPOAb滴度下降更显著(下降46.2%)；补充硒制剂6个月后，GSH-Px活性显著升高[40]。一项荟萃分析发现，硒摄入组血清TPOAb和甲状腺球蛋白抗体水平显著降低，表明硒对GO患者甲状腺的自身免疫状态具有显著的调节作用[41]。

2.4抑制细胞人类白细胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)DR的表达 HLA的遗传多样性是GO发生、发展的易感因素之一。HLA基因主要参与抗原的加工和提呈，并调控免疫应答中免疫细胞间相互作用，其包括TSHR、细胞毒T淋巴细胞相关抗原4、蛋白酪氨酸磷酸酶-非受体22型、甲状腺球蛋白基因等。正常情况下，HLA-DR仅在活化T细胞、单核细胞、B细胞、巨噬细胞和内皮细胞上表达。当机体出现自身免疫性疾病时，HLA-DR可在甲状腺细胞上表达，并在GO发病机制中起重要作用。研究发现，HLA-DR可在GO患者眼眶内浸润的 T淋巴细胞和眼外肌周围的成纤维细胞上强表达，球后HLA-DR刺激成纤维细胞产生糖胺聚糖积累，GO患者眼眶内前脂肪细胞的HLA-DR表达明显高于正常人群[42]。在含有IFN-γ和亚硒酸钠溶液中培养甲状腺上皮细胞的离体实验研究发现，培养第3天甲状腺上皮细胞HLA-DR表达阳性率由35%降至10%，且亚硒酸钠溶液浓度越高，抑制HLA-DR阳性细胞表达的效果越强，表明硒对IFN-γ诱导的甲状腺细胞HLA-DR分子表达具有剂量依赖性抑制作用[43]。由此可见，硒对改善GO患者眼部症状具有一定的作用。

3 小 结

GO是发病率较高的成人眼眶疾病，对患者面部容貌及视神经、视功能造成不同程度的影响，严重者可威胁视力[44]。 GO的发病机制主要包括细胞免疫、GO相关抗体的产生以及氧化应激。随着研究的逐步深入，硒制剂及含硒中成药已成为当前GO的研究热点。硒是一种具有很强的抗氧化能力的微量元素，可以调节T细胞介导的自身免疫，降低TRAb、TPOAb等甲状腺自身抗体的滴度，还可降低氧化应激水平，改善机体超氧化微环境。硒制剂在GO治疗中具有良好的临床应用价值，但目前尚缺乏有效评估GO患者治疗前硒缺乏水平、补充硒制剂情况的临床试验方法，亦缺乏足够的支持硒制剂治疗最佳剂量及治疗时间的临床数据，故仍需进一步的研究。