本文原载于《
中华眼科杂志》2017年第6期
TAO又称Graves眼病（Graves ophthalmopathy，GO）。Graves病（Graves disease ，GD）是一种自身免疫性甲状腺病，以高代谢症及弥漫性甲状腺肿大为主要表现，TAO是其最常见的甲状腺外临床表现。20%~50%GD患者有眼部受累表现，其中3%~5％患者会发展至严重阶段
[1,2]
。此外，甲状腺功能正常甚至甲状腺功能低下者也可发生TAO
[3]
。眼球后组织浸润水肿导致眼球突出、压迫性视神经病变以及眼外肌受累导致眼球运动障碍等均为其临床表现
[3]
。目前有关TAO的具体发病机制尚未明确，但研究显示TAO是一种器官特异性自身免疫疾病，遗传、环境、吸烟等因素可能参与了TAO的发病过程。
一、免疫机制
（一）T细胞及细胞因子
TAO患者球后组织中有T细胞浸润，并且存在IL-1、IL-6、IL-8、干扰素γ （interferonγ，IFNγ）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factorα，TNFα）、单核细胞趋化蛋白1 （monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1）等细胞因子
[4,5]
，患者血清中炎症细胞因子如TNFα、可溶性白细胞介素2受体、IL-6及可溶性白细胞分化抗原30等含量也升高
[6]
。
研究表明T细胞及其细胞因子可能通过以下途径导致TAO发生：（1）促进趋化因子配体分泌。IFNγ、TNFα可刺激眼外肌细胞、纤维母细胞及脂肪前体细胞分泌趋化因子配体（Cxc chemokine ligand，CXCL）-9、-10、-11和CCL （chemokine cc-motif ligand），参与TAO发病。这种刺激作用呈剂量相关性，并具有协同效应
[7,8]
。趋化因子可募集Th1细胞到达炎性反应部位，释放细胞因子IFNγ等，形成放大的反馈环路，使得炎性反应持续存在
[9,10]
。过氧化物酶体增殖物活化受体γ（peroxisome proliferator-activated receptor-γ，PPARγ）可抑制IFNγ、TNFα的刺激作用而减少CXCL的分泌，进而起到抗炎作用
[7,8]
。（2）促进前列腺素E
2
（prostaglandin E
2
，PGE
2
）释放。大量体外研究发现在促炎因子，如IL-1β的刺激下，核因子κB （nuclear factor-kappa B，NF-κB）信号通路被激活，TAO患者眼眶成纤维细胞合成大量环氧化酶2 （cyclooxygenase-2，COX-2），催化PGE
2
生成，介导炎性反应过程
[11,12]
。研究发现IFNγ可激活Jak2通路，促进TAO患者眼眶成纤维细胞表面白细胞分化抗原（cluster of differentiation，CD ）40高表达，CD40-CD40配体共刺激途径启动细胞免疫反应，诱导合成前列腺素H合成酶（prostaglandin H synthase，PGHS）、PGE
2
[13]
；同时，CD40-CD40配体可刺激成纤维细胞分泌更多的IL-6、IL-8及MCP-1等细胞因子
[14]
，放大并维持炎性反应。（3）促进黏附分子分泌。体外研究结果表明，在IL-1a、TNFα及IFNγ等细胞因子的刺激下，TAO患者眼眶成纤维细胞分泌大量黏附分子，如细胞间黏附因子（intercellular adhesion molecule，ICAM）1、血管细胞黏附分子（vascular cell adhesion molecule, VCAM） 1等
[15,16]
。近年来，大量研究发现CD40-CD40配体共刺激途径在黏附分子的分泌中起重要作用，CD40-CD40配体可通过丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）、磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidyl Inositol 3-kinase ，PI3K）及NF-κB通路，引起TAO患者眼眶成纤维细胞高表达VCAM-1、E选择蛋白、IL-6等细胞因子
[17,18,19]
。黏附分子与趋化因子共同参与淋巴细胞的移动，介导淋巴细胞与基质间的相互作用。（4）促进TAO自身免疫反应。van Steensel等
[20]
发现由于淋巴细胞、巨噬细胞和肥大细胞浸润，TAO患者眼眶成纤维细胞中血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF ）-AB、-BB表达增多，其可刺激眼眶成纤维细胞表达促甲状腺素（thyroid-stimulating hormone，TSH）受体，从而扩大TSH受体刺激性自身免疫抗体的致TAO病理作用，以PDGF-BB效果最为明显。PDGF还可增强TSH、Ig刺激眼眶成纤维细胞产生细胞因子如IL-6和透明质酸产物的能力
[21,22]
。（5）促进脂肪干细胞增殖分化和脂质堆积。Matos等
[23]
研究发现TAO患者眼眶脂肪组织的胰岛素样生长因子1 （insulin-like growth factor-1 ，IGF-1）含量增多，而IGF-1可上调脂肪形成标志蛋白如脂肪连接蛋白、瘦素、脂肪酸结合蛋白等的含量，促进脂肪干细胞增殖分化和脂质堆积
[24]
，引起眼球突出等症状。此外，PDGF-BB也可刺激眼眶成纤维细胞分化为脂肪细胞，促进合成、分泌脂肪
[25]
。（6 ）刺激成纤维细胞分泌大量氨基葡聚糖
[26]
、透明质酸
[14,20,26]
等物质，促进TAO形成。此外，Lim等
[12]
发现透明质酸与CD44结合，激活MAPK及NF-κB信号通路，导致眼眶成纤维细胞合成大量COX2，引发TAO炎性反应。
（二）与TAO相关的抗原及抗体
1．TSH受体：
早在1967年Kriss等
[27]
就提出甲状腺与眼眶受累组织间存在共同抗原，其中TSH受体可能是引起眼部自身免疫反应的重要抗原。TAO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TSH受体，后者作为抗原使机体产生相应自身抗体，引起自身免疫反应。此外，抗TSH受体抗体还与TAO的活动性、严重性以及治疗效果有关，这可能与结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）导致的组织纤维化有关
[28,29,30]
。最近的研究结果表明，因TSH受体与IGF-1受体存在交叉抗原，TSH受体抗体可激活IGF-1受体，促进IGF-1的产生
[31]
。目前备受关注的抗TSH受体抗体主要是甲状腺刺激性免疫球蛋白（thyroid stimulating immunoglobulin, TSI）和M22。几乎所有TAO患者均可检测到存在TSI，并且TSI的浓度与TAO的临床活动性及严重程度有关
[32,33,34,35]
。M22是抗TSH受体的一种单克隆抗体，Turcu等
[36]
和Kumar等
[37,38,39]
发现M22可能通过PI3K信号通路的激活而刺激TAO患者眼眶脂肪细胞分化成熟，引起脂质堆积，促进透明质酸分泌；M22、TSH还可促进TAO患者眼眶成纤维细胞表达促炎因子IL-6
[4,39]
，而IL-6可促进眼眶成纤维细胞表达TSH受体，从而加重自身免疫反应
[40]
。van Zeijl等
[41,42]
也证实M22与TAO发病有关，并且眼眶成纤维细胞分化成熟后，透明质酸分泌量增多，TSH受体表达增加
[43]
。因此，推测TAO早期在M22刺激下，未分化的眼眶纤维母细胞分泌炎性细胞因子和透明质酸引起眼病表现，随着眼眶成纤维细胞逐渐分化成熟，中晚期TAO临床症状更严重。
此外，局部的抗原呈递细胞对TSH受体进行识别吞噬并加工后，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
[44]
。研究发现血清TSH受体的浓度与TAO的临床活动度以及严重程度有关，通过检测TSH受体浓度可以预测TAO患者的预后
[45]
。
2．眼肌膜抗原：
与TAO发病有关的眼肌膜抗原主要包括3种，即G2s、隐钙素、黄素蛋白Fp。Gunji等
[46]
发现TAO患者血清抗G2S抗体的检出率明显高于对照组，并且病程少于3年者，抗G2S抗体的阳性率更高，提示G2S可能是TAO的早期标志。Nguyen等
[47]
发现隐钙素可使TAO患者的T淋巴细胞大量增殖，引起眼外肌淋巴细胞浸润，而G2s此作用并不明显。Fp是线粒体琥珀酸脱氢酶亚单位，炎性反应和免疫反应可导致眼肌纤维损伤及线粒体破裂，其相应抗体是反映眼肌损伤的标志。
二、遗传因素
大量研究表明，遗传因素在TAO发病中起到关键作用。研究发现不同种族人群TAO的发病率
[48]
及临床表现
[49]
不同。与白种人相比，黄种人TAO的发病率更低，眼球突出、眼外肌受累等眼部表现较轻。此外，TAO发病的性别和年龄差异也与基因有关。
（一）人类白细胞抗原基因
人类白细胞抗原（Human leukocyte antigen, 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。大量研究发现白种人的高度易感基因是DRB1 *03，而在黄种人的HLA-A11、B5、DR14及Dw12基因是TAO的易感基因，HLA-DPw2被认为是保护基因
[50,51,52,53,54]
。此外，不同性别人群对TAO的易感性不同，可能与PRR3、ABCF-1基因有关。这两种基因均位于6号染色体，PRR3编码一种DNA结合蛋白，ABCF-1基因对结合核糖体、促进转录启动有重要作用。Liu等
[54]
对我国台湾地区的GD患者进行研究，发现女性患者的PRR3基因rs2074503位点上的A等位基因、ABCF-1基因rs1264439位点上的T等位基因是TAO的保护基因，而对于男性这些基因则是易感基因。
（二）细胞毒T淋巴细胞相关抗原4 （Cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4, CTLA-4）基因
CTLA-4是由CTLA-4基因表达的一种白细胞分化抗原，是Treg细胞上的特异性受体，对T细胞功能起到负性调节作用，通过与CD28竞争性结合CD80或CD86，干扰T细胞活化和正常免疫反应的启动。Pawlowski等
[55]
发现，在重度TAO患者的眼眶组织中，CTLA-4表达明显降低，提示Treg细胞功能障碍与重度TAO有关。并且，Vaidya等
[56]
首次发现CTLA-4基因外显子1的A(49) G序列与TAO发病有关，此基因使TAO发病风险增大了2倍。Han等
[57]
提出CTLA-4基因外显子1的A(49) G序列也是中国人TAO的易感基因。
（三）其他基因
近年来，随着基因研究的逐步深入，越来越多的研究发现，除了上述经典的基因外，还有很多基因在TAO的发病中起到重要作用。Ban等
[58]
发现在日本BCL2L15基因的rs2358994位点基因多态性与GO患者发生TAO有关。Liao等
[59]
提出CD80 rs9289131-CD86 rs9831894为G-A单体型，是TAO的保护因素，携带此基因型的TAO患者眼部表现较轻，血清游离T4水平正常。Liu等
[60]
发现对于我国台湾地区人群，CD103基因rs1716、rs3744679、rs11652878、rs16953477及rs9905739位点基因型GCGCG是TAO的保护基因。Kuś等
[61]
研究发现甲状腺过氧化物酶（thyroid peroxidase ，TPO）基因虽与GD无明显相关性，但TPO基因上的rs11675434可能是TAO的易感位点之一。Liu等
[62]
发现在我国汉族人群中，IL-1α基因rs1800587位点的TC及TT基因多态序列是TAO的易感基因型，而IL-1β基因rs16944位点的AA基因多态序列是TAO的保护基因。Wescombe等
[63]
和Lahooti等
[64,65]
在TAO患者的甲状腺组织中发现隐钙素CASQ1和2基因表达明显上调，并且CASQ1基因的rs74123279、rs3838216及rs2275703位点可能是TAO的基因标志。Niyazoglu等
[66]
的研究发现PARP-1C410T可使GD患者发生TAO的风险增大1.7倍。相关研究结果显示，在韩国人群中TAO患者的甲基叶酸还原酶（methylenetetrahydrofolatereductase ，MTHFR）基因的TT纯合子基因型的出现率显著高于健康人，MTHFR 677CT/1298AA基因型可降低GO患者患TAO的风险；在中国人群中，MTHFR 677CT+ TT基因型则是保护基因
[67,68]
。TAO发病可能还与眼眶成纤维细胞表面的雌激素受体-α基因的表达有关
[69]
。
此外，对于年轻的TAO患者，遗传因素对发病的影响较环境因素更大
[70,71]
。Jurecka-Lubieniecka等
[72]
发现在年轻（年龄<30岁）的GD患者中，TSH受体基因上rs179247序列为AA基因型的患者发生TAO的风险更小，而在中老年人中无此差异。
我国对基因的研究主要集中在基因与GD的关系，而关于TAO遗传易感性的研究很少。蒋玲等
[73]
发现在中国汉族人群中，CTLA-4基因外显子33'非翻译区（AT ）n重复片段的多态性与GD易感性有关，GD患者106 bp等位基因频率明显高于健康人群，在伴与不伴TAO的GD患者中未发现等位基因频率有明显差异；研究者推测CTLA-4基因多态性影响mRNA的稳定，进而影响对GD的易感性。陈晓铭等
[74]
研究发现在我国粤西汉族人群中，GD患者CD40基因（rs1883832）上等位基因C的分布频率高于健康人群，并且携带C等位基因的GD患者的TRAb水平较TT基因型者高，而基因的分布频率在伴与不伴TAO的GD患者中没有差异，提示CD40 C/T多态性（rs1883832）与GD及TRAb水平有关，而与TAO无关。
三、氧化应激
活性氧族（reactive oxygen species，ROS）可损伤蛋白、核酸及脂质，生成硫代巴比妥酸反应物、8羟化脱氧鸟苷（8-hydroxy deoxyguanosine，8-OHdG）、丙二醛（malondialdehyde ，MDA）等物质。组织、血清中的抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase ，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase ，GPx）以及非酶类抗氧化物，如谷胱甘肽（glutathione，GSH ），可清除活性氧，保护组织免受损伤。TAO患者眼眶局部的自身免疫性炎性反应可影响ROS代谢及抗氧化酶活性，使ROS生成增多，进而加重组织损伤
[75]
。李强等
[76]
发现，TAO患者氧自由基可能通过激活Jak2-STAT3通路，治疗转录因子RORγt上调IL-17基因表达，诱导Th17淋巴细胞分泌IL-17，此过程可用VitC改善。IL-17可进一步诱导TNFα、IL-1β、INFγ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
[77,78]
。因此，通过改善氧化应激可以减少IL-17释放，从而减轻细胞因子的损伤作用。研究发现TAO患者尿和血清中的8-OHdG含量、血清MDA水平均与TAO病情发展呈正相关性明显增高，而血清GSH水平显著降低，经糖皮质激素治疗后，这些指标得到明显改善
[79,80,81]
。Hondur等
[82]
通过检测TAO患者和健康人眼眶的纤维脂肪性组织样本发现，TAO患者眼眶组织中过氧化氢脂质水平以及SOD、GPx的活性升高，而GSH水平显著降低，并且GSH下降程度与TAO病情呈正相关。这说明在TAO患者的眼眶组织中，抗氧化活性可能增强，但强烈的氧化应激反应使抗氧化物耗尽，造成氧化损伤。此外，Tsai等
[83]
研究发现TAO患者眼眶成纤维细胞中8-OHdG、MDA、超氧阴离子及H
2
O
2
含量高于健康人，而超氧阴离子可呈剂量依赖性促进TAO患者眼眶成纤维细胞大量增殖，产生氨基葡聚糖
[74]
，出现眼病表现。研究者还发现，氧化应激可使眼眶成纤维细胞中CTGF、纤维连接蛋白、载脂蛋白的表达增加，其中以CTGF最为明显，其可以引起细胞迁移、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，推测与TAO的发病有关
[84]
。Huang等
[85]
也发现CTGF在男性TAO患者的眼眶成纤维细胞中表达显著增多，并且CTGF的增多与疾病的活动性与严重性有关。综上所述，氧化应激反应与免疫炎性反应互为因果、相互作用引起TAO，而眼眶成纤维细胞可能是氧化应激反应的主要靶细胞。研究发现硒具有显著的抗氧化、抗炎以及免疫调节作用，可以改善中度TAO患者的临床表现
[86,87]
。
