VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6在橋本甲狀腺炎患者不同甲狀腺抗體水平下的作用

盧亞敏, 邢晨皓, 陳芳, 劉光霞, 侯瞻, 張溢文

(1.河北省人民醫院 核醫學科; 2.河北北方學院 研究生學院, 河北 石家莊市 050051)

血管細胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)是內皮功能障礙的生物標志物,在炎癥期間參與白細胞黏附和遷移到間質,介導一些免疫細胞的功能作用,與各種免疫疾病的進展密切相關,已被提議作為自身免疫疾病、癌癥等的生物標志物[1]。研究表明血清VCAM-1在類風濕關節炎中升高,與疾病活動、氧化應激和炎癥因子密切相關[2]。單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)在基于甲狀腺激素的反饋中發揮作用[3],依賴甲狀腺激素增加分泌,它也隨著脂肪細胞組織的增大而增加,通過各種刺激機制在橋本甲狀腺炎(hashimoto thyroiditis,HT)中起作用。 IL-17參與HT的發病機制[4],特別是通過促進炎癥反應對HT等自身免疫性疾病起到破壞甲狀腺組織作用,可用作 HT 疾病診斷、預后和隨訪的潛在生物標志物。

HT是典型的自身免疫性疾病,以甲狀腺特異性自身抗體增加為特征,常見細胞炎癥浸潤。遺傳因素、環境因素、細胞因子對HT發生發展等均起重要作用[5]。 目前尚無確切機制闡明HT與甲狀腺抗體相關疾病的嚴重程度和差異的關系,為探究此問題,本研究回顧性分析了HT患者的VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6和糖脂代謝生化指標的變化,分析了與甲狀腺功能相關抗體水平的相關性和影響甲狀腺功能相關抗體水平的因子,為進一步研究橋本甲狀腺炎的發病機制提供理論基礎。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2022年1月至2022年12月在河北省人民醫院門診及住院的HT患者241例,納入標準:①血清自身甲狀腺抗體檢測中,甲狀腺過氧化物酶抗體(TPOAb)或甲狀腺球蛋白抗體(TGAb)呈陽性;②超聲檢測顯示甲狀腺腫大,也可腫大不明顯,甲狀腺腺體內部呈彌漫性改變、回聲減弱等,或伴有結節等。排除標準:①合并其他急慢性炎癥疾病;②肝腎功能不全;③嚴重呼吸系統疾病;④腫瘤放射治療及化療;⑤嚴重心血管疾病;⑥妊娠期或哺乳期;⑦嚴重精神疾病和傳染病等。按照TPOAb和TGAb的水平,TPOAb<34 IU/mL,TGAb<115 IU/mL為正常對照組(90例),TPOAb<34 IU/mL,TGAb>115 IU/mL為TGAb陽性組(79例),TPOAb>34 IU/mL,TGAb<115 IU/mL為TPOAb陽性組(72例),TPOAb>34 IU/mL,TGAb>115 IU/mL為雙陽性組(90例)。組間性別及年齡相比較,差異均無統計學意義。

本研究已取得河北省人民醫院倫理委員會的同意(審批號:2020科研倫審第204號),所有研究對象均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 儀器與試劑

生化分析儀及配套生化試劑(美國貝克曼公司, AU5800);生化試劑(美國貝克曼公司,血糖:OSR6121;HDL-C:OSR6287;LDL-C:OSR6183;TC:OSR6116;TG:OSR61118);電化學發光分析儀(羅氏公司,cobas e602);甲狀腺激素及其抗體試劑(羅氏公司,T3:11731360122,T4:12017709122,TSH:08429324190, FT3:06437206190,FT4:07976836190,TPOAb:06368590190,TGAb:06368697190);酶免儀(賽默飛世爾科技有限公司,Multiskan Fc),VCAM-1、MCP-1試劑(四正柏生物有限公司,CHE0110-96;CHE0103-96);流式細胞儀(美國BD公司,FACS Canto);IL-6、IL-17試劑盒(江西賽基生物有限公司,P010002)。

1.2.2 實驗方法

所有受試者均清晨空腹取靜脈血5 mL,生化分析儀測定血脂、血糖等指標,GPO-POD法測定膽固醇(TC)和甘油三酯(TG)水平,己糖激酶法測定血糖;羅氏公司cobas e602電化學發光分析儀檢測甲狀腺激素及其抗體;ELISA法檢測VCAM-1、MCP-1指標;流式細胞儀檢測血清中的細胞因子IL-6、IL-17的水平。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 各組年齡、甲狀腺激素和抗體及血脂、血糖指標的比較

各組年齡及女性占比無差異(P<0.05),抗體陽性組TSH、TC、TG、LDL-C、FPG與對照組比較有顯著差異(P<0.05),雙陽組升高明顯;FT3、FT4、HDL-C水平紊亂,各組比較也存在顯著差異(P<0.05),見表1。

表1 一般資料比較Table 1 Comparison of general data among study groups and control group

2.2 各組炎癥因子水平比較

抗體陽性組VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6與對照組比較有顯著差異(P<0.05),雙陽組升高明顯。各組炎癥因子表達水平比較見圖1。

1)P<0.01。圖1 流式細胞儀分析各組炎癥因子表達水平Figure 1 Expression level of inflammatory factors in each group by FACS

2.3 相關性分析

VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6之間相關性用Pearson相關分析,VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6與TPOAb、TGAb之間相關性用Spearman相關分析。

VCAM-1與TPOAb、TGAb、MCP-1、IL-17,IL-6均呈顯著正相關(r=0.37、0.427、0.322、0.311、0.258,P<0.01);MCP-1與TPOAb、TGAb、IL-17、IL-16均呈顯著正相關(r=0.364、0.176、0.416、0.328,P<0.01);IL-17與TPOAb、TGAb、IL-6均呈顯著正相關(r=0.245、0.224、0.422,P<0.01);IL-6與TPOAb、TGAb均呈顯著正相關(r=0.294,0.323,P<0.01)。

2.4 VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6的Logistic多因素回歸分析

控制影響甲狀腺功能的因素后,以正常對照組作參照,納入年齡、性別、VCAM1、MCP1、IL17、IL6、TC、TG、HDL、LDL、FPG作為自變量,不同甲狀腺功能抗體異常為因變量進行Logistic多因素回歸分析。分析VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6 4種炎癥因子對不同甲狀腺功能相關抗體水平的影響。結果顯示,VCAM-1、MCP-1、IL-17是不同甲狀腺功能抗體水平異常的危險因素,見表3。

3 討論

HT以甲狀腺特異性自身抗體TPOAb、TGAb升高為特征,本研究發現抗體陽性組尤其是雙陽組中VCAM-1、MCP-1、IL-17和IL-6水平較對照組明顯升高,表明VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6可能通過刺激TPOAb、TGAb表達水平升高促進甲狀腺激素紊亂,導致HT的發生發展。

VCAM-1是一種跨膜唾液酸糖蛋白,廣泛表達在活化內皮細胞,平滑肌細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、集成纖維細胞等表面。其生物學作用有:調節細胞和組織的分化、發育,參與淋巴細胞歸巢、炎癥細胞黏附和遷移到受損組織中等免疫應答過程[6]。研究表明HT患者的自身免疫過程包括自身抗體和T細胞激活,激活的淋巴細胞產生細胞因子,增加內皮細胞中VCAM-1的表達和抗原提呈細胞中ICAM-1的表達,導致慢性淋巴細胞浸潤和破壞[7]。VCAM-1與甲狀腺激素密切相關:在評估毒性彌漫性甲狀腺腫Graves病患者的踝臂指數(ABI)時,觀察到VCAM-1和游離T4對ABI降低的協同作用[8]。

VCAM-1在炎癥性疾病中發揮調節作用,刺激IL-6、IL-17等炎癥因子釋放從而加重變應性反應[9]。慢性腎臟病通過NF-κB信號通路啟動VCAM-1和MCP-1基因表達,二者協同發揮炎癥作用[10]。IL-17通過蛋白激酶C-α(PKC-α)和c-Jun N-末端激酶(JNK)信號級聯降低miR-5701的表達,從而影響 VCAM-1 依賴性單核細胞黏附[11]。IL-17可以通過激活Act1/TRAF6/TAK1級聯來刺激MCP-1的表達,促進自身免疫性疾病組織中炎性浸潤[12]。IL-17還通過 MCP 依賴性機制誘導特定亞型巨噬細胞浸潤以加重纖維化[13]。以上研究均表明,各炎癥細胞因子之間發揮協同作用。

VCAM-1、IL-6在HT和乳頭狀甲狀腺癌中升高[14],調控細胞增殖和血管再塑發育,與腫瘤侵襲密切相關。HT發病時,甲狀腺組織中MCP-1蛋白水平增加,甲狀腺自身抗體升高,MCP-1/CCR2信號軸能促進巨噬細胞、單核細胞和殺傷T淋巴細胞等多種炎癥細胞趨化至炎癥病灶進而發揮免疫作用[15]。細胞實驗誘導的HT模型中,miR-155通過調控JAK2/STAT3信號通路促進IL-17mRNA表達增加,影響變應原免疫療法(allergen immunotheropy,AIT)免疫失常狀態。Th17細胞及其分泌的IL-17能調節T淋巴細胞免疫功能,通過增強患者機體抗氧化功能降低TPOAb滴度[16]。本課題組前期研究表明自身免疫性甲狀腺疾病患者IL-17蛋白及其mRNA的表達水平增高[17],與TPOAb、TGAb等自身抗體顯著相關,協同其他炎癥因子作用不同的甲狀腺致病表型。

MCP-1及TPOAb水平與HT的發生率呈正相關,此為自身免疫性甲狀腺炎發病機制的一部分[18]。此外,MCP-1、IL-17、IL-23A、IL-6等細胞因子在甲狀腺眼病患者眼眶結締組織中高度表達,與血清TSH-R刺激抗體濃度顯著相關并影響臨床活動評分[19]。

IL-17也稱為IL-17A,具有多種生物學功能[20],它通過促進中性粒細胞募集和巨噬細胞炎癥因子產生等介導保護性免疫和增強屏障功能,驅動的炎癥通常由調節性 T 細胞、IL-6和IL-10等調控。如果失調,IL-17 可以在感染或自身免疫的情況下促進免疫病理學變化。IL-17在全身和局部都介導免疫反應,并且與甲狀腺眼病的臨床活性相關[21]。前期研究表明[17],IL-17 可激活 NF-κB 信號通路,刺激 TNF-α、IL-6 和 IFN-γ 等炎癥因子的產生和釋放,并參與自身免疫性甲狀腺損傷。IL-17驅動了炎癥的級聯放大效應,激活的炎癥因子破壞了甲狀腺濾泡細胞和組織,導致甲狀腺激素水平紊亂和抗體不斷產生。自身免疫過程本身可能對組織重塑產生重大影響[7],部分患者機體對甲狀腺激素的敏感性降低[22],造成血脂和血糖水平等代謝紊亂,并且與性別特定關聯,女性多于男性[23],與本研究結果一致。

在本研究中無論TPOAb陽性組還是TGAb陽性組VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6與TPOAb及TGAb均呈顯著正相關,表明在HT中各炎癥因子間相互促進分化調節過程,誘導炎癥程度越強,刺激機體應激反應產生的抗體越多,生物學效應越紊亂。TPOAb陽性組和TGAb陽性組中VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6水平沒有顯著性差異,雙陽組中這4種因子較單抗體陽性組顯著升高,考慮由于HT患者TPOAb的升高與炎癥有關,隨著炎性細胞大量浸潤,甲狀腺組織被逐漸破壞,導致TG逐漸釋放,TGAb與TG結合后,再通過NK細胞破壞甲狀腺細胞[24]。因此,認為TPOAb與TGAb雙陽性時,對甲狀腺組織的破壞性更強,更容易加重炎癥程度。雖然目前沒有明確的證據能證明TGAb可直接破壞甲狀腺組織,但高滴度的TGAb對本病的診斷有重要意義[25]。本研究結果表明,TGAb陽性組炎性因子水平較正常對照組顯著升高,甲狀腺激素水平紊亂,推測TGAb誘導炎癥水平升高間接破壞甲狀腺組織。

本研究兩兩比較結果發現,甲狀腺自身抗體單陽組和雙陽組4種炎癥因子的表達水平高于正常組,雙陽組又高于單陽組。經多因素分析結果顯示,VCAM-1、MCP-1、IL-17是不同甲狀腺功能抗體異常的危險因素。TPOAb可介導NK細胞活化和增強靶抗原表達細胞殺傷,介導免疫細胞募集和攻擊正常組織;惡化炎癥狀態,產生更多的炎癥因子直接損害甲狀腺細胞[26]。因此,VCAM-1、MCP-1、IL-17可以作為預測HT炎癥破壞程度和評估病情變化的有效指標,也為免疫治療橋本甲狀腺炎提供理論基礎。

本研究的不足之處:缺乏對甲狀腺功能抗體水平糾正后VCAM-1、MCP-1、IL-17、IL-6的水平變化的分析。

作者貢獻聲明

盧亞敏:提出研究思路,設計實驗,統計分析,撰寫及修改論文;邢晨皓,陳芳,劉光霞,侯瞻,張溢文:數據收集,統計分析,數據評估,撰寫論文。

利益沖突聲明

本研究未受到任何第三方資助,不存在潛在利益沖突。