甲状腺相关眼病眼表损害研究进展
甲状腺相关眼病眼表损害研究进展
作者：刘芳胡源徐飞鸿贾卉
来源：中华内分泌代谢杂志,,32(02)
甲状腺相关眼病(thyroid-associatedophthalmopathy，TAO)是成人最常见的一种免疫相关炎症性眼病。TAO的眼部病变非常广泛，不仅累及眼睑、眶内组织和眼外肌，TAO眼表损害症状包括结膜充血、水肿、暴露性角膜炎、干眼，免疫性角膜炎、严重者可导致角膜溃疡，甚至角膜穿孔。本文针对TAO眼表损害及其机制做简要叙述。一、TAO眼表损害
1．泪液的改变：有专题研究TAO显示，估计有65%～85%TAO患者同时也有干眼症状[1,2]。Huang和IsIskeleli等研究分别证实了TAO病例组较正常对照组泪膜破裂时间(tearbreak-uptimeBUT)缩短，角膜荧光素染色评分增高，基础泪液分泌减少和泪液渗透压增高[3,4]。TAO患者除了基础泪液分泌减少以外，泪液的成分也发生明显改变。一项研究表明，TAO患者IgA/溶酶体比为33%，但在对照组仅有3%[5]。Jiang等[6]发现在GO实验组泪液中，炎症相关的免疫球蛋白κ链c区(IgKC)和血清白蛋白组分减少；而在健康对照组中发现的新型补体C3，在GO实验组并未发现。Matheis等[7]发现TAO患者和正常人相比较，泪液中分子质量为、、的脯氨酸丰富蛋白(prolinerichprorein)4或者鼻咽癌相关脯氨酸丰富蛋白4的含量明显下调，U的B2微球蛋白的含量也明显下降；另一种U的溶菌酶c的含量明显上调。TAO治疗组和未治疗组相比，U的胱蛋白酶抑制剂C(cystatinC)的表达明显上调。此外，也有不少研究发现TAO患者泪液中细胞因子表达的异常。Huang等[3]采用多重磁珠法对21例TAO患者和10名健康对照泪液中的7种细胞因子1种趋化因子进行检测结果表明，白细胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-8在活动期TAO组显著高于非活动期TAO组及健康对照组，IL-17、肿瘤坏死因子(TNF)-α的浓度在活动期明显高于正常对照组；稳定期TAO患者泪液中IL-2的浓度显著高于正常对照组。而Cai等[8]发现稳定期TAO、正常对照组、活动期TAO患者泪液中IL-7的含量逐渐下降，且与眼眶组织中的含量一致。Yoon等[9]发现TAO泪液中神经生长因子含量明显上升，经过激素冲击治疗之后，其含量降至正常人水平。
2．角结膜病变：在大鼠甲状腺机能减退模型中，其泪腺腺泡上皮、结膜上皮和角膜上皮表达甲状腺激素受体β，提示泪腺和眼表组织是甲状腺相关激素的靶器官，在TAO病变过程中可能直接受累[10]。国外Ismailova和Eckstein研究发现TAO患者印记细胞学：严重的上皮萎缩伴多形性，过度的上皮剥落，上皮角化，并伴有局部白细胞的浸润，杯状细胞丢失，杯状细胞密度下降，核/质比降低，结膜细胞过度丢失[3,11]。Vllani等[12]采用共聚焦显微镜检查发现活动期TAO患者角膜上皮细胞数量降低，基质细胞密度增加，并且有更多活化的角膜基质细胞。国内许诺等[13]也有类似结果，并通过印迹细胞学检测发现，TAO患者杯状细胞密度下降，上皮细胞间距增大，核浆比下降，鳞状上皮化生。同时国内另一项研究表明TAO患者角膜中央厚度值低，并且角膜的对称性发生改变，从而影响角膜的屈光力[14]。这是由于甲状腺相关眼病能引起眼部肌肉的纤维化及增粗，从而导致眼部肌肉对眼球各个方向张力的改变。
3．角膜神经病变：角膜神经除了维持角膜感觉外，对角膜的离子运输、上皮有丝分裂和角膜创伤愈合等具有重要作用。角膜感觉是角膜神经最突出的特征，具有保护眼前部的作用。因角膜组织缺乏血管，因此其营养和代谢与角膜神经有密切相关。共焦显微镜检查发现角膜神经纤维比正常对照组低，同时出现神经芽、扭曲的改变[12]，并且有研究证实TAO患者的早期角膜敏感度就有所降低[1]。而另一项研究证实TAO泪液中神经生长因子含量明显上升[9]。神经生长因子(nervegrowthfactor，NGF)作为一种神经营养因子及免疫调节因子，在感觉神经元的存活、生长、分化以及促进伤口愈合中发挥十分重要的作用，可以促进角膜神经的再生。所以更进一步提示在TAO中出现了角膜神经的损伤。
4．泪腺改变：不少研究证实TAO患者的泪腺易受累，提示泪腺病变从而导致的泪液质或量的异常可能是TAO眼表损害的另一重要原因。影像学检查提示在一些病例中存在泪腺组织增大。眼部CT扫描泪腺结果表明：TAO患者与正常人相比泪腺体积较大。并且TAO患者左右两侧泪腺体积无显著差异，TAO患者男性和女性的泪腺体积无显著差异[15]。Eckstein等[11]研究发现TAO患者的泪液分泌减少，与眼表损伤程度呈明显相关，并首次证明泪腺腺泡细胞表达TSHR。同时国内研究证实：20例TA0患者中18例ICAM-1在泪腺组织血管内皮细胞的表达明显升高。TAO患者组比正常对照组ICAM-1在泪腺上皮细胞和淋巴细胞中的表达明显升高[16]。国内黑砚等[17]人研究证实：TAO泪腺的主要病理改变是淋巴细胞多灶性浸润和脂肪组织的明显增生，后者将泪腺组织分割成多个小巢状。
由此我们可以总结下TAO患者眼表损害的特征包括泪液渗透压的升高，泪液中炎性细胞因子及蛋白成分的异常；患者早期可出现角膜神经敏感度下降，触觉阈值升高，角膜神经纤维变细、分支减少等形态变化；角结膜可出现严重的上皮萎缩和剥落，鳞状上皮化生，并伴有局部白细胞的浸润，严重者导致角膜感染甚至角膜溃疡；泪腺腺泡细胞可表达TSHR，并有淋巴细胞多灶性浸润和脂肪组织的明显增生。这些都说明TAO患者不仅累计眼睑、眶内组织和眼外肌，也会导致眼表的损害，更值得注意的是角结膜、泪腺很可能是甲状腺激素的靶器官，但是这还需要大量临床研究来证实。
二、TAO眼表损害的机制
1．甲状腺激素相关机制：从整体看，甲状腺激素影响机体物质代谢，若甲状腺激素分泌过多则会促进蛋白质分解，引起负氮平衡而导致泪液中蛋白质合成受阻。并且已有关于Graves眼病患者泪液的研究证实泪液中存在异常蛋白质[6,7]。同时甲状腺激素具有促氧化与产热作用，TAO合并甲亢的患者基础代谢率及产热增加，可以导致蒸发过强型干眼。甲亢时，由于肌蛋白被分解，可导致肌力减弱，睑板腺脂质排除受阻；由于脂肪分解可导致脂质的成分变化，由于不同脂质熔点不同，亦可导致脂质自睑板腺内排出的动力学改变，从而因泪膜中脂质减少导致蒸发过强型干眼。
从局部看，眼表损害可能与甲状腺激素直接相关。已有研究证实；泪腺腺泡上皮、结膜上皮和角膜上皮表达甲状腺激素受体β[11]，并且Gupta等[18]发现眼表的症状和体征(如异物感、流泪、干涩感、结膜充血等)是TAO患者早期的表现，可能早于上睑退缩和眼球突出的出现，甚至可作为甲状腺功能异常的首发症状，提示泪腺和眼表组织是甲状腺激素的靶器官，并且在TAO病变过程中可能直接受累。
2．炎症机制：近期许多研究发现，TAO眼表损害与眼表炎症有关。TAO眼部解剖位置改变包括眼球突出、上睑退缩、迟落、眼睑闭合不全、眼球运动受限等，造成暴露性角膜炎，泪液蒸发过强和泪液渗透压的升高。Huang等[3]研究结果表明：TAO患者泪液中IL-1、IL-6、IL-8等炎性因子表达明显升高，且与TAO临床活动度(CAS)评分呈正相关，提示了炎症是TAO眼表病变的主要因素。同时研究证实TAO患者泪液渗透压升高，并且与眼球突出、睑裂增宽有关[4,19]。在小鼠中，泪液高渗刺激促炎细胞因子包括IL-1β，TNF-α和MMP-9的表达增加[20]。同时高渗也可引起角膜上皮细胞的病理改变，其中MMP-9可裂解具有角膜上皮屏障功能的底物如角膜上皮基底膜和紧密连接蛋白[21]。这种上皮损伤后又会诱使更多的炎症因子产生和细胞凋亡并从而加重眼表的损害。而这些细胞因子可激活MAPK级联，进一步刺激炎症细胞因子的产生[22]。这个循环可导致眼表的进一步炎症反应。在这些炎症细胞因子中IL-1β作为一种促炎因子，与受体结合后引起多种炎症因子释放与信号转导通路介导的生物效应发生，如丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)通路、蛋白激酶C(PKC)通路、PDK通路等。同时IL-1β还能减少乙酰胆碱和去甲肾上腺素等神经递质的释放，从而影响神经调控的泪液分泌，造成泪液分泌缺乏，从而导致眼表的干涩[23]。IL-6是一种多功能细胞因子，可由多种免疫或非免疫细胞产生，如淋巴细胞、成纤维细胞、内皮细胞等，它主要涉及急性期反应蛋白的产生、T细胞活化及B细胞至浆细胞的转化，是眼病炎症反应中的重要因子。TNF-α主要由巨噬细胞产生，具有广泛的生物活性范围，可以改变多重靶细胞的功能，可以诱导炎性细胞产生IL-1，是细胞黏附和趋化的主要介质，主要负责炎症期间细胞迁移的调控。国外Huang[3]和Ujhelyi[23]的研究均提示TAO患者泪液中存在高浓度的IL-17A。IL-17具有强烈的促炎作用，可以诱导促炎性细胞因子，如IL-6、IL-8、趋化因子和基质金属蛋白酶的表达，可以引起组织细胞浸润和组织破坏，也参与中性粒细胞的增生、成熟和趋化，并能促进树突状细胞的成熟。值得注意的是IL-17主要是由Th17分泌的，而Th17是近年来免疫学的新突破，并改变了以往认为Th细胞只存在Th1和Th2两种亚群的经典学说。Th17属于CD4＋T淋巴细胞亚群，特异性地分泌IL-17家族细胞因子(IL-17A～F)，可与IL-17受体(IL-17receptor，IL-17R)结合，在实验性自身免疫性脑脊髓炎、类风湿性关节炎等自身免疫性疾病的致病过程中发挥重要作用[24,25]。并且已有国外研究证实，Th17不仅可以引起角膜屏障的破坏，造成角膜损伤，并且是干眼的主导致病因子[26]。同时国内也有研究证实这一点，高彩凤等[27]采用PCR-Array法测定眼表Th17相关细胞因子含量，包括IL-17A、IL-6、IL-8、IL-22、IL-23mRNA的表达，发现结膜中IL-17A的表达水平与干眼的严重程度呈明显相关，表明干眼是由Th17细胞介导的免疫性炎症，且在干眼的发展中发挥重要地位。由此我们可以推测在TAO患者眼表组织及泪液中存在Th17细胞，并且对于眼表造成损害，但是尚未有关于TAO患者眼表组织及泪液中Th-17细胞的研究，所以这可以为我们下一步研究炎症机制提供思路。
Ujhelyi等[28]对Graves眼病组和Graves病不合并眼眶病变组的泪液成分进行分析，结果显示两组泪液中IL-1β、IL-6、IL-13、IL-17A、IL-18、TNF-α和RANTES的含量均明显增高，但是其含量差异无统计学意义，表明TAO的眼表损害可以先于眼眶病变，提示眼表组织炎症作为Graves眼病的先兆。Vllani等[12]采用共聚焦显微镜检查发现活动期TAO患者角膜中有更多活化的角膜基质细胞，该细胞是眼表炎症的一个重要生物标记，提示TAO患者眼表组织存在明显的炎症反应。另一项共聚焦显微镜关于GO患者结膜的检查发现，GO组球结膜浅表上皮细胞密度、杯状细胞密度显著低于健康对照组，同时朗格汉斯细胞密度高于健康对照组；结膜上皮印迹细胞学显示GO组鳞状上皮化生程度高[29]。另一项研究显示：活动期TAO与稳定期TAO结膜上皮细胞中HLA-DR＋表达的百分比与健康对照组相比显著升高[30]。HLA-DR已证实是眼表免疫炎症反应严重程度和评估抗炎药物作用的重要指标[31,32,33]。这些都提示炎症损害累及了角结膜。
泪腺病变所继发泪液质或量的异常可能是TAO眼表损害的另一重要原因。因此，TAO患者泪腺的促甲状腺激素受体抗体的结合可引起异常的信号传导和导致泪腺功能障碍从而引起泪液分泌不足[11]。已有证实TAO患者泪腺组织高表达ICAM-1[16]。ICAM-1是一种细胞表面蛋白通过结合细胞外基质成分来协助细胞迁徙。ICAM-1能促进免疫细胞对眼表组织浸润。TAO眼表损害机制可能在ICAM-l辅助下，泪腺上皮细胞作为抗原递呈细胞具有向间质中浸润的T淋巴细胞呈递自身抗原的能力，使T淋巴细胞活化增殖，并与泪腺腺泡细胞中的交叉抗原TSH-R结合，合并释放炎性细胞因子，随泪液分泌至眼表，引起眼表的损害。
3．其他机制：角膜的感觉神经来自于眼球后肌锥内的睫状神经，TAO患者眼眶内组织水肿、肿胀，有可能使三叉神经分支水肿。若达到一定程度，一方面降低角膜神经对角膜的营养作用，对上皮创伤愈合能力下降；另一方面，使有的个体角膜敏感性增加而有的个体知觉减退，后者可引起瞬目减少，继发蒸发过强型干眼，减弱泪膜对角膜的保护作用。角结膜的营养主要来自于球后眼动脉的分支睫前动脉。当眼外肌增粗及眶脂肪的增生导致眶压增高较重时，会影响到眼动脉和视网膜中央动脉的血流动力学改变。Kiseleva等[34]发现在失代偿期的TAO患眼有典型的眼局部缺血的Doppler超声改变。即当眶压增高到一定程度，以至于失去代偿平衡时会导致眼表血液循环的异常，并通过缺血-缺氧再灌注损伤机制导致角结膜上皮细胞损伤。
三、TAO治疗
TAO患者包括许多治疗方法：保守治疗、糖皮质激素治疗、免疫调节治疗、眼眶部放射治疗和手术治疗，目的在于减轻眼球突出、眼睑闭合不全等相关眼征，进而减少眼表的损伤。糖皮质激素作为治疗TAO患者的首选用药，主要适用于活动期的中重度患者。其机制为减少炎症病灶周围的免疫活性细胞，减少血管扩张，稳定溶酶体膜，抑制吞噬作用，减少前列腺素和其他炎性介质的产生，来抑制免疫反应；还可通过抑制毛细血管和纤维母细胞的增生，抑制胶原蛋白、黏多糖的合成。成纤维细胞增生是TAO发生的重要原因，糖皮质激素可抑制成纤维细胞增生，减少氨基葡聚糖的分泌，从而减轻组织水肿；也可减少成纤维细胞产生花生四烯酸，进一步阻断炎性介质的产生。
而针对TAO眼表损害主要是采用局部药物治疗。许多电解质或者多聚物类滴眼液可以进行泪液替代的补充治疗。降低泪液的渗透压也是一个可行的方法，一种低渗的人工泪液，但是它仅能短暂的维持一段时间，可供选择的还有一种可以进入上皮细胞内并降低细胞内外的渗透压差的滴眼液。当TAO患者眼表炎症较重时，可以采用联合抗炎药物的治疗。例如糖皮质激素，环孢素，四环素类滴眼液药物等。由于局部糖皮质激素的应用可能导致眼压升高和白内障的加速发展，因此并不建议长期使用。已有大量研究证实，炎症反应涉及到TAO和干眼的发病机制，所以抗炎治疗对于TAO患者眼表损伤也是有所帮助的。环孢素(CsA)可以抑制T细胞的聚集并且降低眼表上皮细胞的凋亡，然而CsA对于TAO患者眼表的治疗却存在不同结果。在一项研究中，CsA治疗TAO患者2个月后发现Schirmer、BUT值提高，OSDI评分下降，结膜上皮细胞凋亡减少，MMP-9的表达有所下降[21]。然而，与此相反，另一项研究中并未发现CsA相比人工泪液对于TAO患者眼表损害的治疗有优势[35]。
TAO眼眶放疗是一种有效的治疗方法，其机制是杀伤球后浸润的对放射线敏感的淋巴细胞和成纤维细胞，可以有效改善眼外肌运动和减轻复视，改善局部软组织症状和视神经受累，降低眼病的活动度并且后续治疗较少，是有效的治疗方法。然而，有一些证据表明放射治疗会加重TAO患者干眼的症状。在一项研究中，对TAO患者观察眼眶部放射治疗后的影响：虽然12/17的患者病情得到稳定的控制，但是仍有6/17的患者发展为慢性干眼[36]。在另外两项眼眶部放射治疗研究中，超过90%患者病情趋于平稳，但是10%～12%的患者同样会发展为慢性干眼[37,38]。提示眼眶部放射治疗有可能导致眼表的损害。
TAO手术治疗主要包括眶减压手术，斜视矫正术和眼睑矫正术。例如眼睑矫正术，将会减少泪液过度的蒸发。然而，眼睑矫正手术有可能损伤泪腺，从而导致泪腺功能障碍，泪液缺乏的可能性。一项国外的研究TAO患者行Müller肌切除术后，Schirmer值降低[39]，虽然这个研究中的患者数量较小，但是却为我们提出了问题，TAO手术治疗的同时也许会导致眼表的损害。
总结综上所述，随着甲状腺疾病患者的日益增加，TAO患者眼表损害逐渐受到重视，改善干眼症状，延缓病程，以此有助于提高TAO患者的生活质量。近年来研究认为TAO眼表疾病发作的重要原因可能由于眼表炎症的存在，并有大量临床研究表明TAO患者容易出现眼表异常，包括泪液质和量改变、角膜神经损害、角结膜上皮结构和功能的破坏，泪腺结构和功能的破坏。尽管炎症被认为是TAO眼表损害的发病核心，但是参与疾病发生、发展的细胞因子、信号通路及其相互之间的关系还不十分清楚，泪液高渗透压、干燥环境等外界应激是如何激活细胞内、外炎性因子分泌，导致细胞损伤和凋亡；Th17是近年来免疫学的新突破，Th17虽然在干眼发病中已不断被研究证实，但是对于TAO患者眼表组织中的Th17尚未有研究，还需大量的研究来证实，这也就为我们在今后的研究中提供了新思路。相信随着科学研究的不断深入，TAO患者眼表损害的机制会逐步完善。
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