橋本氏甲狀腺炎患者氧化抗氧化失衡狀態(tài)的研究

楊建元,江學(xué)慶,楊永剛,韓永紅

(武漢市中心醫(yī)院甲狀腺乳腺外科,湖北武漢 430014 )

活性氧自由基是正常細(xì)胞新陳代謝的產(chǎn)物，低濃度的活性氧是細(xì)胞內(nèi)的許多生化過(guò)程的必要條件，而過(guò)量的活性氧通過(guò)與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA反應(yīng)來(lái)抑制它們的正常功能引起細(xì)胞損傷[1-2]。在生理?xiàng)l件下，人血清紅細(xì)胞中存在的多種酶和非酶防御系統(tǒng)稱為抗氧化劑，以防止由活性氧積累引起的損傷。當(dāng)活性氧的內(nèi)源性產(chǎn)生與抗氧化防御機(jī)制之間發(fā)生不平衡即氧化應(yīng)激時(shí)，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的釋放增加以及酶功能改變引起炎癥和細(xì)胞損傷。因此，氧化應(yīng)激被認(rèn)為與幾種炎癥和免疫介導(dǎo)的疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，包括自身免疫性甲狀腺疾病(AITD)[3-4]。

甲狀腺功能亢進(jìn)和甲狀腺功能減退已被認(rèn)為與氧化應(yīng)激相關(guān)。既往關(guān)于甲狀腺自身免疫性疾病患者氧化狀態(tài)的研究較少，對(duì)自身免疫過(guò)程本身的氧化/抗氧化系統(tǒng)的作用理解是局限的[5-7]。本研究旨在通過(guò)特異性血清檢測(cè)，如活性氧代謝物的衍生物(d-ROM)和生物抗氧化蛋白(BAP)，以及高級(jí)糖化終產(chǎn)物(AGE)和高級(jí)氧化蛋白產(chǎn)品(AOPP)來(lái)檢測(cè)甲狀腺功能正常的橋本氏甲狀腺炎(HT)的氧化平衡變化，反映身體氧化水平的一般狀態(tài)。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2016年5月至2017年5月期間在本科治療的41例甲狀腺功能正常的HT患者，所有患者均簽署知情同意書并通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)審查。入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)首次診斷為HT；(2)甲狀腺功能正常；(3)3個(gè)月內(nèi)未口服影響甲狀腺功能藥物；(4)年齡>18歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)既往發(fā)現(xiàn)有甲狀腺疾?。?2)存在有嚴(yán)重心肺等器官的疾病；(3)惡性腫瘤患者；(4)伴隨有糖尿病、腎衰竭、自身免疫系統(tǒng)疾病、感染性或炎癥性疾病、甲狀腺疾??；(5)服用抗氧化劑、降壓降脂藥物以及補(bǔ)充維生素的患者；(4)未簽署知情同意書。每位入組的患者均符合納入標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn)，有完善的病史和體格檢查。并同時(shí)選取同期的43名健康受試者進(jìn)行對(duì)照分析。

1.2方法

1.2.1生化檢查 隔夜禁食后，從肘靜脈收集血樣。4 ℃離心10 min。立即測(cè)量葡萄糖、胰島素、血脂、肝功能和甲功能;其他測(cè)定的等分試樣儲(chǔ)存在-20 ℃?？傮w而言，研究參數(shù)的確定在血清收集后2個(gè)月內(nèi)發(fā)生。使用常規(guī)方法的商業(yè)試劑盒測(cè)量血清空腹胰島素、葡萄糖、三酰甘油、總膽固醇、高密度脂蛋白(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、同型半胱氨酸。通過(guò)電化學(xué)發(fā)光免疫測(cè)定(ECLIA)，使用Elecsys的商業(yè)試劑盒測(cè)量血清促甲狀腺激素(TSH)，游離甲狀腺素(FT4)和游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)水平，以及抗甲狀腺球蛋白(TgAb)和抗甲狀腺過(guò)氧化物酶(TPOAb)由羅氏診斷公司提供的1010/2010 e模塊化分析儀E170。 實(shí)驗(yàn)室的參考范圍是：TSH 0.27～4.20 mIU/L;FT3 2.0～4.4 pg/mL;FT4 12.0～22.0 pmol/L;TgAb 0～4 IU/mL;TPOAb 0～10 IU/mL。所有樣品均在本院實(shí)驗(yàn)室中心進(jìn)行處理。

1.2.2氧化劑和抗氧化劑參數(shù)的測(cè)定 活性氧代謝物(ROM)通過(guò)Diacron(Grosseto，Italy)的試劑盒d-ROM測(cè)量。該測(cè)定法測(cè)量血清樣品中存在的氫過(guò)氧化物的濃度。使用Diacron(Grosseto,Italy)試劑盒測(cè)量生物抗氧化潛能(BAP)。AGEs的測(cè)定是基于分光熒光檢測(cè)。AOPPs的測(cè)定同樣運(yùn)用分光光度檢測(cè)， AOPP的濃度用氯胺T單位(μmoleq Cl T/L)表示。超聲評(píng)估：使用7.5MHz線性換能器的超聲波檢查儀由同一位超聲科醫(yī)師進(jìn)行檢查。甲狀腺異常超聲外觀，其特征在于彌漫性區(qū)域的回聲反射性降低，被認(rèn)為是超聲診斷HT的重要標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1一般臨床資料對(duì)比分析 兩組在年齡和性別，主要營(yíng)養(yǎng)和代謝等參數(shù)方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。所有受試者在取樣時(shí)均為甲狀腺功能正常，但與對(duì)照組相比，HT患者的血清TSH水平仍顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，見表1。

表1 一般臨床資料對(duì)比分析

續(xù)表1 一般臨床資料對(duì)比分析

表2 氧化劑和抗氧化劑參數(shù)的評(píng)估

2.2氧化劑和抗氧化劑參數(shù)的評(píng)估 本研究中，通過(guò)d-ROM，BAP，AGEs和AOPP等評(píng)估氧化應(yīng)激水平。與健康對(duì)照組相比，HT患者的d-ROM顯著升高(P=0.012)，而BAP明顯降低(P<0.001)(表2)。兩個(gè)參數(shù)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.868，P<0.001)(圖1)，表明HT患者內(nèi)源性自由基產(chǎn)生與抗氧化防御系統(tǒng)之間為失衡狀態(tài)。此外，HT患者的血清AGEs水平高于對(duì)照組(P=0.013)，與BAP水平呈負(fù)相關(guān)(r=-0.949，P<0.001)(表2和圖2)。相反，HT患者和健康對(duì)照組之間的AOPP水平相似(P=0.214)，并且與其他氧化應(yīng)激標(biāo)記物無(wú)關(guān)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表2)。

圖1 d-ROM和BAP相關(guān)性分析(r=-0.868，P<0.001)

2.3單變量及多變量分析結(jié)果 在單變量分析中，d-ROMs顯著有關(guān)的變量為血清TSH值(P=0.021)、TgAb(P<0.001)，TPOAb(P<0.001)，BAP顯著有關(guān)的變量為HDL-C(P=0.005)，血清TSH值(P=0.033)、TgAb(P<0.001)，TPOAb(P<0.001)，AGEs顯著有關(guān)的變量為總膽固醇(P=0.012)和LDL-C(P=0.030)。在回歸模型中，AOPP與甲狀腺功能和自身免疫參數(shù)沒(méi)有顯著相關(guān)性。但是，在單變量分析中，AOPP水平與以下代謝參數(shù)相關(guān)：總膽固醇，LDL-C和HDL-C，三酰甘油，IMT(表3)。在多變量分析中，血清TPOAb陽(yáng)性被發(fā)現(xiàn)是影響d-ROM、BAP水平、AGEs水平的主要獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。此外HDL-C也是BAP水平的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子(P=0.012,R2=2.354,95%CI:1.191～5.433)，而LDL-C是AGEs水平的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子(P=0.004,R2=1.102,95%CI:0.915～1.253)(表4)。

圖2 AGEs和BAP相關(guān)性分析(r=-0.949，P<0.001)表3 單變量P值分析

d-ROMsBAP AGEs AOPPs總膽固醇 (mg/dL)0.9810.3530.0120.002HDL-C(mg/dL)0.4550.0050.5220.025LDL-C(mg/dL)0.8250.7900.0300.001三酰甘油(mg/dL)0.5200.4730.3200.001TSH (mIU/L)0.0210.0330.5650.559TgAb (IU/L)0.0010.0010.8890.858TPOAb (IU/L)0.0010.0010.030 0.750頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度(mm)0.4350.2660.2550.002

表4 多變量P值分析

注：-表示無(wú)數(shù)據(jù)

3 討 論

蛋白質(zhì)構(gòu)成活細(xì)胞的主要成分，其活性氧的結(jié)構(gòu)修飾或脂質(zhì)過(guò)氧化的終產(chǎn)物可導(dǎo)致細(xì)胞毒性和疾病發(fā)生，活性氧的形成與分解之間存在平衡，即所謂的“氧化還原穩(wěn)態(tài)”。氧化應(yīng)激是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞炎性浸潤(rùn)，蛋白酶分泌增加，破壞了體內(nèi)氧化劑和抗氧化劑的平衡進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞損傷[8]。因此，氧化應(yīng)激與幾種炎癥和免疫介導(dǎo)的疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，包括AITD。在AITD中，氧化應(yīng)激的作用主要與甲狀腺功能障礙有關(guān)[3-4]，主要是一方面增加線粒體呼吸和自由基生成，另一方面調(diào)節(jié)酶和非酶抗氧化劑(超氧化物歧化酶，過(guò)氧化氫酶，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和還原酶)的合成。此外，甲狀腺本身暴露于甲狀腺激素合成過(guò)程中連續(xù)產(chǎn)生H2O2引起長(zhǎng)時(shí)間氧化應(yīng)激[9]。并且還發(fā)現(xiàn)甲狀腺功能亢進(jìn)和甲狀腺功能減退與增強(qiáng)的氧化應(yīng)激相關(guān)，因?yàn)榍罢弑憩F(xiàn)為自由基和氧化劑增加，后者降低抗氧化劑防御系統(tǒng)[10-11]。在此基礎(chǔ)上，提出了抗氧化補(bǔ)充劑是治療Graves′病的有效治療手段，并且認(rèn)為在HT患者中同樣有效[12-13]。既往評(píng)估HT患者的氧化狀態(tài)的研究中，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)氧化劑顯著增加而抗氧化劑沒(méi)有顯著變化[14]，另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)存在由氧化劑增加和抗氧化劑降低引起的氧化應(yīng)激增加[15]。本研究評(píng)估了與健康受試者相比，甲狀腺功能正常的HT患者的氧化劑/抗氧化狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)d-ROM顯著升高，BAP顯著降低，這與其他研究結(jié)果相同[15]。在HT患者中，血清抗氧化劑和氧化劑之間的失衡狀態(tài)，更趨向于氧化狀態(tài)，表明氧化應(yīng)激可能是HT病理生理過(guò)程中的關(guān)鍵事件，與甲狀腺功能無(wú)關(guān)。

除了甲狀腺功能狀態(tài)外，本研究中的41例受試者在年齡、性別以及可能影響氧化劑/抗氧化劑平衡的主要代謝和人體測(cè)量參數(shù)方面也相似，甲狀腺自身抗體是唯一的顯著差異。因此，本研究認(rèn)為，氧化應(yīng)激增加主要與慢性自身免疫性炎癥相關(guān)，與甲狀腺激素水平的變化不相關(guān)。氧化應(yīng)激的增加可能在甲狀腺自身免疫中起致病作用。自身免疫相關(guān)炎癥可能通過(guò)激活浸潤(rùn)腺體的T和B淋巴細(xì)胞來(lái)促進(jìn)甲狀腺組織中過(guò)量的ROS產(chǎn)生和增強(qiáng)氧化應(yīng)激。研究證明活化的淋巴細(xì)胞釋放的Th1細(xì)胞因子誘導(dǎo)甲狀腺細(xì)胞產(chǎn)生ROS。并且活化的淋巴細(xì)胞本身也產(chǎn)生過(guò)量的ROS[16-17]。ROS的積累導(dǎo)致細(xì)胞的氧化損傷，從而引起凋亡，壞死和實(shí)質(zhì)破壞的速率增加。此外，由于抗氧化潛力降低，抗氧化劑體系不足以抵抗ROS過(guò)度生產(chǎn)。

此外，氧化應(yīng)激可能在自身免疫性疾病的發(fā)病中發(fā)揮作用。過(guò)量的ROS可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA的氧化修飾，其變得高度免疫原性，并可能作為新抗原，導(dǎo)致在遺傳易感個(gè)體中喪失自我耐受。有學(xué)者證實(shí)，HT患者中氧化應(yīng)激失衡還表明環(huán)境因素與自身免疫性疾病之間的存在致病性聯(lián)系：由于環(huán)境因素(即碘過(guò)量、輻射、藥物、污染物)引起的ROS生成增加可能誘導(dǎo)組織蛋白質(zhì)改變，或可能調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的表達(dá)，影響自身免疫性疾病[18]。

本研究發(fā)現(xiàn)TPOAb存在是影響3個(gè)參數(shù)的主要獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。在單因素分析中，TSH水平與氧化應(yīng)激標(biāo)志物顯著相關(guān)。但在多變量模型中，TSH并不作為發(fā)展氧化應(yīng)激的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，證實(shí)了TPOAb的主要作用，即自身免疫。本研究還評(píng)估了AGEs和AOPP的血清水平。既往評(píng)估甲狀腺疾病氧化應(yīng)激的研究中發(fā)現(xiàn)了不同參數(shù)，并產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)果[14-15,19]。AGE和AOPP通過(guò)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化形成的化合物，具有相似的形成機(jī)制和生物學(xué)作用，在炎癥過(guò)程和免疫失調(diào)時(shí)氧化應(yīng)激和羰基應(yīng)激導(dǎo)致AGE和AOPP等促炎癥代謝產(chǎn)物潴留，被認(rèn)為是評(píng)估HT患者氧化應(yīng)激的潛在新標(biāo)記[20]。

AGEs由非酶糖化形成的異構(gòu)活性化合物(例如戊糖胺、羧甲基賴氨酸和咪唑啉酮)組成。越來(lái)越多的證據(jù)表明，AGEs在涉及氧化應(yīng)激和炎癥的其他疾病發(fā)揮作用，包括自身免疫性疾病[21-22]。AOPP是由氧化應(yīng)激損傷的蛋白質(zhì)(主要是白蛋白及其聚集體)組成。研究認(rèn)為，AOPP和AGE是相對(duì)穩(wěn)定的分子，可以通過(guò)快速和便宜的技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，成為監(jiān)測(cè)氧化應(yīng)激的合適標(biāo)記[20-22]。本研究中，筆者發(fā)現(xiàn)HT患者的AGEs血清水平高于健康對(duì)照組，盡管患者的AOPP血清水平與對(duì)照組相似。這種不同結(jié)果很可能是由于病癥相關(guān)的特異性生物化學(xué)途徑(例如髓過(guò)氧化物酶途徑)的激活有關(guān)。在HT患者中，AGEs血清水平與血清抗氧化潛能(BAP)呈負(fù)相關(guān)，多變量分析與TPOAb陽(yáng)性顯著相關(guān)。最后，本研究表明抗氧化劑補(bǔ)充可能有助于提供HT的保護(hù)。但還需要監(jiān)測(cè)治療過(guò)程中的氧化應(yīng)激參數(shù)，對(duì)抗氧化劑在HT患者中的治療作用做進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

HT患者的氧化劑增加，抗氧化劑降低，氧化/抗氧化平衡向氧化側(cè)移動(dòng)。此外，HT患者中的AGEs血清水平的升高，有助于更好地界定這種自身免疫性疾病中的氧化還原穩(wěn)態(tài)失調(diào)調(diào)節(jié)。AGE水平可用作HT的氧化應(yīng)激的新的可靠生物標(biāo)志物。