孫博文，楊孟雪, 楊波，周雪，李飛

(遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州遵義 563000)

自身免疫性甲狀腺疾病(AITD)是一種常見的自身免疫性疾病之一，其患病率約為5%[1]，主要包括Graves病和自身免疫甲狀腺炎，共同特征為血清中存在針對甲狀腺細(xì)胞的促甲狀腺素受體抗體(TRAb)、抗甲狀腺過氧化物酶抗體(TPOAb)及抗甲狀腺球蛋白抗體(TGAb)等自身抗體，以及甲狀腺淋巴細(xì)胞的浸潤,但是其目前病因仍未明確。近年隨著測序技術(shù)的發(fā)展，腸道菌群紊亂已被證明與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫性疾病相關(guān)[2～4]。越來越多的證據(jù)表明,腸道菌群失調(diào)與AITD相關(guān)，并可能在AITD的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，其機(jī)制方面的探討成果也較多，現(xiàn)就腸道菌群參與AITD發(fā)病的作用機(jī)制作以下綜述。

1 腸道菌群的組成、生理作用

腸道菌群目前已知由1 000多種細(xì)菌組成，數(shù)量約為3.8×1013，占體質(zhì)量的0.3%，被稱為人類第二大基因庫，具有異質(zhì)性和復(fù)雜性[5]。在屬水平上，主要由梭菌屬、擬桿菌屬、雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬、鏈球菌屬和埃希菌屬等組成[6]。隨著測序技術(shù)的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn),腸道菌群對于維持宿主的營養(yǎng)、代謝和免疫穩(wěn)態(tài)方面均發(fā)揮著重要作用。腸道菌群的組成取決于宿主遺傳因素和環(huán)境因素相互作用，正常情況下腸道菌群處于動(dòng)態(tài)平衡，但受長期飲食習(xí)慣、藥物使用和疾病等因素影響，當(dāng)這種動(dòng)態(tài)平衡被打破會導(dǎo)致腸道菌群紊亂，并通過分子模擬[7]、旁路激活[8]和表位抗原擴(kuò)展[9]等機(jī)制觸發(fā)自身免疫反應(yīng)導(dǎo)致自身免疫性疾病。

2 腸道菌群在AITD發(fā)生中的作用機(jī)制

2.1 通過分子模擬等機(jī)制引起交叉免疫反應(yīng) 宿主組織和細(xì)胞對共生菌群成分的免疫耐受是維持健康的先決條件，自身免疫反應(yīng)的原因之一是宿主抗原的異常定位。正常情況下甲狀腺過氧化物酶(TPO)位于甲狀腺細(xì)胞的頂膜上，甲狀腺球蛋白(TG)主要位于甲狀腺濾泡的膠體中，不與血液接觸，TPO在甲狀腺細(xì)胞基底膜上的異常定位或由于甲狀腺破壞而導(dǎo)致TPO和TG在血液中的出現(xiàn)會在遺傳易感人群中引發(fā)針對甲狀腺的自身免疫反應(yīng)[10]。最合理的解釋是微生物可能通過分子模擬機(jī)制誘發(fā)自身免疫性疾病，即T和B淋巴細(xì)胞對同源細(xì)菌或病毒抗原的交叉免疫反應(yīng)而產(chǎn)生自身反應(yīng)性抗體[11]。目前研究報(bào)道，主要有耶爾森菌、雙歧桿菌、乳桿菌、幽門螺桿菌(Hp)等通過分子模擬等機(jī)制引起交叉免疫反應(yīng)從而誘發(fā)AITD，但不同細(xì)菌通過不同的物質(zhì)引起交叉免疫反應(yīng)。

2.1.1 通過促甲狀腺素受體(TSH-R)樣物質(zhì)引起交叉免疫反應(yīng) 目前已知的腸道耶爾森菌和丙型肝炎病毒含有與主要甲狀腺抗原同源的蛋白成分，并通過分子模擬機(jī)制引發(fā)AITD[12]。腸道中的耶爾森菌和TSH-R存在著序列相似的肽，1986年Heyma等[13]發(fā)現(xiàn)耶爾森菌中的TSH-R樣物質(zhì)能增加Graves病的發(fā)病率，并提出經(jīng)典分子模擬，認(rèn)為感染因子和促甲狀腺素受體的抗原決定簇分子結(jié)構(gòu)相似，引起抗體對自身TSH-R交叉反應(yīng)。此外，有研究報(bào)道耶爾森菌感染患者恢復(fù)后，外周血中免疫球蛋白在甲狀腺濾泡細(xì)胞膜中顯示出類似TRAb活性，并且與正常人群相比，Graves病患者感染的比例更高。在診斷為自身免疫性甲狀腺炎的患者中，超過70%的患者存在對耶爾森菌的某些抗原決定簇抗體，提示耶爾森菌可能參與AITD發(fā)病[14]。

2.1.2 通過TPO和TG樣物質(zhì)引起交叉免疫反應(yīng) 雙歧桿菌及乳桿菌等有益菌對于維持腸道屏障的完整性及免疫調(diào)節(jié)具有重要意義，在治療腸易激綜合征、功能性胃腸疾病、抗生素相關(guān)性腹瀉等疾病中發(fā)揮有益作用。但有研究[15]報(bào)道服用益生菌可通過產(chǎn)生Th1導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，對患有Th1介導(dǎo)的自身免疫性疾病的患者產(chǎn)生負(fù)面影響。雙歧桿菌及乳桿菌的某些特定菌株可以通過交叉反應(yīng)觸發(fā)自身免疫，在人血清中檢測到了一些針對雙歧桿菌抗原的特異性抗體，這種抗體反映了宿主對共生微生物的免疫耐受被打破[16]。研究[17]發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌及乳桿菌某些屬種通過分子模擬機(jī)制觸發(fā)AITD的易感基因位點(diǎn)是分子MHC-Ⅱ的DRB 1*0301(DR3，DR17)、DRB 1*04(DR4)、DR5、MHC I B8。在TPOAb陽性血清中檢測到雙歧桿菌、乳桿菌抗原的概率是TPOAb陰性血清樣本的3倍。TPO和TG的氨基酸序列與雙歧桿菌和乳桿菌屬的某些特定菌株蛋白具有同源性，這些氨基酸序列可能是B和T淋巴細(xì)胞的表位抗原。雙歧桿菌、乳桿菌含有的一些蛋白組分，在其他抗體含量過多的情況下，可選擇性地與TPOAb和TGAb相互作用，并競爭TPO和TG結(jié)合[18]。因此，微生物沒有絕對的“好”與“壞”之分，雙歧桿菌屬和乳酸菌屬的某些特定菌株可能通過分子模擬機(jī)制參與觸發(fā)AITD。

2.1.3 通過TPO樣物質(zhì)引起交叉免疫反應(yīng) Hp是一種革蘭陰性菌，胃黏膜是常見的定植和感染部位，該菌最毒的菌株可以產(chǎn)生細(xì)胞毒素相關(guān)基因A(Cag-A)抗原。近年研究[19]表明，Hp感染與AITD，特別是與橋本病之間存在正相關(guān)關(guān)系。與健康對照組相比，不僅在初診Graves病患者中，而且治療后甲狀腺功能恢復(fù)的Graves病患者中，表達(dá)Cag-A的Hp感染率都高[20]。一項(xiàng)在中國人群的研究[21]也證實(shí)了這一點(diǎn)，并發(fā)現(xiàn)Cag-A陽性、HLA-DQA 0201陰性或者Hla-DQA 0501陽性的患者更有可能合并Graves病。CAG-A陽性Hp菌株與TPO序列有一定的相似性，Hp抗體滴度與TPOAb呈正線性回歸[22]，藥物治療根除Hp后，這些抗體明顯減少，提示在合并Hp感染期間，針對甲狀腺抗原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的抗體可能與Hp存在交叉免疫反應(yīng)[23]。Larizza等[24]研究報(bào)道，在Graves病發(fā)病的易感人群中，Hp感染可誘導(dǎo)和加重自身免疫性甲狀腺炎，并可能與人白細(xì)胞DRB1*0301抗原相關(guān)。值得注意的是，在初診時(shí)，Hp在Graves病患者中的陽性率高提示感染可能出現(xiàn)在疾病開始之前。因此，Hp感染可能也是“觸發(fā)”Graves病因素之一。

2.2 通過影響Th17/Treg軸誘發(fā)AITD Graves病的部分病因是由于自身對甲狀腺自身抗原的免疫耐受減弱，從而導(dǎo)致致病性自身反應(yīng)性T和B淋巴細(xì)胞攻擊甲狀腺濾泡細(xì)胞。近幾年越來越多的證據(jù)[25，26]表明除了Th1與Th2細(xì)胞在Graves病的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，另外兩種新發(fā)現(xiàn)的CD4+T細(xì)胞亞群，即Th17和Treg細(xì)胞也參與Graves病的發(fā)病，并且Th17/Treg軸失衡與AITD的嚴(yán)重程度有關(guān)。Th17細(xì)胞主要功能是合成并分泌具有促炎作用的IL-17，大量研究表明Th17細(xì)胞在炎癥性腸病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、銀屑病等自身免疫性疾病中具有致病作用。以CD+4、CD+25和轉(zhuǎn)錄因子FOX-P3表達(dá)為特征的Treg細(xì)胞，通過IL-10和TGF-β等調(diào)節(jié)因子的分泌抑制自身反應(yīng)性T、B細(xì)胞，而維持自身免疫耐受[27]。

腸道菌群紊亂可能是影響Th17/Treg軸潛在的機(jī)制之一，有些腸道細(xì)菌可以與樹突狀細(xì)胞結(jié)合，產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的聚集和激活，它們可以遷移到腸系膜淋巴結(jié)中，并誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞分化為Th1、Th2、Th17、Treg等細(xì)胞。例如腸道脆弱擬桿菌可以通過其多糖A分子誘導(dǎo)Th1細(xì)胞的產(chǎn)生，柯林斯菌通過降低上皮細(xì)胞中緊密連接蛋白的表達(dá)并誘導(dǎo)IL-17的表達(dá)增加腸道黏膜的通透性[28]。

分節(jié)絲狀細(xì)菌(SFB)被發(fā)現(xiàn)是腸道黏膜固有層Th17細(xì)胞的有效誘導(dǎo)劑[29]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[30]表明，無菌小鼠小腸中沒有Th17的產(chǎn)生，這可能因?yàn)槟c道黏膜缺乏SFB誘導(dǎo)產(chǎn)生Th17細(xì)胞。SFB可誘導(dǎo)并促進(jìn)Th17細(xì)胞依賴性自身免疫性疾病的發(fā)生，例如SFB誘導(dǎo)固有層的Th17細(xì)胞可以再循環(huán)到大腦引起炎癥[31]。Graves病患者腸道黏膜中SFB的豐度高于健康對照人群，同時(shí)外周血Th17細(xì)胞比例明顯升高。Ⅳ型和ⅪVa型梭菌屬能促進(jìn)Treg細(xì)胞分化[32]。橋本病患者腸道普雷沃氏菌屬的相對豐度降低，與甲狀腺功能狀態(tài)密切相關(guān)，普雷沃菌屬通過降低Th17極化和促進(jìn)抗炎Treg細(xì)胞在腸道分化而增強(qiáng)抗炎活性[33]，但也有研究[34]報(bào)道Graves病患者普雷沃氏菌屬相對豐度顯著增加。以上研究表明分節(jié)絲狀細(xì)菌、普雷沃菌屬等腸道細(xì)菌失調(diào)可能是AITD中Th17/Treg軸失衡的原因之一。

直腸真桿菌為腸道菌群的組成成分之一，體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證明該菌可以通過分解難以消化的碳水化合物生產(chǎn)丁酸鹽等短鏈脂肪酸[35]，而丁酸鹽在腸道中可以誘導(dǎo)Treg 細(xì)胞的產(chǎn)生并促進(jìn)其功能增強(qiáng)。丁酸鹽通過激活細(xì)胞受體HCA2，使Treg細(xì)胞和IL-10產(chǎn)生增多，還可以通過增強(qiáng)FOX-P3基因內(nèi)含子保守非編碼序列中組蛋白H3的乙?；?，從而促進(jìn)胸腺外產(chǎn)生Treg細(xì)胞[36]。近年一項(xiàng)在中國人群的研究[37]表明,甲亢患者直腸真桿菌的豐度較健康人群低，并推測其產(chǎn)生的丁酸鹽量顯著下降。直腸真桿菌還與腸道黏膜通透性有關(guān)，直腸真桿菌豐度明顯降低可以導(dǎo)致腸道黏膜通透性增加，進(jìn)而使毒素、細(xì)菌代謝產(chǎn)物、甚至細(xì)菌本身易位進(jìn)入血液。另外，研究[37,38]還發(fā)現(xiàn)甲亢患者大腸桿菌志賀菌及柔嫩梭菌的比例升高，由于柔嫩梭菌可以誘導(dǎo)抗炎因子的分泌來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，該研究推測其與對抗甲狀腺功能亢進(jìn)癥而產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)，而大腸桿菌志賀菌為痢疾的致病菌，傳染性高且危害嚴(yán)重，也提示甲亢患者免疫力下降及腸道微生態(tài)系統(tǒng)的失調(diào)。以上研究表明SFB、普雷沃菌屬、直腸真桿菌等腸道細(xì)菌失調(diào)可能是AITD中Th17/Treg軸失衡的原因。

綜上所述，AITD患者腸道菌群紊亂導(dǎo)致腸道黏膜屏障通透性增加，毒素、抗原、細(xì)菌代謝物、甚至細(xì)菌易位，從腸道進(jìn)入血液引起持續(xù)炎癥刺激，并通過分子模擬、旁路激活和表位抗原擴(kuò)展等機(jī)制觸發(fā)AITD的自身免疫反應(yīng)，例如耶爾森菌、雙歧桿菌、乳桿菌、Hp等菌株某些特定蛋白與TSH-R、TPO、Tg具有同源性，從腸道進(jìn)入血液觸發(fā)自身免疫反應(yīng);而SFB、普雷沃菌屬、直腸真桿菌等菌通過影響Th17/Treg軸誘導(dǎo)和加重AITD。通過調(diào)節(jié)腸道菌群改善腸道黏膜屏障的通透性，減輕腸道慢性炎癥狀態(tài)，恢復(fù)免疫穩(wěn)態(tài)，對AITD具有潛在的治療作用。