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血清细胞因子和磁共振成像在甲状腺相关眼病中的基础与临床研究

作　者: 戈荧
导　师: 沈洁；张玉忠
学　校: 南方医科大学
专　业: 内分泌与代谢病学
关键词: 甲状腺相关眼病细胞因子发病机制 T2值信号强度比值动态变化活动分期
分类号: R581.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

研究背景甲状腺相关眼病(Thyroid associated ophthalmopathy, TAO)是一种与甲状腺疾病相关的器官特异性、自身免疫性、炎性眼部异常疾病。至少80%的TAO患者患有Graves病(Graves disease),临床上又称为Graves眼病(Graves ophthalmopathy, GO)。其临床表现为突眼、上眼睑挛缩、结膜充血、复视、斜视、视野缺损或视力下降等。部分患者治疗效果不明显,影响其生活质量。尽管TAO发病机制尚不完全明了,但目前认为自身免疫性T细胞、B细胞的激活是疾病发病过程中的必然环节。与其他的自身免疫性疾病相似,TAO患者体内也存在着多种细胞因子的平衡失调和异常表达。而TAO的发病机制目前认为正是由于眼眶组织与甲状腺存在共同的自身抗原——促甲状腺素受体(Thyroitropin receptor, TSHR),而自身反应性T淋巴细胞识别自身抗原TSHR,与其相互作用,进一步激活T细胞,导致活性T细胞浸润释放各种细胞因子,作用于眼眶组织,引起眼眶的炎症反应；同时部分细胞因子刺激成纤维细胞分泌糖胺聚糖(Glycosaminoglycans, GAG),大量亲水性GAG堆积,导致眶周水肿、突眼等一系列临床症状和体征。TAO的发生、发展及转归与辅助性T细胞(helper T cell, Th)及其分泌的细胞因子密切相关。目前认为至少有三种Th细胞参与了TAO:Th1, Th2和Th17。Thl细胞释放因子IL-2、IFN-γ、TNF-α、IL-12等,主要介导细胞免疫；Th2细胞偏向于分泌因子IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等,与B细胞分化、抗体生成有关,主要介导体液免疫。Th17细胞是由天然T细胞前体分化而来。具有独立分化和发育调节机制。Nanba等的研究提示Th17细胞也参与了自身免疫性疾病的发生发展并与疾病的严重程度有一定关联。总之,正常生理状态下,Thl、Th2与Th17细胞之间的调节使机体的免疫应答处于一种精细而复杂平衡的状态。一旦这种平衡被破坏,机体将可能发生自身免疫性疾病。而作为自身免疫性疾病的TAO,其血清细胞因子的表达情况,目前尚不完全明确。液相芯片是基于美国Luminex公司xMAP(flexible multianalyte profiling)技术的新型芯片技术平台,将其应用于多种细胞因子水平的同时检测,可全面判断机体免疫功能、了解分子水平的免疫调节机制。TAO自然病程一般分为炎症活动期和纤维静止期,临床上判断TAO活动度十分重要,因为这决定下一步的治疗方案和预期疗效。一般处于炎性活动期的TAO患者对对糖皮质激素治疗或放射治疗(放疗)的反应较好；相反,长期、慢性进入纤维静止期的TAO则常需要眼科康复手术治疗。磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种无创、无辐射的影像诊断技术,有较好的组织和空间分辨率,不仅可以清楚显示眶内组织的精细解剖结构,还可以间接反映组织的炎症水肿等病理信息,并且可以进行定量分析研究,故在TAO的临床诊断中作用较大。T2值为横向磁化弛豫衰减至最大信号强度的37%所需的时间,可以用T2Mapping进行量化测定。T2- Mapping (T2 relaxation time mapping),是指获得T2图的技术过程；眼外肌信号强度比值(signal intensity ratio, SIR)是在快速回波T2WI(fast spin echo, FSE T2WI)加压脂序列分别测量的眼外肌信号强度,将其与同侧颞肌信号强度比较所得。Seigo Tachibana等认为联合MRI的眼外肌T2值和临床活动评分(clinical activity score, CAS),不仅可以发现组织是否水肿,更可以客观定量分析组织的炎性病变,从而预测免疫抑制治疗的疗效。Mourits的研究显示：大约50%的临床活动评分为1或者2分的TAO患者免疫抑制治疗亦有效。这些都说明单独以CAS来评判疾病的活动分期是不够敏感、准确的,而联合其他指标,如MRI的一些参数,则能够更全面、客观的提高诊断的敏感性。但至今用于诊断TAO的MRI的相关参数,报道极少。本研究应用液相芯片技术分析TAO血清Th1、Th2、Th17型细胞因子表达水平,进一步探讨细胞免疫和体液免疫在TAO发病机制中的作用；并以眼外肌、泪腺为研究对象,通过前瞻性定量测量磁共振T2值及纵向观察眼外肌SIR变化,进一步探讨MRI在判断TAO活动分期中的作用。第1章血清细胞因子在甲状腺相关眼病发病机制中的研究研究目的利用液相芯片技术检测血清中Th1、Th2、Th17型细胞因子水平并探讨其在TAO发病机制中的可能作用。研究对象与方法1、研究对象：在南方医院内分泌科连续收集近3个月内未行大剂量激素冲击和其他免疫抑制剂的TAO患者45例,所有入组患者甲状腺功能稳定至少2个月,按CAS评分标准将其分为活动期25例(CAS>3)和稳定期20例(CAS<3)；同期连续收集初诊且无眼病Graves病患者10例(从未接受任何甲亢治疗)及正常对照组10例。收集上述人的静脉血,采用LiquiChipTM液相芯片技术检测血清中Th1、Th2、Th17型细胞因子(IFN-γ、TNF-a、IL-la、IL-1ra、IL-2、IL-4、IL-6、IL-17)和相关趋化因子(IP-10、RANTES)的浓度。2、统计方法：采用SPSS13.0统计软件进行数据分析。计量资料以X±SD表示。各组间计量资料的分析采用One-way ANOVA,当P≥0.05时,认为方差齐,用LSD法作进一步多重比较。方差不齐性时,用Welch法校正,并用DunnettT3法作多重比较。TAO患者血清细胞因子与促甲状腺素受体抗体(Thyrotrophin receptor antibody, TRAb)的相关性用Spearman相关性分析,检验水准为a=0.05。研究结果1.各组血清细胞因子检测结果Th1型细胞因子结果显示：IFN-γ：与正常对照组相比,活动期TAO、稳定期TAO血清IFNγ浓度均明显增高,有统计学差异(P=0.000 P=0.000),初诊GD组无显著升高(P>0.05)；活动期TAO与稳定期TAO相比,有统计学差异(P=0.000),但是TAO组与初诊GD组相比,无统计学差异(P>0.05)；TNF-a：与正常对照组相比,活动期TAO、稳定期TAO以及初诊GD组血清TNF-a浓度均明显增高,有统计学差异(P=0.000 P=0.015 P=0.043),且活动期TAO与稳定期TAO血清TNF-a浓度相比,有统计学差异(P=0.043);IL-1a：与正常对照组相比,活动期TAO、稳定期TAO以及初诊GD组血清IL-1a浓度均明显增高,有统计学差异(P=0.000 P=0.000 P=0.000),但是活动期TAO、稳定期TAO及初诊GD三个实验组间相比,无统计学差异(P>0.05)；IL-1ra：各组之间血清IL-1ra浓度无显著差异(F=0.894,P=0.450)；IL-2：与正常对照组相比,初诊GD组血清IL-2浓度显著升高,有统计学差异(P=0.000),TAO血清IL-2浓度无显著差异(P>0.05),与初诊甲亢相比,活动期TAO和稳定期TAO显著下降,有统计学差异(P=0.000 P=0.000)。Th2型细胞因子结果显示：IL-6：与正常对照组相比,活动期TAO、稳定期TAO以及初诊GD组血清IL-6浓度均明显增高,有统计学差异(P=0.000 P=0.000 P=0.000),相较于初诊GD组,活动期TAO与稳定期TAO显著下降,有统计学差异(P=0.000P=0.000),但是活动期TAO与稳定期TAO相比,无统计学差异(P>0.05)；IL-4：与正常对照组相比,活动期TAO、稳定期TAO及初诊GD组血清IL-4浓度均明显增高,有统计学差异(P=0.000 P=0.001 P=0.000),且相较于初诊GD及稳定期TAO,活动期TAO血清IL-4浓度显著下降,有统计学差异(P=0.000 P=0.000)。Th17型细胞因子及相关趋化因子结果显示：IL-17：与正常对照组相比,活动期TAO、稳定期TAO及初诊GD患者血清IL-17浓度均显著增高,有统计学差异(P=0.000 P=0.000 P=0.028),三个实验组间相比,无统计学差异(P>0.05)；IP-10：与正常对照组相比,活动期TAO、稳定期TAO以及初诊GD组血清IP-10浓度均明显增高,有统计学差异(P=0.003 P=0.034 P=0.000),与初诊甲亢组相比,活动期TAO和稳定期TAO血清IP-10浓度显著下降,有统计学差异(P=0.006 P=0.003),但是活动期TAO与稳定期TAO相比无显著差异(P>0.05)。RANTES:各组血清RANTES浓度相比,无统计学差异(F=0.212 P=0.887)。2.TAO患者血清细胞因子与TRAb的相关性分析结果TAO患者血清IFN-γ、TNF-a、IL-la、IL-2、IL-4、IL-6与血清TRAb呈不同程度相关性(r=0.409,0.309,0.310,-0.352,-0.340,0.332；P=0.005,0.039,0.038,0.018,0.022,0.026),其他细胞因子则与TRAb无显著相关(P>0.05)。结论1、TAO和GD中Th1、Th2、Th17细胞因子表达较正常对照组均有显著改变,提示细胞免疫和体液免疫均有参与两免疫疾病的发生发展；2、活动期TAO以IFN-γ、TNF-a细胞因子升高为主,稳定期以IL-4细胞因子升高为主,血清Th1、Th2、Thl7型细胞因子在一定程度可能作为TAO活动性判断指标之一,细胞因子表达的强弱可能决定着TAO的发展方向。第2章磁共振成像T2值和信号强度比值在甲状腺相关眼病活动期评判中的应用研究目的1.以眼外肌、泪腺组织为研究对象,通过定量测量磁共振成像T2值,分析眼外肌、泪腺组织T2值与CAS的关系,为TAO活动期评判提供一种客观、量化的方法；2.在本课题组前期研究的工作基础上,纵向观察比较眼外肌SIR在甲状腺相关眼病患者直线加速器球后放射治疗前后的变化,进一步明确眼外肌SIR在判断甲状腺相关眼病活动分期中的作用。研究对象与方法1.研究对象1.1 T2值测量：研究对象为第一章介绍的入组人群中行MRI扫描者,包括TAO患者43例(活动期23例,稳定期20例)、初诊GD组8例及正常对照组8例,用T2-Mapping图定量测量眼外肌、泪腺最大T2值(患者患眼受累最严重的眼外肌、泪腺的最大T2值)和平均T2值(患者患眼受累最严重的眼外肌、泪腺所有扫描层面的T2值,取其平均数)。1.2 SIR纵向观察：收集2008年1月至2009年10月在南方医院内分泌代谢科行直线加速器球后放射治疗的26例TAO患者资料,男12例,女14例,平均年龄(37.85±10.74)岁。球后放疗后平均(15.62±2.33)月。TAO的诊断标准参照Bartley标准。病例纳入标准：①于上述时间行直线加速器球后放射治疗；②在我院接受直线加速器球后放射治疗后12至18个月,除局部滴眼液,随诊期间TAO未行激素或者球后放射治疗；③曾行3T MRI检查(有快速回波T2加权像),甲功稳定者,甲亢用药为维持量,目前CAS<3分；④患者无其他自身免疫性疾病,目前无肝肾功能异常,无糖尿病和高血压疾病；⑤临床资料完整；⑥患者依从性好,积极处理疾病意识强烈,且无明显的MRI禁忌症。所有患者于球后放疗后12-18个月再次行MRI扫描。2.MRI检查方法使用美国GE SIGNA EXCIOTE 3.0T磁共振扫描仪。行磁共振成像T2-Mapping扫描：测量眼外肌、泪腺T2值。在冠状位FSE T2WI+(?)旨肪抑制像上测量眼外肌信号强度与同侧颞肌的信号强度,并计算两者比值,即为信号强度比值(SIR),在横断位T1WI像上测得突眼度。由2名影像诊断中心教授独立阅读MRI图像,测量结果意见一致。3.临床相关指标所有入组患者进行临床活动评分(CAS),测量突眼度,抽血进行甲状腺功能和TRAb的检测。CAS、突眼度的测定由2名指定的专业人员独立完成,测量结果意见一致。4.统计分析用SPSS 13.0统计学软件进行数据处理。计量资料以X±s表示。不同组别眼外肌、泪腺T2值采用One-way ANOVA进行统计分析,当P≥0.05时认为方差齐,用LSD法作进一步的多重比较。方差不齐性时,用Welch法校正,并用Dunnett T3法作多重比较。TAO患者眼外肌、泪腺T2值与CAS及TRAb的相关性采用Spearman相关性分析。治疗前和治疗后CAS、SIR、突眼度、TRAb的相关性,用Spearman检验。治疗前后的CAS、眼外肌信号强度比值(SIR)、突眼度、TRAb的变化,用配对样本T检验。检验水准为a=0.05。研究结果1.各组MRI-T2值结果及其与CAS、TRAb的相关性分析1.1各组眼外肌MRI-T2值检测结果不同组别眼外肌最大T2值及平均T2值均有显著差异(P=0.000,0.000)活动性TAO、稳定性TAO和初诊GD患者的眼外肌最大T2值和平均T2值均显著高于正常对照组,有统计学差异(前者P=0.000,0.004,0.000；后者P=0.000,0.002,0.003),活动期TAO眼外肌最大T2值和眼外肌平均T2值均明显高于初诊GD组及稳定期TAO组,有统计学差异(前者P=0.007,0.012；后者P=0.000,0.002)。1.2各组泪腺MRI-T2值检测结果不同组别泪腺最大T2值和平均T2值均有显著差异(前者P=0.000,后者P=0.001)。活动期TAO、稳定期TAO和初诊GD患者的泪腺最大T2值均显著高于正常对照组,有统计学差异(P=0.000,0.005,0.021)；活动期TAO及稳定期TAO组的泪腺平均T2值显著高于正常对照组,有统计学差异(P=0.000,0.046),活动期TAO泪腺最大T2值和平均T2值均明显高于初诊GD组及稳定期TAO组,有统计学差异(前者P=0.034,0.019；后者P=0.045,0.008)。1.3 MRI眼外肌T2值、泪腺T2值分别与CAS、TRAb相关性分析结果眼外肌最大T2值和平均T2值均与CAS呈正相关(r=0.493,0.507 P=0.001),泪腺最大T2值和平均T2值与CAS也呈正相关(r=0.494,0.521 P=0.001,0.000),眼外肌最大T2值和平均T2值均与TRAb呈正相关(r=0.438,0.414P=0.003,0.006),泪腺最大T2值与TRAb也呈正相关(r=0.359 P=0.018)。2.纵向观察直线加速器治疗前后眼外肌SIR变化及其分别与各临床相关指标的相关性分析2.1球后放射治疗前后各指标的变化治疗前SIR为(1.85±0.20),治疗后SIR为(1.51±0.17),治疗后SIR较治疗前显著下降(t=7.14,P<0.001),治疗后,CAS、TRAb和突眼度均较治疗前显著下降,有统计学差异(所有P<0.001)。2.2球后放射治疗前,SIR与CAS、TRAb及突眼度相关性分析结果SIR与CAS和TRAb呈中等程度正相关(前者r=0.430 P=0.0285；后者r=0.429 P=0.0288)；SIR与突眼度无相关性(P=0.0714)。2.3球后放射治疗后,SIR与CAS、TRAb及突眼度相关性分析结果SIR与CAS(r=0.475 P=0.014)、TRAb(r=0.424 P=0.031)及突眼度(r=0.515P=0.007)均呈中等程度正相关。2.4治疗前后SIR变化与CAS变化的相关性结果SIR治疗前后的差值与CAS的差值呈中等程度正相关(r=0.473 P=0.015)。结论1.眼外肌、泪腺T2值可以作为TAO活动性评判指标,活动期TAO患者的眼外肌、泪腺T2值显著升高,且与CAS呈显著正相关。2.直线加速器球后放射治疗后,眼外肌SIR、CAS、突眼度及TRAb较治疗前明显下降,且SIR变化与CAS变化呈明显正相关,眼外肌SIR能够作为TAO活动分期的评判指标,并判断球后放射治疗的疗效,在临床中值得推广。

全文目录

摘要  3-12
ABSTRACT  12-24
前言  24-33
第一章血清细胞因子在甲状腺相关眼病发病机制中的研究  33-48
  1 材料与方法  34-37
  2 结果  37-42
  3 讨论  42-48
第二章磁共振成像T2值和信号强度比值在甲状腺相关眼病活动分期中的应用  48-64
  1 材料与方法  49-54
  2 结果  54-60
  3 讨论  60-64
全文小结  64-66
参考文献  66-73
中英文缩略词表  73-75
致谢  75-77
统计学证明  77

血清细胞因子和磁共振成像在甲状腺相关眼病中的基础与临床研究

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