趙玲倩 張煜 羅定存
橋本甲狀腺炎(hashimoto thyroiditis,HT)是臨床上最為常見的自身免疫性甲狀腺疾病之一。甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)是甲狀腺癌中最常見的類型。研究表明,HT和PTC在發(fā)病機制方面有多種相同因素,如免疫、炎癥、內(nèi)分泌、高碘、放射等[1-3],但HT和PTC兩者間的關(guān)系仍存在著較大爭議,主要分為以下3種:(1)HT通過影響內(nèi)分泌、基因、自身免疫、炎癥等因素,激活相關(guān)分子通路,促進PTC的發(fā)生、發(fā)展[1-2,4];(2)PTC 的發(fā)生改變了甲狀腺內(nèi)部微環(huán)境,招募和激活炎癥因子,促進了炎性細胞、趨化因子在甲狀腺的聚集浸潤,從而影響HT的發(fā)生[3];(3)HT和PTC有著多條重合的信號通路,在疾病發(fā)生時兩者相互促進。
HT和PTC發(fā)病過程中涉及多種因素,其中鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體B(v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B,BRAF)、RET 原癌基因酪氨酸蛋白激酶受體(RET proto-oncogene tyrosine-protein kinase receptor,RET)等基因的突變,以及絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)、NF-κB等信號通路的激活在HT合并PTC發(fā)生中起重要作用,但具體機制仍未明確。本文就HT合并PTC的相關(guān)分子生物學(xué)研究進展作一綜述。
1.1 HT通過RET/PTC重排,引起促甲狀腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH)升高,促進PTC發(fā)生 RET基因與MARK、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)、NF-κB 等信號通路相關(guān),促進細胞的生長、增殖、分化。RET/PTC重排在PTC中的突變率可達20.83%[5]。Dong等[6]對471例HT患者的研究結(jié)果顯示,HT合并PTC的RET/PTC重排較單純HT有明顯差異。
HT顯著的病理學(xué)特征是甲狀腺濾泡細胞被大量淋巴細胞、漿細胞所浸潤,其中炎癥細胞攻擊甲狀腺,阻礙正常甲狀腺濾泡細胞的生成,同時影響了甲狀腺激素水平和PI3K通路,甲狀腺功能隨之減退,TSH水平相應(yīng)升高。近期,Khan等[5]對PTC中RET/PTC重排的定量檢測發(fā)現(xiàn),RET/PTC重排與TSH水平上升有關(guān)。小鼠模型實驗中,RET/PTC重排通過MAPK通路、PI3K通路、TSH通路等多條通路,誘導(dǎo)PTC啟動和發(fā)生。研究表明,高水平TSH是甲狀腺癌的獨立危險因素[7],且合并HT的PTC患者血清TSH水平明顯高于單純PTC患者[8]。HT對PTC的發(fā)生起促進作用,可能是通過RET/PTC重排,協(xié)同MAPK、TSH等多條通路,以及甲狀腺濾泡自身破壞,共同影響了甲狀腺激素水平,引起TSH水平升高,促進了PTC的發(fā)生、發(fā)展。
1.2 HT促進TSH升高,激活NF-κB通路中的p65/p50促進PTC發(fā)生 NF-κB參與機體的炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答,在調(diào)節(jié)細胞凋亡、應(yīng)激反應(yīng)等方面發(fā)揮重要作用,是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵啟動因子。p65/p50是NF-κB信號通路中最為常見的異源二聚體,在促進甲狀腺癌生長和侵襲中起至關(guān)重要的作用[9]。張瑩等[10]發(fā)現(xiàn)NF-κB p65在HT合并PTC的甲狀腺濾泡上皮細胞內(nèi)表達顯著增多。
研究發(fā)現(xiàn),合并HT的PTC相較單純PTC會表達更多的TNF-α[11]。TNF-α可以激活NF-κB通路,負調(diào)控位于甲狀腺濾泡細胞基底膜外側(cè)的碘化鈉轉(zhuǎn)運體(sodium-iodide symporte,NIS),使其表達下調(diào)[12]。在PTC組織以及HT合并PTC組織中NIS mRNA表達顯著降低[8]。即HT使TNF-α水平升高,激活NF-κB通路,抑制NIS表達,甲狀腺濾泡細胞攝碘功能下降,促進PTC發(fā)生。
Geysels等[13]研究顯示,HT中TSH水平升高,也會誘導(dǎo)NF-κB p65/p50核招募,并激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng),引起轉(zhuǎn)化生長因子激酶1介導(dǎo)的蛋白激酶A和蛋白激酶C信號通路交叉,對下游信號產(chǎn)生影響,促進PTC的生長。
1.3 HT引起氧化應(yīng)激反應(yīng),使環(huán)氧化酶2(cyclooxygenase 2,COX2)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)過表達,促進PTC發(fā)生 COX2是花生四烯酸形成前列腺素的催化酶,其活性增加促進腫瘤發(fā)生的作用已經(jīng)在乳腺癌等多種惡性腫瘤中被證實[14]。PTC中COX2的表達可達43.2%[15]。另有研究表明,HT合并PTC中COX2表達高于正常甲狀腺濾泡細胞[6]。這說明HT和PTC癌變過程之間存在著一定的關(guān)聯(lián),COX2在其中起重要作用。
HT相比正常甲狀腺組織氧化應(yīng)激水平更高,即HT的發(fā)生除了是炎癥細胞以及多種炎癥因子緩慢破壞甲狀腺的過程,也是氧化和抗氧化平衡失調(diào)的結(jié)果。ROS是甲狀腺激素合成過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物,其在“炎癥促腫瘤方面”的作用已經(jīng)在多種疾病、多條通路被證實[16-17]。ROS過表達時會增加甲狀腺的氧化應(yīng)激水平,通過增加甲狀腺過氧化物酶(thyroid peroxidase,TPO)和抗甲狀腺球蛋白(anti-thyroglobulin antibodies,TGAb)等甲狀腺特異性抗原、激活細胞間黏附分子-1啟動子、直接損傷甲狀腺等相關(guān)途徑引起甲狀腺的氧化損傷[18]。且在HT發(fā)病過程中會激活絲氨酸/蘇氨酸激酶(serine/threonine kinase,Akt)/雷帕霉素機械靶蛋白(mechanistic target of rapamycin,mTOR)/NF-κB信號通路,導(dǎo)致ROS在甲狀腺濾泡細胞中積累,引起ROS過度表達,這不僅促進甲狀腺濾泡細胞凋亡[19],還會活化PI3K/Akt通路,抑制配對盒基因8(paired box gene 8,PAX8)和p65表達,影響NIS表達,增加碘抵抗[20]。同時,有研究表明,氧化應(yīng)激和DNA損傷是PTC發(fā)生的前期事件,ROS增多將會引起PTC的發(fā)生[18]。綜上,HT造成甲狀腺組織氧化應(yīng)激,提高甲狀腺中ROS水平,促進了PTC的發(fā)生、發(fā)展。
BRAF基因突變促進PTC發(fā)生,同時引起炎癥細胞聚集,導(dǎo)致HT發(fā)生。BRAF基因是RAS、RET原癌基因的下游分子信號,多項研究表明,BRAF基因的突變通過MAPK通路影響細胞分化,誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生惡性轉(zhuǎn)變及侵襲行為,是PTC發(fā)生的重要始動因素之一[21]。數(shù)據(jù)顯示,較單純PTC患者,HT合并PTC的患者BRAF突變率更低[22]。
HT合并PTC患者中BRAF突變率較低的原因可能有以下幾點。首先,HT的發(fā)病與自身免疫以及淋巴細胞浸潤密切相關(guān),考慮在HT背景下,PTC旁的間質(zhì)細胞、炎癥細胞、淋巴細胞增多,導(dǎo)致檢測時BRAF突變細胞的占比減少,表現(xiàn)出BRAF突變占比減少的情況;其次,HT的炎癥反應(yīng)是否會影響PTC腫瘤分化時的克隆情況,是否會出現(xiàn)BRAF突變減少但其他相關(guān)基因增多的情況,均有待于進一步研究來證實。
腫瘤發(fā)生、發(fā)展改變微環(huán)境,造成微環(huán)境中免疫逃逸機制受損,從而影響多種疾病產(chǎn)生的研究,在胃癌等惡性腫瘤中均有報道[23]。有研究顯示,在BRAF基因突變的PTC中,高水平的免疫檢查點程序性死亡配體1、腫瘤相關(guān)巨噬細胞淋巴細胞浸潤、CD8+T細胞、CD4+T細胞以及調(diào)節(jié)性T細胞相關(guān)細胞均有顯著改變,即BRAF基因突變的PTC在腫瘤發(fā)生的同時伴隨著多種細胞因子和炎癥分子的聚集[24]。這些免疫細胞、炎癥因子同時也影響著HT的發(fā)生。BRAF基因突變引起PTC的發(fā)生,改變甲狀腺微環(huán)境,伴隨免疫、炎癥改變,引起HT發(fā)生。
PTC和HT通過Toll樣受體(Toll-like receptors,TLR)有共同發(fā)病通路。TLR 通過 MARK、PI3K、NF-κB信號通路,介導(dǎo)髓系相關(guān)蛋白(myeloid related protein,MRP),激活如髓系分化因子88(myeloid differentiation factor88,MyD88)、INF-β等下游適配器分子,參與了多重炎癥反應(yīng)和免疫紊亂,被認為是免疫的關(guān)鍵中樞[25]。
與正常甲狀腺組織相比,PTC組織以及PTC轉(zhuǎn)移組織中TLR2、TLR3、TLR4等表達顯著上調(diào)。TLR作為MRP6和MRP8主要受體,其表達與MAPK信號通路激活呈正相關(guān),且TLR會觸發(fā)MAPK信號通路激活,上調(diào)下游轉(zhuǎn)錄因子成紅血球細胞轉(zhuǎn)錄因子(erythroblast transformation specific,ETs)的結(jié)合因子 ETs1,最終激活NF-κB通路,誘導(dǎo)TNF-α、IL-17等促進炎癥因子釋放,引起分子紊亂和腫瘤侵襲[27]。
TRL無論是在HT的發(fā)病環(huán)節(jié)還是PTC的發(fā)病環(huán)節(jié),均影響了包括NF-κB通路、MAPK通路在內(nèi)的多種信號通路,對腫瘤的微環(huán)境以及免疫紊亂都產(chǎn)生了極大的影響。HT和PTC具有共同的發(fā)病信號通路,一種可能是HT中TLR表達增多,多種信號通路被激活,同時炎癥因子改變了甲狀腺組織微環(huán)境,共同為PTC的發(fā)生提供了細胞分化紊亂以及腫瘤免疫逃脫的條件。另一種可能是PTC中TLR升高,導(dǎo)致包括TNF-α、IL-17在內(nèi)的多種細胞因子聚集,同時引起炎癥免疫反應(yīng)的正循環(huán),增加炎癥因子浸潤,免疫系統(tǒng)紊亂,從而促進HT發(fā)病。
HT和PTC兩者密切相關(guān),且關(guān)系復(fù)雜。HT通過內(nèi)分泌、炎癥、自身免疫等因素影響PTC的發(fā)生、發(fā)展,而PTC改變腫瘤微環(huán)境,促進炎癥細胞聚集,對HT產(chǎn)生影響。BRAF、RET/PTC等基因和p65/p50多種蛋白、細胞因子,以及相關(guān)的信號通路,例如MAPK信號通路、NF-κB信號通路、JAK/STAT信號通路等,在HT和PTC發(fā)病過程中均有較高水平的重疊,在兩者的發(fā)病中起重要的作用。