桥本氏甲状腺炎患者氧化抗氧化失衡状态的研究

2019-02-14杨建元江学庆杨永刚韩永红

国际检验医学杂志 2019年3期

杨建元,江学庆,杨永刚,韩永红

(武汉市中心医院甲状腺乳腺外科,湖北武汉 430014 )

活性氧自由基是正常细胞新陈代谢的产物，低浓度的活性氧是细胞内的许多生化过程的必要条件，而过量的活性氧通过与蛋白质、脂质和DNA反应来抑制它们的正常功能引起细胞损伤[1-2]。在生理条件下，人血清红细胞中存在的多种酶和非酶防御系统称为抗氧化剂，以防止由活性氧积累引起的损伤。当活性氧的内源性产生与抗氧化防御机制之间发生不平衡即氧化应激时，导致促炎细胞因子的释放增加以及酶功能改变引起炎症和细胞损伤。因此，氧化应激被认为与几种炎症和免疫介导的疾病的发病机制有关，包括自身免疫性甲状腺疾病(AITD)[3-4]。

甲状腺功能亢进和甲状腺功能减退已被认为与氧化应激相关。既往关于甲状腺自身免疫性疾病患者氧化状态的研究较少，对自身免疫过程本身的氧化/抗氧化系统的作用理解是局限的[5-7]。本研究旨在通过特异性血清检测，如活性氧代谢物的衍生物(d-ROM)和生物抗氧化蛋白(BAP)，以及高级糖化终产物(AGE)和高级氧化蛋白产品(AOPP)来检测甲状腺功能正常的桥本氏甲状腺炎(HT)的氧化平衡变化，反映身体氧化水平的一般状态。

1 资料与方法

1.1一般资料选取2016年5月至2017年5月期间在本科治疗的41例甲状腺功能正常的HT患者，所有患者均签署知情同意书并通过医院伦理委员会审查。入组标准：(1)首次诊断为HT；(2)甲状腺功能正常；(3)3个月内未口服影响甲状腺功能药物；(4)年龄>18岁。排除标准：(1)既往发现有甲状腺疾病；(2)存在有严重心肺等器官的疾病；(3)恶性肿瘤患者；(4)伴随有糖尿病、肾衰竭、自身免疫系统疾病、感染性或炎症性疾病、甲状腺疾病；(5)服用抗氧化剂、降压降脂药物以及补充维生素的患者；(4)未签署知情同意书。每位入组的患者均符合纳入标准及排除标准，有完善的病史和体格检查。并同时选取同期的43名健康受试者进行对照分析。

1.2方法

1.2.1生化检查隔夜禁食后，从肘静脉收集血样。4 ℃离心10 min。立即测量葡萄糖、胰岛素、血脂、肝功能和甲功能;其他测定的等分试样储存在-20 ℃。总体而言，研究参数的确定在血清收集后2个月内发生。使用常规方法的商业试剂盒测量血清空腹胰岛素、葡萄糖、三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)、同型半胱氨酸。通过电化学发光免疫测定(ECLIA)，使用Elecsys的商业试剂盒测量血清促甲状腺激素(TSH)，游离甲状腺素(FT4)和游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)水平，以及抗甲状腺球蛋白(TgAb)和抗甲状腺过氧化物酶(TPOAb)由罗氏诊断公司提供的1010/2010 e模块化分析仪E170。实验室的参考范围是：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。所有样品均在本院实验室中心进行处理。

1.2.2氧化剂和抗氧化剂参数的测定活性氧代谢物(ROM)通过Diacron(Grosseto，Italy)的试剂盒d-ROM测量。该测定法测量血清样品中存在的氢过氧化物的浓度。使用Diacron(Grosseto,Italy)试剂盒测量生物抗氧化潜能(BAP)。AGEs的测定是基于分光荧光检测。AOPPs的测定同样运用分光光度检测， AOPP的浓度用氯胺T单位(μmoleq Cl T/L)表示。超声评估：使用7.5MHz线性换能器的超声波检查仪由同一位超声科医师进行检查。甲状腺异常超声外观，其特征在于弥漫性区域的回声反射性降低，被认为是超声诊断HT的重要标准。

2 结果

2.1一般临床资料对比分析两组在年龄和性别，主要营养和代谢等参数方面差异无统计学意义(P>0.05)。所有受试者在取样时均为甲状腺功能正常，但与对照组相比，HT患者的血清TSH水平仍显著升高，差异有统计学意义(P<0.001)，见表1。

表1 一般临床资料对比分析

续表1 一般临床资料对比分析

表2 氧化剂和抗氧化剂参数的评估

2.2氧化剂和抗氧化剂参数的评估本研究中，通过d-ROM，BAP，AGEs和AOPP等评估氧化应激水平。与健康对照组相比，HT患者的d-ROM显著升高(P=0.012)，而BAP明显降低(P<0.001)(表2)。两个参数呈负相关(r=-0.868，P<0.001)(图1)，表明HT患者内源性自由基产生与抗氧化防御系统之间为失衡状态。此外，HT患者的血清AGEs水平高于对照组(P=0.013)，与BAP水平呈负相关(r=-0.949，P<0.001)(表2和图2)。相反，HT患者和健康对照组之间的AOPP水平相似(P=0.214)，并且与其他氧化应激标记物无关，差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。

图1 d-ROM和BAP相关性分析(r=-0.868，P<0.001)

2.3单变量及多变量分析结果在单变量分析中，d-ROMs显著有关的变量为血清TSH值(P=0.021)、TgAb(P<0.001)，TPOAb(P<0.001)，BAP显著有关的变量为HDL-C(P=0.005)，血清TSH值(P=0.033)、TgAb(P<0.001)，TPOAb(P<0.001)，AGEs显著有关的变量为总胆固醇(P=0.012)和LDL-C(P=0.030)。在回归模型中，AOPP与甲状腺功能和自身免疫参数没有显著相关性。但是，在单变量分析中，AOPP水平与以下代谢参数相关：总胆固醇，LDL-C和HDL-C，三酰甘油，IMT(表3)。在多变量分析中，血清TPOAb阳性被发现是影响d-ROM、BAP水平、AGEs水平的主要独立预测因子。此外HDL-C也是BAP水平的独立预测因子(P=0.012,R2=2.354,95%CI:1.191～5.433)，而LDL-C是AGEs水平的独立预测因子(P=0.004,R2=1.102,95%CI:0.915～1.253)(表4)。

图2 AGEs和BAP相关性分析(r=-0.949，P<0.001)表3 单变量P值分析

d-ROMsBAP AGEs AOPPs总胆固醇 (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颈动脉内膜中层厚度(mm)0.4350.2660.2550.002

表4 多变量P值分析

注：-表示无数据

3 讨论

蛋白质构成活细胞的主要成分，其活性氧的结构修饰或脂质过氧化的终产物可导致细胞毒性和疾病发生，活性氧的形成与分解之间存在平衡，即所谓的“氧化还原稳态”。氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，破坏了体内氧化剂和抗氧化剂的平衡进而导致细胞损伤[8]。因此，氧化应激与几种炎症和免疫介导的疾病的发病机制有关，包括AITD。在AITD中，氧化应激的作用主要与甲状腺功能障碍有关[3-4]，主要是一方面增加线粒体呼吸和自由基生成，另一方面调节酶和非酶抗氧化剂(超氧化物歧化酶，过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶和还原酶)的合成。此外，甲状腺本身暴露于甲状腺激素合成过程中连续产生H2O2引起长时间氧化应激[9]。并且还发现甲状腺功能亢进和甲状腺功能减退与增强的氧化应激相关，因为前者表现为自由基和氧化剂增加，后者降低抗氧化剂防御系统[10-11]。在此基础上，提出了抗氧化补充剂是治疗Graves′病的有效治疗手段，并且认为在HT患者中同样有效[12-13]。既往评估HT患者的氧化状态的研究中，一项研究发现氧化剂显著增加而抗氧化剂没有显著变化[14]，另一项研究发现存在由氧化剂增加和抗氧化剂降低引起的氧化应激增加[15]。本研究评估了与健康受试者相比，甲状腺功能正常的HT患者的氧化剂/抗氧化状态，发现d-ROM显著升高，BAP显著降低，这与其他研究结果相同[15]。在HT患者中，血清抗氧化剂和氧化剂之间的失衡状态，更趋向于氧化状态，表明氧化应激可能是HT病理生理过程中的关键事件，与甲状腺功能无关。

除了甲状腺功能状态外，本研究中的41例受试者在年龄、性别以及可能影响氧化剂/抗氧化剂平衡的主要代谢和人体测量参数方面也相似，甲状腺自身抗体是唯一的显著差异。因此，本研究认为，氧化应激增加主要与慢性自身免疫性炎症相关，与甲状腺激素水平的变化不相关。氧化应激的增加可能在甲状腺自身免疫中起致病作用。自身免疫相关炎症可能通过激活浸润腺体的T和B淋巴细胞来促进甲状腺组织中过量的ROS产生和增强氧化应激。研究证明活化的淋巴细胞释放的Th1细胞因子诱导甲状腺细胞产生ROS。并且活化的淋巴细胞本身也产生过量的ROS[16-17]。ROS的积累导致细胞的氧化损伤，从而引起凋亡，坏死和实质破坏的速率增加。此外，由于抗氧化潜力降低，抗氧化剂体系不足以抵抗ROS过度生产。

此外，氧化应激可能在自身免疫性疾病的发病中发挥作用。过量的ROS可能导致蛋白质、脂质和DNA的氧化修饰，其变得高度免疫原性，并可能作为新抗原，导致在遗传易感个体中丧失自我耐受。有学者证实，HT患者中氧化应激失衡还表明环境因素与自身免疫性疾病之间的存在致病性联系：由于环境因素(即碘过量、辐射、药物、污染物)引起的ROS生成增加可能诱导组织蛋白质改变，或可能调节免疫系统的表达，影响自身免疫性疾病[18]。

本研究发现TPOAb存在是影响3个参数的主要独立预测因子。在单因素分析中，TSH水平与氧化应激标志物显著相关。但在多变量模型中，TSH并不作为发展氧化应激的独立危险因素，证实了TPOAb的主要作用，即自身免疫。本研究还评估了AGEs和AOPP的血清水平。既往评估甲状腺疾病氧化应激的研究中发现了不同参数，并产生了相互矛盾的结果[14-15,19]。AGE和AOPP通过蛋白质转化形成的化合物，具有相似的形成机制和生物学作用，在炎症过程和免疫失调时氧化应激和羰基应激导致AGE和AOPP等促炎症代谢产物潴留，被认为是评估HT患者氧化应激的潜在新标记[20]。

AGEs由非酶糖化形成的异构活性化合物(例如戊糖胺、羧甲基赖氨酸和咪唑啉酮)组成。越来越多的证据表明，AGEs在涉及氧化应激和炎症的其他疾病发挥作用，包括自身免疫性疾病[21-22]。AOPP是由氧化应激损伤的蛋白质(主要是白蛋白及其聚集体)组成。研究认为，AOPP和AGE是相对稳定的分子，可以通过快速和便宜的技术进行测量，成为监测氧化应激的合适标记[20-22]。本研究中，笔者发现HT患者的AGEs血清水平高于健康对照组，尽管患者的AOPP血清水平与对照组相似。这种不同结果很可能是由于病症相关的特异性生物化学途径(例如髓过氧化物酶途径)的激活有关。在HT患者中，AGEs血清水平与血清抗氧化潜能(BAP)呈负相关，多变量分析与TPOAb阳性显著相关。最后，本研究表明抗氧化剂补充可能有助于提供HT的保护。但还需要监测治疗过程中的氧化应激参数，对抗氧化剂在HT患者中的治疗作用做进一步研究。