胆汁酸代谢产物与Graves病患者甲状腺功能的相关性探讨

符 静，刘 佳，王 广

首都医科大学附属北京朝阳医院 内分泌科，北京 100020

胆汁酸是胆固醇代谢的主要产物之一，在生理状态下其合成、排泌和重吸收等过程都受到精确而复杂的调控。胆汁酸的主要作用是消化脂肪，此外胆汁酸信号通路在动脉粥样硬化、高血压、糖脂代谢等病理胜利过程中也发挥重要作用。甲状腺功能亢进症是内分泌常见疾病，Graves病是其主要类型[1-2]。Graves病患者由于甲状腺激素水平升高而对机体产生广泛影响，包括对心血管、消化、血液等系统的损害[3-5]。最新数据表明，甲亢也会影响胆汁酸的代谢过程，但具体影响方式和结果尚未完全阐明，各项研究结果也不一致[6-8]。本研究通过比较Graves病患者与正常对照者血清中不同胆汁酸成分浓度的差异，进一步探讨胆汁酸代谢产物与Graves病患者甲状腺功能的相关性。

对象与方法

1 研究对象 本研究纳入2018年11月- 2019年11月在北京朝阳医院内分泌科就诊的初发、未治疗的Graves病患者39例，以及年龄、性别和体质量指数 (body mass index，BMI)匹配的健康对照者39例。Graves病组纳入标准：1)血清游离三碘甲状腺原氨酸(free triiodothyronine，FT3)＞4.20 pg/mL，游离甲状腺素 (free thyroxine，FT4)＞1.76 ng/dL，超敏促甲状腺激素(sensitive thyroid stimulating hormone，sTSH)＜0.55 uIU/mL；2)伴有Graves病典型的临床表现：乏力消瘦、怕热易怒、易饥多食、手抖、窦性心动过速、大便次数增加等；3)促甲状腺激素受体抗体(thyrotrophin receptor antibody，TRAb)阳性(＞1.75 IU/L)；4)彩超显示甲状腺肿大伴血流丰富；5)签署知情同意书。健康对照者纳入标准：1)血清FT3、FT4、sTSH水平正常；2)甲状腺自身抗体阴性；3)甲状腺超声检查无异常；4)签署知情同意书。排除标准：糖尿病，高血压，心血管疾病，严重肝肾功能不全，恶性肿瘤，其他全身性疾病，孕妇，既往3个月内服用影响甲状腺功能的药物。

2 方法 所有受试者空腹过夜后抽静脉血10 mL，采用电化学发光免疫法检测FT3、FT4、sTSH和TRAb水平(Dimension Vista，西门子，德国)；采用自动分析仪(日立747，罗氏诊断，德国)检测高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、三酰甘油(triglyceride，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、总胆汁酸(total bile acid，TBA)、空腹血糖(fasting blood glucose，FBG)、谷草转氨酶(aspartate transaminase，AST)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、肌酸激酶(creatine kinase，CK)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)、α-羟丁酸脱 氢 酶(hydroxybutyrate dehydrogenase，HBDH)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyl transferase，GGT)、总胆红素(total bilirubin，Tbil)、直 接 胆 红 素(direct bilirubin，Dbil)、间接胆红素(indirect bilirubin，Ibil)、尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)、肌酐(creatinine，Cr)和尿酸(uric acid，UA)水平。血清标本-80℃保存后，统一使用Waters ACQUITY UPLC I-Class系统与Xevo TQ-S micro相结合的方法，分析样品中各种胆汁酸浓度[9]。甲状腺超声检查由具有资质的超声医生完成。比较两组间上述指标的差 异。

3 统计学分析 采用R语言3.6.1进行统计学分析及相关统计结果的可视化展示。计量数据符合正态分布以 x¯±s表示，不符合正态分布以中位数(四分位间距)表示，组间比较分别采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验。计数资料组间比较采用χ2检验。采用秩和检验比较病例组与对照组胆汁酸水平差异，P值采用FDR校正。采用Spearman检验分析差异胆汁酸代谢物浓度与甲状腺 功能的相关性。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 两组基线特征比较 对照组与Graves病组的年龄、性别构成、肌酸激酶、总胆红素、尿素氮、空腹血糖、白细胞、红细胞和血小板水平差异均无统计学意义(P均＞0.05)，病例组FT3、FT4、AST、ALT、ALP、GGT、Dbil、TG和UA水平显著高于对照组，sTSH、TC、HDL-C、LDL-C、TBA、Ibil、Cr和脂蛋白(a)水平显著低于对照组( P均＜0.05)。见表1。

表1 对照组与Graves病组的基线特征比较Tab. 1 Baseline characteristics of the control group and the Graves disease group

2 两组血清中胆汁酸成分比较 表2显示，与正常对照组相比，Graves病例组的血清牛磺胆酸(taurocholic acid，TCA)、牛磺熊脱氧胆酸(tauroursodeoxycholic acid，TUDCA)和牛磺α鼠胆酸(tauroalpha-muricholic acid，T-alpha-MCA)浓度升高，甘氨脱氧胆酸(glycodeoxycholic acid，GDCA)、鹅脱氧胆酸(chenodeoxycholic acid，CDCA)、脱氧胆酸(deoxycholic acid，DCA)、石胆酸(lithocholic acid，LCA)、猪脱氧胆酸(hyodeoxycholic acid，HDCA)和牛磺脱氧胆酸(taurodeoxycholic acid，TDCA)的浓度降低(P＜0.05)。其余胆汁酸包括甘氨熊脱氧胆酸(glycoursodeoxycholic acid，GUDCA)、牛磺猪脱氧胆酸(taurohyodeoxycholic acid，THDCA)等 的血清浓度在两组间无统计学差异。

表2 对照组与Graves病组血清中不同胆汁酸成分的浓度比较[Md(IQR)]Tab. 2 Serum concentrations of bile acid composition in controls and Graves disease patients (Md[IQR])

3 血清中胆汁酸浓度与甲状腺功能的相关性分析 Spearman相关性分析显示，在正常对照组中，9种差异胆汁酸代谢物的浓度与甲功之间未发现相关性；病例组FT3水平与DCA(r=-0.379，P=0.039)、HDCA(r=-0.486，P=0.006)和CDCA(r=-0.361，P=0.046)均呈显著负相关，与TUDCA呈显著正相关(r=0.340，P=0.042)；FT4水平与CDCA(r=-0.408，P=0.023)、DCA(r=-0.427，P=0.019)、GDCA(r=-0.371，P=0.048)和HDCA(r=-0.447，P=0.012)均呈显著负相关。见图1。

图1 在正常人(A)和Graves患者(B)中，9种差异胆汁酸代谢物与临床指标的Spearman相关性分析热图。红色和紫色代表正相关，蓝色和绿色代表负相关，颜色越深相关性系数越大；＊表示P＜0.05，具有相关性Fig.1 Heatmap plot of spearman correlations between nine differential bile acid metabolites and clinical indicators in controls (A) and patients with Graves disease (B). Red and purple regions represent positive correlation, blue and green regions represent negative correlation, and the shades of color indicate the strength of relevance among them. The asterisk (＊) indicates P＜0.05

讨 论

胆汁酸由胆固醇在肝细胞内经过复杂的化学反应转变而来，胆固醇7α羟化酶(cholesterol 7αhydroxylase，CYP71A)是其合成过程中的限速酶。作为胆汁的主要成分，胆汁酸可占胆汁总固体量的50%～70%。人体中的胆汁酸成分按结构分为两大类——游离型胆汁酸和结合型胆汁酸。前者包括CA、CDCA、DCA及少量LCA，其中CA和CDCA是由肝细胞合成的初级胆汁酸，其余为次级胆汁酸。大部分胆汁酸通过与甘氨酸或牛磺结合后成为甘氨胆汁酸或牛磺胆汁酸，即结合型胆汁酸。排入肠道的各种胆汁酸，95%以上能够在回肠末端被重吸收，经门静脉被肝细胞摄取，此即为胆汁酸的肠肝循环。因此，胆汁酸的代谢状况可在一定程度上反映肝功能的变化[10-13]。

一直以来，胆汁酸被认为在脂质的消化吸收和胆固醇的代谢中发挥重要作用。事实上，近年来研究还发现，胆汁酸作为机体的信号分子，通过与其受体结合发挥多种生理作用[14]。人体内存在多种胆汁酸受体，其中最主要是的核受体法尼醇X受体(farnesoid X receptor，FXR)[15]和膜受体G蛋白偶联受体(Takeda G protein receptor，TGR5)[16]。FXR在人体内的分布非常广泛，其中高表达的器官包括肝、肠道和肾等，此外心脏、肺、脾也有分布。胆汁酸通过与FXR结合，在糖脂代谢、胰岛素抵抗、肝保护等过程中发挥重要作用[17-18]。TGR5受体在人体内也广泛表达，如胆囊、肺、胎盘、心脏、脾、骨骼肌、肾、肝和小肠等。胆汁酸激活TGR5信号通路后，能够调节胆囊的充盈、肠道的运动，参与糖脂代谢、调控能量平衡，并在炎症反应中发挥作用[19-21]。

Graves病是一种器官特异性自身免疫性疾病，其发病机制为体内产生促甲状腺激素受体刺激 性 抗 体(thyroid stimulating antibody，TSAb)，TSAb通过与TSH受体结合，使甲状腺合成和分泌过量的甲状腺激素，从而对靶器官造成损害[5]。其中肝是甲状腺激素作用的重要器官之一，甲亢时常伴肝功能损害[22]。然而，在甲状腺功能亢进状态下，甲状腺激素如何影响胆汁酸的浓度，目前尚无定论。研究证实，胆汁酸在甲亢的病变过程中存在着特异性变化[7,23]。其能否作为生物学标志物、其在甲亢管理中的潜在临床应用价值值得进一步研究。

本研究结果显示，与正常对照组相比，Graves病患者血清中TCA、TUDCA和T-alpha-MCA水平显著增加，LCA、DCA、GDCA、CDCA、HDCA和TDCA水平显著降低。大量研究证实，甲亢患者进食后的胆汁酸分泌较健康对照者减少[20,24-25]；也曾有关于甲亢患者合并胆汁酸吸收不良的个案报道[26]。另有研究结果指出，甲状腺激素可提高胆汁酸合成过程中限速酶CYP71A的活性；甲状腺激素还可以通过增加胆汁酸主要摄取转运体钠离子-牛磺胆酸钠共转运多肽(sodium-taurocholate co-transporting polypeptide，NTCP) mRNA的表达调控胆汁酸的代谢与吸收；甲亢导致的肝功能损害，影响了经肝肠循环重吸收至肝的胆汁酸的有效摄取和重新利用，从而引起血液中胆汁酸浓度的变化[27-28]。

本研究在此基础上进一步探讨了胆汁酸的9种差异代谢物在甲亢患者中的变化。Spearman相关性分析发现，病例组浓度显著降低的差异代谢物HDCA、CDCA和DCA与FT3、FT4水平均呈显著负相关；病例组浓度显著升高的TUDCA与FT3呈显著正相关，说明胆汁酸各种组分的异常浓度与Graves病有一定的关联，但其具体关联程度和相互影响方式还需进一步研究。值得注意的是，与之前的大多数研究不同，在本研究中，我们对胆汁酸成分和肝功能指标进行了相关性分析，并未发现二者存在显著相关，我们推测这可能和本研究的样本量较小有关。因此，在今后的研究中，我们将继续扩大样本量，并根据肝功水平进行分层研究，以期发现二者之间可能的内在关联。

以上研究结果提示胆汁酸各组分水平异常与Graves病患者甲功变化相关联，本研究进一步丰富了甲亢患者的代谢组学异常表现，为今后寻找甲亢诊断预测因子及评估预后等方面的研究提供了依据，为解决临床棘手的甲亢复发问题提供了一种新思路。但影响甲状腺功能的因素很多，胆汁酸在发病机制及诊断、预后中的作用需进一步深入研究。