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从实验室到临床的成功转化
——甲状腺相关性眼病治疗重大进展

2018-01-16刘睿涵蒋曦旻解放军南京总医院眼科信息科江苏南京000

转化医学电子杂志 2018年4期
关键词:单克隆眼眶安慰剂

陆 燕,刘睿涵,蒋曦旻(解放军南京总医院:眼科,信息科,江苏 南京 000)

0 引言

甲状腺相关眼病(thyroid⁃associated ophthalmopa⁃thy,TAO)是以眼球突出、眼睑退缩为主要特征,并与Graves'病(Graves'disease,GD)密切相关的一种自身免疫性疾病[1],是成人最常见的眼眶病。伴有眼眶组织的炎性改变及组织的重塑,其中眼外肌增粗和眶脂肪容积的增加是引起TAO眼球突出的主要原因,严重者可导致暴露性角膜溃疡穿孔和压迫视神经导致失明,严重影响患者的正常生活和外观。目前TAO仍无特殊有效的治疗方法。常规的糖皮质激素冲击疗法、球后放疗与眼眶脂肪减压术、骨性眶减压手术等均难以达到满意效果,给患者的生理及心理带来极其严重的影响。究其原因是TAO发病机制尚未完全阐明,最近的研究[1-2]结果揭示了部分 TAO的免疫学和病理机制,有助于我们对TAO有更深入的认识,并将这些成果转化至临床。

1 TAO的危险因素

表观遗传学和环境因素都会影响TAO的发病[3],TAO的发病率也与种族有关,欧洲人TAO的发病率高于亚洲人[4]。环境因素,如感染原,被认为是参与针对自身抗原免疫应答的启动阶段[5],成为TAO的发病基础。吸烟一直以来都被认为和TAO的发生法阵以及恶化有关,是TAO发病的重要危险因素[6]。

2 眼眶成纤维细胞和骨髓来源纤维细胞的作用

2.1 眼眶成纤维细胞 过去的研究[7-8]认为眼眶成纤维细胞(orbital fibroblasts,OF)是TAO自身免疫反应的靶细胞和效应细胞,也是影响眼外肌肥厚和脂肪组织扩张这两个过程的主要细胞。OF由神经外胚层分化而来,具有与来自身体其它解剖部位的成纤维细胞不同的胚胎起源,神经嵴起源的细胞具有特殊的高度表型可塑性[9]。OF在TAO的病变发展过程中表现出了复杂的生物活性,它不仅识别自身抗原,分泌细胞因子和炎症介质,还产生糖胺聚糖,向脂肪细胞转化。OF在眼眶组织免疫反应、炎症反应、结构重塑方面起了重要作用,对TAO发病机制和治疗方法的研究具有指导意义。很长一段时间以来都是以OF为TAO发病机制的研究重点,但是OF的胚胎学来源问题长期以来一直饱受争议。

2.2 纤维细胞 近年来,研究[10]发现 OF的异质性是由于其中一个亚型来源于骨髓祖细胞,又称纤维细胞(fibrocytes),纤维细胞来源于B细胞和单核细胞系,并在循环系统中以外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear celle, PBMC)的形式存在[11]。 在正常情况下,PBMC中纤维细胞的比例只有0.5%,在炎症和纤维化过程中,来源于骨髓的纤维细胞组成PBMC中高达15%的白细胞,它可以浸润到受损伤部位的组织,参与炎症反应、创伤修复和组织重建,同时也参与肺和肾的纤维化疾病过程[12]。纤维细胞可以表达白细胞和成纤维细胞表面标志蛋白,因而具有不同的表型。纤维细胞合成胶原蛋白1(collagen 1,Col 1),表达 CD34 和趋化生长因子受体⁃4(CXCR4),CXCL12等趋化因子可以促使其在组织中聚集[13]。

有趣的是,在TAO患者的眼眶中可以找到这种细胞,但在健康人的眼眶组织中则找不到[10]。纤维细胞在形态学上和OF非常相似。TAO眶脂肪组织中含有 CD34+TSHR+CXCR4+Col1+的原位细胞,从这些组织中提取出来的OF则表达这些表面标志[10]。在TAO患者中,循环纤维细胞可以浸润到眼眶[10]。一旦浸润到眼眶,CD34+纤维细胞转化为CD34+OF,和眼眶原位的CD34-OF交叉对话,构成TAO眼眶内复杂的微环境。同时CD34+OF可以转分化为肌成纤维(myofibroblasts)细胞和脂肪细胞(adipocytes),合成细胞外基质蛋白,产生细胞因子[14],是造成 TAO特征性的眼眶组织重建的原因。同时在TAO眼眶中发现纤维细胞也解释了为什么有两种不同的表型OF存在[15]。越来越多的证据表明纤维细胞在TAO发病机制中起到重要的作用。

3 TSHR和IGF⁃1R在TAO中的作用

TAO是一种自身免疫性疾病,有两种主要的自身抗原在TAO发病中起到重要作用,即促甲状腺激素受体(thyroid stimulating hormone receptor, TSHR)和胰岛素生长因子受体⁃1(insulin⁃like growth factor⁃1 receptor, IGF⁃1R)[2]。 研究[16]表明这两种受体在结构和功能上具有密切的联系,经典文献采用免疫荧光共焦显微镜观察到它们在OF以及甲状腺细胞上形成了复合体。除了这种结构上的复合,这两种自身抗原在功能上也密切相关,形成交叉对话。IGF⁃1R介导的信号通路提高了TSH或TSHR激活抗体诱导的细胞增殖[17-18]。 用 IGF⁃1R 阻断抗体阻止 IGF⁃1R 信号通路时,可以减弱TSHR在OF中的下游信号通路[19]。让人惊讶的是,纤维细胞同时高表达TSHR和IGF⁃1R,其表达水平和甲状腺上皮细胞相近,并且TAO患者表达TSHR的纤维细胞数量占总的纤维细胞数比健康人高,纤维细胞表达TSHR的水平比OF高,无论这些OF是来源于TAO患者还是健康人的眼眶组织[9,20]。 另外,Fernando 等[21]提出 CD34+纤维细胞可表达高水平的Tg及TSHR。这些纤维细胞还可以浸润GD患者的甲状腺,提示纤维细胞是联系TAO和GD的一个桥梁。当纤维细胞表面的TSHR与 TSH 或单克隆 TSI (M22) 结合时,IL⁃6、IL⁃8、RANTET、MCP⁃1、IL⁃1β 和 TNF⁃α 等细胞因子的合成明显增加[22-23]。 一系列重要的研 究[24-25]表明, 人IGF⁃1R 单克隆抗体⁃RV001(又名 teprotumumab)可以通过减轻AKT磷酸化减弱TSH/M22诱导的纤维细胞中IL⁃6、 IL⁃8 、TNF⁃α 的表达,从而减轻 TAO 的炎症反应,提示通过抑制IGF⁃1R单克隆抗体信号通路治疗TAO的可能性。

4 治疗手段的重大进展

最近的研究[26]表明基于上述发病机制的抗TSHR和IGF⁃1R是一个新的有效的治疗手段。该研究为在北美进行的一个多中心、双盲、随机、安慰剂对照的3a期临床实验,共纳入22个中心的88个活动期、中重度TAO患者,随机分配到安慰剂组和药物组。采用人单克隆抗体抗 IGF⁃1R(Teprotumuma)静脉冲击治疗,每3周一次,总疗程8次。具体用药方法为:初始剂量为10 mg/kg体重,其余7次采用的剂量为 20 mg/kg体重。治疗有效的标准是第24周临床活动评分的减少≥2分或者眼球突出度减少≥2 mm。69%(29/42)的患者接受了Teprotumuma治疗,与接受安慰剂组20%的患者相比(9/45),在24周治疗有效,差异有统计学意义(P<0.001),治疗起效快。在第6周,Teprotumuma组43%的患者治疗有效,安慰剂组4%的患者治疗有效,两组相比,差异有统计学意义(P<0.001)。两组的差异在接下来的随访时间里更加明显。Teprotumumab唯一的副作用是使伴有糖尿病的TAO患者血糖升高,但这一副作用可以通过药物进行控制。结果表明对于活动期的TAO患者,人单克隆抗体抗IGF⁃1R(Teprotumuma)显示出极好的临床效果。Teprotumuma明显减轻了眼球突出度,减少了临床活动评分,提高了患者的生活质量。

5 结语

抑制胰岛素生长因子⁃1受体(IGF⁃1R)是一个基于TAO发病机制的新的治疗方法。Teprotumuma这一新药物的问世使患者避免了复杂的眼眶减压手术,被美国FDA称为TAO治疗的重大突破,体现了基础研究到临床医学的成功转化。

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