자가면역성 갑상선질환에서 갑상선자극항체 및 자극차단항체의 TSH수용체 항원결정기에 관한 연구

Abstract

자가면역성 갑상선질환 환자들에서 검출되는 TSH수용체 자가항체에는 갑상선 세포의 자극여부에 따라 갑상선 자극항체 (자극형 항체) 와 갑상선 자극차단항체 (차단형 항체)의 두 종류가 있다. 자극형 항체와 차단형 항체는 모두 IgG이며, TSH의 TSH수용체 결합에 특이하게 작용한다. 차단형 항체는 TSH뿐만 아니라 자극형 항체에 의한 갑상선 세포의 자극도 특이하게 억제하기 때문에 두 항체의 TSH수용체와의 결합부위가 밀접하게 연관되어 있을 것으로 추정되고 있다. 최근 TSH수용체 유전자가 크로닝되어 아미노산 서열이 밝혀지면서 TSH수용체의 세포외 영역 중 아미노 말단에 가까운 부위는 자극형 항체와의 결합이 현저한 것으로 알려져 있고, 카르복시 말단에 가까운 부분은 주로 차단형 항체와 결합하는 것으로 알려져 있다. 그러나 각각의 항체에 대한 항원결정기의 부위는 보고자 마다 차이가 있어 아직까지 명확한 결론이 없다. 이에 대해 저자는 자가면역성 갑상선 질환 환자에서 추출되는 자극형 차단형 항체의 TSH수용체 항원 결정기가 일정한 환자마다 차이가 있으며 이에 따른 임상적 양상이 서로 다를 것이라는 가정을 세우고 이를 밝히고자 하였다. 자가면역성 갑상선 질환 102예와 정상대조군 35예를 대상으로 TSH수용체 합성펩티드, 쥐갑상선 세포 (FRTL-5)와 야생형 및 돌연변이형 (Mc1, Mc1+2: TSH 수용체 우전자 아미노산 서열 90-165번과 8-165번을 각각의 서열에 부합되는 쥐 LH/CG(luteninzing hormone/choriomic gonadotropin)수용체의 아미노산 서욜로 지환한 것)TSH수용체 유전자를 표현시킨 CHO(chineses hamster ovary)세포를 이용하여 대상자의 혈청 또는 IgG와의 반응을 살펴보아 TSH수용체 자가항체의 항원결정기를 알아보았다. 또한 동일한 자가 면역성 갑상선 질환군에서 이질적인 TSH수용체 결합양상을 보이는 경우를 분석하여 이들의 임상적 특성을 살펴보았다. 자가면역성 갑상선 질환 환자의 IgG를 합성 펩티드 I(TSH 수용체 아미노산 서열 35-50번)과 면역침전시켰을 때 그레이브스 병 10예 중 2예 (20.0%), 위축성 갑상선염 9예 중 2예(22.2%) 에서 정상대조군의 특이결합 상한선인 0.85%를 넘는 특이결합을 나타내었다. 펩티드 II(아미노산 317-332번)와 면역침전시켰을 때 그레이브스 병 18예 중 4예(22.2%), 위축성 갑상선염 41예 중 9예(22.0%), 그리고 하시모토 갑상선염 14예 중 6예(42.9%)에서 0.84% 이상의 특이결합을 보였다. 펩티드III(아미노산 341-358번)의 경우 그레이브스 병 10예 중 2예에서만 0.84% 이상의 특이결합을 보였다. TBII양성인 그레이브스 병 IgG 10예를 야생형, Mc2 및 Mc1+2형 CHO세포에 반응시켰을때 TSAb역가가 야생형 78예 (70%)와 Mc2형 4예 (40%)에서 양성으로 나타났다. 위축형 갑상선염 IgG 10예의 경우 TSBAb역가가 야생형 5예(50%), Mc2형 5예(50%), 그리고 Mc1+2형 3예(30%)에서 양성으로 나타났다. 하시모토 갑상선염의 경우 6예 중 갑상선기능항진증 소견을 보이는 1예에서만 TSAb역가가 야생형 CHO세포에서 양성이었으며 갑상선 기능저하증 소견을 보이는 다른 1예에서는 TSAb역가가 야생형 및 Mc2형에서 양성이었다. 따라서 TBII양성 그레이브스 병 10예와 위축성 갑상선염 10예를 야생형, Mc2및 Mc1+2형 CHO세포에서 측정한 TSAb 및 TSAb활성도, TBII황성도 및 FRTL-5세포에서 측정한 TSBAb활성도 유무에 따라 각각 3군과 4군으로 나눌 수 있었다. 이상의 결과로부터 TSH수용체 세포외 부분 중 아미노 말단에 가까운 부위는 주로 자극형 항체가, 그리고 카르복시 말단에 가까운 부위는 주로 차단형 항체가 결합하는 양상을 보였으나 이들의 항원 결정기는 TSH수용체의 세포 외 부분 여러 곳에 산재되어 있었다. 동일한 질환군에서도 서로 다른 항원 결정기를 보이며, CHO세포 및 FRTL-5세포에서 측정한 TSH수용체 자가항체 활성도와 TBII활성도의 유무에 따라 그레이브스 병을 최소한 3군으로, 그리고 위축성 갑상선염을 최소한 4군으로 나눌 수 있음을 볼 때 동일한 자가면역성 갑상선 질환군에서도 이질적 성상의 TSH수용체 자가항체가 존재할 가능성이 있다. ; There are two types of autoantibodies reacting with TSH receptor detected in the patients with autoimmune thyroid disease. One is stimulating antibody (TSAb) in Graces’ disease, and the other is thyroid stimulation blocking antibody (TSBAb) in atrophic thyroiditis and Hashimoto’s thyroiditis. In Graces’ disease, TSAbs are competitive agonists of TSH. They also elevated cAMP levels, and cause hyperthyroidism as well as goiter. In atrophic thyroiditis, TSBAbs are antagonists of TSH and TSAbs. They inhibit TSH and TSAb binding to TSH receptor or increasing cAMP levels, and cause hypothyroidism and thyroid atrophy. The different activities of both antibodies suggest they may have different epitopes on the TSH receptor. Recently, it has been reported that most of TSAbs many interact with epitopes near N-terminal, and TSBAbs with C-terminal in the extracellular domain of TSH receptor. However, many authors have reported different results about epitopes reacting with TSAbs and TSBAbs. So the epitopes of both antibodies on the TSH receptor are not clear. Identification of the exact sites of epitopes may contribute to our understanding of pathophysiology of autoimmune thyroid diseases. Therefore, this study was undertaken to determine the epitopes of both antibodies on the TSH receptor and identify the heterogeneity of both antibodies in autoimmune thyroid disease. Thirty-two patients with Graves’ disease, 29 Hashimoto’s thyroiditis, 41 atrophic thyroiditis, and 35 healthy persons were studies. Three synthetic peptide fragments of TSH receptor were used to perform immunoprecipitation with serum or IgG of patients and healthy persons. TSAb and TSBAb activities were measured by FRTL-5 cells and CHO (chinese hamster ovary) cells transfected with wild-type and mutant (Mc2, Mc1+2) TSH receptor with corresponding residues of LH/CG receptor, respectively. Two out of 10 IgGs extracted from graces’ disease and 2 out of 9 IgGs from atrophic thyroiditis had specific bidings over 0.84% in immunoprecipitation with peptide I (a.a. 35-50). Four our of 18 IgGs from Graces’ disease, 9 out of 41 IgGs from atrophic thyroiditis, and 6 out of 14 IgGs from Hashimoto’s thyroiditis had specific bidings over 0.84% in immunoprecipitation with peptide II (a.a. 317-332). Only 2 out of 10 IgGs from Graves’ disease had specific bidings over 0.84% in immunoprecipitation with peptide II (a.a. 317-332). Only 2 out of 10 IgGs from Graves’ disease had specific bidings over 0.84% in immunoprecipitation with peptide III (a.a. 341-358). When 1- IgGs extracted from Graces’ disease were reacted with wild-type, Mc2, and Mc1+2 CHO cells, 7 IgGs in wild-type and 4 IgGs in Mc2 had positive for TSAb activities. In 10 IgGs from atrophic thyroiditis, 5 in wild-type, 5 in Mc2, and 3 in Mca+2 CHO cells had positive for TSAb activity in wild-type and 1 with hypothyroidism had positive for TSBAb activities in both of wild-type and 1 with hypothyroidism had positive for TSBAb activities in both of wild-type and Mc2 CHO cells. Therefore, patients with Graves’ disease were divides into at least 3 groups to the TSAb activities measured by wild-type Mc2, Mc1+2 CHO cells and TBII activities. And patients with atrophic thyroiditis were divided into at least 4 groups according to the TBII activities, TSBAb activities by wild-type, Mc2, Mc1+2 CHO cells and FRTL-5 cells. From these results, epitopes of TSH receptor reacting with stimulating or blocking antibodies in autoimmune thyroid disease may be scattered in the TSH receptor, although epitopes of stimulating antibody tend to be near N-terminal and those of blocking antibody near C-terminal. The receptor autoantibodies in antoimmune thyroid disease may be heterogenous.