目的:自身免疫性甲状腺炎(Autoimmune thyroiditis,AIT)是最常见的自身免疫性疾病之一,是造成甲状腺功能减退症的首要原因,并且与多种疾病相关,严重威胁患者健康。目前缺乏有效的针对病因的治疗措施。硒是一种人体必需微量元素,近年来发现其与甲状腺关系不亚于碘与甲状腺的关系。硒在甲状腺激素的合成和代谢过程中发挥重要的作用,并且与多种甲状腺疾病相关。随机、对照、双盲的临床干预性研究已经证实每日200μg硒补充治疗可以降低甲状腺过氧化物酶抗体(Anti-thyroid peroxidase autoantibody,TPOAb)水平,缓解AIT病情。但硒作为一种微量元素,并不是越多越好,已有研究表明血硒水平与癌症患病风险的关系呈“U”型曲线,当硒缺乏时,补硒治疗有助于预防癌症风险,这种效应在硒蛋白浓度最大时最为明显,之后,随着血硒水平的进一步升高,补充硒不仅不能预防癌症,还会增加罹患癌症的风险。硒摄入量具有地区差异,目前硒的临床干预研究主要来自于硒缺乏边缘的欧洲地区,对于硒充足和高硒地区并不一定适合。中国幅员辽阔,地质条件复杂,各地硒营养水平差别较大。目前尚无天津市居民血清硒水平的数据。本研究为明确天津地区的血清硒水平,分析其与甲状腺疾病的关系,并为天津地区AIT患者应用硒治疗提供依据。目前,硒治疗预防和缓解AIT的机制尚不明确。硒与免疫系统关系密切:免疫器官和免疫细胞可表达多种硒蛋白;硒蛋白水平可影响免疫细胞的活化、增殖和分化过程;硒蛋白还可以调节免疫功能,防止过度免疫和自身免疫性疾病的发生。树突状细胞(Dendritic Cells,DC)是一类专职性抗原递呈细胞(Antigen Presenting Cells,APC),不仅可以启动免疫应答,在诱导外周免疫耐受中同样也发挥着重要的作用。研究证实通过改变DC糖酵解和氧化磷酸化代谢过程可诱导DC为免疫耐受(Tolerogenic Dendritic Cells,Tol-DC)表型。已有研究表明硒蛋白可调节肿瘤细胞的代谢过程,因此本试验为明确硒干预是否可通过调节DC代谢过程诱导其为Tol-DC,从而预防和缓解AIT。方法:第一部分:国家公益性行业科研专项(201402005)——《甲状腺疾病和糖尿病全国调查-2014(Thyroid Disorders,Iodine Status and Diabetes:a National Epidemiological Survey-2014,TIDE)》是一项针对中国31个省、市、自治区的成人甲状腺疾病和碘营养水平的横断面研究。本研究以TIDE天津地区横断面调查为基础,通过调查问卷采集患者的一般临床资料;静脉采血统一检测血清促甲状腺激素(Thyroid stimulating hormone,TSH)、TPOAb、抗甲状腺球蛋白抗体(Anti-thyroid globulin autoantibody,TGAb)、血清碘、血清硒浓度、游离甲状腺素(Free thyroxine,FT4)、游离三碘甲状腺原氨酸(Free triiodothyronine,FT3)水平;留取空腹尿液,统一进行尿碘检测;甲状腺B超检查明确甲状腺回声情况。获得天津市居民血清硒平均水平;按血清硒水平将研究对象分为五组,比较各组的人口学特征;分析各组TPOAb、TGAb阳性率、经甲状腺超声诊断的桥本甲状腺炎(Hashimoto thyroiditis,HT)患病率、甲状腺功能减退症(以下简称甲减)及亚临床甲状腺功能减退症(以下简称亚临床甲减)的患病率;Logistic回归分析校正各混杂因素后明确血清硒水平与TPOAb、TGAb阳性率、超声诊断HT、甲减及亚临床甲减患病率之间的关系。第二部分:40只5-6周龄SD大鼠随机分为正常对照组(C组)、模型组(EAT组)、硒干预1组(Se1组)和硒干预2组(Se2组)。应用猪甲状腺球蛋白(pTg)联合弗氏佐剂对EAT组、Se1组和Se2组大鼠进行免疫,制备实验性自身免疫性甲状腺炎(Experimental Autoimmune Thyroidits,EAT)大鼠模型,对Se1组和Se2组大鼠分别给予0.08mg/kg/d和0.16mg/kg/d两种剂量的亚硒酸钠溶液灌胃干预6周,观察比较各组大鼠甲状腺病理、甲状腺自身抗体水平及甲状腺功能的变化;然后应用流式细胞仪检测各组大鼠脾细胞CD11c+树突状细胞表面标志分子CD80、CD86及MHCⅡ类分子的表达水平,明确硒干预组是否诱导Tol-DC;进一步通过qRt-PCR法检测脾细胞糖酵解相关基因Glut1和HK2、三羧酸循环相关基因PDHA1及线粒体氧化磷酸化相关基因NDUFA5、UQCRC2和COX5A的表达水平,明确硒干预组是否调节了脾细胞糖代谢途径;最后通过qRt-PCR法检测脾细胞硒蛋白K(Selenoprotein K,SELK)和谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione peroxidase4,Gpx4)基因的表达水平,明确硒蛋白在免疫细胞调节中的作用。结果:第一部分:(1)本研究共纳入1257例研究对象,年龄为42.5±15.2岁,其中男性49.2%、女性50.8%,青年人占比48.0%、中年人占比42.5%、老年人占比9.5%。血清硒中位数为131.8(103.4-172.1)μg/L。(2)调查人群尿碘中位数为148.0μg/L,处于碘足量水平。(3)Logistic回归分析发现血清硒浓度<100μg/L和血清硒浓度≥200μg/L均是TPOAb阳性的独立危险因素,血清硒浓度<100μg/L,OR=1.574,95%CI:1.007-2.461,p=0.046;血清硒浓度在200-249.99μg/L,OR=2.853,95%CI:1.643-4.953,p=0.000;血清硒浓度≥250μg/L,OR=2.450,95%CI:1.462-4.106,p=0.001。(4)Logistic回归分析发现血清硒浓度≥200μg/L也是TGAb阳性的独立危险因素,血清硒浓度在200-249.99μg/L,OR=2.152,95%CI:1.199-3.860,p=0.010;血清硒浓度≥250μg/L,OR=2.111,95%CI:1.230-3.623,p=0.007。(5)Logistic回归分析发现血清硒浓度≥200μg/L是经甲状腺超声诊断HT患病率增加的独立危险因素,血清硒浓度在200-249.99μg/L,OR=2.236,95%CI:1.182-4.230,p=0.013;血清硒浓度≥250μg/L,OR=2.091,95%CI:1.176-3.718,p=0.012。(6)在矫正了混杂因素的影响后,血清硒浓度不是甲减和亚临床甲减的独立危险因素(p值均为0.115)。第二部分:(1)EAT组大鼠甲状腺滤泡腔扩大,滤泡上皮细胞变扁,可见灶状淋巴细胞浸润,部分滤泡结构破坏;Se1组和Se2组大鼠甲状腺病理组织淋巴细胞浸润减少,滤泡破坏减轻,炎症评分减低。(2)EAT组、Se1组和Se2组大鼠TGAb和TPOAb浓度均高于C组(p<0.05);Se1组和Se2组大鼠TGAb和TPOAb浓度均低于EAT组(p<0.05);Se2组大鼠TGAb、TPOAb浓度高于Se1组,但两组差异没有统计学意义(p>0.05)。(3)C组、EAT组、Se1组和Se2组大鼠TSH、TT4及TT3浓度无统计学差异。(4)EAT组、Se1组和Se2组大鼠脾脏CD11c+的树突状细胞比例高于C组大鼠(p<0.05);Se1和Se2组大鼠脾脏CD11c+的树突状细胞表面标志分子CD80阳性比例低于EAT组(p<0.05);Se1和Se2组大鼠脾脏CD11c+的树突状细胞表面标志分子CD86、MHCⅡ类分子(Rt1B)的平均荧光强度低于EAT组(p<0.05)。(5)Se1和Se2组大鼠脾细胞糖酵解相关基因Glut1表达较EAT组下调,三羧酸循环关键基因PDHA1及氧化磷酸化相关基因NDUFA5和COX5A的表达较EAT组明显上调(p<0.05)。(6)Se1和Se2组大鼠脾细胞硒蛋白基因SELK和Gpx4的表达较EAT组明显上调(p<0.05)。结论:(1)本抽样调查样本示天津地区为碘足量地区,且血清硒水平处于硒充足至高硒水平;AIT的患病率在血清硒水平处于100-200μg/L时最低,血清硒水平<100μg/L和≥200μg/L都是AIT患病率增加的独立危险因素。因此,对于AIT患者补充硒治疗需结合基线硒营养水平,对于硒缺乏或者边缘性缺乏的人群补充硒治疗可能降低TPOAb的滴度,缓解AIT病情,而对于高硒水平的人群补充硒治疗则可能适得其反。(2)应用pTg联合弗氏佐剂免疫SD大鼠成功制备了EAT大鼠模型;硒干预可减轻EAT大鼠的甲状腺炎症,降低甲状腺自身抗体TGAb和TPOAb浓度;其机制可能是通过下调糖酵解途径,上调葡萄糖氧化磷酸化代谢过程诱导Tol-DC;并通过上调硒蛋白SELK和Gpx4的基因表达水平调节免疫功能,从而减轻EAT。