碘是人体所必需的微量元素，与多种甲状腺疾病的发生发展和转归密切相关。据WHO调查，碘摄入量过多的国家数量显著增长^[1]。在中国，高水碘地区遍布11个省市、自治区的129个县，部分地区儿童甲肿和尿碘水平较高^[2]。研究显示，我国全民食盐加碘实施前17 年(1979—1995年)甲状腺疾病住院患者年均增长率为2.98%，食盐加碘策略实施后15年(1995—2010年)年均增长率为11.79%，住院患者疾病构成出现明显变化，高碘摄入是疾病谱和顺位变化的原因之一^[3]。细胞凋亡是细胞程序性死亡，细胞在一定的生理或病理条件下，由一系列酶参与、基因自主控制的一个主动的、高度遵循自身程序的死亡过程。碘可通过多种途径诱导甲状腺细胞凋亡，高碘摄入导致的诸如甲状腺功能亢进、功能减退等疾病可能与其诱导的细胞凋亡有关^[4]。1986 年,比利时学者 Mahmoud 等^[5]在电镜下观察到中等剂量碘制剂可诱使甲状腺发生细胞凋亡，并初步揭示其可能的机制以来，各国学者此领域取得了一定进展，本文将对此综述如下。 1 诱导氧化应激

活性氧(reactive oxygen species,ROS)是与O₂有关的自由基的统称。包括超氧负离子(·O^－₂)、羟自由基(·OH)、烷氧自由基(RO·)、过氧子(RO₂·)以及过氧化氢(H₂O₂)等。在生理条件下，甲状腺即可产生一定量的ROS以利于甲状腺过氧化物酶(thyroid peroxidase,TPO)以H₂O₂为底物催化完成酪氨酸的碘化和偶联，同时为避免ROS产生过多，甲状腺还存在谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和抗氧化蛋白等抗氧化系统，以保持机体的抗氧化能力。

桑仲娜等^[6]以高碘水喂养实验性自身免疫甲状腺炎(experimental autoimmune thyroiditis,EAT)大鼠发现，高碘能够显著降低机体SOD、GSH-Px的表达水平，碘过量导致组织的自由基代谢失衡，加重EAT大鼠甲状腺的炎性损伤和氧化损伤。Vitale等^[7]通过体外实验，以50 mmol/L 碘化钾(potassium iodide,KI)处理体外培养的永生化甲状腺细胞系和原代甲状腺上皮细胞，48 h后发现细胞凋亡增多，这种增多现象与ROS的升高密切相关。

目前普遍认为，高碘在体内和体外均可诱导产生高水平的ROS，其损伤细胞的机制可能是：(1)高碘诱导产生大量ROS，导致蛋白质和脂质过氧化；(2)碘过量时机体会产生部分I₂，I₂作为一种性质活泼的物质，也可与蛋白质、脂质和核酸反应，生成各种碘脂化物^{[8, 9]}。上述2种机制均可造成甲状腺细胞胞膜和线粒体外膜的机械损伤。进一步研究发现，线粒体膜通透性孔道(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)开放，细胞色素C(cytochrome C,Cyt C)释放，而Cyt-c 作为凋亡起始因子发挥着重要作用^[10]。在凋亡初期，胞浆中的Cyt-c通过与凋亡蛋白酶激活因子-1(apoptotis protease activatingfactor-1,Apaf-1)结合，招募procaspase-9 聚集，形成 Cyt-c、Apaf-1 和 procaspase-9 三者的复合物，形成“凋亡复合体”，激活procaspase-9; 在 dATP 存在的条件下，活化的caspase-9 再激活下游的caspase 效应分子procaspase-3、procaspase-6 和procaspase-7，这些蛋白酶通过多种途径作用于细胞骨架蛋白、DNA 修复调节因子、细胞周期调节蛋白等，引起细胞DNA 修复功能丧失、核酸内切酶激活、DNA 片段化等，最终导致细胞凋亡^[11]。

过量碘诱导ROS的产生过程可被亚硒酸钠等抗氧化剂所阻断，Lehmann等^[12]其采用亚硒酸钠拮抗高碘处理的甲状腺上皮细胞产生的ROS，结果发现经处理过的甲状腺细胞凋亡率与对照组相比并没有差异。硒是体内构成GSH-Px 的重要成分，能够催化还原型谷胱甘肽变成氧化型谷胱甘肽，使有毒的过氧化物变成无毒的羟基化物，减少了活性氧对甲状腺的破坏。 B细胞淋巴瘤/白血病-2(B cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)基因蛋白家族在细胞凋亡中起调节作用，Bcl-2，Bcl-xL，Bcl-xY等抑制细胞凋亡，Bax，Bad，Bix，Bcl-xS等则促进细胞凋亡。Bcl-2可与Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)形成异源二聚体，导致Bcl-2失活，降低Bcl-2对凋亡的抑制作用，Bax本身可形成同源二聚体直接促进细胞凋亡。Bcl-2和Bcl-xL主要作用在线粒体外膜，抑制MPTP开放，抑制Cyt-c 的释放，Bax促进MPTP 开放，释放Cyt-c，激活caspase级联反应。抗凋亡蛋白与促凋亡蛋白的相对比例是决定细胞是否发生凋亡的关键。

在高碘诱导甲状腺细胞凋亡的过程中，Bcl-2家族可能起到了重要作用^[13]，体外实验表明在10^-8~10^-4 mol/L 浓度范围内^[14],碘剂量依赖性地抑制甲状腺细胞表达Bcl-2蛋白，增加Bak蛋白和Bax的表达^[15]。动物实验研究发现：以高碘蒸馏水喂养豚鼠，可致甲状腺细胞中Bcl-2基因表达下降，Bax基因上升，Bcl-2/Bax比例下降，Bcl-2基因蛋白表达及Bcl-2/Bax比值与甲状腺细胞凋亡呈明显负相关，Bax/Bcl-2比值与甲状腺细胞凋亡呈明显正相关，而Bax 基因可能通过改变Bcl-2/Bax比值及抑制Bcl-2功能而发挥作用^[16]。Markovic＇等^[16]研究表明，高碘可以促进EAT大鼠甲状腺细胞过度表达Bax诱导凋亡。

以上研究均提示过量碘可能抑制凋亡基因Bcl-2基因的表达，促进抑凋亡Bax基因的表达，同时降低Bcl-2/Bax比例，诱导甲状腺细胞凋亡。但以上观点存在一些争议，Vitale等^[7]通过体内试验研究认为碘过量不会引起Bcl-2和Bax表达的改变。动物实验研究发现，高碘既可促进Bax表达亦可促进Bcl-2的表达^[18]。Chen等^[19]每日给予Wistar大鼠分别为4、6、12和24 μg碘，于实验1~8个月分批处死动物，部分高碘8个月大鼠限碘3个月(4 μg/d)，结果发现Bcl-2和Bax的表达保持不变。

除了Bcl-2可调节Cyt-c的释放外，ROS 的产生与Cyt-c的释放也是一个相互促进的过程。关于ROS与Bcl-2在高碘诱导甲状腺细胞凋亡中的联系，目前研究较少。可能是高碘产生了大量的ROS，同时由于I₂的脂质过氧化作用，导致线粒体膜损伤，Cyt-c的释放，复反馈的抑制Bcl-2的表达。高碘通过Bcl-2家族诱导甲状腺细胞凋亡的上下游机制尚不明确，有待于进一步研究。 3 Fas/FasL途径

自杀相关因子(factor associated suicide,Fas)属于肿瘤坏死因子/神经生长因子受体家族，是Ⅰ型跨膜受体蛋白。人Fas基因长度为2 534 bp，定位于第10号染色体上，含8 个内含子和9 个外显子。Fas 分子结构由膜外的N末端、跨膜区和膜内C末端3部分组成。跨膜区位于中部，膜内区上有一段80个氨基酸组成的肽链，因其具有细胞凋亡信号传导作用，将其称为“死亡域”(death domain,DD)。Fas通过与其配体FasL形成复合体而介导细胞凋亡，其信号传导途径分别通过各自膜蛋白结构中肿瘤坏死因子1相关蛋白和Fas 相关死亡结构域蛋白(fas-assotiated death dormain,FADD)共同作用于核糖体失活蛋白(ribosomeinactivating protein,RIP)，从而将死亡信号传导到核内而诱发凋亡，RIP含有激酶结构将死亡信号传至核内引起核酸内切酶水解DNA 引起细胞凋亡^[20]。sFas是凋亡抑制因子，s通过对sFasL和mFasL封闭或竞争抑制起作用。Fas/FasL过低或过度表达将造成组织破坏。

正常甲状腺、甲癌细胞上都有有功能的Fas，其正常情况下被抑制。只有用蛋白合成抑制剂或细胞因子如IL-1β，Fas途径才能启动^[21]。经典的甲状腺细胞“自杀”和“互杀”理论认为甲状腺内浸润的淋巴细胞产生的IL-1β使甲状腺细胞表达Fas，甲状腺细胞结构性表达的FasL 使其发生凋亡^[22]。

刘东方等^[23]用白细胞介素β1(interleukin-1,IL-1β)和甲巯咪唑(thiamazole,MMI)干预碘化钠(sodiumiodide,NaI)培养的人正常甲状腺细胞，结果显示,IL-1β促进了高碘导致的凋亡，而MMI 可阻断这种作用，高碘处理后凋亡蛋白Fas、FasL 表达明显增加，而p53却没有明显变化，高碘导致的甲状腺细胞凋亡主要通过Fas/FasL 途径，而非p53 介导。

而对于甲状腺炎患者Fas系统的激活的机制，有学者认为主要有以下2个方面：(1)抗氧化剂可阻断Fas抗体介导的细胞凋亡，激活Fas介导的细胞凋亡。氧化失衡可能会导致Fas和FasL 的水平发生变化；(2)Bcl-2 与Bax 的消长也激活Fas介导的凋亡^[15]。

与Bcl-2家族在高碘诱导甲状腺细胞凋亡中的作用相似，Fas/FasL途径也存在着一些争议。杨帆等^[24]采用免疫组化方法观察非肥胖性糖尿病小鼠小鼠自身免疫性甲状腺炎时凋亡相关蛋白的表达情况，发现Fas、FasL和白介素-1β转换酶抑制蛋白(FLICE inhibitory protein,FLIP)主要表达在甲状腺内的浸润淋巴细胞上；部分甲状腺滤泡上皮细胞表达Fas，而FasL和FLIP在甲状腺滤泡上皮细胞未见明显表达，提示Fas/FasL途径可能不是甲状腺细胞凋亡的机制，甲状腺内浸润淋巴细胞表达Fas的同时表达抗凋亡蛋白FLIP。 4 TRAIL/DR4，DR5途径

目前已证实肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TNF related apoptosis inducing ligand,TRAIL)共有5种受体，其中TRAIL-R1(DR4)和TRAIL-R2(DR5)为死亡受体，属于肿瘤坏死因子家族成员。DR4 和DR5 分别由468个和411个氨基酸组成，二者除均含有TRAIL 胞外连接区和一段能将受体锚定于细胞膜上的氨基酸外，同时还包含1个由70个氨基酸组成的死亡结构域。TRAIL可分别与DR4 和DR5 结合，自身三聚体化并激活胞膜TNF受体超家族成员，募集FADD并以其N端的死亡效应结构域(death effector domain,DED)结合procaspase-8 的DED，形成死亡诱导信号复合物，刺激并活化Caspase家族，完成由Fas介导的死亡信号转导过程，含caspase 相关招募域的蛋白质在诱导细胞凋亡过程中至关重要。

黄颖泓等^[25]以NaI刺激Graves病(toxic diffuse goiter,GD)细胞和桥本甲状腺炎细胞(Hashimoto thyroiditis,HT)，免疫化学法检测TRAIL表达，结果发现：正常的甲状腺细胞即可少量分泌TRAIL，而且随着碘浓度的增加，TRAIL表达增强，10 mg/L NaI组即可达到11.25%±2.70%，与对照组2.67%±1.56%差异显著，100 mg/L组NaI可达13.83%±3.13%。GD组和HT组也出现相同的趋势，100 mg/L NaI组分别达到19.17%±3.15%和55.13%±12.78%，较正常组明显升高。而且TRAIL阳性率与细胞凋亡率显著相关。提示高碘不仅可以诱导正常甲状腺细胞表达TRAIL，也能诱导Graves病和HT细胞表达TRAIL。

尽管碘过量可以诱发甲状腺细胞TRAIL和DR5的异常的表达^{[26, 27]}，但动物实验研究发现长期高碘摄入的实验动物限碘后，细胞凋亡率可恢复正常，但TRAIL 表达并未恢复，提示TRAIL可能未参与碘致甲状腺细胞凋亡过程^[28]。

总之，TRAIL/DR4，DR5途径目前的争议较大，需进一步深入探讨。 5 阻滞细胞周期

对于细胞生长，细胞周期是一个关键的步骤。在外界刺激等条件造成的应激状态下，细胞会阻滞于周期中的某个阶段以修复受损的DNA，如果修复无法完成，细胞凋亡就可能会发生。

杨长春等^[16]以高碘水喂养豚鼠，180 d复制出高碘甲状腺肿模型，高碘组甲状腺细胞DNA组方图G₀/G₁峰前均可见低于2C含量的亚二倍体Ap峰，而适碘组则无Ap峰出现。高碘组S期细胞所占比例7.68%±1.45%，比例有所降低，G₂/M细胞所占比例达到9.71%±1.93%，较对照组明显升高，而G₀/G₁期细胞为83.62%±2.27%，无明显变化。崔玉山等^[29]体外培养Nthy-ori 3-1 细胞，发现50 mmol/L的KI G₀/G₁期细胞达到72.84%±0.52%，S期细胞为18.66%±0.90%。G₀/G₁期细胞较对照组显著增多，S期细胞明显减少且细胞凋亡率明显上升，细胞因G₀/G₁期阻滞而导致细胞凋亡。如上研究提示，高碘可能抑制甲状腺细胞DNA合成，使细胞阻滞于G₀/G₁期和G₂/M期，诱发甲状腺细胞凋亡。

不过有学者研究发现，高碘也可抑制受损的DNA修复，阻滞细胞于S期 ^[28]。而且有机碘和无机碘的阻滞区域有所不同，无机碘使大鼠甲状腺细胞株(Fisher rat thyorid line-5,FTRL-5)细胞周期阻滞于G₀/G₁期，有机碘使FTRL-5细胞周期阻滞于G₂/M期^[30]。 6 高碘可能通过内质网应激(ERS)诱导甲状腺细胞凋亡

内质网应激(ER stress,ERS)是近年来研究较为广泛的一个领域。据文献报道，缺氧、氧化应激、化学毒物等均可引起内质网的微环境改变，出现错误折叠和未折叠蛋白在腔内聚集，伴随Ca²⁺平衡紊乱，诱导细胞凋亡。

内质网除独立参与凋亡调节外，还在多个环节上与其他细胞器(如高尔基体、线粒体、细胞核等)形成功能耦联，Xiao等^[31]报道内质网与线粒体之间存在很多紧密联系，可通过膜来交换脂质、钙离子和糖化蛋白。内质网和线粒体之间的相互作用是细胞凋亡进程中早期发生的事件。

有学者的研究显示，甲状腺细胞凋亡的过程中，除了上述线粒体途径之外，可能存在ERS的参与^[32]。在FRTL-5甲状腺细胞的损伤过程中，C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)基因可能起到了一定的作用^[33]。目前已有研究表明，ERS中的肌醇需求酶-1通路可能没有参与高碘诱导的甲状腺细胞凋亡的过程^[34]。

总之，内质网在高碘与甲状腺细胞凋亡中的作用，目前研究较少，需要进一步的深入探讨。 7 展望

综上所述，在高碘致甲状腺细胞凋亡的过程中，大量ROS产生是凋亡发生基础事件。碘因其特有的生物学特性，激活多种途径调控甲状腺细胞凋亡，文中虽已阐明多项，但其是否通过更多的信号传导通路发挥作用有待于进一步探讨。随着我国食盐补碘基本卫生策略的进行，过量碘摄入作为一种潜在的危害应引起社会的重视，阐明高碘诱导甲状腺细胞凋亡的机制，可为防治其引起的相关甲状腺疾病提供新的线索。