甲状腺疾病的实验室诊断
发表时间：2013年10月15日
一、血清甲状腺激素测定（TT4、TT3、FT4、FT3）
甲状腺素（T4）全部由甲状腺分泌，而三碘甲腺原氨酸（T3）仅有20%直接来自甲状腺，其余约80%在外周组织中由T4经脱碘代谢转化而来。T3是甲状腺激素在组织实现生物作用的活性形式。
正常情况下，循环中T4约99.98%与特异的血浆蛋白相结合，包括甲状腺素结合球蛋白（TBG）（占60-75%）、甲状腺素结合前白蛋白（TBPA）（占15-30%）以及白蛋白（ALB）（占10%）。循环中T4仅有0.02%为游离状态（FT4）；循环中T3的99.7%特异性与TBG结合，约0.3%为游离状态(FT3)。结合型甲状腺激素是激素的贮存和运输形式；游离型甲状腺激素则是甲状腺激素的活性部分，直接反映甲状腺的功能状态，不受血清TBG浓度变化的影响。结合型与游离型之和为总T4（TT4）、总T3（TT3）。
正常成人血清TT4水平为64-154nmol/L（5-12µg/dL），TT3为1.2-2.9nmol/L（80-190ng/dL），不同实验室及试剂盒略有差异。目前多采用竞争免疫测定法，趋势为非核素标记（标记物为酶、荧光或化学发光物质）替代放射性核素标记。
正常成人血清FT4为9-25pmol/L（0.7-1.9µg/dL），FT3为2.1-5.4pmol/L（0.14～0.35µg/dL），不同方法及实验室测定结果差异较大。将游离型激素与结合型激素进行物理分离（半透膜等渗透析、超滤、柱层析等）后行高敏感免疫测定被认为是本测定的金标准，但技术复杂，测定成本昂贵，不能在临床普遍使用。目前大多数临床实验室测定FT4和FT3所采用的方法并非直接测定游离激素，其测定结果在某种程度上仍受甲状腺激素结合蛋白浓度的影响，所以称之为“游离激素估计值（Free Hormone Estimate）”。
血清TT4、TT3测定是反映甲状腺功能状态最佳指标，它们在甲状腺功能亢进症（甲亢）时增高，甲状腺功能减退症（甲减）时降低。一般而言，二者呈平行变化。但是在甲亢时，血清TT3增高常较TT4增高出现更早，对轻型甲亢、早期甲亢及甲亢治疗后复发的诊断更为敏感，T3型甲亢的诊断主要依赖于血清TT3测定，TT4可以不增高。而在甲减时，通常TT4降低更明显，早期TT3水平可以正常；而且，许多严重的全身性疾病可有TT3降低（甲状腺功能正常的病态综合征，ESS）。因此TT4在甲减诊断中起关键作用。如上所述，凡是能引起血清TBG水平变化的因素均可影响TT4、TT3的测定结果，尤其对TT4的影响较大，如妊娠、病毒性肝炎、遗传性TBG增多症和某些药物（雌激素、口服避孕药、三苯氧胺等）可使TBG增高而导致TT4和TT3测定结果假性增高；低蛋白血症、遗传性TBG缺乏症和多种药物（雄激素、糖皮质激素、生长激素等）则可降低TBG，使TT4和TT3测定结果出现假性降低。有上述情况时应测定游离甲状腺激素。
理论上讲，血清FT4和FT3测定不受TBG浓度变化影响，较TT4、TT3测定有更好的敏感性和特异性。但因血中FT4、FT3含量甚微，测定方法学上许多问题尚待解决，测定结果的稳定性不如TT4、TT3。此外，目前临床应用的任何一种检测方法都尚不能直接测定真正的游离激素。血清TBG明显异常、家族性异常白蛋白血症、内源性T4抗体及某些非甲状腺疾病（如肾功能衰竭）均可影响FT4测定。药物影响也应予注意，如胺碘酮、肝素等可使血清FT4增高；苯妥英钠、利福平等可加速T4在肝脏代谢，使FT4降低。所以，TT4、TT3的测定仍然是判断甲状腺功能的主要指标。
二、血清促甲状腺激素（TSH）测定
血清TSH测定方法已经经历了四个阶段的改进。第一代TSH测定，主要采用放射免疫测定（RIA）技术，灵敏度较差（1-2mU/L），下限值为0mU/L，可以诊断原发性甲减，但无法诊断甲亢；第二代TSH测定以免疫放射法（IRMA）为代表，敏感性和特异性明显提高，灵敏度达0.1-0.2mU/L，称为敏感TSH（sensitive TSH，sTSH）测定，其正常值范围为0.3-4.5mU/L。该方法已经能够诊断甲亢；第三代TSH测定以免疫化学发光法（ICMA）为代表，灵敏度为0.01-0.02mU/L；第四代TSH测定以时间分辨免疫荧光法（TRIFA）为代表，灵敏度可达0.001mU/L。第三、四代TSH测定方法称为超敏感TSH（ultrasensitive TSH，uTSH）测定。
TSH的正常值参考范围为0.3-5.0mU/L，转换为对数后呈正态分布。近年来发现，如果严格筛选的甲状腺功能正常志愿者，TSH正常值参考范围在0.4和2.5mU/L之间，故许多专家建议将血清TSH上限降低到2.5mU/L，但是内分泌学界尚未对这个观点达成共识。我国学者通过大样本、前瞻性研究发现，1.0-1.9mU/L是TSH的最安全范围。随访这个范围内的人群5年，发生甲亢和甲减的机率较这个范围之外的人群显著降低。
各实验室应当制定本室的TSH正常值参考范围。美国临床生物化学学会（NACB）建议，正常值应来源于120例经严格筛选的正常人。正常人的标准是：①甲状腺自身抗体（TPOAb、TgAb）阴性；②无甲状腺疾病的个人史和家族史；③未触及甲状腺肿；④未服用除雌激素外的药物。国内学者还发现当地的碘营养状态也影响正常人的TSH水平。
TSH测定的临床应用：①诊断甲亢和甲减，sTSH是首选指标；②诊断亚临床甲状腺功能异常（亚临床甲亢和亚临床甲减）；③监测原发性甲减L-T4替代治疗，TSH目标值设定为0.2-2.0mU/L。老年人适当提高，建议为0.5-3.0 mU/L；④监测分化型甲状腺癌（DTC）L-T4抑制治疗，抑制肿瘤复发的TSH目标值，低危患者为0.1-0.5mU/L，高危患者<0.1mU/L（低、高危患者定义见甲状腺癌诊治指南）；⑤对甲状腺功能正常的病态综合征（Euthyroid Sick Syndrome，ESS），建议采用较宽的TSH参考范围(0.02-10mU/L)，并联合应用FT4/TT4测定。这些患者TSH水平在疾病的急性期通常暂时低于正常，恢复期反跳至轻度增高值。TSH轻度增高（-20mU/L）通常不影响预后，可于出院后2-3个月复查评价；⑥中枢性（包括垂体性和下丘脑性）甲减的诊断，原发性甲减当FT4低于正常时，血清TSH值应大于10mU/L。若此时TSH正常或轻度增高，应疑似中枢性甲减（见甲减章节）；⑦不适当TSH分泌综合征（垂体TSH瘤和甲状腺激素抵抗综合征）的诊断，甲状腺激素水平增高而TSH正常或增高的患者需考虑本病，但首先要排除结合蛋白异常和测定技术问题。
三、甲状腺自身抗体测定
临床常用的是甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）、甲状腺球蛋白抗体（TgAb）和TSH受体抗体（TRAb）。近年来甲状腺自身抗体测定方法的敏感性、特异性和稳定性都显著提高，但各个实验室的方法差异较大，建议采用英国医学研究委员会（MRC）提供的国际参考试剂标化，以实现各实验室抗体测定结果的可比较性。
（一）甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）
TPOAb是以前的甲状腺微粒体抗体（TMAb）的主要成分，是一组针对不同抗原决定簇的多克隆抗体，以IgG型为主，主要用于诊断自身免疫性甲状腺疾病。TPOAb对于甲状腺细胞具有细胞毒性作用，引起甲状腺功能低下。目前测定TPOAb多应用高度纯化的天然或重组的人甲状腺过氧化物酶（TPO）作为抗原，采用放射免疫法（RIA）、酶联免疫吸附法（ELISA）、免疫化学发光法（ICMA）等方法进行测定，敏感性和特异性都明显提高。传统的不敏感的、半定量的TMAb测定已被淘汰。TPOAb测定的阳性切点值（Cut-off Value）变化很大，由于各实验室使用的方法不同、试剂盒检测的敏感性和特异性不同而有差异。
美国临床生物化学学会（NACB）建议，甲状腺抗体的正常值范围应从120名正常人确定。正常人标准：①男性；②年龄小于30岁；③血清TSH水平0.5-2.0mIU/L；④无甲状腺肿大；⑤无甲状腺疾病的个人史或家族史；⑥无非甲状腺的自身免疫性疾病（如系统性红斑狼疮、Ⅰ型糖尿病等）。
TPOAb测定的临床应用：①诊断自身免疫性甲状腺疾病，如自身免疫性甲状腺炎，Graves病等；②TPOAb阳性是干扰素α、白介素-2或锂治疗期间出现甲减的危险因素；③TPOAb阳性是胺碘酮治疗期间出现甲状腺功能异常的危险因素；④TPOAb阳性是Down综合症患者出现甲减的危险因素；⑤TPOAb阳性是妊娠期间甲状腺功能异常或产后甲状腺炎的危险因素；⑥TPOAb阳性是流产和体外受精失败的危险因素。
（二）甲状腺球蛋白抗体（TgAb）
TgAb是一组针对甲状腺球蛋白（Tg）不同抗原决定簇的多克隆抗体，以IgG型为主，也有IgA和IgM型抗体。一般认为TgAb对甲状腺无损伤作用。TgAb测定方法经历与TPOAb相似的改进，敏感性显著增高。
TgAb测定的临床应用：①自身免疫性甲状腺疾病的诊断：其意义与TPOAb基本相同，抗体滴度变化也具有一致性；②分化型甲状腺癌（DTC）：血清TgAb测定主要作为血清Tg测定的辅助检查。因为血清中存在低水平的TgAb可以干扰Tg测定。视采用的Tg测定方法，可引起Tg水平假性增高或降低。因此，Tg测定时要同时测定TgAb。
（三）TSH受体抗体（TRAb）
TRAb包括三个类别：①TSH受体抗体（TRAb）：也称为TSH结合抑制免疫球蛋白（TSH Binding Inhibitory Immunoglobulin，TBII）。TRAb阳性提示存在针对TSH受体的自身抗体，但是不能说明该抗体具有什么功能。Graves病患者存在TRAb一般视为TSAb；②甲状腺刺激抗体（Thyroid Stimulating Antibodies，TSAb）：是TRAb的一个类型，具有刺激TSH受体、引起甲亢的功能，是Graves病的致病性抗体；③甲状腺刺激阻断抗体（Thyroid Stimulating Blocking Antibodies，TSBAb）：也是TRAb的一个类型，具有占据TSH受体、阻断TSH与受体结合而引起甲减的功能，是部分自身免疫甲状腺炎发生甲减的致病性抗体。个别自身免疫性甲状腺疾病患者可以出现TSAb和TSBAb交替出现的现象，临床表现甲亢与甲减的交替变化。
测定TRAb采用放射受体分析法，为目前大多数临床实验室常规检测的项目；测定TSAb和TSBAb则采用生物分析法，通常仅用于研究工作。目前TRAb检测方法的敏感性、特异性均不够理想，对预测Graves病缓解的敏感性和特异性均不高。ROCHE最新推出电化学发光测定TRAb，检测时间27分钟，采用竞争法，值得推荐使用。
TRAb测定的临床应用：①初发Graves病60-90%阳性，“甲状腺功能正常的Graves眼病”可以阳性；②对预测抗甲状腺药物治疗后甲亢复发有一定意义，抗体阳性者预测复发的特异性和敏感性约为50%，但抗体阴性的预测意义不大；③对于有Graves病或病史的妊娠妇女，有助于预测胎儿或新生儿甲亢发生的可能性。因为该抗体可以通过胎盘，刺激胎儿的甲状腺产生过量甲状腺激素。
四、甲状腺球蛋白测定
甲状腺球蛋白（Tg）由甲状腺滤泡上皮细胞分泌，是甲状腺激素合成和储存的载体。血清Tg水平升高与以下三个因素有关：甲状腺肿；甲状腺组织炎症和损伤；TSH、hCG或TRAb对甲状腺刺激。
血清Tg测定的临床应用：
1、非肿瘤性疾病
血清Tg测定可用于：①评估甲状腺炎的活动性，炎症活动期血清Tg水平增高；②诊断口服外源甲状腺激素所致的甲状腺毒症，其特征为血清Tg不增高。
2、分化型甲状腺癌（DTC）
血清Tg主要作为DTC的肿瘤标志物，监测其复发，具有很高的敏感性和特异性。但是前提是TgAb阴性，因为TgAb干扰Tg的测定结果。DTC患者中约三分之二在手术前有Tg水平升高，但由于许多甲状腺良性疾病时均可伴有Tg水平升高，故不能作为DTC的诊断指标。
DTC患者接受甲状腺近全部切除和131I治疗后，血清Tg应当不能测到。如果在随访中Tg增高，说明原肿瘤治疗不彻底或者复发。手术后有三种情况说明肿瘤切除不彻底或肿瘤复发：①在基础状态下可测到Tg，或原为阴性变成阳性；②停用甲状腺激素替代后Tg增高；③外源性TSH刺激后Tg升高达到2μg/L以上。这是近年来发展的一种新方法，即注射重组人TSH（rhTSH）后测定血清Tg，该方法优于测定基础Tg的监测方法。
五、甲状腺核素检查
（一）甲状腺摄131Ⅰ功能试验
空腹口服131I经胃肠吸收后随血液进入甲状腺，迅速被甲状腺滤泡上皮细胞摄取，摄取的量和速度与甲状腺的功能密切相关，可利用间接测定不同时间的甲状腺摄131I率来评价甲状腺的功能状态，可据此绘制出摄131I曲线。
患者在检查前需停食含碘丰富的食物（如海带、紫菜等）2-4周，停用含碘药物2-8周，停用影响甲状腺功能的药物（如抗甲状腺药、左甲状腺素、甲状腺片等）2-4周。
检查时成人患者空腹口服131I溶液或胶囊74-370kBq（2-10μCi），服后继续禁食1小时；于口服131I溶液或胶囊后6、24小时测定甲状腺部位放射性计数，有效半衰期测定时可加测48、72小时等，按公式计算摄131I率；与标准源比较并绘制摄131I率曲线（各实验室应制定各自正常参考值）；妊娠、哺乳期妇女禁忌。
摄131I率高峰在24小时出现，食盐加碘以前正常参考值：24小时吸131I率为25-50%，食盐加碘以后全国各地吸131I率均有不同程度下降，其下降幅度不同地区差异较大，应参考当地实验室测定值。
甲状腺功能亢进症时甲状腺摄131I能力增强、高峰提前。近年来因为第三代TSH测定技术的普及，该检查已不作为甲亢诊断的首选指标。本检查的适用范围包括：①计算131I治疗甲亢时需要的活度；②鉴别甲状腺功能亢进和破坏性甲状腺毒症（如亚急性甲状腺炎、产后甲状腺炎等）所致的高甲状腺激素血症。亚急性甲状腺炎因甲状腺滤泡遭受炎性破坏而出现甲状腺摄131碘能力明显减低，同时有FT3、TT3、FT4、TT4升高以及TSH减低，呈现摄131I能力与血清甲状腺激素水平分离现象；③非毒性甲状腺肿与Graves病鉴别，前者甲状腺摄131I率因缺碘也可升高，但高峰不前移，后者高峰提前。
（二）甲状腺核素静态显像
甲状腺可以摄取和浓聚99mTcO4或放射性碘（131I或123I）；前者仅显示甲状腺的摄取能力，后者可以反映甲状腺对放射性碘的摄取和有机化能力；通过显像可以显示甲状腺位置、大小、形态以及放射性分布状况。
检查前停进高碘食物，必要时停用甲状腺激素及抗甲状腺药。99mTcO4常规用量74-185MBq（2-5mCi）静脉注射30分钟后显像；131I常规用量1.85-3.7MBq即0.05-0.1mCi（寻找甲状腺癌转移灶74-148MBq即2-4mCi）口服24小时后显像；123I常规用量7.4-14.8MBq即0.2-0.4mCi口服3-24小时后显像；儿童甲状腺显像宜用99mTcO4，以减少甲状腺所受辐射量。妊娠、哺乳期妇女禁用131I显像，慎用99mTcO4显像。
正常甲状腺图像：甲状腺双叶呈蝴蝶状，叶内放射性分布均匀，双叶上极因甲状腺组织较薄，放射性分布略有些稀疏，峡部一般不显像或其浓集程度明显低于双侧甲状腺叶，偶尔可见到锥状叶。
鉴别甲状腺结节功能。根据结节摄取核素能力的不同可分为热结节、温结节和冷结节。“热结节”是结节组织摄取核素的能力高于周围正常甲状腺组织，在结节部位出现放射性浓集，常见于自主功能性甲状腺结节（或腺瘤）。其显像特点甲状腺失去正常形态，在甲状腺解剖部位见到一个放射性浓集区（一般为圆形或类圆形），对侧叶未见显像或显像模糊。“热结节”常见于自主功能性甲状腺腺瘤。临床上可以有甲亢表现，也可以没有甲亢表现，因此，需要与甲状腺一叶缺如相鉴别。可以注射99mTc-MIBI后再行甲状腺显像，如对侧甲状腺显像清晰，则可确诊为自主功能性腺瘤；“温结节”是结节组织摄取核素的能力与周围正常甲状腺组织相近，使得结节的放射性分布与周围正常甲状腺组织无明显差异。其显像特点双侧叶内核素分布均匀，未见到明显的核素分布稀疏区或浓集区。“温结节”常见于甲状腺腺瘤，也可见于甲状腺癌，多为分化好的甲状腺癌；“冷结节”是由于结节部位对核素的摄取能力低于周围正常甲状腺组织，因此该部位出现核素分布稀疏区或缺损区。显像特点为甲状腺肿大，形态不完整，其中一叶内可见单一核素分布稀疏区或缺损区，对侧叶核素分布均匀。“冷结节”是甲状腺腺瘤较常见的显像类型，还见于囊性变、出血、钙化、甲状腺囊肿、结节性甲状腺肿、甲状腺炎、甲状腺癌等。在冷结节中，甲状腺癌约占5-10%。常规甲状腺显像颈部淋巴结不显像。
异位甲状腺组织诊断。异位甲状腺多因胚胎发育异常，在正常甲状腺解剖位置未见清晰的甲状腺显像而在其它部位显示团块样影像，为异位甲状腺。异位甲状腺多见于舌根部、舌骨下和胸骨后，偶而出现在心包内、卵巢，或在颈部的一侧，但罕见。判断颈部肿物与甲状腺的关系，颈部肿物如舌骨囊肿等，术前需要与甲状腺组织进行鉴别。颈部肿物一般不显像，而甲状腺在正常解剖位置显像清晰。肿物在甲状腺影像之外，一般认为该肿物与甲状腺无关。手术以后甲状腺形态发生明显改变，纤维组织增生，触诊往往不满意，甲状腺显像可以显示出有功能的甲状腺组织，了解剩余的甲状腺组织及形态。
由于99mTcO4显像受含碘食物的影响相对较少，患者可立即进行甲状腺显像，目前常用于亚急性甲状腺炎显像，其特点：在甲状腺解剖部位未见清晰的形态正常的甲状腺显像，甲状腺两叶均不显像或甲状腺轮廓不清晰，仅有部分甲状腺组织显像，且摄取核素能力低。部分患者的病变主要集中在一叶，极少数患者的炎症局限在一叶的局部。
甲状腺缺如或发育不良的诊断。在甲状腺解剖位置及其他部位均未见甲状腺显像（除外食物或药物干扰因素），多见于甲状腺缺如。如可见甲状腺显像，但放射性核素稀疏，形态不完整，多见于甲状腺发育不良。
估算甲状腺重量。公式为：甲状腺重量（g）=正面投影面积（cm2）×左右叶平均高度（cm）×k。k为常数，介于0.23-0.32之间，根据各单位特定仪器条件制定。
（三）甲状腺亲肿瘤核素显像
在甲状腺静态显像显示肿瘤部位为核素分布稀疏区或缺损区，可再注射亲肿瘤显像剂。如这个区域出现核素填充现象时，视为亲肿瘤显像阳性，提示该肿瘤恶性病变的可能性较大。不同类别的亲肿瘤显像剂阳性提示不同类别的甲状腺癌，201Tl、99mTc-MIBI（甲氧基异丁基异腈）显像阳性提示分化型甲状腺癌，其特异性为80－90％，少部分良性结节也可以显像阳性；99mTc-DMSA（二巯基丁二酸）显像阳性提示甲状腺髓样癌，其灵敏度大于80％，特异性100％；99mTc-奥曲肽和131I-MIBG（间位碘代卞胍）可用于甲状腺髓样癌诊断。
肿瘤病灶部位核素分布明显高于健侧部位者为阳性，少许或无放射性分布者为阴性，T/N（靶/本底）值大于1.3以上，考虑恶性病变；低于1.3者多为良性。
