從流行病學(xué)角度，甲狀腺相關(guān)眼病存在群體基因易感性的差異，除老年患者男女比例有所下降外，一般女性患者是男性患者的4-5倍。疾病發(fā)生的易感性和嚴(yán)重性可能與基因和環(huán)境因素有關(guān)。HLA-DR組織相容性基因位點(diǎn)（主要與T細(xì)胞反應(yīng)有關(guān)）與甲狀腺相關(guān)眼病存在連鎖關(guān)系，但迄今為止并未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致疾病的確切基因。引起甲狀腺相關(guān)眼病的病因尚未清楚，但已證實(shí)甲狀腺相關(guān)眼病、免疫性甲狀腺疾病、脛骨前黏液性水腫均與細(xì)胞調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的免疫機(jī)制有關(guān)。

發(fā)病機(jī)制一種理論認(rèn)為眼眶結(jié)締組織、脂肪細(xì)胞、可能還有眼外肌細(xì)胞是T淋巴細(xì)胞的靶組織，促甲狀腺素受體（TSHR）可能作為一種自身抗原在Graves甲亢、甲狀腺相關(guān)眼病和脛骨前黏液性水腫中起一定作用。另一種理論則認(rèn)為眼外肌存在原發(fā)自身抗原，被激活的淋巴細(xì)胞（尤其是T細(xì)胞）浸潤(rùn)到眼眶組織，特別是在疾病早期，并引起了相應(yīng)的眼眶病變。炎細(xì)胞浸潤(rùn)導(dǎo)致細(xì)胞因子的釋放，引起大量循環(huán)蛋白的繼續(xù)表達(dá)。局部組織對(duì)細(xì)胞因子、氧自由基和纖維生長(zhǎng)因子的反應(yīng)會(huì)刺激纖維母細(xì)胞，使糖胺聚糖（GAG）合成增加、細(xì)胞生長(zhǎng)以及伴隨脂肪前體細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生的免疫調(diào)節(jié)因子的表達(dá)。炎細(xì)胞浸潤(rùn)眼眶組織的結(jié)果，尤其是纖維母細(xì)胞對(duì)眼外肌和眼眶軟組織的浸潤(rùn)作用，會(huì)導(dǎo)致眼眶親水性糖胺聚糖（GAG）的增加，肌容積和眶脂肪容積的增大、炎性水腫、肌肉損傷以及瘢痕形成。這些機(jī)制會(huì)產(chǎn)生組織腫脹、炎癥、肌肉運(yùn)動(dòng)受限和繼發(fā)性壓迫改變。

病理生理在急性期，主要的原發(fā)改變是炎癥，由于眼外肌肥大和眶脂肪容積增加而導(dǎo)致的體積效應(yīng)，以及肌肉改變產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)受限。其次為眼眶依從性的改變和由于眼眶缺乏淋巴回流而導(dǎo)致不同程度的瘀血。

炎癥導(dǎo)致肌肉和軟組織腫脹，產(chǎn)生流淚、充血、不適感和眶周組織水腫。眼外肌肥大發(fā)生在眶中后1/3處，隨疾病發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)占位改變（突眼）、瘢痕形成和功能下降，臨床上表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)受限進(jìn)行性加重（包括眼瞼退縮）、心理視覺(jué)改變（視神經(jīng)病變）和眼球暴露。疾病的繼發(fā)改變受炎癥作用、體積效應(yīng)和眼眶依從性（如眶隔和眶腔內(nèi)筋膜組織的緊張）的支配，依從性的改變會(huì)導(dǎo)致靜脈回流受阻，在眼眶缺乏深部淋巴回流的基礎(chǔ)上，加重了瘀血。這種靜脈回流受阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了眼瞼和結(jié)膜淋巴管回流的能力，導(dǎo)致眼前結(jié)果異常腫脹。由于眼外肌腫脹發(fā)生于眼眶后部并引起眶尖狹窄，因此它是導(dǎo)致視功能下降的主要因素。肌肉組織腫脹的程度可能與炎癥程度或眶內(nèi)軟組織體積增大的程度不成比例，但常與眼球突出程度特別是肌肉病變的嚴(yán)重程度相一致。這種眼眶疾病表現(xiàn)與眾不同的方面之一就是受累肌肉可能存在差異，既可單條也可多條肌肉受累，反映在不同的患者身上有不同的眼外肌病臨床表現(xiàn)。

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