外源性維生素D對(duì)炎癥性腸病患者腸道黏膜屏障和炎癥因子水平的影響

荊 揚(yáng) 石永強(qiáng) 張家琦 趙向陽(yáng)

南京市溧水區(qū)人民醫(yī)院(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院溧水分院)消化內(nèi)科(211200)

背景：炎癥性腸病(IBD)是一種慢性腸道炎癥性疾病，其病因目前尚不明確。研究表明，IBD患者存在維生素D水平降低，口服維生素D3可明顯降低IBD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。但具體機(jī)制尚不清楚。目的：探討外源性維生素D對(duì)IBD患者腸道黏膜屏障和炎癥因子水平的影響。方法：選取2016年1月—2018年12月南京市溧水區(qū)人民醫(yī)院收治的IBD患者198例，以195名健康人作為正常對(duì)照。將IBD患者隨機(jī)分為觀察組和對(duì)照組，對(duì)照組給予常規(guī)治療，觀察組在其基礎(chǔ)上給予外源性維生素D治療。檢測(cè)血清25(OH)D3、二胺氧化酶(DAO)、D-乳酸、內(nèi)毒素水平以及炎癥因子IL-1β、IL-6、CRP和TNF-α水平。結(jié)果：健康組血清25(OH)D3水平顯著高于IBD組(P<0.05)，而UC與CD患者之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療前，觀察組和對(duì)照組DAO、D-乳酸和內(nèi)毒素水平以及炎癥因子IL-1β、IL-6、CRP和TNF-α水平相比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療后，觀察組DAO、D-乳酸、內(nèi)毒素、IL-1β、IL-6、CRP和TNF-α水平均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。結(jié)論：IBD患者存在明顯的維生素D缺乏，補(bǔ)充外源性維生素D可降低炎癥因子水平，改善腸道黏膜屏障功能。

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一種慢性腸道炎癥性疾病，目前病因尚不明確，可能與機(jī)體對(duì)腸道菌群缺乏正常防御以及細(xì)菌成分與免疫系統(tǒng)相互作用有關(guān)[1]。IBD主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病(Crohn’s disease, CD)，發(fā)病率呈逐漸上升的趨勢(shì)[2]。研究[3]表明，60%的IBD患者維生素D水平降低。有研究指出，口服維生素D3可明顯降低IBD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[4]，但具體機(jī)制尚不清楚。腸道黏膜屏障損傷在IBD的發(fā)生和發(fā)展中起有重要作用，腸道黏膜屏障損傷可使腸壁通透性增加，提高腸道對(duì)各種致病因素的易感性[5]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，維生素D缺乏可促進(jìn)小鼠實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎的發(fā)生，而口服維生素D可拮抗小鼠結(jié)腸炎的進(jìn)展[6]。炎癥因子水平是反映IBD活動(dòng)度的重要指標(biāo)。本研究通過(guò)檢測(cè)IBD患者血清維生素D水平并給予外源性維生素D治療，旨在探討外源性維生素D對(duì)IBD患者炎癥因子和腸道黏膜屏障功能的影響，從而為維生素D的臨床補(bǔ)給提供理論依據(jù)。

對(duì)象與方法

一、研究對(duì)象

選取2016年1月—2018年12月南京市溧水區(qū)人民醫(yī)院收治的IBD患者198例，其中男104例，女94例；年齡37～48歲，平均(41.88±5.28)歲；其中CD患者101例，UC患者97例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①診斷符合《炎癥性腸病診斷與治療的共識(shí)意見(jiàn)(2012年·廣州)》[7]中的標(biāo)準(zhǔn)；②自愿參與研究并簽訂知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有腸道手術(shù)史者；②過(guò)去1個(gè)月內(nèi)使用過(guò)非甾體類(lèi)藥物者；③過(guò)去1年內(nèi)使用過(guò)激素、鈣劑或維生素D治療者；④長(zhǎng)期吸煙者、妊娠婦女、肝腎功能異常者。97例UC患者中，男50例，女47例；年齡37～48歲，平均(41.38±5.34)歲；直腸炎11例，左半結(jié)腸炎52例，廣泛結(jié)腸炎34例。101例CD患者中，男54例，女47例；年齡37～45歲，平均(42.35±5.09)歲；根據(jù)蒙特利爾分型，其中累及部位為回腸末端型22例，結(jié)腸型31例，回結(jié)腸型48例；疾病行為是非狹窄非穿透型47例，狹窄型26例，穿透型28例。同時(shí)收取同期行體檢的健康人195名作為正常健康組，其中男102名，女93名；年齡 36～45歲，平均(40.96±4.76)歲。IBD組與健康組、UC組與CD組、IBD患者不同治療組的一般資料相比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

二、研究方法

1. 血清25(OH)D3水平的檢測(cè)：入選者清晨空腹抽取靜脈血，上羅氏Cobas8000全自動(dòng)生化免疫分析儀，具體步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。血清25(OH)D3濃度<20 ng/mL定義為缺乏，20～30 ng/mL為降低；>30 ng/mL為正常。

2. 患者分組和處理：將198例IBD患者隨機(jī)分為觀察組和對(duì)照組，每組各99例。對(duì)照組給予常規(guī)治療，觀察組在其基礎(chǔ)上給予外源性維生素D治療，即給予鈣劑600 mg/d(惠氏制藥有限公司上海分公司)和維生素D 400 U/d(上海信誼金朱藥業(yè)有限公司)治療，療程1個(gè)月。

3. 腸道黏膜屏障功能檢測(cè)：采用北京中生金域診斷技術(shù)股份有限公司提供的聯(lián)合檢測(cè)試劑盒檢測(cè)血清二胺氧化酶(DAO)、D-乳酸、內(nèi)毒素水平。于清晨空腹?fàn)顟B(tài)下采用抗凝管抽取肘靜脈血3～4 mL，靜置2～4 min，1 500×g離心10 min，分離血清。在不同孔中加入檢測(cè)液，系統(tǒng)自動(dòng)上傳三項(xiàng)生化指標(biāo)的數(shù)據(jù)。

4. 炎癥因子檢測(cè)：所有患者于治療前后采集清晨空腹肘靜脈血5 mL，3 000 r/min低溫離心5 min，收集上層血清，-20 ℃保存待檢。采用免疫比濁法測(cè)定血清IL-1β、IL-6、CRP、TNF-α等炎癥因子水平。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，組間計(jì)量資料的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)治療前后的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料的比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、IBD組和健康組血清25(OH)D3水平比較

健康組血清25(OH)D3水平明顯高于IBD組[(42.52±9.37) ng/mL對(duì)(16.12±3.38) ng/mL；t=8.87，P=0.000]，而UC與CD患者相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[(15.81±3.22) ng/mL對(duì)(16.55±3.34) ng/mL，P>0.05]。

二、腸道黏膜屏障功能指標(biāo)比較

治療前，觀察組和對(duì)照組DAO、D-乳酸和內(nèi)毒素水平相比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療后，觀察組DAO、D-乳酸和內(nèi)毒素水平均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)(表1)。

三、血清炎癥因子指標(biāo)比較

治療前，觀察組和對(duì)照組IL-1β、IL-6、CRP、TNF-α水平相比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療后，觀察組IL-1β、IL-6、CRP和TNF-α水平均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)(表2)。

表1 觀察組與對(duì)照組患者治療前后腸道黏膜屏障功能指標(biāo)比較

表2 觀察組與對(duì)照組患者治療前后炎癥因子指標(biāo)比較

討 論

IBD可能是由于機(jī)體對(duì)腸道菌群缺乏正常防御，并由細(xì)菌成分與免疫系統(tǒng)相互作用造成的慢性炎癥。維生素D或其受體不足可能參與IBD的形成。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)IBD患者存在維生素D缺乏。低維生素D水平可影響腸道屏障和免疫系統(tǒng)功能，從而可能影響IBD的發(fā)病和進(jìn)展[4]。維生素D可通過(guò)調(diào)節(jié)自噬功能[8]，降低氧化應(yīng)激[9]，增強(qiáng)腸上皮細(xì)胞緊密連接的表達(dá)，影響?zhàn)つB透性和組織的完整性[10]等多種途徑引起IBD的發(fā)生。維生素D可增強(qiáng)保護(hù)性固有免疫反應(yīng)和調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)[11-12]。Cantorna等[13]對(duì)IL-10基因敲除小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)維生素D缺乏時(shí)，小鼠很快自發(fā)出現(xiàn)便血、體質(zhì)量下降等結(jié)腸炎癥狀，且死亡率較高；補(bǔ)充維生素D后可改善結(jié)腸炎小鼠的結(jié)腸炎癥狀。說(shuō)明維生素D與IBD的發(fā)病相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，IBD患者血清維生素D水平明顯低于健康組，但UC與CD患者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Garg等[14]的研究亦發(fā)現(xiàn)，維生素D缺乏癥在IBD患者中十分常見(jiàn)，尤其是在中重度IBD患者。

腸道黏膜屏障包括物理屏障、生物屏障、免疫屏障和化學(xué)屏障。腸道屏障在某些病理?xiàng)l件下(休克、創(chuàng)傷或外科應(yīng)激)發(fā)生改變，導(dǎo)致細(xì)菌和(或)內(nèi)毒素從腸腔流入全身循環(huán)，細(xì)菌和內(nèi)毒素發(fā)生移位，并可誘發(fā)和加重全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)和多器官功能障礙綜合征(MODS)。DAO是哺乳動(dòng)物腸上皮細(xì)胞內(nèi)的一種酶，當(dāng)小腸黏膜屏障功能衰竭或腸黏膜細(xì)胞壞死時(shí)，腸道通透性異常增加，其由腸道進(jìn)入血液，導(dǎo)致血清DAO水平升高，因此測(cè)定血清DAO活性可反映腸道屏障黏膜損傷和修復(fù)情況。D-乳酸是腸道菌群產(chǎn)生的細(xì)菌代謝物，正常情況下很少被吸收，當(dāng)腸道屏障功能受損時(shí)，腸道中大量D-乳酸可通過(guò)受損的腸黏膜進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)，因此監(jiān)測(cè)血中D-乳酸水平可反映腸黏膜損傷程度和通透性的變化。內(nèi)毒素存在于革蘭陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁中，當(dāng)存在腸道屏障功能障礙時(shí)，腸道細(xì)菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素能穿過(guò)腸黏膜進(jìn)入血循環(huán)，形成內(nèi)毒素血癥。內(nèi)毒素可致腸道黏膜屏障損壞，加劇內(nèi)毒素入血。因此，血液中內(nèi)毒素水平可反映腸道通透性的改變。目前認(rèn)為血清DAO、D-乳酸和內(nèi)毒素變化是早期診斷IBD腸道黏膜屏障功能障礙的敏感指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示，口服補(bǔ)充外源性維生素D后，觀察組DAO、D-乳酸和內(nèi)毒素水平明顯低于對(duì)照組，提示外源性維生素D有助于修復(fù)腸道黏膜屏障。一項(xiàng)納入18例維生素D缺乏的UC患者的前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)顯示，補(bǔ)充維生素D3可改善UC患者的生活質(zhì)量[15]。

過(guò)度的免疫炎癥反應(yīng)會(huì)加重腸道黏膜損傷，維生素D能通過(guò)直接或間接作用影響T細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞和巨噬細(xì)胞來(lái)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，避免過(guò)度的免疫應(yīng)答。T細(xì)胞和樹(shù)突細(xì)胞可分泌炎癥因子，包括IL-1β、IL-6等。本研究中，給予IBD患者外源性維生素D后，IL-1β、IL-6水平明顯降低，與Zhu等[16]的研究結(jié)果一致。TNF-α是巨噬細(xì)胞在炎癥過(guò)程中產(chǎn)生的一種促炎因子，參與IBD的發(fā)生、發(fā)展。巨噬細(xì)胞接受抗原刺激后激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)，MAPK是促炎因子(包括TNF-α)產(chǎn)生的關(guān)鍵。本研究中，給予IBD患者維生素D后，TNF-α水平明顯降低，這可能是因?yàn)榫S生素D通過(guò)上調(diào)MAPK磷酸酶-1，抑制MAPK的激活，從而減少TNF-α的產(chǎn)生[17]。本研究中，給予IBD患者外源性維生素D后，CRP水平明顯降低，提示維生素D有助于降低IBD患者CRP水平，進(jìn)而減輕炎癥反應(yīng)。

綜上所述，IBD患者存在明顯的維生素D缺乏，補(bǔ)充外源性維生素D有助于修復(fù)IBD患者腸道黏膜屏障，降低機(jī)體炎癥因子水平，值得臨床推廣應(yīng)用。