1,25-二羥基維生素D3與系統性紅斑狼瘡的關系研究*

寸杏珠 綜述，付 萍 審校

(昆明醫科大學第二附屬醫院風濕免疫科，云南 昆明 650001)

免疫穩態在自身免疫性疾病中發生著重要作用，在自身免疫性疾病中免疫穩態常受到破壞。有研究表明，多種自身免疫性疾病患者維生素D含量不足[1]；同時免疫系統的許多細胞激活后可表達維生素D受體(VDR)，從而使免疫細胞對其所在的微環境中存在的1,25-二羥基維生素D3[1,25-(OH)2-VitD3]有反應[2-3]。此外，許多免疫細胞還可表達酶CYP27B1和CYP24A1，分別參與了維生素D活性代謝產物的合成和分解，進一步表明維生素D有助于調節免疫穩態[4]。

1 活性維生素D3的產生和代謝途徑

維生素D是一種甾體類固醇激素，有D2(麥角鈣化固醇)和D3(膽固醇鈣化固醇)2種形式。后者是由暴露于紫外線B光后位于皮膚中的前體蛋白7-脫氫膽固醇產生的，實際上維生素D的供應主要來自皮膚，從飲食中獲取較少。 維生素D主要通過D結合蛋白轉運，清蛋白和脂蛋白通過低親和力結合轉運其余10%～15%，然后將非活性形式的維生素D轉運至肝臟，在肝臟轉化為1,25-(OH)2-VitD3的中間非活性形式，這種轉化需要CYP2R1等位基因編碼的25-羥化酶參與[5]，之后再轉運至腎臟，在腎臟中通過1α-羥化酶轉化為活性形式，也稱為骨化三醇，該酶由CYP27B1等位基因編碼，其活性受甲狀旁腺激素的嚴格調控[5]，甲狀旁腺激素和磷酸鹽的含量緊密控制著腎臟的羥基化。由于其甾體性質，1,25-羥基維生素D通過靶向細胞質的VDR穿過細胞膜，隨后將1,25-羥基維生素D-VDR復合物轉移到細胞核中，通過充當轉錄因子來調節基因表達，從而實現鈣穩態，調節鈣的腸吸收。但在低1,25-羥基維生素D水平情況下鈣將從骨骼中動員出來，如這種情況遲遲得不到改善則可能出現維生素D缺乏的癥狀。如骨軟化癥及骨質疏松等。近年來，有研究發現，VDR由淋巴細胞和樹突狀細胞等免疫細胞表達，表明維生素D可能具有多效作用[5]。多項關于自身免疫和炎性疾病的研究證實，維生素D對先天性和適應性免疫反應均起作用[5-6]。

2 維生素D與VDR

骨化三醇通過與作為轉錄因子的VDR (nVDR)的核配體結合域結合而發揮多種生物學活性。復雜的骨化三醇-VDR與DNA中被稱為維生素D響應元件的DNA調控元件結合，從而誘導其他DNA結合蛋白(如類維生素AX受體-RXR)和其他共同調控元件的募集，將發揮基因組效應[7]。VDR在多種不同的細胞類型中表達，包括單核細胞、巨噬細胞和活化的淋巴細胞。VDR介導的關鍵維生素D生物活性是鈣和磷酸鹽代謝的調節，但同時維生素D調節也涉及分化、激活及增殖的數千種不同基因的表達，其中包括免疫細胞和炎癥細胞，這些發現為維生素D可能參與許多不同病理狀況提供了生物學原理，包括腫瘤、自身免疫和心血管疾病等慢性病，以及感染、炎癥性疾病等[7-8]。除nVDR外，骨化三醇也可能通過結合到在細胞表面和核周區域與小窩蛋白1復合的獨特VDR(稱為膜VDR)而發揮非基因組作用[8-9]。此外，nVDR可獨立于骨化三醇結合而與轉錄因子和激酶相互作用，從而調節免疫反應，以及細胞凋亡、抗病毒反應等[10]。

VDR基因是對自身免疫性疾病易感性的候選基因,VDR基因還描述了70多種不同的基因多態性，最常研究的多態性位點是起始密碼子(FokI)(rs10735810)、內含子8(BsmI)(rs1544410)、ApaI(rs7975232)和外顯子9(TaqI)(rs731236)。有研究通過聚合酶鏈反應和限制性酶切片段長度多態性分析對系統性紅斑狼瘡(SLE)患者和健康對照者的VDR基因BsmI多態性進行了基因分型，旨在研究BsmI多態性與VDR mRNA表達之間的關系，結果顯示，SLE患者B等位基因頻率相對于健康對照者顯著增加[11-12]，并指出VDR的多態性與自身免疫及炎性等病理狀況相關。

3 對T淋巴細胞的特定作用

在輔助性T淋巴細胞(Th)層面來說，CD4+T淋巴細胞的激活可使VDR表達增加5倍，從而能夠調節至少102個對1,25-(OH)2-VitD3響應的基因[13]。1,25-(OH)2-VitD3抑制T淋巴細胞受體誘導的T淋巴細胞增殖并改變其細胞因子表達譜[14]，總體上是從Th1表型向更具耐受性的Th2表型轉變[15]。通過暴露于1,25-(OH)2-VitD3可減少T淋巴細胞產生的γ-干擾素和白細胞介素-2(IL-2)，同時增加IL-5和IL-10，與向Th2反應的轉變一致[16]。Th17是參與器官特異性自身免疫的CD4+T淋巴細胞的一個子集，在炎性反應中起作用，從而導致組織損傷[17]。在自身免疫性葡萄膜炎[18]和炎癥性腸病[19]的動物模型中1,25-(OH)2-VitD3通過在幾個水平上抑制Th17反應，從而抑制自身免疫和組織破壞。其次，CD8+T淋巴細胞也是1,25-(OH)2-VitD3的靶點，因其比其他免疫細胞表達更高水平的VDR，并且在小鼠CD8+T淋巴細胞[20]中表達1α-羥化酶激活維生素D調節性T淋巴細胞(Treg)，又稱為抑制性T淋巴細胞，抑制性T淋巴細胞在治療自身免疫性疾病和器官移植中具有重要作用。既往研究表明，維生素D3可通過APC DCs[21]促進CD4+/CD25+Treg的誘導。此外，維生素D3可增加Treg誘導所必需的FoxP3和IL-10表達水平。相關研究進一步揭示了1,25-(OH)2-VitD3對Treg的直接影響，在全身給藥維生素D3的患者中觀察到循環Treg數量的增加。此外，小鼠局部使用1,25-(OH)2-VitD3也可增加Treg數量[19]，這些Treg誘導作用表明維生素D3在自身免疫性疾病和炎癥性疾病中具有免疫抑制作用。

4 對B淋巴細胞的特定作用

許多研究揭示了維生素D3對B淋巴細胞各個方面的影響，首先維生素D3對B淋巴細胞的增殖、免疫球蛋白類別的轉換和抗體的產生均具有抑制活性，并可誘導細胞凋亡，在一些研究中觀察到經1,25-(OH)2-VitD3處理后激活的B淋巴細胞IL-10較前增高3倍[22]，誘導最終分化的B淋巴細胞表面趨化因子受體10抗體表達陽性[23]。表明維生素D3可能通過直接結合IL-10啟動子區域上調B淋巴細胞產生IL-10的作用。同時維生素D3可通過影響CD40激活下游核因子κB途徑從而介導抑制B淋巴細胞向漿細胞的分化[24]。

5 對單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞的作用

體外實驗表明，維生素D可促進巨噬細胞的單核細胞分化誘導并調節巨噬細胞反應，從而阻止炎性細胞因子和趨化因子的釋放[25]。此外，1,25-(OH)2-VitD3可通過減少細胞表面Ⅱ類主要組織相容性復合物分子的表達而降低巨噬細胞對淋巴細胞的抗原呈遞活性[26]。

6 維生素D與SLE

SLE是一種累及多系統的自身免疫性疾病，可引起慢性炎癥并損害大腦、關節、腎臟、皮膚等多個組織和器官，女性較男性多發，SLE的臨床發作和進展與遺傳、環境、激素等有關。在SLE中自身免疫過程是通過先天和適應性免疫系統的上調、凋亡清除能力受損，以及炎癥和補體激活而發生、發展的[27]，但SLE的完整疾病發病機制目前尚不明確，因此，需尋找可能調節疾病進程的潛在的可逆危險因素，包括化學化合物、感染、微生物等，而多數研究發現，低血清維生素D患者SLE患病率較高[28]。另外，在許多患有自身免疫性疾病的患者中同樣發現維生素D功能不足或缺乏。一項歐洲多中心調查表明，維生素D血清水平與類風濕性關節炎患者生活質量、疾病活動和殘疾相關[29]。另有研究表明，維生素D缺乏與SLE疾病的發病機制有關[30]。

6.1SLE患者發生低維生素D血癥的原因 大部分維生素D是皮膚在陽光作用下合成的，由于SLE患者皮膚具有光敏性，因此，SLE患者會避免陽光直射或使用防曬霜避免紫外線，可能是SLE患者血清維生素D降低的原因之一。有研究還發現，未服用維生素D而正在接受藥物治療的SLE患者(羥氯喹、皮質類固醇或免疫抑制劑)血清維生素D水平明顯偏低[28]。低血清維生素D水平可能是該疾病治療的后果，糖皮質激素減少了腸道對鈣的吸收，并在維生素D水平較低的情況下加速了25-羥維生素D和1,25-(OH)2-VitD3的分解代謝。但有關研究又發現，與未使用皮質類固醇的患者或健康對照者比較，無論是否使用類固醇，SLE患者血清維生素D水平均較低[31]。因此，類固醇的使用與否并不能完全解釋SLE患者維生素D缺乏癥，同時有研究表明，在SLE 患者中維生素D3減少可促進記憶B淋巴細胞的發育，并可使血清免疫球蛋白M(IgM)、IgG1、IgG3及抗雙鏈DNA抗體IgG水平升高[32]，需進一步深入探究SLE發病機制與維生素D之間的關系。維生素D調節先天免疫細胞亞群的分化和成熟、抗原呈遞，以及細胞因子和趨化因子的產生。VDR存在于許多組織中，不僅包括傳統認知中的調節鈣磷代謝的細胞與組織，還包括諸多的免疫細胞。活性形式的維生素D與VDR結合后對先天免疫與適應免疫產生不同程度的影響，包括抑制炎癥和促進免疫耐受。相關研究表明，VDR基因多態性(即FokI、BsmI、TaqI和ApaI)與SLE患者密切相關，FokI(rs2228570)中的F等位基因、FF和Ff基因型[33-34]，以及BsmI中的B等位基因、BB和Bb基因型(rs1544410)均與SLE的遺傳風險相關[35]。此外，FF基因型與SLE疾病活動指數評分和疾病活動性，以及SLE國際合作診所/美國風濕病學院評估的疾病損害密切相關[36]；而ApaI(rs7975232)、TaqI(rs731236)與SLE的遺傳風險之間沒有明顯的相關性[35]。

6.2SLE與維生素D治療 長期以來，人們一直在利用維生素D作為免疫調節治療劑的潛力，然而補充維生素D對自身免疫性疾病的效果可能收效甚微，可能是因為在出現嚴重的不良反應(如高鈣血癥)前可以全身性使用維生素D的劑量有限。在皮膚局部補充維生素D的研究表明，局部維生素D類似物治療不僅具有改善局部皮膚疾病的潛力，而且還可通過胸腺基質淋巴細胞生成素影響全身性炎癥[37]。因此，局部維生素D類似物的應用可能代表皮膚介導的免疫調節治療系統性炎性疾病的新策略。

7 小 結

維生素D3血漿水平似乎與免疫相關疾病的發生、發展有關，此外，低水平的血漿維生素D與SLE疾病活動呈負相關，血清維生素D3的低水平可能與SLE患者光照減少、類固醇藥物的使用、不同遺傳背景(即VDR多態性)和營養因素等有關，而血漿維生素D的低水平又影響了原有的免疫抑制狀態而導致了疾病的發展，免疫疾病中的維生素D的補充也可能與生理需求量不同，1,25-(OH)2-VitD3/VDR可能作為SLE治療的潛在靶點，定期監測血漿維生素D水平和規律補充維生素應該作為SLE患者健康管理的一部分。