血清維生素D水平與活動性肺結(jié)核患病的相關(guān)性

韓駿鋒 吳琦

?

·論著·

血清維生素D水平與活動性肺結(jié)核患病的相關(guān)性

韓駿鋒 吳琦

目的 評價活動性肺結(jié)核患者血清維生素D的水平，并探討其與結(jié)核病患病的相關(guān)性。方法 選取天津市海河醫(yī)院2011—2014年的初治活動性肺結(jié)核患者90例作為肺結(jié)核組，及同期在本院正常成年人進(jìn)行體格檢查者40名作為對照組，應(yīng)用酶聯(lián)免疫法進(jìn)行血清25-羥基維生素D[25-(OH)VD]濃度測定，分析肺結(jié)核組和對照組差異。同時，將肺結(jié)核組按照病變嚴(yán)重程度又分為輕度、中度、重度組，并對各組血清25-羥基維生素D水平進(jìn)行比較。結(jié)果 肺結(jié)核組血清25-羥基維生素D濃度為(21.740±4.546)nmol/L，低于對照組的(25.236±4.435) nmol/L，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.08，P<0.05)。將肺結(jié)核組90例患者按照病變范圍輕度、中度、重度的標(biāo)準(zhǔn)分為3組，其中輕度組25例，血清25-(OH)VD濃度為(24.164±4.547)nmol/L；中度組25例，濃度為(24.827±6.896)nmol/L；重度組40例，濃度為(20.883±3.805)nmol/L。各組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.04，P<0.05)；進(jìn)一步的兩兩比較顯示，輕度組25-(OH)VD濃度高于重度組(q=3.51，P<0.05)；中度組血清25-(OH)VD濃度高于重度組(q=3.70，P<0.05)。結(jié)論 活動性結(jié)核病患者血清中維生素D的水平明顯低于正常成年人，維生素D水平不僅與肺結(jié)核的患病存在關(guān)聯(lián)，并且與肺結(jié)核病變嚴(yán)重程度存在關(guān)聯(lián)。

活動性肺結(jié)核； 維生素D； 相關(guān)分析

結(jié)核病目前仍是全球衛(wèi)生系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)之一，是嚴(yán)重危害人民群眾健康的呼吸道傳染病。我國現(xiàn)有≥15歲耐多藥肺結(jié)核患者33.9萬例，廣泛耐藥結(jié)核病患者10.5萬例，耐藥結(jié)核病的不斷增加，對結(jié)核病控制是個巨大的挑戰(zhàn)[1]。維生素D為固醇類衍生物，具有抗佝僂病作用，又稱抗佝僂病維生素。維生素D的主要生理作用是影響鈣磷代謝。近年來，許多文獻(xiàn)都描述了維生素D的其他非傳統(tǒng)作用，包括其在自身免疫性腦脊髓炎[2]，多發(fā)性硬化癥[3]，膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎[4]，糖尿病，心血管疾病[5]和癌癥[6]等疾病中的作用。在抗生素前時代，維生素D被用來治療肺結(jié)核，并且曾經(jīng)取得了較好的效果，故較多學(xué)者一直推測肺結(jié)核患者血清中維生素D的水平低于正常人群[7-8]。有研究證實(shí)，維生素D的缺乏可以增加肺結(jié)核的患病風(fēng)險(xiǎn)[9]，并認(rèn)為維生素D可以通過影響人體的免疫系統(tǒng)功能而發(fā)揮作用?；谝陨匣顒有苑谓Y(jié)核患者中維生素D的研究證據(jù)，為進(jìn)一步評價維生素D水平對肺結(jié)核患者的影響機(jī)制，筆者進(jìn)行了針對肺結(jié)核患者維生素D水平的測定，并分析其與病變嚴(yán)重程度關(guān)系，以為今后應(yīng)用維生素D聯(lián)合抗結(jié)核藥物治療結(jié)核病的可行性提供科學(xué)依據(jù)。

對象和方法

一、研究對象

選取天津市海河醫(yī)院2011年1月至2014年12月入院治療的初治活動性肺結(jié)核患者作為肺結(jié)核組，共90例。選取同期入院進(jìn)行常規(guī)查體的健康成年人作為對照組，共40名。所有研究對象均簽署知情同意書，并經(jīng)天津市海河醫(yī)院倫理委員會審核通過。

二、入選標(biāo)準(zhǔn)

1.肺結(jié)核組：(1)痰分枝桿菌涂片陽性和(或)分枝桿菌培養(yǎng)陽性，菌種鑒定為結(jié)核分枝桿菌；(2)影像學(xué)檢查符合活動性肺結(jié)核表現(xiàn)；(3)未曾接受過抗結(jié)核藥物治療；(4)既往體健，無其他基礎(chǔ)疾病及用藥史；(5)進(jìn)食正常，近3個月無應(yīng)用任何含維生素及微量元素的保健品史。以上標(biāo)準(zhǔn)均須同時滿足。

2.對照組：(1)既往體健，無基礎(chǔ)疾病及用藥史；(2)常規(guī)體格檢查中各指標(biāo)提示無明顯異常；(3)進(jìn)食正常，近3個月無應(yīng)用任何含維生素及微量元素的保健品史。以上標(biāo)準(zhǔn)均須同時滿足。

三、方法

1.標(biāo)本準(zhǔn)備：肺結(jié)核組均為入院當(dāng)天或第2日用藥治療前空腹取血測定；對照組為正常人體格檢查者空腹取血測定。應(yīng)用帶有促凝劑及分離膠的取血管抽取外周靜脈血3 ml后靜置即可析出血清，后取血清1 ml，樣本收集之后馬上儲藏于-20 ℃冰箱中。

2.結(jié)果測定：應(yīng)用英國Immunodiagnostic Systems Linited(IDS Ltd) 血清25-羥基維生素D[25-(OH)VD]檢測試劑盒，采用酶聯(lián)免疫法進(jìn)行測定。計(jì)算校準(zhǔn)品、質(zhì)控品及樣本的結(jié)合百分率，計(jì)算公式為：B/B0%=平均吸光率/校準(zhǔn)品吸光率×100%

3. 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：以B/B0%為縱坐標(biāo)，25-(OH)D濃度為橫坐標(biāo)，做半對數(shù)標(biāo)準(zhǔn)曲線。每個待測樣本均計(jì)算B/B0%，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上找對應(yīng)的25-(OH)VD濃度值。

4. 肺結(jié)核組分組：將肺結(jié)核組90例患者按照胸部X線攝片分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)分別以第2、4前肋下緣水平將雙肺分為6個區(qū)域，其中病變分布1～2個區(qū)域的定義為輕度組；3～4個區(qū)域?yàn)橹卸冉M；5～6個區(qū)域?yàn)橹囟冉M；存在空洞者增加一個區(qū)域。對每組的人數(shù)及25-(OH)VD濃度數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

一、 一般資料

肺結(jié)核組90例，其中男54例，女36例，平均年齡(38±5.3)歲。對照組40名，其中男24名，女16名，平均年齡(37±9.5)歲。

二、血清25-(OH)VD濃度比較

肺結(jié)核組血清25-(OH)VD濃度為(21.740±4.546) nmol/L，對照組為(25.236±4.435)nmol/L，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.08，P<0.05)，肺結(jié)核組血清中25-(OH)VD水平低于對照組。

三、肺結(jié)核組分組比較

將90例患者按照病變范圍分為輕度、中度、重度組，每組分別計(jì)算血清25-(OH)VD。其中，輕度組25例，濃度為(24.164±4.547)nmol/L；中度組25例，濃度為(24.827±6.896)nmol/L；重度組40例，濃度為(20.883±3.805)nmol/L。三組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.04，P<0.05)。進(jìn)一步的兩兩比較顯示，輕度組血清25-(OH)VD濃度高于重度組(q=3.51，P<0.05)；中度組血清25-(OH)VD濃度高于重度組(q=3.70，P<0.05)。

討 論

當(dāng)前，肺結(jié)核發(fā)病率非常高，2015年全球結(jié)核病年度報(bào)告指出每年約有150萬例患者死于結(jié)核病[10]。有較多證據(jù)表明結(jié)核病患者的血清維生素D濃度與健康受試者相比明顯低下[11-12]，這種觀點(diǎn)與本研究所得出的結(jié)論相同。因此，筆者可以有根據(jù)地初步推測我國結(jié)核病患者體內(nèi)維生素D水平的確低于正常人，但仍需更大樣本量的試驗(yàn)證實(shí)。為了研究低血清維生素D水平和人類活動性結(jié)核病患病風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)聯(lián)，Nnoaham和Clarke[13]對1980—2006年間的出版物進(jìn)行了系統(tǒng)研究和薈萃分析，發(fā)現(xiàn)低血清維生素D水平與活動性結(jié)核病患病的高風(fēng)險(xiǎn)確有關(guān)聯(lián)。

然而，維生素D是具體通過什么作用機(jī)制來發(fā)揮其對抗結(jié)核分枝桿菌的作用呢？首先，維生素D可以通過提高被感染的巨噬細(xì)胞中的吞噬小體和溶酶體的融合來降低結(jié)核分枝桿菌的生存能力[14]。巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌，但正常清除細(xì)菌的反應(yīng)會被結(jié)核分枝桿菌的防御機(jī)制所阻斷。有一種潛在的方式能使得分枝桿菌阻止自身被消滅，這種反應(yīng)涉及到糖化磷脂酰肌醇脂質(zhì)阿拉伯甘露聚糖，這是一種組成分枝桿菌細(xì)胞膜的化合物。脂質(zhì)阿拉伯甘露聚糖可以使吞噬小體移位，阻斷正常吞噬小體的化膿過程并進(jìn)一步和溶酶體融合[15-16]。另一種潛在的分枝桿菌防衛(wèi)機(jī)制需要抑制鈣離子信號的傳遞，而這種信號傳遞是吞噬小體化膿過程所必須的，這是來自宿主巨噬細(xì)胞的防衛(wèi)功能[17]。以上的研究說明，巨噬細(xì)胞是對抗結(jié)核分枝桿菌感染的主要力量。而維生素D是巨噬細(xì)胞活動的調(diào)節(jié)劑，可以增強(qiáng)宿主抗結(jié)核分枝桿菌的活力。維生素D本身并無抗結(jié)核作用，但是它的活性代謝產(chǎn)物1，25二羥維生素D可以調(diào)節(jié)結(jié)核感染患者的宿主反應(yīng)，它可以提高巨噬細(xì)胞限制結(jié)核分枝桿菌生長的能力[18]。結(jié)核分枝桿菌感染阻止巨噬細(xì)胞化膿及形成吞噬溶酶體的能力在1，25二羥維生素D出現(xiàn)后被完全逆轉(zhuǎn)了[14]。維生素D誘導(dǎo)吞噬溶酶體形成的途徑是γ干擾素依靠的巨噬細(xì)胞活化，需要磷脂酰肌醇3-激酶(PI3-K)的調(diào)節(jié)，并且由還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)依賴的吞噬細(xì)胞氧化酶介導(dǎo)[19]。PI3-K是一個多功能的信號分子，參與廣泛的細(xì)胞代謝過程，可以幫助調(diào)節(jié)從核內(nèi)體到溶酶體的轉(zhuǎn)運(yùn)。有報(bào)道證實(shí)體外實(shí)驗(yàn)中，維生素D缺乏的小鼠巨噬細(xì)胞功能異常，但這些缺陷可以通過體內(nèi)外1，25二羥維生素D的補(bǔ)充修復(fù)校正。

其次，1，25二羥維生素D可以增強(qiáng)亮氨酸-亮氨酸-37(LL-37)的合成。LL-37是一種殺菌肽，除了直接的殺菌活力，LL-37也可以通過吸引單核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞趨化到被感染部位而調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)[14]。1，25二羥維生素D在中性粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞中的出現(xiàn)可以通過劑量依賴的方式上調(diào)LL-37的編碼基因Hcap-18，提示了1，25二羥維生素D與LL-37的聯(lián)合在宿主抵抗結(jié)核感染過程中可能起到了很大作用。

另外，金屬蛋白酶(MMP酶，是一種促血管生長因子)能降解肺細(xì)胞外基質(zhì)的部分成分。結(jié)核分枝桿菌可以誘導(dǎo)受結(jié)核分枝桿菌感染的患者體內(nèi)巨噬細(xì)胞中MMP的表達(dá)[20]。已有研究表明，1，25二羥維生素D可以通過體內(nèi)單核細(xì)胞抑制MMP的分泌，并增強(qiáng)其抑制劑(金屬蛋白酶-1的組織抑制劑)在肺結(jié)核患者體內(nèi)的水平從而發(fā)揮其保護(hù)作用[21]。

可見，維生素D對抗結(jié)核分枝桿菌的作用機(jī)制存在較多方面，其可以對多種細(xì)胞及細(xì)胞因子發(fā)揮作用，從而影響機(jī)體的免疫功能進(jìn)而影響肺結(jié)核的發(fā)生及嚴(yán)重程度。而當(dāng)人體內(nèi)維生素D不足的時候，其對結(jié)核分枝桿菌的限制及人體內(nèi)各種細(xì)胞因子的功能產(chǎn)生影響，從而影響肺結(jié)核的發(fā)生及嚴(yán)重程度。

本研究證實(shí)了肺結(jié)核患者體內(nèi)維生素D的水平的確明顯偏低，不過，維生素D的水平與肺結(jié)核嚴(yán)重程度的關(guān)系目前尚無明確報(bào)道。本研究將90例患者按肺內(nèi)病變的嚴(yán)重程度分成3組，經(jīng)過分別測定及比較3組維生素D的水平顯示重癥肺結(jié)核患者體內(nèi)維生素D水平明顯低于輕、中度組，可以推測維生素D水平不僅與肺結(jié)核的發(fā)生存在關(guān)聯(lián)，并且與重癥肺結(jié)核的發(fā)生存在關(guān)聯(lián)，其在患者內(nèi)的水平越低，患重癥肺結(jié)核的可能性越大，更加說明了維生素D與肺結(jié)核患病的關(guān)聯(lián)。

既然維生素D的濃度影響著肺結(jié)核的發(fā)生及嚴(yán)重程度，那么患病后給予患者常規(guī)補(bǔ)充維生素D對于治療是否有益呢？這應(yīng)該是我們今后研究的方向。近年來國際上已經(jīng)有一些關(guān)于維生素D治療肺結(jié)核的雙盲、隨機(jī)對照的試驗(yàn)來證實(shí)維生素D的作用。Nursyam等[22]將67例活動性肺結(jié)核患者隨機(jī)分組，將維生素D加入正規(guī)抗結(jié)核方案中作為病例組進(jìn)行臨床觀察，結(jié)果顯示痰菌轉(zhuǎn)陰率有很大差別，病例組明顯高于對照組，影像學(xué)檢查改善的比例同樣高于對照組。同樣，Wejse等[23]進(jìn)行的隨機(jī)、雙盲的試驗(yàn)也證明了以上觀點(diǎn)。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示了活動性肺結(jié)核患者血清中維生素D水平明顯低于正常成年人，且與肺結(jié)核的嚴(yán)重程度相關(guān)，其影響機(jī)制是多方面的。而當(dāng)前國際已有應(yīng)用維生素D治療肺結(jié)核成功的研究，在結(jié)核病的治療日益艱難的今天，如通過研究能夠找到可以增強(qiáng)治療效果的方法，無疑會給患者帶來極大的益處，筆者還將對此做進(jìn)一步的研究。

[1] 全國第五次結(jié)核病流行病學(xué)抽樣調(diào)查技術(shù)指導(dǎo)組,全國第五次結(jié)核病流行病學(xué)抽樣詞查辦公室．2010年全國第五次結(jié)核病流行病學(xué)抽樣調(diào)查報(bào)告．中國防癆雜志,2012,34(8):485-508．

[2] Lemire JM, Archer DC. 1,25-Dihydroxyvitamin D3 prevents the in vivo induction of murine experimental autoimmune encephalomyelitis. J Clin Invest,1991, 87(3):1103-1107.

[3] Ho SL, Alappat L, Awad AB. Vitamin D and multiple sclerosis. Crit Rev Food Sci Nutr,2012,52(11): 980-987.

[4] Cantorna MT, Hayes CE, DeLuca HF. 1,25-Dihydroxycholecalciferol inhibits the progression of arthritis in murine models of human arthritis. J Nutr, 1998, 128(1): 68-72.

[5] Motiwala SR, Wang TJ. Vitamin D and cardiovascular disease. Curr Opin Nephrol Hypertens, 2011, 20(4): 345-353.

[6] Luong Kv, Nguyen LT. The beneficial role of vitamin D and its analogs in cancer treatment and prevention. Crit Rev Oncol Hematol, 2010, 73(3):192-201.

[7] Selvaraj P, Chandra G, Jawahar MS, et al. Regulatory role of vitamin D receptor gene variants ofBsmI,ApaI,TaqI, andFokI polymorphisms on macrophage phagocytosis and lymphoproliferative response toMycobacteriumtuberculosisantigen in pulmonary tuberculosis. J Clin Immunol, 2004,24(5)：523-532.

[8] Zasloff M. Fighting infections with vitamin D. Nat Med,2006,12(4)：388-390.

[9] Gibney KB, MacGregor L, Leder K, et al. Vitamin D deficiency is associated with tuberculosis and latent tuberculosis infection in immigrants from sub-Saharan Africa. Clin Infect Dis, 2008,46(3)：443-446.

[10] World Health Organization.Global tuberculosis report 2015.Geneva:World Health Organization, 2015:10.

[11] Davies PD, Brown RC, Woodhead JS. Serum concentrations of vitamin D metabolites in untreated tuberculosis. Thorax，1985, 40(3)：187-190.

[12] Sita-Lumsden A, Lapthorn G, Swaminathan R, et al. Reactivation of tuberculosis and vitamin D deficiency: the contribution of diet and exposure to sunlight. Thorax,2007,62(11)：1003-1007.

[13] Nnoaham KE, Clarke A. Low serum vitamin D levels and tuberculosis: a systematic review and meta-analysis. Int J Epidemiol, 2008, 37(1): 113-119.

[14] Martineau AR, Honecker FU, Wilkinson RJ, et al. Vitamin D in the treatment of pulmonary tuberculosis. J Steroid Biochem Mol Biol, 2007, 103(3-5)：793-798.

[15] Cosma CL,Sherman DR,Ramakrishnan L.The secret lives of the pathogenic mycobacteria.Annu Rev Microbiol,2003, 57：641-676.

[16] Hmama Z, Sendide K, Talal A, et al. Quantitative analysisi of phagolysosome fusion in intact cell：inhibition by mycobacterial lipoarabinomannan and rescue by an lalpha，25-dihydroxyvitamin D3-phosphoinositide 3-kinase pathway. J Cell Sci, 2004, 117(Pt10)：2131-2140.

[17] Houben EN, Nguyen L, Pieters J. Interaction of pathogenic mycobacteria with the host immune system. Curr Opin Microbiol,2006, 9(1)：76-85.

[18] Liu PT, Modlin RL. Human macrophage host defence againstMycobacteriumtuberculosis. Curr Opin Immunol, 2008, 20(4)：371-376.

[19] Sly LM, Lopez M, Nauseef WM, et al. 1,25-Dihydroxyvitamin D3-induced monocyte antimycobacterial activity is regulated by phosphatidylinositol 3-kinase and mediated by the NADPH-dependent phagocyte oxidase. J Biol Chem, 2001, 276(38)：35482-35493.

[20] Elkington PT, Nuttall RK, Boyle JJ, et al.Mycobacteriumtuberculosis,but not vaccine BCG, specifically upregulates matrix metalloproteinase-1. Am J Respir Crit Care Med, 2005, 172(12)：1596-1604.

[21] Anand SP, Selvaraj P. Effect of 1,25 dihydroxyvitamin D3 on matrix metalloproteinases MMP-7, MMP-9 and inhibitor TIMP-lin pulmonary tuberculosis. Clin Immunol, 2009, 133(1)：126-131.

[22] Nursyam EW, Amin Z, Rumende CM. The effect of vitamin D as supplementary treatment in patients with moderately advanced pulmonary tuberculous lesion. Acta Med Indones,2006, 38(1)：3-5.

[23] Wejse C, Gomes VF, Rabna P, et al. Vitamin D as Supplementary Treatment for Tuberculosis. Am J Respir Crit Care Med, 2009, 179(9)：843-850.

(本文編輯：王然 李敬文)

The relationship between serum vitamin D level and activity tuberculosis

HANJun-feng,WUQi.

KeyLaboratoryofInfectiousDiseasePreventionandTreatmentofChineseMedicineTuberculosisDepartment，TianjinHaiheHospital，Tianjin300350,China

WUQi,Email:wq572004@163.com

Objective To evaluate the level of serum vitamin D in activity pulmonary tuberculosis patients, and to explore its relationship with the severity of pulmonary tuberculosis. Methods Ninety hospitalized patients of activity pulmonary tuberculosis (test group) and 40 healthy adults (control group) were enrolled in Haihe hospital in Tianjin City from 2011 to 2013. 25-hydroxy-vitamin D levels in serum was tested by enzyme linked immunosorbent assay. To compare with the 25-hydroxy-vitamin D levels between activity pulmonary tuberculosis patients and health adults. Meanwhile, The relationship between the 25-hydroxy-vitamin D levels and the severity of pulmonary tuberculosis was compared. Results The serum 25-hydroxy-vitamin D levelsin test group (21.740±4.546) nmol/L was lower than that in control group (25.236±4.435) nmol/L,t=4.08，P<0.05. Furtherly,the test group was divided into 3 groups according to their severity of disease. The serum 25-hydroxy-vitamin D levels was (24.164±4.547) nmol/L in mild group (25 patients); (24.827±6.896) nmol/L in moderate group (25 patients) and (20.883±3.805) nmol/L in severe group (40 patients), respectively. There are the significant statistical differences among three groups (F=4.04,P<0.05). Comparison of two groups, the serum 25-hydroxy-vitamin D levels was higher in mild groupthan that in severe group (q=3.51，P<0.05),and the serum 25-hydroxy-vitamin D levels was higher in moderate group than that in severe group (q=3.70，P<0.05). Conclusion The serum 25-hydroxy-vitamin D levels of activity pulmonary tuberculosis patients is obviously lower than that in heslthy adults. Also, the serum level of vitamin D in TB patients is associated with the severity of pulmonary tuberculosis.

Activity pulmonary tuberculosis； Vitamin D； Correlation analysis

10.3969/j.issn.1000-6621.2016.04.017

300350 天津市海河醫(yī)院結(jié)核科 國家中醫(yī)藥管理局中醫(yī)藥防治傳染病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 (韓駿鋒)，呼吸科(吳琦)

吳琦，Email：wq572004@163.com

2015-11-08)