維生素D與膿毒癥關(guān)系的研究進(jìn)展

李思彤 習(xí) 昕 朱光發(fā)

維生素D是一種脂溶性維生素，在調(diào)節(jié)鈣磷代謝、維持骨骼生長發(fā)育等方面發(fā)揮著重要的生物學(xué)作用。近年來，人們發(fā)現(xiàn)維生素D除上述經(jīng)典的生物學(xué)作用外，還可參與免疫調(diào)控，抗炎，抗感染等。膿毒癥是機體對感染的反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致的嚴(yán)重器官功能障礙。免疫功能紊亂在膿毒癥的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[1]。新近研究發(fā)現(xiàn)，維生素D與膿毒癥的發(fā)病及預(yù)后存在密切聯(lián)系?，F(xiàn)就相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

1.維生素D的來源與檢測

(1)維生素D的來源：維生素D是一種脂溶性維生素，分為酵母和植物中的維生素D2與動物中的維生素D3，人體中主要為維生素D3。維生素D在人體中主要有三種來源：經(jīng)皮膚合成(通過紫外線輻射在皮膚中由7-脫羥基膽固醇合成)，食物來源和外源性補充,其中，經(jīng)皮膚合成是最主要的途徑。

(2)維生素D的檢測：個體的維生素D狀態(tài)常通過測量血清25(OH)D濃度來評估。隨著對維生素D病理生理機制研究的不斷深入，維生素D水平的檢測也愈發(fā)重要。已往常用的免疫分析法只能測定 25(OH)D 總濃度，無法分別測定25(OH)D2和25(OH)D3的濃度。目前，液相色譜-質(zhì)譜法由于其獨特的靈敏度和特異性，在測量各種維生素D代謝物和類似物方面具有獨特優(yōu)勢。[3]

2.維生素D缺乏與膿毒癥相關(guān)性的研究現(xiàn)狀

(1) 維生素D不足或缺乏與膿毒癥發(fā)生的關(guān)聯(lián)：膿毒癥患者出現(xiàn)維生素D不足或缺乏的比例更高，其維生素D水平低于非膿毒癥者。在ICU膿毒癥患者維生素D水平的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，發(fā)生維生素D不足[25(OH)D <30μg/L][4]及維生素D缺乏(<10 μg/L)[5]的比例均顯著升高。Cecchi 等[6]比較了 92 例嚴(yán)重膿毒癥/膿毒癥性休克患者和 72 例不伴膿毒癥的重大創(chuàng)傷患者發(fā)現(xiàn), 兩組入院時維生素D水平存在顯著差異。膿毒癥組維生素D水平為10.1μg/L，明顯低于非膿毒癥組(18.4μg/L)。丁福來等[7]通過比較 57 例膿毒癥患者和同期20 例健康體檢志愿者，也證實了膿毒癥患者血清維生素D水平顯著低于正常對照組(3.92μg/Lvs. 17.25μg/L)。

維生素D水平低的患者發(fā)生膿毒癥的比例更高。一項納入了 2 399 例ICU患者的多中心觀察性研究，根據(jù)在入院前 1 年內(nèi)檢測的血清25(OH)D水平，將患者分為≤15μg/L 組，15～30μg/L 組和≥30μg/L 組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3組患者發(fā)生膿毒癥的比例分別為 30.3%，24.0% 和 19.4%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。從而證實了血清維生素D水平低的患者更容易發(fā)生膿毒癥[8]。

上述研究證實了維生素D缺乏與膿毒癥的密切聯(lián)系，進(jìn)一步人們開始尋找維生素D界值，用來預(yù)測膿毒癥發(fā)生風(fēng)險。

(2)維生素D水平可預(yù)測膿毒癥的發(fā)生：Jovanovich 等[9]設(shè)計了一項針對社區(qū)獲得性肺炎和膿毒癥患者維生素D水平的病例對照研究，當(dāng) 25(OH)D 界值設(shè)定在 50 nmol/L和37 nmol /L時，低維生素D水平對預(yù)測膿毒癥的發(fā)生具有一定價值。OR 值分別為 1.75 和 1.89。另一項針對新生兒早期膿毒癥的研究發(fā)現(xiàn)，將新生兒及其母親血清 25(OH)D 水平的臨界值分別定為 20 nmol/L和 42 nmol/L時，其預(yù)測新生兒早期膿毒癥敏感性，特異性，陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值在新生兒中分別為 84%，79%，94.7%和 82.3%；母親中分別為 82%，77%，91.4%和 80.6%。存在新生兒和母親的 25(OH)D 血清水平之間的正相關(guān)性[10]。

(3)維生素D缺乏可影響膿毒癥的預(yù)后：Vipul 等[11]研究了 88 例膿毒癥患者的維生素D水平與其不良預(yù)后的關(guān)系結(jié)果發(fā)現(xiàn),維生素D水平低的患者出現(xiàn)不良預(yù)后的比例明顯升高[簡化急性生理評分(simplified acute physiology score, SAPS)顯著升高]，且其住院時間亦相對較長。另一項針對 107 例膿毒癥患者的研究發(fā)現(xiàn)，極低水平維生素D(<7μg/L)的患者感染比例更高，抗感染效果更差，且血流動力學(xué)不穩(wěn)定的比例明顯升高。此外，極低水平維生素D也是膿毒癥相關(guān)病死率的獨立預(yù)測因子[12]。Nguyen 等[13]對 91 例膿毒癥患者進(jìn)行前瞻性觀察性研究發(fā)現(xiàn)，3 d內(nèi)測得平均1,25(OH)2D3≤13.6 ng/L的患者 30 d存活率顯著降低(57.1%vs. 91.7%)。從而證實1,25(OH)2D3水平與膿毒癥患者的病死率成負(fù)相關(guān)。

Chen等[14]對重癥監(jiān)護(hù)病房入院的 236 例患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，25(OH)D 缺乏癥的患者(<20μg/L)中，急性生理與慢性健康II(acute physiology and chronic health evaluation, APACHE II)和序貫器官衰竭(sequential organ failure assessment, SOFA)評分、陽性血培養(yǎng)率、降鈣素原水平、全段甲狀旁腺素水平和 28 d病死率更高。進(jìn)一步通過Cox回歸方程得出，低 25(OH)D 水平是膿毒癥患者28d病死率的獨立危險因素。

3.維生素D水平影響膿毒癥發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后的可能機制

目前膿毒癥的發(fā)病機制尚未完全闡明，可能與嚴(yán)重感染后機體炎癥反應(yīng)持續(xù)加劇、促炎及抗炎反應(yīng)失衡，以及機體免疫調(diào)控紊亂有關(guān)。維生素D可能通過以下機制影響膿毒癥發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后。

(1)抗感染：維生素D可直接誘導(dǎo)抗菌肽的表達(dá)[15]?？咕氖菍Χ喾N感染的先天免疫應(yīng)答的重要組成部分。人體內(nèi)維生素D影響抗菌肽的種類主要包括導(dǎo)管素和β-防御素。導(dǎo)管素在人體中唯一的形式為 hCAP18，被切割后形成活化形式桿菌肽LL-37，后者對細(xì)菌及某些病毒和真菌具有廣泛的抗微生物活性[16]。β-防御素不僅具有直接抗微生物作用，還可在局部對中性粒細(xì)胞，單核細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞分子產(chǎn)生趨化作用。

維生素D可以增加Toll樣受體(Toll-like receptor, TLR)的表達(dá)。目前已知，巨噬細(xì)胞可通過TLR識別脂多糖，繼而產(chǎn)生抗菌肽等殺菌物質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn)，在角質(zhì)形成細(xì)胞中，1,25(OH)2D3可通過增加TLR2/1的表達(dá)增強細(xì)胞對金黃色葡萄球菌的抗微生物活性[17-18]。

(2) 調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)：膿毒癥的病理生理機制可能與促炎及抗炎反應(yīng)失衡有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，維生素D可通過減少促炎因子的產(chǎn)生抑制炎癥反應(yīng)。Sadeghi等[19]發(fā)現(xiàn)，1,25(OH)2D降低了人單核細(xì)胞中膿毒癥相關(guān)的炎癥因子TNFα和組織因子的產(chǎn)生。Reins 等[20]在人類角膜上皮細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)，維生素D可增加LL-37的表達(dá)，并降低促炎細(xì)胞因子IL-1β，IL-6，TNFα，CCL20的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)。

(3)參與免疫應(yīng)答：研究發(fā)現(xiàn)，維生素D可以抑制DC的分化[21]，誘導(dǎo)DC發(fā)生免疫耐受[22]，從而抑制適應(yīng)性免疫應(yīng)答的初始環(huán)節(jié)。樹突狀細(xì)胞(dendritic cell, DC)在對自身和外來抗原的細(xì)胞免疫應(yīng)答中負(fù)責(zé)捕獲、加工和呈遞抗原，從而發(fā)揮關(guān)鍵作用[15,23]。

維生素D可以影響T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫過程。1,25(OH)2D3能夠抑制Th1細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，進(jìn)而抑制炎癥細(xì)胞因子包括IL-2和IFNγ的產(chǎn)生。1,25(OH)2D3可下調(diào)IL-12并增加抗炎因子IL-4、IL-5及IL-10的產(chǎn)生，促進(jìn) Th1 轉(zhuǎn)變?yōu)?Th2 表型[24-25].新近研究發(fā)現(xiàn)，維生素D在轉(zhuǎn)錄水平上直接抑制IL-17產(chǎn)生[26-27]。Th17細(xì)胞是一類涉及器官特異性自身免疫的CD4+T細(xì)胞，通過分泌IL-17發(fā)揮促炎作用，導(dǎo)致組織損傷[17]。有報告表明，1,25(OH)2D3可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory cell, Treg)活化[28]，促進(jìn)IL-10分泌[29]。Treg細(xì)胞產(chǎn)生IL-10并用于抑制效應(yīng)T細(xì)胞應(yīng)答，Treg細(xì)胞缺乏導(dǎo)致多器官免疫介導(dǎo)的疾病[30]。維生素D抑制CD4+T細(xì)胞的同時也抑制了CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用[31]。

除了對T細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用外，維生素D還抑制B細(xì)胞增殖、阻斷B細(xì)胞分化和免疫球蛋白分泌[15,32]。已有研究證實維生素D對維持B細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的直接作用，包括抑制記憶細(xì)胞和漿細(xì)胞的產(chǎn)生，以及促進(jìn)產(chǎn)生免疫球蛋白的B細(xì)胞凋亡[32-34]。

維生素D可增強先天性免疫應(yīng)答發(fā)揮抗感染的作用，抑制適應(yīng)性免疫應(yīng)答，起到穩(wěn)定免疫系統(tǒng)的作用。還通過調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞合成促炎性和抑炎性細(xì)胞因子的水平維持二者的平衡，從而防止過度炎癥反應(yīng)對機體產(chǎn)生損害。

4.糾正維生素D缺乏用于膿毒癥治療的研究現(xiàn)狀

Quraishi 等[35]對 30 例膿毒癥患者，在新發(fā)嚴(yán)重膿毒癥或膿毒癥休克的 24h內(nèi)進(jìn)行安慰劑(n=10)、200,000 IU維生素D(n=10)和400,000 IU維生素D(n=10)的隨機試驗研究，在第 5 天時發(fā)現(xiàn)實驗組總 25(OH)D 和活性 25(OH)D 水平均顯著升高，同時 30 d的ICU再入院率顯著低于安慰劑組。然而，丁福來等[7]對 57 例膿毒癥患者進(jìn)行肌肉注射300 kU維生素D3或1 mL 0.9%氯化鈉溶液安慰劑治療后，并沒有發(fā)現(xiàn)在機械通氣時間、ICU住院時間及 28 d病死率中存在顯著差異。Leaf 等[36]通過向?qū)嶒灲M靜脈注射2μg維生素D3對 67 例嚴(yán)重膿毒癥或膿毒癥休克的危重患者進(jìn)行了雙盲、隨機、安慰劑對照研究，同樣得到了陰性結(jié)果。

目前，關(guān)于補充維生素D是否可改善膿毒癥患者預(yù)后的相關(guān)研究仍鮮有報道，有待進(jìn)一步研究以明確。

5.小結(jié)

維生素不僅具有維持鈣磷代謝和調(diào)節(jié)骨骼生長發(fā)育的經(jīng)典作用，新近研究發(fā)現(xiàn)，維生素D與膿毒癥存在密切聯(lián)系?；仡櫧陙淼奈墨I(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)低水平維生素D與膿毒癥的發(fā)生及預(yù)后密切相關(guān)。維生素D不足或缺乏可能通過抗感染、調(diào)節(jié)機體炎癥反應(yīng)與免疫功能參與膿毒癥發(fā)生發(fā)展過程。目前，糾正維生素D缺乏在治療膿毒癥方面的作用還有待研究，其可能成為改善膿毒癥預(yù)后的重要手段。