維生素D缺乏與新生兒疾病關(guān)系的研究進展

沈蕾蕾，唐仕芳，陳龍，楊煒博，黃紅，汪麗，馬娟

(1.陸軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院兒科，重慶 400038； 2.重慶北部寬仁醫(yī)院兒科，重慶401121； 3.重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院兒童發(fā)育疾病研究教育部重點實驗室 國家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學研究中心 兒童發(fā)育重大疾病國家國際科技合作基地兒科學重慶市重點實驗室新生兒科，重慶 400014； 4.陸軍特色醫(yī)學中心兒科，重慶 400042)

維生素D是一組人體必需的具有生物活性的脂溶性類固醇衍生物，包括維生素D2和維生素D3[1]。新生兒所需維生素D主要有以下三個來源：母體-胎兒轉(zhuǎn)運、天然食物的攝入以及陽光或紫外光照射下光化反應所轉(zhuǎn)化。目前，維生素D缺乏已成為一個被全球關(guān)注的健康問題，無論是孕婦、有色人種(黑人和任何皮膚黑色素沉著的人群)、肥胖者，或不直接暴露于陽光下的兒童和成人其風險均較高。據(jù)不完全統(tǒng)計，大多數(shù)孕婦特別是中國、印度、中東和非洲的孕婦，在產(chǎn)前未服用維生素D或未服用足量維生素D，均可導致孕期發(fā)生一系列并發(fā)癥，包括妊娠期高血壓、妊娠期糖尿病等，而每天低于600 μg的維生素D攝入量不足以維持血清25-羥維生素D[25-hydroxy vitamin D，25-(OH)D]達到50 nmol/L以上，這也解釋了世界范圍內(nèi)許多孕婦即使在孕期服用了維生素D，但整個孕期仍會出現(xiàn)維生素D缺乏的原因[2]。目前臨床關(guān)于維生素D的研究多集中于嬰幼兒、兒童及成人，而對于新生兒這個死亡率較高的特殊群體，維生素D水平與新生兒疾病關(guān)系的研究較少?，F(xiàn)就維生素D缺乏與新生兒疾病關(guān)系的研究進展予以綜述。

1 維生素D缺乏的診斷

25-(OH)D是評估維生素D狀態(tài)的首選檢查，25-(OH)D檢測是衡量通過皮膚或口服攝取維生素D是否充足的最佳方法[3]?；诰S生素D與骨健康的關(guān)系，美國內(nèi)分泌協(xié)會在2018年將維生素D缺乏、不足和充足分別定義為25-(OH)D<50 nmol/L、50～70 nmol/L和≥75 nmol/L，而<25 nmol/L則為維生素D嚴重缺乏[1]，這是國內(nèi)外大多數(shù)臨床工作者和專家公認并采納的標準。目前我國尚未有針對維生素D缺乏的詳細標準，大多數(shù)情況下將血清維生素D水平達到50～250 nmol/L認定為適宜的維生素D營養(yǎng)水平。

2 維生素D缺乏與新生兒疾病的關(guān)系

2.1新生兒低鈣血癥 低鈣血癥是新生兒期的常見代謝異常，是一種威脅生命的潛在疾病，據(jù)報道其患病率與胎齡、母親圍生期合并癥等因素相關(guān)[4]。鈣是人體中最豐富的礦物質(zhì)。離子鈣對于許多生化功能至關(guān)重要，低鈣血癥通常無典型癥狀，但可表現(xiàn)為嗜睡、嘔吐、腹脹、肌張力差、進食不良和易怒等[5]。維生素D的活性形式為1,25 -二羥維生素D3[1,25-dihydroxy vitamin D3，1，25-(OH)2D3]，其可維持正常血鈣濃度，促進骨骼發(fā)育。腎臟生成1，25-(OH)2D3間接受血鈣濃度調(diào)節(jié)，當血鈣濃度過低時，甲狀旁腺激素分泌增加，甲狀旁腺激素刺激腎臟1，25-(OH)2D3合成增多，而甲狀旁腺激素與1，25-(OH)2D3共同作用于骨組織，使破骨細胞活性增加，降低成骨細胞活性，骨重吸收增加，骨鈣釋放入血，使血鈣升高，以維持正常生理功能。母親的營養(yǎng)狀況對胎兒的發(fā)育有很大影響，產(chǎn)婦孕期鈣劑補充不足導致早產(chǎn)是新生兒死亡的首要原因[3,6]。Elsary等[7]研究了門診新生兒的低鈣血癥患病率，并評估其與維生素D和鈣補充的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在未接受維生素D補充劑的新生兒中，新生兒低鈣血癥的發(fā)生率增加，表明維生素D和鈣的補充可以預防新生兒低鈣血癥，且血清總鈣和離子鈣水平與新生兒年齡呈顯著正相關(guān)，提示低鈣血癥隨著年齡的增長而改善。新生兒低鈣血癥普遍存在，維生素D缺乏癥的患病率也很高，多項研究[7-10]建議通過以下措施預防孕產(chǎn)婦及新生兒維生素D的缺乏：①母親在懷孕和哺乳期間補充鈣和維生素D；②新生兒出生后口服維生素D；③血清鈣的常規(guī)檢查可作為母嬰保健計劃的一部分，以及早發(fā)現(xiàn)并處理新生兒低鈣血癥。

2.2新生兒呼吸窘迫綜合征(neonatal respiratory distress syndrome，NRDS) NRDS是早產(chǎn)兒最常見的并發(fā)癥，也是導致早產(chǎn)兒死亡的主要原因，而肺發(fā)育不成熟和缺乏肺表面活性物質(zhì)是導致NRDS的主要原因。肺表面活性物質(zhì)的合成受多種激素、生長因子和細胞因子的調(diào)節(jié)，其中糖皮質(zhì)激素在肺表面活性物質(zhì)的合成和肺成熟中起重要作用[9]。Nguyen-Tang等[10]研究證明，維生素D受體存在于Ⅱ型上皮細胞中，可促進肺的形態(tài)發(fā)生和表面活性物質(zhì)的產(chǎn)生，并影響胎兒肺的發(fā)育。1，25-(OH)2D3增加了Ⅱ型上皮細胞表面活性物質(zhì)的合成和分泌，降低了胎鼠肺外的糖原含量[11-12]。Sakurai等[13]研究認為，1,25-(OH)2D3及其代謝物C-3異構(gòu)體不僅在肺泡上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、成纖維細胞增殖和肺成纖維細胞凋亡中起關(guān)鍵作用，而且在圍生期肺成熟中也起關(guān)鍵作用。由于維生素D參與了胎兒肺發(fā)育成熟和肺表面活性物質(zhì)的合成，所以除窒息、糖尿病母親嬰兒、低體溫以及胎盤早剝等外，維生素D缺乏也是導致NRDS的重要危險因素[13-14]?？梢姡袐D在妊娠期間缺乏維生素D會影響胎兒肺的發(fā)育成熟以及肺表面活性物質(zhì)的合成和分泌，從而導致NRDS的發(fā)生。因此，通過對維生素D缺乏與NRDS的相關(guān)研究，在臨床工作中為預防及減少NRDS的發(fā)生，除預防新生兒窒息、早產(chǎn)及控制母親孕期血糖等積極手段以外，孕期合理、充足地補充維生素D也很重要。

2.3新生兒高膽紅素血癥 新生兒間接高膽紅素血癥是新生兒最常見的臨床疾病，可導致嚴重并發(fā)癥，如長期的神經(jīng)功能缺損甚至死亡。新生兒間接高膽紅素血癥病因包括血型不合、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏、紅細胞增多癥和感染等，但大多數(shù)情況下無確切病因。研究表明，維生素D受體存在于不同組織的細胞中，如肝臟、胰腺、腦和前列腺以及免疫細胞(淋巴細胞和巨噬細胞)表面[15]。維生素D在肝細胞發(fā)生第一次羥化，隨后在腎臟進行第二次羥化生成具有強生物活性的1，25-(OH)2D3。肝臟組織不僅參與了維生素D的合成，而且在將間接膽紅素轉(zhuǎn)化為直接膽紅素方面也起關(guān)鍵作用[1]。膽紅素和維生素D的代謝以兩種不同的途徑發(fā)生，它們相互影響，兩者合成的第一個階段均發(fā)生在肝臟，而發(fā)生在肝臟以及膽紅素結(jié)合過程中的25-羥基化是維生素D合成的主要階段之一[16]。Mehrpisheh等[17]進行了一項病例對照研究，其中病例組有30例高膽紅素血癥新生兒，對照組有21名健康新生兒，結(jié)果顯示，病例組86%的新生兒有維生素D缺乏癥，7%有維生素D不足，且與對照組相比，病例組的維生素D缺乏癥嚴重程度更高，表明維生素D缺乏新生兒的高膽紅素血癥的患病率更高?？梢姡律鷥壕S生素D缺乏或不足可能與新生兒高膽紅素血癥的患病率呈正相關(guān)，但兩者的確切關(guān)系仍需更廣泛的隊列研究、動物實驗及臨床試驗證實。

2.4新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎(neonatal necrotizing enterocolitis，NEC) 隨著早產(chǎn)成活率的提高，NEC成為影響早產(chǎn)兒預后的重要因素。每千名活產(chǎn)嬰兒中約有1例 NEC，而出生體重500～1 500 g的嬰兒中有7%受到該疾病影響[18]。除20%～30%的NEC患兒死亡外，還有25%的NEC患兒會發(fā)展為短腸綜合征和神經(jīng)發(fā)育障礙[18]。目前NEC的確切發(fā)病機制仍不清楚，早產(chǎn)、細菌定植和配方奶喂養(yǎng)已被確定為其促成因素。Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)在NEC的病理過程中至關(guān)重要，尤其是TLR4。TLR4不僅介導革蘭陰性細菌的吞噬和易位作用，它的激活還導致腸上皮細胞凋亡增加、增殖減少，并刺激腸上皮細胞的自噬，TLR4可調(diào)節(jié)腸道恢復和腸上皮細胞增殖，這兩者對于腸道修復至關(guān)重要[19]。TLR4突變小鼠腸腔中的杯狀細胞更多，產(chǎn)生的保護性黏蛋白更多，因此其NEC發(fā)病率較低[19]。維生素D缺乏在早產(chǎn)兒中普遍存在，尤其是胎齡32周以下的嬰兒[20]。作為TLR4的調(diào)節(jié)劑之一，維生素D/維生素D受體途徑具有腸道保護作用，維生素D可通過抑制腸上皮細胞凋亡來改善2,4,6-三硝基苯磺酸誘導的結(jié)腸炎(一種炎癥性腸病模型)[21]。此外，維生素D受體還對腸道腫瘤生長起抑制作用[22]。Shi等[23]的研究表明，維生素D通過抑制小鼠模型中的TLR4改善壞死性小腸結(jié)腸炎，通過減輕NEC大鼠的細胞凋亡并抑制炎癥從而改善新生大鼠的NEC。此外，維生素D可維持腸道屏障功能，還可部分緩解NEC中的維生素D受體抑制和TLR4水平升高。由于TLR4激活是NEC的典型病理改變，因此補充足夠的維生素D可能是NEC的有效預防方法。

2.5新生兒缺氧缺血性腦損傷 缺氧缺血性腦病(hypoxic-ischemic encephalopathy，HIE)是一種潛在破壞性的新生兒腦損傷，可導致長期的神經(jīng)功能異常，在發(fā)展中國家發(fā)病率最高[24]。維生素D是一種激素，會影響人體的各種功能，它不僅與鈣和骨代謝有關(guān)，已被證明是神經(jīng)元發(fā)育和發(fā)揮功能的重要組成部分。動物研究證實，維生素D受體在大鼠大腦神經(jīng)增生區(qū)的表達增加，且母代維生素D缺乏幼鼠的大腦皮質(zhì)變薄、側(cè)腦室大小發(fā)生改變，表明大腦結(jié)構(gòu)受到了破壞[25]。細胞增殖與凋亡之間的平衡對胎兒的神經(jīng)發(fā)育至關(guān)重要，而維生素D對于達到這種平衡起關(guān)鍵作用。維生素D不僅可預防神經(jīng)元死亡，還具有促進細胞凋亡的作用。在對大鼠的研究中，母代維生素D缺乏幼鼠大腦顯示出較低的細胞凋亡水平和較高的有絲分裂水平[25]。維生素D促進細胞凋亡的作用具有濃度依賴性，高劑量的骨化三醇可增加細胞凋亡，而低劑量的骨化三醇則具有抗凋亡作用。在正常神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中支持神經(jīng)元修剪的維生素D的促細胞凋亡作用伴隨抗細胞凋亡作用，有助于預防神經(jīng)元損傷后的細胞死亡[26-27]。維生素D與其受體的結(jié)合會激活細胞連鎖反應，從而導致神經(jīng)保護性基因的表達，包括表達神經(jīng)膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的基因[28]。膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子被證明是重要的神經(jīng)保護因子，在過氧化腦損傷和自身免疫性腦炎的模型中，已證實骨化三醇治療后膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子水平升高[29]。神經(jīng)生長因子是另一種神經(jīng)營養(yǎng)因子，在神經(jīng)元發(fā)育和維持神經(jīng)元成熟中異常重要，且受維生素D的影響。維生素D缺乏可能導致低親和力神經(jīng)營養(yǎng)蛋白受體的表達顯著減少[24]。維生素D是正常神經(jīng)元發(fā)育的重要組成部分，在新生兒期大腦對損傷的反應中也可能起重要作用。維生素D缺乏與大腦發(fā)育異常和神經(jīng)損傷易感性增加有關(guān)，維生素D可縮小腦梗死范圍并降低其嚴重程度。綜上可知，維生素D在預防和減少新生兒HIE引起的長期神經(jīng)系統(tǒng)損傷方面具有巨大潛力，但有關(guān)其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中作用的許多研究均是在動物模型或成人身上進行，因此有關(guān)新生兒的多中心臨床試驗對于維生素D用于新生兒HIE的預防和治療顯得至關(guān)重要。

2.6新生兒敗血癥 新生兒敗血癥是兒科最常見的重癥疾病之一，發(fā)病率較高，由多種病原菌感染引起，并可伴有全身炎癥反應綜合征。在新生兒期，尤其是在早產(chǎn)兒中，當感染發(fā)生時，細菌入侵并產(chǎn)生毒素導致全身炎癥反應[30]。Chiesa等[31]和Cetinkaya等[32]的研究表明，維生素D在免疫調(diào)節(jié)中起重要作用，其能在細胞炎性損傷后影響促炎和抗炎細胞因子之間的平衡，維生素D缺乏可導致抗炎作用減弱，并可能導致炎癥反應增加，從而引起神經(jīng)元繼發(fā)性損傷。如鈣三醇可下調(diào)促炎細胞因子腫瘤壞死因子-α的表達[33]。同時，維生素D可上調(diào)產(chǎn)生抗炎細胞因子(調(diào)節(jié)性T細胞和輔助性T細胞2)的表達[34]。當具體評估腦部炎癥時，用骨化三醇治療的小鼠抗炎細胞因子(白細胞介素-4和轉(zhuǎn)化生長因子-β1)水平升高。而在細菌感染模型中，維生素D缺乏小鼠的小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生的腫瘤壞死因子-α和白細胞介素-6較少[35]，表明維生素D的缺乏也影響了急性感染期間的炎癥反應。楊玲蓉等[36]和Cizmeci等[37]的研究揭示，維生素D在免疫系統(tǒng)中具有重要的調(diào)節(jié)作用，可以抑制細胞增殖和成熟，并調(diào)節(jié)炎癥細胞因子，同時維生素D對T細胞和B細胞的增殖和抗體產(chǎn)生以及單核細胞和樹突狀細胞的免疫反應具有抑制作用，表明維生素D可能在自身免疫中起作用。Gamal等[38]研究表明，當維生素D≤50 nmol/L時，其預測敗血癥的靈敏度為100%，特異度為73%，陽性預測值為73%，陰性預測值為100%和準確度為87%；而相對應的母親的維生素D<42 nmol/L對于預測新生兒敗血癥的靈敏度、特異度、陽性預測值及陰性預測值分別為82%、77%、91.4%和80.6%。Singh和Chaudhari[39]研究發(fā)現(xiàn)，對于早發(fā)性敗血癥患者給予抗生素治療的同時給予維生素D輔助治療可降低敗血癥評分和炎癥因子水平。Agrawal等[40]研究顯示在足月新生兒中，與未發(fā)生敗血癥的患兒相比，發(fā)生敗血癥的患兒維生素D水平更低?？梢?，新生兒敗血癥(包括晚發(fā)性敗血癥)的發(fā)生與新生兒及其母親維生素D的缺乏相關(guān)。

2.7支氣管肺發(fā)育不良(bronchopulmonary dysplasia，BPD) BPD是早產(chǎn)兒慢性肺部疾病的主要形式，其在極低出生體重兒中的發(fā)病率超過30%[41]。近年來，隨著產(chǎn)前糖皮質(zhì)激素的應用、針對早產(chǎn)兒機械通氣策略的提高以及肺表面活性物質(zhì)的積極使用，早產(chǎn)兒的存活率得到普遍提升，但通過提供通氣和氧氣治療的多種策略，BPD的發(fā)病率并未降低，反而逐年上升。雖然動物BPD模型已取得重大進展，但探索BPD的發(fā)病機制和治療的臨床研究仍意義重大。維生素D缺乏癥在早產(chǎn)兒中很常見，到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3 000多個基因中包含維生素D反應元件，其中大部分參與肺的發(fā)育[42]。在肺發(fā)育過程中，假腺性和囊性階段分別為近端和遠端氣道發(fā)育的關(guān)鍵時期，而維生素D信號通路基因表達在假腺性和囊性階段均有所上調(diào)。同時，維生素D還影響肺泡上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化細胞之間的相互作用，Ⅱ型肺泡上皮細胞含有特定的維生素D結(jié)合位點，1，25-(OH)2D3可促進肺表面活性磷脂與蛋白的結(jié)合及Ⅱ型肺泡上皮細胞和纖維原細胞的分化[43]，而維生素D對肺泡成纖維細胞凋亡具有抑制作用，其可抑制纖維原細胞和上皮細胞轉(zhuǎn)化生長因子-β1的纖維化作用。此外，維生素D的缺乏會增加肺部炎癥的發(fā)生率，而肺部炎癥是BPD發(fā)生發(fā)展的重要病理生理基礎(chǔ)。對BPD死亡病例的肺部解剖顯示，間質(zhì)發(fā)育異?？捎绊懺缙诜伟l(fā)育及晚期肺重建，所以肺間質(zhì)破壞可導致肺發(fā)育異常。Cetinkaya等[44]發(fā)現(xiàn)，早產(chǎn)兒(胎齡<32周)母親和新生兒25-(OH)D水平降低與BPD的發(fā)展有關(guān)，而早產(chǎn)兒出生時血清25-(OH)D水平與 BPD發(fā)生率呈負相關(guān)，提示維生素D可能參與了肺發(fā)育成熟，而低維生素D水平可導致BPD的發(fā)生發(fā)展。Koroglu等[45]報道，維生素D受體多態(tài)性與BPD頻率增加有關(guān)。維生素D可通過炎癥細胞因子間接調(diào)節(jié)BPD的發(fā)病，如Chen等[46]用1，25-(OH)2D3處理高氧暴露的動物發(fā)現(xiàn)，該動物炎癥細胞因子和腫瘤壞死因子-α的表達顯著下調(diào)，高氧誘導后的肺損傷明顯減輕。

3 維生素D缺乏的預防及治療

維生素D水平因季節(jié)、緯度、生活方式和居住地而異，空氣污染具有負面作用，中東地區(qū)和亞洲的城市化導致戶外活動減少成為維生素D缺乏的重要因素之一。目前，國際上對于明確存在維生素D缺乏的高危風險孕婦及普通孕婦孕期維生素D的補充劑量尚未統(tǒng)一，一項關(guān)于孕期維生素D補充的研究[47]提出：①計劃懷孕的女性應獲得足夠的維生素D供應，如可以將25-(OH)D的濃度控制在正常范圍，應與一般成年人劑量相同；②確認懷孕后，應在控制25-(OH)D的濃度下進行補充，使其最佳濃度保持在>70～125 nmol/L；③如果不能評估25-(OH)D濃度，建議在整個妊娠期和哺乳期每天使用2 000 IU的維生素D；2018年意大利共識[48]建議，所有孕婦和哺乳期女性從懷孕之初開始補充維生素D，劑量為600 IU/d。有維生素D缺乏危險因素的女性應接受更高的劑量(1 000～2 000 IU/d)；中華醫(yī)學會兒科學分會兒童保健學組、全國佝僂病防治科研協(xié)作組維生素D缺乏性佝僂病防治建議，妊娠后3個月應補充維生素D 800～1 000 IU/d，同時服用鈣劑，0～18歲健康兒童預防劑量建議于出生后即補充維生素D 400 IU/d，早產(chǎn)兒的預防劑量即補充維生素D 400～10 000 IU/d，3個月后改為維生素D 400～800 IU/d[49]。

4 小 結(jié)

維生素D在人體生理功能中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，目前其缺乏與新生兒疾病的相關(guān)性成為研究熱點。雖然維生素D與新生兒疾病的相關(guān)性研究已完成大量動物實驗，但仍需進一步的臨床試驗和大規(guī)模的多中心臨床研究證實其結(jié)論的有效性。未來，依據(jù)科學理論系統(tǒng)闡明孕期維生素D缺乏對新生兒不良結(jié)局影響的相關(guān)性，加強對孕婦維生素D增補的宣教，重視孕期維生素D的足量補充，對預防由于孕婦妊娠期維生素D缺乏導致的一系列危害嬰幼兒健康的疾病和優(yōu)生優(yōu)育具有重要意義，并可提高我國嬰幼兒的生存質(zhì)量,具有較高的科學價值和社會效益。