維生素D及其衍生物在銀屑病發(fā)病機制和治療中的作用

杜佳溪, 陳嬌, 韓伊楊, 趙雨晴, 魏志平

(徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院皮膚性病科， 江蘇 徐州 221002)

據(jù)研究資料顯示，全球有十幾億人存在維生素D(vitamin D, VD)不足的情況，這可能與地區(qū)、季節(jié)、性別及生活習(xí)慣等因素相關(guān)[1]。目前已知體內(nèi)低水平VD與銀屑病的發(fā)病機制可能存在相關(guān)關(guān)系。Gisondi等[2]在為期1年的橫斷面研究中發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，57.8%的銀屑病患者出現(xiàn)VD缺乏，在冬季，這一占比上升致80.9%。而銀屑病患者長期缺乏VD還可能會導(dǎo)致心血管疾病、糖尿病、代謝綜合征和感染等疾病。銀屑病的發(fā)病機制與治療一直是皮膚科醫(yī)生共同面對的難題。因此，研究VD在銀屑病中的機制和應(yīng)用，可為臨床上銀屑病的治療研究提供思路和切入點。本文就VD及VD3衍生物(vitamin D3analogues， VDAs)在銀屑病發(fā)病機制和治療中的作用作一綜述。

1 VD的生化活性

1.1 VD的結(jié)構(gòu)

VD是一種脂溶性類固醇激素。約80%～90%人體所需VD通過紫外線由皮膚吸收。VD3在肝臟和腎臟中分別轉(zhuǎn)化為骨化二醇和骨化三醇，即25(OH)D3和1,25(OH)2D3，它們與甲狀旁腺激素(parathyroidhormone, PTH)一起共同調(diào)節(jié)鈣磷代謝平衡。25(OH)D3是循環(huán)中主要的VD的生物作用形式，1,25(OH)2D3是VD的活性形式，是生物活性最高的天然VD代謝物。

1.2 VD的生物活性

VD具有調(diào)節(jié)鈣磷代謝、抗增殖、促分化、介導(dǎo)免疫反應(yīng)及炎癥反應(yīng)等作用。骨化三醇對遍布人體全身的各種組織和細胞代謝均有調(diào)控作用，可調(diào)節(jié)先天免疫和適應(yīng)性免疫。

1.3 VD缺乏的定義

目前VD缺乏已成為一個世界性的問題，影響著全球人類的健康。VD充足指血清25(OH)D3介于20～30 ng/mL之間，VD不足指血清25(OH)D3小于30 ng/mL，VD缺乏指血清25(OH)D3小于20 ng/mL。

1.4 維生素D受體 (vitamin D receptor，VDR)

VD在免疫系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)作用多依賴于VDR。VDR屬于類固醇/甲狀腺激素核受體家族成員，與1,25(OH)2D3結(jié)合可介導(dǎo)多種VD的生物學(xué)功能，VDR廣泛存在于皮膚的巨噬細胞、樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)、B細胞、T淋巴細胞等與免疫相關(guān)的細胞中，DNA測序發(fā)現(xiàn)這些細胞內(nèi)有500～1 000個基因片段與VDR調(diào)控相關(guān)[3]。VDR分為核受體和膜受體。VDR與核受體視黃醇X受體(Retinoid X receptor,RXR)形成異二聚體VDR-RXR，再通過脫氧核糖核酸上的VD反應(yīng)元件(vitamin D response element，VDRE)相結(jié)合后作用于靶基因，從而發(fā)揮抗增殖、促分化、免疫等作用。

2 VD缺乏引發(fā)銀屑病的作用機制

皮膚是唯一能夠自主合成、激活和降解VD的器官。有調(diào)查研究顯示銀屑病患者普遍存在血清25(OH)D3不足的情況[4]，而VD缺乏也是銀屑病發(fā)生發(fā)展的重要誘因。銀屑病主要由遺傳、環(huán)境、免疫、感染、精神等因素誘發(fā)或加重，其病理特征是角質(zhì)形成細胞(keratinocyte, KC)的過度增殖、分化不全，真皮淺層微血管擴張，皮膚炎性細胞浸潤。而缺乏VD可加重皮膚的炎癥反應(yīng)和免疫失衡，促進KC的增殖，破壞皮膚屏障功能，增加銀屑病的患病風(fēng)險。

2.1 VD對KC的影響

VD在KC的分化中起重要作用，在表皮角質(zhì)層屏障中起積極作用。表皮KC產(chǎn)生的1,25(OH)2D3與其受體VDR結(jié)合后可誘導(dǎo)Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)的輔助受體CD14的表達，來識別有害刺激。TLRs是位于單核細胞和巨噬細胞的跨膜受體，可連接固有免疫和適應(yīng)性免疫，CD14是識別脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)所需的TLRs共受體，LPS可降低DCs的活性。VD通過下調(diào)TLRs介導(dǎo)的DCs的抗原提呈作用，抑制炎癥反應(yīng)，還能誘導(dǎo)巨噬細胞發(fā)揮防御感染的吞噬作用，誘導(dǎo)KC中的抗菌肽(antimicrobial peptides，AMPs)分泌來保護皮膚。單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1)是一種CC類趨化因子，在銀屑病患者的表皮KC中高表達，VD及其衍生物可通過抑制KC分泌、表達MCP-1，從而減弱患者KC趨化單核細胞、巨噬細胞的能力，抑制皮損的炎癥反應(yīng)[5]。German等[6]使用實驗小鼠模型，發(fā)現(xiàn)局部使用VDAs可抑制白介素(interleukin,IL)-36和IL-23/IL-17軸回路，這種作用也是通過KC中的VDR介導(dǎo)的。因此，缺乏VDR或1,25(OH)2D3會破壞表皮分化，導(dǎo)致KC過度增殖[7]，增加銀屑病患病率。

2.2 VD對皮膚的炎癥反應(yīng)

有證據(jù)表明KC和炎性細胞釋放的許多因子會誘導(dǎo)銀屑病的炎癥反應(yīng)。Orgaz-Molina等[8]發(fā)現(xiàn)銀屑病患者的25(OH)D3水平與炎癥指標CRP呈負相關(guān)(r=-0.391，P=0.009)。機體缺乏VD時，影響T細胞和B細胞功能，抑制Th1、Th9和Th17分泌因子的能力減弱，并活化B細胞，抑制其凋亡，增加免疫球蛋白的產(chǎn)生，使IL-2、IL-9、IL-17、IL-22、TNF-α、IFN-γ等促炎細胞因子分泌增多，IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)等抗炎細胞因子減少，刺激KC增殖，致銀屑病發(fā)作，并使慢性炎癥不斷擴大、循環(huán)下去[4]。VD信號還可通過調(diào)控核因子κB(nuclear transcription factor kappa B，NF-κB)通路來控制炎癥反應(yīng)。NF-κB為核內(nèi)炎癥調(diào)控因子，銀屑病皮損組織中磷酸化的NF-κB顯著高于正常皮膚組織，相關(guān)的炎癥因子IL-1、IL-4、IL-8、IL-12、IL-17、IL-22、IL-37等基因靶點均存在于NF-κB的結(jié)合位點。VD信號調(diào)控后，一方面抑制IgE抗體產(chǎn)生，一方面抑制上述炎癥因子，表明VD參與皮膚的炎癥或過敏反應(yīng)[9]。NF-κB的激活先引起促炎免疫反應(yīng)，繼而引起VD依賴的抗炎反應(yīng)。IκB是NF-κB的主要抑制蛋白，IKK是IκB的活化酶。NF-κB的活化須具備IκB的解離和NF-κB核移位兩個條件。VDR可阻斷NF-κB亞單位P65和P105的核易位，VDR的碳末端與IKKβ結(jié)合，阻斷IKK復(fù)合物的形成，從而抑制IKKβ的磷酸化，限制IκB泛素化，最終阻斷NF-κB活化，抑制炎癥[10]。目前針對NF-κB通路的靶向治療藥物也已出現(xiàn)。

2.3 VD對皮膚的免疫調(diào)節(jié)作用

銀屑病是一種免疫性疾病，涉及到先天免疫系統(tǒng)(DCs、組織細胞、肥大細胞和內(nèi)皮細胞)和獲得性免疫系統(tǒng)(T淋巴細胞)。

2.3.1 VD與固有免疫 VD在固有免疫系統(tǒng)中最主要的作用是增強宿主的抗微生物能力。固有免疫是抗感染的第一道防線，而AMPs是固有免疫的重要組成部分，VD能提高表皮的防御功能，抵御病原體入侵。而當表皮防御功能被破壞后，VD與VDR結(jié)合，活化后識別VDRE，誘導(dǎo)AMPs分泌[11]。人表皮AMPs分布于cathelicidin和人-β防御素(human β-defensins，HBD)兩個家族，可將固有免疫與適應(yīng)性免疫應(yīng)答聯(lián)系起來，調(diào)節(jié)免疫效應(yīng)。AMPs有熱穩(wěn)定性、強堿性，不僅能對抗微生物，還具有化學(xué)引誘能力，可使中性粒細胞、單核細胞和其他免疫細胞分子進入感染部位，增強免疫反應(yīng)，抵抗病原體[11]。目前在人類cathelicidin家族中僅鑒定出一種類型，即LL-37，它存在于炎癥皮膚中的KC中，可誘導(dǎo)炎性細胞發(fā)揮抗炎作用，它的表達也依賴于VD，因此LL-37在銀屑病患者的皮膚中過度表達。VD是LL-37的主要調(diào)節(jié)劑，在銀屑病的炎癥級聯(lián)反應(yīng)中起關(guān)鍵作用，體外細胞實驗也證實骨化三醇可通過VDR來上調(diào)上皮細胞LL-37表達[12]。HBD以廣譜殺菌作用而被熟知，目前已知的HBD有HBD-1、HBD-2、HBD-3和HBD-4，其中HBD-2殺菌作用最強，可與LL-37協(xié)同殺菌。研究表明，缺乏VD的單核細胞，AMPs不易釋放，表皮防御功能易被破壞，皮膚屏障易受損，補充VD則可糾正AMPs的異常分泌。皮膚是抵抗細菌的第一道防線，VD通過增加抗菌肽cathelicidin或β-防御素的表達，來保護皮膚，修復(fù)皮膚屏障。因此，VD穩(wěn)定了皮膚功能的免疫完整性[4]。這些發(fā)現(xiàn)可以解釋VD對銀屑病的積極作用。

2.3.2 VD與適應(yīng)性免疫 T細胞免疫功能異常是誘導(dǎo)銀屑病發(fā)病的重要因素之一，T細胞分為輔助性T細胞(T helper cells，Th)和調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory cells，Treg)等亞群。

Th1/Th2亞群平衡的破壞是較早提出的銀屑病發(fā)病機制之一，表現(xiàn)為Th1/Th2平衡向Th1偏移，使細胞免疫功能失衡，從而引起皮膚的免疫炎性損傷。反之，當平衡向Th2偏移時可有效降低皮膚病灶的炎癥反應(yīng)，改善相關(guān)癥狀，上文已提到，VD可調(diào)節(jié)Th1/Th2的動態(tài)平衡，并向Th2細胞傾斜，從而干預(yù)調(diào)節(jié)Th1/Th2介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。VD對Th細胞的分化總體是通過影響DCs來介導(dǎo)的。DCs作為抗原提呈細胞，可使Th細胞分化為各種炎性細胞。VD缺乏時，機體外周血單核細胞向DCs分化的能力增強，同時干擾細胞因子的基因轉(zhuǎn)錄，從而加大銀屑病的患病風(fēng)險。

Treg是一種具有免疫抑制作用的CD4+T細胞，可干預(yù)免疫應(yīng)答，轉(zhuǎn)錄因子Foxp3+是其重要標志。銀屑病患者皮損中的Foxp3+明顯高于健康皮膚，Treg細胞與Th17細胞的比例平衡失調(diào)，向著Th17細胞偏移這點已證實與銀屑病的發(fā)病與進展有關(guān)[13]。而VD可通過DCs誘導(dǎo)Treg細胞分化并表達TGF-β1和Foxp3+，使Treg/Th17平衡向Treg細胞傾斜，從而干預(yù)調(diào)節(jié)Treg/Th17介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。VD可以促進人IL-10、Foxp3+、CD4+T細胞的表達[14]。這也是VDAs類似物治療銀屑病的機制之一。

以上幾點是目前發(fā)現(xiàn)的VD缺乏與銀屑病的聯(lián)系。然而，尚不清楚VD缺乏與銀屑病嚴重程度的相關(guān)性。較多數(shù)據(jù)顯示，VD缺乏與銀屑病的嚴重程度呈正相關(guān)[15-17]。相反，少數(shù)研究發(fā)現(xiàn)它們之間并無相關(guān)性[18-19]。因此還需要大量的病例對照研究來證明VD缺乏在銀屑病中的準確作用。

3 VD及其衍生物治療銀屑病

由于陽光和VD之間的聯(lián)系，20世紀30年代，有醫(yī)師開始單獨使用VDAs治療哮喘、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、佝僂病和肺結(jié)核等疾病，并取得了很大的成功。對于一些自身免疫性疾病，VD及其類似物有效。

3.1 口服VD3

上世紀30年代曾出現(xiàn)一些系統(tǒng)口服VD3來治療銀屑病的報道，但之后因高鈣血癥、高尿鈣、心血管疾病風(fēng)險的增加和許多炎癥疾病的影響，這種方法未能得到推廣。后有研究者應(yīng)用VD3治療骨質(zhì)疏松患者時曾意外發(fā)現(xiàn)其銀屑病皮損也得到了明顯的改善[20]。然而近期有些研究發(fā)現(xiàn)口服補充VD3后，銀屑病的皮損部分可有改善[17,21-22]，部分沒有明顯變化[2]。Perez等[22]研究發(fā)現(xiàn)85例患者口服骨化三醇治療后88%的患者皮損有改善，他還認為夜間口服骨化三醇可避免膳食鈣吸收增多的影響，劑量控制在2～4 μg最佳。迄今為止，研究設(shè)計和臨床參數(shù)的巨大差異，導(dǎo)致了很多模糊矛盾的結(jié)果，未得出系統(tǒng)提供VD3來治療銀屑病的明確建議。因此還需要大量前瞻性的研究試驗來評估口服治療的效果。

3.2 外用VDAs

VDAs可抑制各種皮膚炎癥和表皮增殖，有利于細胞的正常角化，具有免疫調(diào)節(jié)功能，可抵抗病原體入侵，改善銀屑病皮損，促進斑塊消退。免疫與分子生物學(xué)研究表明，局部使用VDAs對表皮KC的抗增殖作用比對抗皮膚炎癥的作用更為顯著[23]。在系統(tǒng)給藥后卡泊三醇會快速降解，這點限制了其口服使用，使之成為一種理想的外用藥物。Vissers等[24]用卡泊三醇軟膏治療銀屑病患者，7天后即可觀察到皮損改善，治療3周后，皮損表皮厚度明顯減少，治療4周后CD4+和CD8+T細胞數(shù)量顯著減少。因耐受性高、吸收少、副作用小和安全有效等優(yōu)點，VDAs已成為目前治療銀屑病的一線外用藥物。除了銀屑病，VDAs還可治療白癜風(fēng)、脂溢性皮炎和播散性淺表性汗孔角化病等。Polanska等[25]通過超聲對斑塊掃描以及臨床治療效果比較后，認為PASI評分在9～10分的銀屑病患者選擇卡泊三醇軟膏外用或NB-UVB照射在8周內(nèi)同樣有效，這為臨床醫(yī)生提供了廣泛的治療選擇。

3.3 窄譜中波紫外線(narrow-band ultraviolet B，NB-UVB)

NB-UVB是治療中重度銀屑病的最有效方法之一，它的波長為310～315 nm，不但穿透力強、滲透性好，而且不良反應(yīng)少，能夠抑制IFN-γ和IL-17信號通路，降低炎癥因子IL-2、17、22、37等水平，促進患者角質(zhì)細胞中骨化三醇的合成，提高患者血清25(OH)D3水平，是迄今為止唯一可以直接節(jié)省局部治療費用的療法。鑒于UVB治療許多慢性疾病的積極作用，以及夏季直接暴露于陽光下對炎癥性皮膚病的積極療效，NB-UVB在改善皮膚炎癥方面的作用已被廣泛接受。雖然光療目前已成為治療銀屑病的常用方法，但其確切機制還未完全明確。迄今為止較認可的是UVB可抑制DNA合成，誘導(dǎo)表皮層KC以及T細胞凋亡，降低抗原提呈細胞數(shù)量和活性，抑制角蛋白17-T細胞-細胞因子通路來抑制炎癥反應(yīng)。Al-mutairi等[26]對93例尋常型斑塊型銀屑病患者進行NB-UVB治療，8周后平均25(OH)D3水平由(31.5±3.2) nmol/L升致(56.85±5.2) nmol/L，而對照組健康人為(53.5±19.6) nmol/L。研究發(fā)現(xiàn)NB-UVB治療可抑制Th17和IFN水平，還可降低血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGFRs)表達水平，抑制促血管生成因子基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)和促進血管生成因子基質(zhì)金屬蛋白酶的組織抑制因子-2(TIMP-2)作用于患者[27]。NB-UVB能抑制IL-6和IL-10水平，能抑制變態(tài)反應(yīng)疾病，Boswell等[28]的實驗證實，使用NB-UVB治療后，抗組胺藥的消耗量明顯減少，這也間接說明NB-UVB可抑制瘙癢，其他過敏性疾病如泛發(fā)性濕疹、瘙癢癥和蕁麻疹也顯示出這種治療的良好效果。

3.4 與VD及VDAs有關(guān)的聯(lián)合治療

在NB-UVB基礎(chǔ)上加入外用藥物聯(lián)合，可進一步提高治療效果，增強藥物滲透，加強抗炎效應(yīng)，促進新陳代謝。NB-UVB聯(lián)合卡泊三醇軟膏對銀屑病有協(xié)同效應(yīng)，可以修復(fù)皮膚屏障，減少NB-UVB的累積劑量，提高安全性，依從性好，致光老化和潛在致癌性要小于單獨應(yīng)用NB-UVB，治療費用較系統(tǒng)用藥明顯減少，社會效益較好。一項橫斷面研究中發(fā)現(xiàn)口服VD3聯(lián)合照射NB-UVB后比單獨口服及單獨照射NB-UVB更明顯提高輕中度銀屑病患者血清25(OH)D3水平[29]。ALA-Hohala等[30]研究發(fā)現(xiàn)，口服VD320 μg/d聯(lián)合NB-UVB治療銀屑病，在第18次暴露UVB后，銀屑病患者的PASI評分從(8.7±3.5)分降到(4.5±2.0)分，血清25(OH)D3增加了49.4 nmol/L(95%CI:35.9～64.6)，表明NB-UVB聯(lián)合口服VD3可明顯增加患者25(OH)D3水平，改善皮損。

4 結(jié)語

綜上，炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)的作用在銀屑病的發(fā)病、發(fā)展和治療中扮演著重要的角色，而VD可能通過這些調(diào)節(jié)來維持皮膚微環(huán)境的相對穩(wěn)態(tài)，在皮膚免疫中發(fā)揮著重要作用，給銀屑病患者帶來福音，但這也需更大量的研究來證實。