維生素在炎癥性腸病中的研究

邢 晗，杜美萱，馬嘉澤，丁 康，張?zhí)K閩

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，江蘇 南京 210029；2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬南京中醫(yī)院肛腸科，江蘇 南京 210029）

炎癥性腸?。↖BD）包括潰瘍性結(jié)腸炎（UC）與克羅恩病（CD），是一種可累及整個(gè)消化道的慢性炎癥性疾病，其具體病因尚不明確，目前認(rèn)為可能與遺傳、免疫、感染、環(huán)境及腸道微生物等多種因素的綜合作用有關(guān)，常用治療藥物包括5-氨基水楊酸制劑（5-ASA）、糖皮質(zhì)激素、微生態(tài)制劑、免疫抑制劑和生物制劑等。由于IBD 病程漫長(zhǎng)、病情反復(fù)遷延不愈，腸道潰瘍和炎癥、腸道吸收障礙等病理現(xiàn)象在疾病過程中又持續(xù)存在，因此很多患者在疾病活動(dòng)期或緩解期都存在著多種營(yíng)養(yǎng)元素缺乏的狀況。IBD患者常見的營(yíng)養(yǎng)元素缺乏包括蛋白質(zhì)、脂類、維生素、微量元素與礦物質(zhì)等。其中，維生素是一類維持正常生理功能的有機(jī)微量物質(zhì)，在人體的生長(zhǎng)發(fā)育和代謝中發(fā)揮重要作用。因其大部分都必須通過食物攝入，故近年來(lái)維生素的缺乏在食物攝取和吸收不足的IBD 相關(guān)疾病中受到重視。除維生素本身的功能外，其中一部分在IBD 疾病本身產(chǎn)生影響，現(xiàn)將維生素D、維生素B12與葉酸、維生素A、維生素K在IBD 中的研究進(jìn)行綜述，旨在為該病的治療提供理論參考。

1 維生素D

人體的維生素D 主要來(lái)源于自然界的光照和食物攝入。進(jìn)入體內(nèi)的維生素D 在肝臟中羥基化為25-羥基維生素D[25（OH）D]，在腎臟中進(jìn)一步羥基化為1，25 二羥基維生素D[1，25（OH）2D]進(jìn)而與維生素D 受體（vitamin D receptor，VDR）結(jié)合并參與靶基因的表達(dá)調(diào)控。目前臨床上一般通過測(cè)定血清25（OH）D 來(lái)評(píng)估機(jī)體維生素D 的水平，根據(jù)參考值分級(jí)[1]：25（OH）D 小于30 ng/ml 可被定義為不足，小于20 ng/ml 即為缺乏，小于10 ng/ml 為嚴(yán)重缺乏。維生素D 的缺乏在IBD 患者中具有普遍性。有研究顯示[2]，UC 患者中有31.6%存在維生素D 缺乏，而在CD 患者中缺乏更為廣泛為38.1%。導(dǎo)致患者缺乏維生素D 的原因眾多，除了常見的食物攝入不足與缺少日照外[3]，糖皮質(zhì)激素的使用與胃腸道手術(shù)是IBD 患者維生素D 吸收減少的特異性因素[4，5]。

維生素D 在維持骨量和調(diào)節(jié)鈣磷平衡上起到重要作用，是主要的骨骼生長(zhǎng)及重塑因子，其缺乏往往對(duì)骨質(zhì)影響較為明顯。在IBD 患者中，骨質(zhì)疏松是常見并發(fā)癥，發(fā)病率達(dá)18%～42%，而受其影響發(fā)生的骨折風(fēng)險(xiǎn)約比普通人群高40%[6]。但有研究表明[7]，維生素D 可能只與IBD 疾病活動(dòng)本身有關(guān)，與骨質(zhì)相關(guān)指標(biāo)無(wú)明顯關(guān)聯(lián)。在對(duì)血清25（OH）D 與IBD 相關(guān)疾病指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析后，Lopez-Munoz P 等[8]發(fā)現(xiàn)，IBD 患者血清25（OH）D 與糞便鈣衛(wèi)蛋白水平呈負(fù)相關(guān)，UC 患者中C 反應(yīng)蛋白與血清25（OH）D 水平相關(guān)。Garg M 等[9]利用PCR 對(duì)IBD 患者腸道VDR 基因表達(dá)進(jìn)行測(cè)定，并與相應(yīng)的炎癥程度相比較，發(fā)現(xiàn)前后存在顯著的反比關(guān)系。這表明維生素D 及VDR可能影響IBD 疾病活動(dòng)度及炎癥水平。

最新的一些研究分析了維生素D 在IBD 炎癥過程中的具體作用，包括保護(hù)腸上皮屏障、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)與腸道菌群等，而維生素D 與VDR 的缺乏可能會(huì)引起這些功能障礙并加重炎癥。腸上皮屏障主要功能為抵御病原體、各種抗原與有毒物質(zhì)，在感染或炎癥的條件下這種屏障會(huì)遭到破壞。緊密連接蛋白是構(gòu)成腸上皮屏障的重要分子，Zhang YG 等[10]觀察到由硫酸葡聚糖鈉（DSS）與沙門氏菌誘導(dǎo)的小鼠腸炎模型中，緊密連接蛋白Claudin-2 表達(dá)明顯上調(diào)，在進(jìn)行VDR 敲除的小鼠中更為明顯，而上調(diào)維生素D 或VDR 會(huì)對(duì)感染或炎癥導(dǎo)致的腸上皮屏障損傷起到保護(hù)作用。相類似的研究亦表明[2]，維生素D 通過調(diào)節(jié)緊密連接蛋白或抑制上皮凋亡來(lái)保護(hù)腸上皮屏障。免疫系統(tǒng)分為先天性與適應(yīng)性免疫，在先天性免疫中，維生素D 刺激多種免疫細(xì)胞產(chǎn)生對(duì)腸道具有保護(hù)作用的抗菌肽（如β-防御素2 與凱薩林菌素抗菌肽），這種刺激作用受到核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域蛋白2（NOD2）的調(diào)控，而維生素D 可以通過調(diào)節(jié)NOD2 來(lái)保證抗菌肽的產(chǎn)生，從而一定程度上預(yù)防IBD 的發(fā)生[11，12]。在適應(yīng)性免疫中，VDR 對(duì)于控制炎癥細(xì)胞CD8+T 細(xì)胞的增殖非常重要，1，25（OH）2D 抑制了Th1 與Th17 等免疫細(xì)胞，同時(shí)促進(jìn)了調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（Tregs）的表達(dá)而對(duì)炎癥起到了抑制作用[2，13]。腸道菌群失調(diào)是IBD 腸道炎癥發(fā)生的另一重要因素，維生素D 與VDR 的缺乏可能會(huì)導(dǎo)致變形菌定植增加，引起其他菌群失調(diào)，維生素D 可能通過調(diào)節(jié)腸道菌群而對(duì)IBD 產(chǎn)生治療作用[12]。另外，維生素D 在促進(jìn)抗炎因子IL-10 生成、抑制抗腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的表達(dá)中也有著重要作用[14]。

2 維生素B12 與葉酸

維生素B12（鈷胺素）與葉酸（維生素B9）是水溶性維生素，對(duì)于人體內(nèi)紅細(xì)胞的生成和神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)至關(guān)重要[15]。其中，維生素B12是唯一一種需要借助胃十二指腸中由壁細(xì)胞分泌的內(nèi)在因子才可吸收的維生素，在此之前，通過胃中的鹽酸和胃蛋白酶與其結(jié)合形成復(fù)合物，然后復(fù)合物通過回腸末端的粘膜被吸收[16]。相較而言，葉酸廣泛存在于各種動(dòng)植物食物中，一般在近端小腸被吸收。由于維生素B12與葉酸一般在小腸進(jìn)行吸收，CD 常累及上消化道，并且許多CD 患者進(jìn)行小腸段切除術(shù)（尤其回腸末段），而UC 患者的病變部位通常在結(jié)腸，所以維生素B12與葉酸的缺乏在CD 患者中更為常見，在UC患者與普通人群中并無(wú)明顯差異[15，16]。但目前有研究指出[17]，無(wú)確切證據(jù)表明維生素B12的缺乏與回腸切除相關(guān)，可能僅取決于疾病活動(dòng)程度，但回腸切除30 cm 以上的患者往往存在葉酸缺乏并需要補(bǔ)充治療。除此之外，遠(yuǎn)端腸道瘺管形成與小腸細(xì)菌過度生長(zhǎng)亦會(huì)導(dǎo)致維生素B12缺乏[16]，IBD 患者葉酸的缺乏則很有可能歸因于5-ASA 及免疫抑制劑的使用[17，18]。

維生素B12能夠降低體內(nèi)同型半胱氨酸（HCY）或甲基丙二酸（MMA）的濃度。一般情況下，血清鈷胺素＜148 pmol/L（200 ng/L）和HCY 或MMA 升高往往可定義為維生素B12缺乏癥[19]。維生素B12缺乏往往引起巨幼細(xì)胞性貧血或神經(jīng)癥狀[20]。24%IBD 患者會(huì)發(fā)生貧血[18]，包括27%的CD 患者與21%的UC 患者，而在IBD 患者出現(xiàn)的所有貧血類型中，由維生素B12和葉酸缺乏引起的巨幼細(xì)胞性貧血僅占1.5%，大部分貧血患者仍然屬于缺鐵性貧血，而維生素B12與葉酸又與鐵的吸收息息相關(guān)，因此仍不可忽視其對(duì)貧血的影響。維生素B12及葉酸缺乏導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀較為多見，但并無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)準(zhǔn)確說明神經(jīng)癥狀在IBD 中的特殊性，Becker J 等[21]報(bào)道了IBD 患者不安腿綜合征的出現(xiàn)可能與維生素B12 和葉酸的缺乏有關(guān)。故維生素B12與葉酸缺乏導(dǎo)致的相關(guān)癥狀在IBD 患者與普通人群中可能并無(wú)明顯差異。

維生素B12與葉酸的缺乏在IBD 腸道炎癥起到的作用目前被廣泛研究。Harb Z 等[22]在DSS 誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型中發(fā)現(xiàn)維生素B12缺乏引起抗炎因子IL-10 的表達(dá)減少，與之相應(yīng)的是促炎因子白介素-1β 和單核細(xì)胞趨化蛋白-1 的表達(dá)的升高。Melhem H 等[23]認(rèn)為維生素B12與葉酸的匱乏通過促進(jìn)了SIRT1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激而加強(qiáng)了腸道炎癥。高同型半胱氨酸血癥常常并發(fā)于低維生素B12水平，Gao X等[24]在大鼠體內(nèi)注射了不同劑量的HCY，發(fā)現(xiàn)HCY可以劑量依賴的形式通過MAPK 通路誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞分化為Th17 細(xì)胞，進(jìn)而促進(jìn)了炎癥。關(guān)于對(duì)腸道菌群的影響，Lurz E 等[25]利用對(duì)DSS 誘導(dǎo)的腸炎模型小鼠體內(nèi)維生素B12進(jìn)行增減后得出結(jié)論，維生素B12并不會(huì)影響腸道內(nèi)菌群的種類，但會(huì)導(dǎo)致具體菌群中存在數(shù)量的變化（乳酸桿菌的減少及類桿菌的增多）。近年有研究報(bào)道[26]，葉酸的缺乏導(dǎo)致患結(jié)直腸癌的風(fēng)險(xiǎn)增高，尤其在IBD 患者中，5-ASA的廣泛使用競(jìng)爭(zhēng)性地減少了機(jī)體對(duì)葉酸的吸收，增大了IBD 轉(zhuǎn)化為結(jié)直腸癌的可能性，而適量地補(bǔ)充葉酸可以有效地降低這種風(fēng)險(xiǎn)。

3 維生素A

維生素A 是一種脂溶性維生素，指所有具有視黃醇生物活性的化合物的統(tǒng)稱，包括視黃醇、視黃醛、視黃酸與視黃酯等。維生素A 的缺乏在夜盲癥中的作用為人熟知，實(shí)際上，它調(diào)節(jié)多種生物過程，如胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化和增殖、維持上皮細(xì)胞完整性和免疫功能等[27]。維生素A 的攝入通常來(lái)自食物，包括植物中所含的類胡蘿卜素和動(dòng)物中的視黃酯。通過測(cè)定血清中視黃醇濃度的下降可提示維生素A缺乏，但很少有對(duì)IBD 患者進(jìn)行維生素A 水平的測(cè)定的研究。此前，F(xiàn)abisiak N 等[28]對(duì)323 例CD 患者和761 名正常對(duì)照人群及114 例UC 患者和472 名正常對(duì)照人群進(jìn)行體內(nèi)維生素A 水平的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)IBD 患者組維生素A 水平明顯低于正常對(duì)照組。

研究顯示[29]，維生素A 參與了維持腸道粘膜完整性和調(diào)節(jié)正常免疫功能。脂多糖（LPS）可通過誘導(dǎo)如Zo-1、Occludin 和Claudin-1 等緊密連接蛋白的減弱而破壞了腸上皮屏障，同時(shí)增加了腸壁通透性，進(jìn)一步加重了炎癥。He C 等[30]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)維生素A 能夠上調(diào)緊密蛋白的表達(dá)而恢復(fù)LPS 帶來(lái)的炎癥損傷。在免疫調(diào)節(jié)上[31]，維生素A 能夠參與調(diào)節(jié)CD4+T 細(xì)胞分化和維持CD4+T 細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，包括對(duì)一些自身免疫性疾病動(dòng)物模型的免疫反應(yīng)做出相應(yīng)調(diào)節(jié)，例如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、1 型糖尿病和實(shí)驗(yàn)性脊髓炎等。全反式維甲酸（ATRA）是維生素A 中活性最強(qiáng)的表現(xiàn)形式，也是重要的腸道免疫調(diào)節(jié)劑，可增強(qiáng)Tregs 的效應(yīng)，抑制Th17 的產(chǎn)生及其功能。Hong K等[32]使用ATRA 對(duì)DSS 誘導(dǎo)的腸炎模型小鼠進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)ATRA 下調(diào)了NF-κB 與TNF 等炎癥因子的表達(dá)，從而抑制了巨噬細(xì)胞過度激活而引發(fā)的適應(yīng)性免疫反應(yīng)。維生素A 的缺乏會(huì)引起腸道菌群的失調(diào)，而這種結(jié)果正是來(lái)自于維生素A 調(diào)節(jié)腸道屏障與免疫反應(yīng)的間接作用[33]。IBD 相關(guān)結(jié)直腸癌的發(fā)生可能與ATRA 缺乏有關(guān)，而ATRA 的治療作用可能是由CD8+T 細(xì)胞介導(dǎo)的，ATRA 誘導(dǎo)了腫瘤細(xì)胞的凋亡從而對(duì)結(jié)直腸癌起到了治療作用[34]。對(duì)于IBD相關(guān)的結(jié)直腸癌，ATRA 可能是有效的治療靶點(diǎn)。

4 維生素K

維生素K 包含多種形式，常見的有K1、K2、K3、K4，其中最主要的形式是葉醌（維生素K1）和甲萘醌（維生素K2）。人體內(nèi)維生素K 的補(bǔ)充來(lái)源于食物（尤其為綠色蔬菜）攝入和腸道細(xì)菌合成。一般而言，維生素K 被認(rèn)為與凝血功能相關(guān)，比如它作為凝血因子γ-谷氨酰羧化酶的輔酶以及多種凝血因子的合成物質(zhì)[35]，而維生素K 的缺少會(huì)引起這些凝血因子數(shù)量及功能的低下，導(dǎo)致多種出血性疾病的發(fā)生。

近年，維生素K 在骨骼代謝和血管生成中的作用得到明確，在此方面，維生素K2的作用尤為重要。相關(guān)文獻(xiàn)表明[36]，維生素K2可以通過促進(jìn)成骨細(xì)胞分化和骨鈣素羧化、上調(diào)骨骼生長(zhǎng)因子（如堿性磷酸酶和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1 等）和減少成骨細(xì)胞中促凋亡蛋白的表達(dá)來(lái)促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)?；|(zhì)Gla 蛋白是由血管平滑肌細(xì)胞和軟骨細(xì)胞合成的維生素K 依賴性細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，一般用于預(yù)防血管鈣化，目前被認(rèn)為可能是間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)治療實(shí)驗(yàn)性IBD 小鼠新的重要介質(zhì)。在血管中，維生素K2通過基質(zhì)Gla 蛋白和富含Gla 蛋白的羧化作用減少羥基磷灰石的形成，通過增加生長(zhǎng)停滯特異性基因6 來(lái)抑制血管平滑肌細(xì)胞的凋亡，并減少血管平滑肌向成骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。

在炎癥治療上，維生素K 被證明可降低NF-κB磷酸化并增加具有抗氧化作用的Nrf2 蛋白的表達(dá)，從而對(duì)血管炎癥起到治療作用[37]。在DSS 誘導(dǎo)的腸炎模型小鼠中，Shiraishi E 等[38]發(fā)現(xiàn)維生素K 缺乏組小鼠細(xì)胞中促炎因子IL-6 表達(dá)高于維生素K 增加組，抗炎因子IL-10 卻明顯低于增加組，說明了維生素K 的缺乏對(duì)腸道炎癥有促進(jìn)作用。Brnic D 等[39]對(duì)IBD 患者及普通人群血漿中去磷酸化及去羧基化的基質(zhì)Gla 蛋白（dp-ucMGP）進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)前者dp-ucMGP 明顯高于后者，并且dp-ucMGP 與糞便鈣衛(wèi)蛋白和C 反應(yīng)蛋白水平呈正比，這也側(cè)面反應(yīng)了維生素K 相關(guān)蛋白的缺乏會(huì)促進(jìn)IBD 炎癥發(fā)展，但具體的作用方式需要進(jìn)一步研究。

5 總結(jié)

維生素作為重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其缺乏在所有人群中都較為常見，而在IBD 患者中，越來(lái)越多的研究表明，這種缺乏所帶來(lái)的不僅是營(yíng)養(yǎng)不良或是維生素的功能障礙，更多的是對(duì)IBD 疾病起到的嚴(yán)重影響，包括疾病活動(dòng)度、炎癥相關(guān)因素及IBD 相關(guān)疾病轉(zhuǎn)化等。雖然在過去的研究中，許多維生素已被證明存在IBD 方面的病理生理學(xué)作用，但其他多種維生素仍缺乏IBD 相關(guān)的流行病學(xué)及統(tǒng)計(jì)證據(jù)，并且在臨床患者中缺少具體的病例研究，而且這些成果目前局限于許多基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之中，對(duì)臨床IBD 患者難以起到確切的診療作用，這也是維生素缺乏在IBD 中需要進(jìn)一步研究的目標(biāo)與方向。