維生素D的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制與腎臟病的研究進(jìn)展

陳璐彥 聶振禹 包蓓艷

[摘要]?近年來(lái)，越來(lái)越多研究證明25-羥維生素D?1a羥化酶和維生素D受體廣泛存在于除腸、骨、腎等經(jīng)典靶器官外的一些組織中。由此人們對(duì)維生素D有了新的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)維生素D可作為一種免疫調(diào)節(jié)劑，通過(guò)與維生素D受體相互作用來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體的固有免疫及適應(yīng)性免疫反應(yīng)。本文著重探討其在慢性腎臟病中的免疫調(diào)節(jié)作用。

[關(guān)鍵詞]?維生素D；慢性腎臟??；氧化應(yīng)激；免疫調(diào)節(jié)

[中圖分類號(hào)]?R692??????[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]?A??????[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2023.11.030

1??概述

1.1??維生素D的轉(zhuǎn)換及來(lái)源

天然維生素D是脂溶性維生素從少數(shù)飲食攝取或由皮膚7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射轉(zhuǎn)化而成[1]。皮膚或膳食攝入的維生素D經(jīng)肝臟25-羥化酶催化下生成25-羥維生素D[25-hydroxyvitamin?D，25（OH）D]，再在25（OH）D?1a羥化酶（1-hydroxylase，CYP27B1）的作用下轉(zhuǎn)化為1，25（OH）2D[2]。25（OH）D是反映人體血液循環(huán)中維生素D營(yíng)養(yǎng)水平的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)[3]。

1.2??CYP27B1

最初CYP27B1僅在腎臟中被發(fā)現(xiàn)，其被認(rèn)為只受甲狀旁腺激素（parathyroid?hormone，?PTH）調(diào)節(jié)。隨著研究的不斷深入，證明其廣泛存在于與鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)關(guān)的腎外組織中，如大腦、平滑肌及免疫系統(tǒng)細(xì)胞等均可以通過(guò)CYP27B1的羥化作用將25（OH）D轉(zhuǎn)化為1，25（OH）2D[4]，1，25（OH）2D經(jīng)內(nèi)分泌、旁分泌、胞內(nèi)分泌、自分泌等途徑在機(jī)體內(nèi)環(huán)境中發(fā)揮作用。

1.3?維生素D受體（vitamin?D?receptor，?VDR）

1，25（OH）2D由VDR介導(dǎo)，其與類視黃醇X受體（retinoid?X?receptor，RXR）異二聚化形成1，25（OH）2D3-VDR-RXR復(fù)合物，該復(fù)合物與靶基因中的維生素D反應(yīng)元件（vitamin?D?response?element，VDRE）結(jié)合，進(jìn)而通過(guò)調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄蛋白的合成來(lái)發(fā)揮生物功能[5]。

2??維生素D與氧化應(yīng)激

活性氧（reactive?oxygen?species，ROS）的增加是導(dǎo)致細(xì)胞氧化應(yīng)激不良事件發(fā)生的常見(jiàn)原因，它的增加會(huì)促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病、自身免疫性疾病和慢性腎臟?。╟hronic?kidney?disease，CKD）的發(fā)展[6]。核因子-紅細(xì)胞2相關(guān)因子2（nuclear?factor-erythroid-2-related?factor?2，Nrf2）通過(guò)激活抗氧化反應(yīng)元件下調(diào)氧化還原致敏基因和炎癥基因，從而減輕細(xì)胞的氧化應(yīng)激[7]。25（OH）D通過(guò)促進(jìn)Nrf2的合成、上調(diào)編碼抗氧化酶的基因表達(dá)、抑制ROS的合成等途徑來(lái)調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激減少全身炎癥反應(yīng)[6，8-10]。

3??維生素D對(duì)固有免疫的調(diào)節(jié)作用

3.1??維生素D對(duì)Toll樣受體及PRR受體的調(diào)節(jié)作用

單核-巨噬細(xì)胞在固有免疫應(yīng)答中起著關(guān)鍵作用，單核-巨噬細(xì)胞可以經(jīng)CYP27B1的羥化作用在胞內(nèi)合成1，25（OH）2D，1，25（OH）2D作為配體與VDR結(jié)合發(fā)揮作用。維生素D在單核細(xì)胞中通過(guò)自分泌途徑激活模式識(shí)別Toll樣受體（toll-like?receptor，TLR），上調(diào)VDR和CYP27B1基因的表達(dá)，促進(jìn)抗菌肽的合成和細(xì)胞內(nèi)結(jié)核分枝桿菌的殺滅[11]。模式識(shí)別受體（pattern?recognition?receptor，PRR）是細(xì)胞內(nèi)或跨膜蛋白，可識(shí)別病原微生物特異性結(jié)構(gòu)或內(nèi)源性危險(xiǎn)信號(hào)分子，與配體結(jié)合的PRR會(huì)啟動(dòng)相關(guān)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而啟動(dòng)免疫防御反應(yīng)[12]。在人和鼠細(xì)胞中，1，25（OH）2D能顯著上調(diào)編碼CD14基因的表達(dá)。CD14是PRR、Toll樣受體4（toll?like?receptor?4，TLR4）的共同受體，可誘發(fā)一系列免疫防御反應(yīng)[11]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)維生素D信號(hào)傳導(dǎo)能上調(diào)角質(zhì)形成細(xì)胞中TLR2的表達(dá)[13]，當(dāng)人類巨噬細(xì)胞或上皮屏障細(xì)胞通過(guò)TLR2識(shí)別到病原微生物，激活的免疫信號(hào)會(huì)上調(diào)CYP27B1基因的表達(dá)，促進(jìn)25（OH）D向1，25（OH）2D3的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)更多1，25（OH）2D與VDR結(jié)合來(lái)顯著上調(diào)抗菌肽（cathelicidin?antimicrobial?peptide，CAMP）基因轉(zhuǎn)錄蛋白的合成，繼而產(chǎn)生更多的免疫活性物質(zhì)參與機(jī)體的固有免疫應(yīng)答反應(yīng)。上述機(jī)制揭示了維生素D具有增強(qiáng)機(jī)體固有免疫應(yīng)答的能力。

3.2??維生素D對(duì)機(jī)體抗菌反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用

維生素D直接調(diào)節(jié)抗菌免疫反應(yīng)的證據(jù)源于發(fā)現(xiàn)VDRE與編碼抗菌肽（antimicrobial?peptides，AMP）、CAMP和β-防御素2（β-defensins，DEFB2）基因的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)相鄰[14]。除了CD14和TLR，維生素D還可以誘導(dǎo)單核細(xì)胞和上皮細(xì)胞中細(xì)胞內(nèi)病原體傳感蛋白的轉(zhuǎn)錄，PRR能識(shí)別細(xì)菌肽聚糖的溶酶體分解物（muramyl?dipeptide，MDP），只有在表達(dá)功能性（nucleotide?binding?oligomerization?domain?containing，2NOD2）細(xì)胞中經(jīng)1，25（OH）2D和MDP雙重作用下才能啟動(dòng)1，25（OH）2D和核因子κB（nuclear?factor?kappalight-chain-enhancer?of?activated?B?cell，NF-κB）依賴性誘導(dǎo)的DEFB4/人類β防御素2（human?beta?defensin?2，HBD2）和CAMP基因的轉(zhuǎn)錄，誘發(fā)一系列抗菌免疫反應(yīng)。結(jié)果表明，維生素D不足/缺乏會(huì)通過(guò)減弱1，25（OH）2D的直接誘導(dǎo)和下調(diào)NOD2表達(dá)來(lái)減弱MDP-NOD2信號(hào)傳導(dǎo)，雙重影響HBD2和CAMP表達(dá)[15]，見(jiàn)圖1。

3.3??維生素D對(duì)細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)作用

白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1是病原體定向激活炎癥因子引發(fā)感染而產(chǎn)生的細(xì)胞因子，在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)IL-1和1，25（OH）2D協(xié)同作用時(shí)可顯著上調(diào)HBD2表達(dá)[16]，IL-1的信號(hào)傳導(dǎo)可能是由NF-傳導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子與HBD2近端啟動(dòng)子結(jié)合介導(dǎo)的[17]。研究發(fā)現(xiàn)1，25（OH）2D能夠強(qiáng)烈上調(diào)細(xì)胞因子/趨化因子的分泌，如趨化因子配體（C-C?motif?chemokine?ligand，CCL）3、CCL4和CCL8以及中性粒細(xì)胞趨化因子IL-8/?CXCL8，且只有機(jī)體處于感染條件下1，25（OH）2D才會(huì)啟動(dòng)和增強(qiáng)固有免疫反應(yīng)促進(jìn)炎癥介質(zhì)釋放[18]。

3.4??維生素D對(duì)細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)作用

自噬反應(yīng)可促進(jìn)微生物清除，形成物理屏障，阻止細(xì)菌入侵機(jī)體[19]。有研究發(fā)現(xiàn)1，25（OH）2D能減少支鏈氨基酸依賴性激活的主要代謝激酶哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian?target?of?rapamycin，mTOR）的產(chǎn)生，mTOR是細(xì)胞自噬反應(yīng)的抑制因子[20]?？傮w而言，維生素D能夠促進(jìn)細(xì)胞的自噬反應(yīng)，幫助殺滅更多病原菌，為CKD患者提供更強(qiáng)有力的免疫防御屏障。

4??維生素D對(duì)適應(yīng)性免疫的調(diào)節(jié)作用

4.1??維生素D對(duì)樹(shù)突狀細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

樹(shù)突狀細(xì)胞是抗原呈遞細(xì)胞（antigen?presenting?cells，APC），直接參與抗原的識(shí)別、加工、處理及遞呈，是啟動(dòng)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的首要環(huán)節(jié)。1，25（OH）2D信號(hào)傳導(dǎo)能有效調(diào)節(jié)樹(shù)突狀細(xì)胞的功能和表型，1，25（OH）2D能夠增強(qiáng)樹(shù)突狀細(xì)胞的耐受性以及影響其分化的各個(gè)階段，包括阻礙樹(shù)突狀細(xì)胞?1前體細(xì)胞分化成樹(shù)突狀細(xì)胞，阻斷未成熟樹(shù)突狀細(xì)胞向成熟樹(shù)突狀細(xì)胞分化[21]，從而下調(diào)主要組織相容性復(fù)合體（major?histocompatibility?complex，MHC）-Ⅱ、CD80、CD86、CD40和CD54的表達(dá)，使IL-6、IL-12隨IL-10的增加而減少[22]。1，25（OH）2D還能夠上調(diào)免疫球蛋白樣轉(zhuǎn)錄物（immunoglobulin-like?transcript，ILT）-3和程序性死亡配體1（programmed?death?ligand?1，PD-L1）的表達(dá)，后者有助于誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory?T?cells，Tregs）產(chǎn)生和發(fā)揮作用[23]。Tregs能夠抑制其他免疫細(xì)胞的促炎反應(yīng)，有效防止過(guò)度或自身的免疫反應(yīng)[24]。

4.2??維生素D對(duì)T淋巴細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

1，25-（OH）2D可以直接和間接影響T淋巴細(xì)胞的免疫反應(yīng)，維生素D可以通過(guò)APC以間接途徑誘導(dǎo)和刺激Tregs的產(chǎn)生及發(fā)揮作用。1，25-（OH）2D通過(guò)下調(diào)樹(shù)突狀細(xì)胞（dendritic?cells，DCs）表面MHC-Ⅱ和協(xié)同刺激分子的表達(dá)抑制DCs成熟，減少抗原呈遞，抑制其致IL-12的產(chǎn)生，促進(jìn)IL-10的表達(dá)[25]。該過(guò)程會(huì)導(dǎo)致自身反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞增殖減少，誘導(dǎo)自身反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞早期和晚期凋亡，刺激Tregs細(xì)胞產(chǎn)生及增殖[22]。DCs分泌的細(xì)胞因子能夠促使Th1和Th17細(xì)胞向Th2細(xì)胞轉(zhuǎn)化[26]?？偠灾?，1，25-（OH）2D3的間接作用是對(duì)T淋巴細(xì)胞反應(yīng)的調(diào)節(jié)，尤其是對(duì)DCs的調(diào)節(jié)，因此DCs被認(rèn)為是該過(guò)程的中心目標(biāo)。

1，25-（OH）2D能直接作用于T淋巴細(xì)胞以抑制其增殖，但1，25-（OH）2D的直接影響是可變的，它取決于T淋巴細(xì)胞的激活狀態(tài)，激活時(shí)可獲得更高的VDR濃度。用1，25-（OH）2D處理T細(xì)胞可抑制Th1細(xì)胞因子、Th9細(xì)胞因子、Th22細(xì)胞因子、Th17細(xì)胞因子的分泌；同時(shí)也會(huì)促進(jìn)更多抗炎性Th2細(xì)胞因子如IL-3、IL-4、IL-5、IL-10的分泌[27]。1，25-（OH）2D通過(guò)與叉頭框蛋白P3（forkhead?box?P3，F(xiàn)oxP3）啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合來(lái)誘導(dǎo)分泌IL-10的Treg細(xì)胞產(chǎn)生，并且能夠上調(diào)FoxP3與細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4（cytotoxic?T?lymphocyte?antigen?4，CTLA-4）的表達(dá)[28]。CTLA-4表達(dá)是Treg抑制免疫反應(yīng)的關(guān)鍵機(jī)制，而1，25-（OH）2D能促使其上調(diào)，表明Tregs可更有效地抑制機(jī)體過(guò)度的免疫反應(yīng)和自身免疫反應(yīng)，提高機(jī)體的免疫耐受能力。

4.3??維生素D對(duì)B淋巴細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

在B淋巴細(xì)胞中，1，25（OH）2D能夠通過(guò)上調(diào)VDR及CYP27B1表達(dá)，誘導(dǎo)活化的B淋巴細(xì)胞凋亡及抑制相關(guān)抗體的合成，以此調(diào)節(jié)B淋巴細(xì)胞的功能[29]。1，25（OH）2D除了直接作用于B淋巴細(xì)胞功能外，還可以通過(guò)下調(diào)CD86和上調(diào)CD74表達(dá)來(lái)降低B淋巴細(xì)胞對(duì)T淋巴細(xì)胞的激活[30]。

5??維生素D的免疫調(diào)節(jié)作用在腎臟病中的應(yīng)用

5.1??維生素D對(duì)腎臟炎癥反應(yīng)的抑制作用

炎癥反應(yīng)程度與腎功能惡化程度密切相連，維生素D對(duì)腎臟有較強(qiáng)的保護(hù)作用。有研究顯示尿毒癥毒素能顯著上調(diào)NF-κB的表達(dá)[31]，NF-κB是慢性腎臟病炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)控干擾素-γ，IL-6，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming?growth?factor，TGF）-β1、腫瘤壞死因子（tumor?necrosis?factor，TNF）-α、RANTES、MCP-1等炎癥相關(guān)因子的表達(dá)[32]，說(shuō)明NF-κB在CKD進(jìn)展中起著重要作用。VDR可通過(guò)抑制蛋白的磷酸化、泛素化等來(lái)下調(diào)NF-κB活性，從而干擾活化的NF-κB亞基的核轉(zhuǎn)位，且維生素D可以減少脂多糖誘導(dǎo)腎病小鼠的足細(xì)胞TGF-β1和AGT的表達(dá)及NF-κB的活化[33]。說(shuō)明維生素D通過(guò)下調(diào)NF-κB活性來(lái)拮抗炎癥反應(yīng)，保護(hù)腎臟。

5.2??維生素D對(duì)腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-?angiotensin?system，RAS）的抑制作用

RAS的激活是慢性腎臟病和糖尿病腎病發(fā)生和發(fā)展的重要因素。血管緊張素Ⅱ的持續(xù)活化不僅導(dǎo)致CKD患者持續(xù)性高血壓，還會(huì)對(duì)腎實(shí)質(zhì)造成損害。維生素D缺乏和高血糖都是RAS的激活劑。血管緊張素Ⅱ可增強(qiáng)腎小管細(xì)胞表面的跨膜蛋白酶ADAM17活性，ADAM17促進(jìn)TGF-α的釋放而激活表皮生長(zhǎng)因子（epidermal?growth?factor?receptor，EGFR）受體，導(dǎo)致腎小管增生、纖維化、腎小球硬化、蛋白尿和腎實(shí)質(zhì)巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)[34]。腫瘤壞死因子轉(zhuǎn)換酶（tumor?necrosis?factor?converting?enzyme，TACE）能夠促進(jìn)TNF-α的釋放，同時(shí)TNF-α也能夠誘導(dǎo)ADAM17基因轉(zhuǎn)錄，兩者不斷作用形成惡性循環(huán)，加重對(duì)腎實(shí)質(zhì)的損害[35]。Dusso等[36]發(fā)現(xiàn)維生素D抑制RAS來(lái)發(fā)揮保護(hù)腎臟的作用機(jī)制，主要為以下3種途徑：①維生素D通過(guò)下調(diào)誘導(dǎo)血管緊張素Ⅱ升高的腎素基因表達(dá)來(lái)改善高血壓驅(qū)動(dòng)的腎損傷；②維生素D抑制ADAM17表達(dá)來(lái)有效減弱血管緊張素Ⅱ介導(dǎo)的導(dǎo)致CKD進(jìn)展的TGF-α/EGFR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；③維生素D通過(guò)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶Ⅱ（angiotensin?converting?enzymeⅡ，ACE2）促進(jìn)血管緊張素1-7的合成和血管緊張素1-7/MAS受體抗高血壓、抗纖維化和抗炎信號(hào)的誘導(dǎo)，以及對(duì)TNF-α表達(dá)的抑制。

5.3??維生素D對(duì)腎臟間質(zhì)纖維化的抑制作用

TGF-β信號(hào)通路與腎臟間質(zhì)纖維化有密切聯(lián)系。TGF-β/Smad是導(dǎo)致腎臟纖維化和細(xì)胞凋亡的途徑之一，而維生素D能夠通過(guò)減少TGF-β/Smad的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)延緩腎臟纖維化進(jìn)程。TGF-β1通過(guò)增加細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular?matrix，ECM）的合成，減少其降解，促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞（epithelial?to?mesenchymal?transition，EMT）并激活炎癥反應(yīng)[37]。Sari等[38]發(fā)現(xiàn)維生素D可能通過(guò)下列幾種途徑抑制腎纖維化：①維生素D通過(guò)抑制pSmad3阻止TGF-β/Smad的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；②維生素D能夠誘導(dǎo)肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（hepatocyte?growth?factor，HGF）的合成，HGF可抑制肌成纖維細(xì)胞活性并抑制上皮向間質(zhì)轉(zhuǎn)化，減少腎間質(zhì)中的膠原蛋白Ⅰ、Ⅲ和纖連蛋白的產(chǎn)生；③維生素D還通過(guò)減少腎素基因轉(zhuǎn)錄來(lái)抑制RAS，進(jìn)而減少TGF-β產(chǎn)生。

5.4??維生素D與足細(xì)胞

足細(xì)胞損傷和丟失可能是CKD發(fā)生和發(fā)展的重要因素。足細(xì)胞不能再生，因此一旦丟失就無(wú)法修復(fù)。足細(xì)胞是腎小球?yàn)V過(guò)屏障的重要組成部分，凋亡率越高，表明尿蛋白漏出率越高。Sari等[38]研究發(fā)現(xiàn)維生素D可以通過(guò)與腎臟足細(xì)胞中的VDR結(jié)合來(lái)上調(diào)nephrin?mRNA的表達(dá)，發(fā)揮直接保護(hù)足細(xì)胞功能的作用，減少大量蛋白尿的漏出。因此維生素D和VDR是保護(hù)腎小球過(guò)濾屏障結(jié)構(gòu)完整的重要因素[32，38]。

6??小結(jié)

維生素D對(duì)免疫系統(tǒng)有多種免疫調(diào)節(jié)作用，DCs、T淋巴細(xì)胞及B淋巴細(xì)胞是其作用的靶細(xì)胞，主要是通過(guò)誘導(dǎo)產(chǎn)生基因耐受性DCs，抑制活化的T淋巴細(xì)胞及B淋巴細(xì)胞的增殖，促進(jìn)Tregs的增殖，激發(fā)免疫耐受狀態(tài)。在腎臟中，維生素D具有抑制腎臟炎癥反應(yīng)、抑制RAS、抑制腎間質(zhì)纖維化等作用，因此，維生素D在慢性腎臟病治療方面中有良好的應(yīng)用前景，但補(bǔ)充維生素D的持續(xù)時(shí)間、藥物劑量、目標(biāo)水平仍是未來(lái)的多個(gè)研究領(lǐng)域。

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