维生素D3对自身免疫病的调节作用

王 钧(综述)，汪雪峰(审校)

(江苏大学附属人民医院核医学科，江苏镇江 212002)

维生素D3又称胆钙化醇，1，25-二羟基维生素D3［1，25-(OH)2D3，又称骨化三醇］是其主要的活性代谢产物。活性维生素D3主要通过与细胞内的维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)结合而发挥生物学效应，其经典生物学作用是维持机体钙、磷平衡。通过其活性代谢产物1，25-(OH)2D3作用于肠、骨、肾等靶器官，调节钙磷水平。近年来随着研究的深入，在上述经典靶器官组织之外的30多种组织器官中也发现了VDR的表达，其中包括免疫系统的各种淋巴细胞。现就维生素D3在免疫系统及其自身免疫病中的调节作用予以综述。

1 1，25-(OH)2D3的作用机制

1，25-(OH)2D3与VDR结合后介导一系列的生物学效应。VDR属于核受体超家族成员之一，VDR与视黄醇类X受体形成异二聚体后结合于靶基因启动子区维生素D反应元件，1，25-(OH)2D3-VDR-视黄醇类X受体复合物与维生素D反应元件相互作用调控靶基因转录。目前的研究表明，VDR除了表达于涉及盐平衡与骨代谢的细胞外，还表达于多种正常细胞(如角蛋白细胞、胰岛细胞)和肿瘤细胞(如白血病细胞、乳腺癌、前列腺癌和结肠癌细胞)，发挥除钙盐平衡和骨代谢外的多种生物学功能［1］。

2 维生素D3的免疫调节作用

1，25-(OH)2D3的核受体VDR几乎表达于所有免疫细胞，包括活化的CD+、4CD8+T细胞、B细胞、中性粒细胞和抗原递呈细胞，如巨噬细胞和树突状细胞［1］。1，25-(OH)2D3-VDR-视黄醇类X受体复合物以剂量依赖的方式干扰活化的T细胞核因子、细胞核因子 κB、活化蛋白1转录因子的信号，参与基因调节，这种调节作用的失败可能与多种自身免疫病的发病密切相关。

2.1 维生素D3对固有免疫反应的影响 维生素D3作用于固有免疫细胞，抑制其炎性反应和对获得性免疫反应的致敏作用，同时促进直接的抗菌活性。骨化三醇处理的人单核细胞抑制其 Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)如TLR2、TLR4的表达。TLRs识别非特异的病原体相关分子模式，诱导早期的炎性反应。1，25-(OH)2D3下调单核细胞TLRs的表达，减少致炎性细胞因子肿瘤坏死因子α的产生［2］。

除了抑制固有免疫细胞的炎性反应外，维生素D3也削弱其致敏获得性免疫反应的能力，同时促进小分子抗菌肽(hCAP-18)的合成。hCAP-18基因启动子区含一维生素D反应元件，骨化三醇可诱导人多种细胞系、单核细胞、中性粒细胞、角蛋白细胞和呼吸道上皮细胞表达hCAP-18，骨化三醇对hCAP-18的诱导增强了机体对结核分枝杆菌、支气管博德特菌及铜绿假单胞菌的抗菌活性［3］。

2.2 维生素D3影响效应T细胞的功能 维生素D3除作用于固有免疫细胞外，还可直接调节效应T细胞的功能。骨化三醇抑制T细胞的增殖及白细胞介素(interleukin，IL)2的产生，抑制人和小鼠CD4+T细胞产生Th1相关的细胞因子干扰素(interferon，IFN)γ。IFN-γ基因启动子区含一维生素D反应元件，可直接被1，25-(OH)2D3-VDR靶向识别，直接抑制 IFN-γ转录［4］。

以往研究认为，1，25-(OH)2D3可直接抑制抗原和凝集素刺激的T细胞增殖，抑制其IL-2、IFN-γ、肿瘤坏死因子α等Th1类细胞因子的产生，增强Th2类细胞因子(IL-4)、转录因子(连接蛋白3、c-maf)的表达［5］。但 Topiski等［6］报道，1，25-(OH)2D3抑制哮喘小鼠的呼吸道炎症，减少支气管肺泡灌洗液中IL-4的水平。Matheu等［7］则报道，在哮喘小鼠的免疫早期补充1，25-(OH)2D3可增强Th2型免疫反应(IL-4、IL-13水平增高)，但免疫后期补充 1，25-(OH)2D3则抑制IL-5的产生和呼吸道嗜酸粒细胞的浸润。这些研究表明，维生素D3在炎性反应中的复杂作用可能与其作用的时间和剂量相关。

另外，除了上述的 Th1、Th2反应外，维生素 D3可调节Th17细胞的反应，补充1，25-(OH)2D3可减少CD4+T细胞IL-17的产生，减轻Th17细胞介导的自身免疫性眼葡萄膜炎和大肠炎的免疫病理反应［8］。

2.3 维生素D3增强调节性T细胞的功能 1，25-(OH)2D3减少树突状细胞细胞表面CD1a、主要组织相容性复合体Ⅱ类分子及CD40、CD80、CD86共刺激分子的表达，抑制树突状细胞成熟，抑制其致炎性细胞因子IL-12的产生，增强抗炎性细胞因子IL-10的表达。1，25-(OH)2D3处理的树突状细胞与CD4+CD25－T细胞共培养，可诱导其抑制功能的CD4+Foxp3+Treg细胞的产生［9］。Unger等［10］报道，1，25-(OH)2D3处理的树突状细胞表面表达程序性死亡配体1是诱导调节性T细胞产生的关键。1，25-(OH)2D3也可以直接作用于人CD4+T细胞，诱导分泌IL-10的CD4+调节性T细胞的产生［11］。大量动物模型的研究也表明，维生素D3体内可促进Treg细胞的产生。Gregori等［12］报道，骨化三醇的类似物治疗成年非肥胖性糖尿病(nonobese diabetes，NOD)小鼠可封闭胰岛浸润的Th1细胞，诱导CD4+CD25+Treg细胞的产生，抑制1型糖尿病的发生。

3 1，25-(OH)2D3调节自身免疫病

据报道，由于日照不足或维生素D3摄取不够导致维生素D3缺乏可引起多种自身免疫病的发病，如1型糖尿病、多发性硬化症(multiple sclerosis，MS)、系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)、类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis，RA)和炎症性肠病等。

3.1 1，25-(OH)2D3调节1型糖尿病 流行病学资料表明，幼年时维生素D3缺乏可使1型糖尿病的发病率增加，而补充维生素D3则减少1型糖尿病的发生，建议对遗传高风险的新生儿进行维生素D3的干预，从而预防1型糖尿病的发生。在NOD小鼠的研究中发现，维生素D3缺乏可导致更严重的临床症状和更高的发病率［13］。在维生素D3缺乏时，NOD小鼠的胸腺和外周淋巴结组织中调节性CD4+CD62L+T细胞数量减少，而且腹膜巨噬细胞功能缺陷，其抗菌活性及迁移能力受阻，驱使巨噬细胞向胰脏迁移，诱导非特异性的胰岛β细胞损伤。维生素D3缺乏的NOD小鼠产生高水平的致炎性细胞因子，其免疫细胞处于高度活化状态，临床症状严重。

1，25-(OH)2D3的补充可减轻NOD小鼠胰岛炎症和糖尿病的发生，重建NOD小鼠抑制性T细胞的功能。1，25-(OH)2D3对糖尿病的免疫保护作用，除了重建免疫自稳的同时，1，25-(OH)2D3对胰岛β细胞具有直接保护作用。1，25-(OH)2D3改变胰岛局部和引流淋巴结中细胞因子的表达，从Th1(IL-2、IFN-γ)向Th2型(IL-4、IL-10)转变。1，25-(OH)2D3通过诱导凋亡信号，诱导自身反应性T细胞的凋亡和调节性T细胞的产生，重建免疫调节/抑制功能［12］。

3.2 1，25-(OH)2D3调节 MS MS是免疫系统攻击中枢神经系统引起脱髓鞘和神经轴突退化的一种疾病。流行病学和动物实验研究表明，维生素D3缺乏是导致MS发生的危险因素之一。Munger等［14］对美国7万军方人员的研究发现，血液循环中维生素D3水平与MS的发病率密切相关，MS患者脱髓鞘的发生与维生素D3水平的季节性波动一致，口服维生素D3后可减少MS的发生。在MS的动物模型实验性脑脊髓炎的研究中发现，维生素D3抑制趋化因子的合成和单核细胞向中枢神经系统趋动，从而抑制实验性过敏性脑脊髓炎的发生;维生素D3缺乏小鼠，其实验性过敏性脑脊髓炎的发病时间提前，临床症状严重，包括发生严重的运动失调而导致瘫痪的发生。

维生素D3调节MS的作用机制包括以下几个方面:①维生素D3诱导未致敏的CD4+T细胞分化为调节性T细胞，产生IL-10，抑制中枢神经系统炎症的发生。②维生素D3诱导具免疫调节作用的自然杀伤细胞，预防自身免疫性疾病的发生。③维生素D3抑制具有致炎作用的骨桥蛋白的产生，抑制巨噬细胞致炎性细胞因子IL-12的产生［15］。

3.3 1，25-(OH)2D3调节 SLE SLE 是一种 T 细胞依赖的、免疫复合物介导的累及多系统的自身免疫性疾病。与1型糖尿病及MS类似，SLE患者血清中维生素D3的水平低于正常健康对照组，甚至补充维生素D3后，SLE患者循环中维生素D3的水平仍较低。Carvalho等［16］发现，4%的SLE患者血清中检测出抗-维生素D3抗体，可将维生素D3清除，从而造成SLE患者维生素D3缺乏。Ben-Zvi等［17］研究165例SLE患者中维生素D3的水平发现，严重的维生素D3缺乏者其疾病活动程度更高。

在动物实验的研究中发现，维生素 D3补充MRL-lpr/lpr狼疮小鼠可延长小鼠生存期，减少蛋白尿及关节炎的发生，预防小鼠皮损及狼疮的发生［18］。SLE患者T、B和自然杀伤细胞上高表达维生素D3受体VDR，1，25-(OH)2D3及其类似物体外处理SLE患者外周血单个核细胞后，可显著抑制CD3+T细胞和CD19+B细胞增殖，减少自身抗体ds-DNA的产生，抑制SLE患者IL-12的分泌，抑制Th1细胞克隆IFN-γ的分泌，减轻SLE患者的临床症状［19］。

3.4 1，25-(OH)2D3调节RA RA是一种慢性进行性的自身免疫性疾病，以关节滑膜炎及对称性关节骨、软骨破坏为主要特征。研究显示，维生素D3缺乏的地方，RA的发生率显著增加。维生素D3与RA的疾病活动状态密切相关，血清中维生素D3水平与RA患者的临床症状呈负相关，低1，25-(OH)2D3水平的RA患者其疾病活动性更强。在一项29 368例女性的前瞻性队列研究中发现，补充维生素D3可显著减少RA的发生率。RA患者关节 MΦs、软骨细胞、滑膜细胞表达 1，25-(OH)2D3及其受体 VDR［20］。

在胶原诱导的关节炎小鼠模型中也发现，饮食中补充维生素D3可预防或延迟关节炎的发生。Andjelkovic等［21］报道，19例RA患者用传统抗风湿药物治疗的同时补充维生素D33个月后发现，89%的患者症状减轻，45%的患者完全缓解，44%的患者症状减轻达到满意的程度，而且所有患者未发现有维生素D3引起的高钙血症，维生素D3可减轻RA患者血清中炎性介质C反应蛋白的水平。

3.5 1，25-(OH)2D3调节炎症性肠病 炎症性肠病包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。Jahnsen等［22］发现27%的克罗恩病患者和15%的溃疡性结肠炎患者维生素D3缺乏。在IL-10基因剔除的实验性炎症性肠病大鼠模型中发现，维生素D3缺乏加速疾病进展，在疾病早期就表现为腹泻、恶液质，病死率很高。1，25-(OH)2D3治疗可减少疾病进展，预防上述症状的发生。

4 小结

维生素D3是一种价廉且相对安全的营养补充药物，广泛应用于抗炎及免疫调节治疗。目前的研究结果提示，维生素D3缺乏可诱导自身免疫，高剂量的补充维生素D3可预防自身免疫，但具体的作用机制仍未完全阐明。维生素D3作为抗炎药物调节Th1/Th2/Th17细胞的反应依赖于基础免疫学知识，因而，维生素D3抑制免疫性疾病应基于发病机制研究的基础上。可以预见，这方面机制的深入研究及不断阐明，维生素D3对自身免疫及其他炎症相关疾病的治疗将具有更广阔的应用前景。

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