维生素D与儿童分泌性中耳炎相关性的研究进展

胡兴家 余涛 周顺华

常德市第一人民医院耳鼻咽喉头颈外科(常德415000)

分泌性中耳炎（otitis media with effusion，OME）是以中耳积液为特征的中耳非化脓性炎性疾病，是引起儿童听力下降的常见原因之一，其中儿童发病率高于成人，在学龄前患病可出现言语发育迟缓，影响交流及阅读能力，甚至导致前庭功能障碍。研究发现大约90%的学龄前儿童和25%的学龄儿童曾患OME[1]，而OME的发病机制及病因至今尚未明确。

近年来维生素D在免疫及感染方面的调节作用开始备受瞩目，研究证实其与湿疹、哮喘及变应性鼻炎等变态反应性疾病密切相关，两项META分析表明维生素D水平与变应性鼻炎发病率成负相关[2，3]，考虑到鼓室粘膜与鼻粘膜同为上呼吸道粘膜上皮的特性，本文就探讨维生素D与OME的相关性做一综述。

1 维生素D与分泌性中耳炎的流行病学

在Walker等的多变量逻辑回归分析中，对新西兰3至4岁的儿童共357人进行25(OH)D(25-羟基维生素D)检测，178人来自行鼓膜切开置管的OME患儿，179人随机选自初级保健诊所的健康儿童，结果发现25(OH)D水平高的人OME发病率低[4]。土耳其Akcan等进行的一项前瞻性对照研究中，对174名在2016年9月至2017年2月诊断为OME的患儿进行25(OH)D检测，并随访三个月，同时对80名该时期行包皮环切术或腹股沟疝修补但经检查无中耳炎的患儿进行25(OH)D检测。随访三个月后108名OME患儿自愈，其中维生素D缺乏比例为32.4%，66名复查仍诊断OME，行鼓膜切开置管，其中维生素D缺乏比例为50%，而80名对照组维生素D缺乏为25%，并OME实验组25(OH)D明显高于对照组。此研究提示维生素D缺乏与OME的发展及预后均有关联[5]。而在伊朗人As⁃ghari等的横断面研究中，选取74名行扁桃体腺样体切除手术的儿童，年龄2-7岁，其中32名合并OME，其余42名为对照组，研究结果提示虽然OME组维生素D水平较低，但是考虑到73%的患儿为冬季检测，其余27%为夏季检测，把季节因素纳入分析后，两组间维生素D水平无明显差异[6]。Marchis⁃io等对116名反复发作的OME患儿随机给予每天1000IU维生素D补充或者给予安慰剂，随访四个月后发现，给予维生素D补充的58名患儿中发生急性中耳炎（acute otitis media,AOM）的有26人，给予安慰剂的58名患儿中发生AOM的有38人，P=0.03，具有统计学差异，证明维生素D补充可以减少AOM的发病[7]。

2 维生素D的来源

人类获得维生素D主要通过阳光照射皮肤转化及食物中摄取，其中前者占80%，而食物中维生素D主要来自于鱼油、动物内脏及谷物等日常食品中。体内的维生素D首先在肝脏中代谢成25羟基维生素D[25(OH)D]，由甲状旁腺激素调节其在肝脏中储存的浓度，血清中的25(OH)D半衰期为2周，作为血液循环中维生素D的主要存在形式，同时也是评价体内维生素D水平的指标[8]。但是，生物学效应不能由生理浓度的25(OH)D直接产生，必须通过肾内的1α-羟化酶(CYP27B1)的作用，转化成维生素D的活性形式1，25二羟基维生素D3[1,25(OH)2D3]，通过其结合细胞核内的维生素D受体(VDR)后对靶基因的转录和翻译进行调控，才能达到实现其生物学功能的目的[9]。

3 维生素D与中耳免疫调节

中耳黏膜作为全身黏膜的一部分，同样具有天然免疫和获得性免疫功能，这种免疫功能同样参与了中耳积液的形成。研究发现OME患者的中耳积液中多种细胞因子高表达，认为中耳微环境的局部免疫反应参与了OME的发生[10]。与OME密切相关的细胞因子主要为Toll样受体（Toll-like receptors,TLR）,肿瘤坏死因子α（TNF-α），干扰素γ（IFN-γ），白细胞介素（IL）（包括 IL-1β，IL-2，IL-6，IL-8，IL-10），他们主要参与了天然免疫的功能调节[11-13]。

在Sadeghi等的体外单核细胞培养实验中发现，实验组的CD14上调是对照组的4倍，而根据其时间及剂量依赖性，实验组中1,25(OH)2D3可下调TLR2和TLR4的表达是对照组的2.6及4.8倍，同时通过1,25(OH)2D3干预，TNF-α分别与对照组相比也是时间及剂量依赖性减少的，由此推断通过阻断TLR2和TLR4，可减少TNF-α的分泌。而为了证明1,25(OH)2D3干预TLR2、TLR4及CD14表达是通过VDR实现的观点，作者通过VDR阻滞剂将VDR功能阻断后发现，CD14表达上调及TLR2和TLR4下调现象均消失[14]。Dickie等发现在体外培养人单核细胞过程中给予1,25(OH)2D能抑制TLR2、TLR4及TLR9的表达，抑制依赖TLR9诱导的IL-6产生，从而抑制由这些受体介导的炎症反应。另外还有研究证实通过IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IL-2的刺激，单核细胞才能产生活化的1,25(OH)2D3[15]。

上皮细胞是呼吸道天然免疫系统抵抗病原微生物的重要防线。肺泡上皮细胞天然高表达的维生素D活化酶（CYP27B1）促进25(OH)D3合成活化状态的1,25(OH)2D3，而低表达的维生素D钝化酶（24－羟化酶）抑制活化状态的1,25(OH)2D3产生，因此上述酶的表达不同，使得上皮细胞中1,25(OH)2D3的数量也不同。而合成较多的活化状态的1,25(OH)2D3通过增加抗菌肽、TLR及CD14的表达，对机体免疫状态起到重要的调节作用[16]。Zhao等的动物实验证实，1,25(OH)2D3通过减少肠粘膜上皮细胞IFN-γ和TNF-α的分泌，增加紧密连接蛋白的表达，来增强肠粘膜上皮细胞的机械屏障[17]。Hans⁃dottir等的体外研提示在支气管上皮细胞中，通过核转录因子κB信号通路，1,25(OH)2D3减少了IL-8的生成进而提高支气管上皮的免疫防御功能[16]。

在先天免疫中，树突状细胞(dendritic cells，DCs)是至今研究发现功能最强大的抗原递呈细胞(antigen presenting cells，APCs)。按其来源分类，DCs可划分为髓系来源的DCs(mDCs)和淋巴系来源DCs(pDCs)。二者特点鲜明，pDCs主要发挥免疫调节及耐受作用，而mDCs主要起抗原递呈作用。现已发现DCs在体内处于成熟过程的不同阶段，未成熟DCs具有致耐受性。研究发现重组人粒细胞-巨细胞集落因子和重组人IL-4具有在体外诱导的DCs分化和成熟的作用，而1,25(OH)2D3能抑制这种作用，使其保持未成熟的表型，下调主要组织相容性复合体(MHC)Ⅱ类分子和共刺激分子CD40的表达，通过减少DCs分泌IL-12及IFN-γ，增加IL-10的产生，促进DCs的自发性凋亡，抑制其抗原递呈功能。在抗原激活过程中，被1,25(OH)2D3抑制的DCs，仍然能激活CD4+T淋巴细胞，同时借助IL-10依赖的方式将致耐受性传递至被抗原激活的受体细胞[18]。

在获得性免疫方面，辅助T细胞2/辅助T细胞1(Th2/Th1)平衡失衡，Th2的活化亢进是OME发病的重要基础。研究表明1,25(OH)2D3可抑制T淋巴细胞的增殖及相关细胞因子分泌，调节Th2/Th1平衡。一方面，由于CD4效应T细胞表型的可塑性，1,25(OH)2D3可以影响它的表型，减少IL-2及IFN-γ分泌，进而抑制Th1功能，促使T细胞由Th1向Th2转化，与此同时因Th1引起的免疫反应而造成潜在的组织损害得到缓解[19]。而通过增加IL4、IL5和IL13的分泌，Th2在变应性疾病的发病机制中的核心作用得到体现，促使B细胞产生炎症介质及IgE增加，导致肥大细胞和嗜酸性粒细胞增多及过度活化，参与了OME的I型变态反应[20]。另一方面，1,25(OH)2D3和其类似物能够提高耐受表型和功能DCs表达和分泌IL-10，而IL-10能够抑制Th1、Th2的免疫反应，抑制炎症细胞的增殖及活化，减少局部粘膜黏蛋白的产生[21]。

4 维生素D与中耳病原微生物

多项研究表明OME的中耳积液中分离出多种细菌、真菌及病毒等病原微生物，其中最常见的致病菌为流感嗜血杆菌和肺炎链球菌[22]。而1,25(OH)2D3被证实可以通过增加抗菌肽的表达，从而增强单核巨噬细胞抵抗病原微生物的能力[23]。学者通过观察VDR及CYP27B1，发现维生素D还可以加快单核细胞分化为巨噬细胞，增加机体巨噬细胞的数目。进一步研究表明，病原微生物与TLR1／TLR2结合并不能直接促使VDR及CYP27B1的合成，而是通过炎症因子介导实现的，病原微生物先与TLR1／TLR2结合，促使炎症因子IL-15合成，合成的IL-15促使VDR及CYP27B1的进一步合成增加。该研究还发现IL-17也参与了感染及及组织损伤机制，在对抗病原体的过程中间接促使1,25(OH)2D3合成较多的抗菌肽[24]。在秦彩虹等人的研究中，IL-17在OME患者中耳积液中的含量高于同组患者中外周血浆的含量，并后者显著高于健康对照组血浆中的含量[25]。

5 维生素D与咽鼓管功能

咽鼓管的机械阻塞和功能障碍与OME发病密切相关。咽鼓管是中耳与鼻咽部之间的通道，也是中耳与外界的唯一通道，维持鼓膜两侧压力平衡，一些因素会影响咽鼓管这种功能，使得中耳呈负压状态，鼓膜两侧压力不均衡后毛细血管扩张，形成中耳渗液。研究发现变应性鼻炎与咽鼓管功能障碍之间存在一定联系。由于咽鼓管咽口粘膜与鼻咽部粘膜相连，变应性鼻炎会以与引起鼻黏膜炎症同样的方式引起咽鼓管炎症，通过过敏原介导肥大细胞及其它炎性细胞释放炎症介质，引起咽鼓管炎症，导致纤毛运动功能减弱，延迟急性中耳炎积液的清除，导致OME的复发[26]。在大鼠的组胺免疫试验中表明，组胺介导的变态反应使咽鼓管水肿、阻塞，明显减弱了咽鼓管的平衡中耳内外压力的功能，而对23只幼儿猕猴的被动致敏试验中发现，鼻内花粉抗原免疫试验明显使咽鼓管功能受到损害[27]。在两项临床研究中发现，分别检出50%和89%的OME患儿合并有变应性鼻炎，其中83%的OME患儿有家族过敏史[28]。在过敏高发季节，60%患有季节性变应性鼻炎儿童的咽鼓管功能障碍加重，并且与变应性鼻炎症状严重程度有关，但是，不一定会导致OME的加重[29]。也有研究表明，变应性鼻炎为儿童OME的主要危险因素，对患儿适当的鼻炎治疗可在一定程度上避免鼓膜置管手术[30]。维生素D与变应性鼻炎关系密切[2，3]，维生素D水平与变应性鼻炎的发病率呈负相关，研究证实可以调节变应性鼻炎的变态反应及炎症细胞因子，而这些又是引起咽鼓管功能障碍的重要因素，因此我们可以推断维生素D在合并变应性鼻炎的OME患儿中可以对咽鼓管的功能产生影响。

6 总结与展望

OME是儿童常见病，分为急性（acute otitis me⁃dia with effusion,AOME）和慢性（chronic otitis me⁃dia with effusion,COME）两种。COME大部分由AOM未得到及时治疗，反复发作，迁延转化而来。无明显病因的OME具有自限性，大多可在3个月内自愈，但是仍有30%-40%的患者呈慢性或反复发作临床表现[31]。近年来维生素D在免疫及抗炎方面，特别是上呼吸道感染方面的作用得到证实。本文从病因学出发，从参与OME免疫调节的细胞因子，Th2/Th1平衡到病原微生物的对抗以及咽鼓管功能的调节，均有维生素D的参与，并且有流行病学调查文献支持，因此，综上所述我们有理由相信维生素D与OME存在一定相关性。但是，目前在这领域的研究仍然存在一些问题。第一，在有限的流行病学调查研究中，缺乏多人种、种族的参与，例如黑人儿童OME发病率低，美国土著儿童较白人儿童发病率低，高纬度，阳光照射少的地区儿童维生素D缺乏比例较多，未来的研究应该纳入多民族多种族的人群，减少人种差异对研究结果的干扰，当然这也将给研究者带来统计学方面的挑战；第二，究竟维生素D是如何在OME的发病中起作用，我们没有一套完整的生理学研究体系。维生素D在对OME的影响中存在正负两种调节机制，相关细胞因子及对抗病原微生物可抑制OME，但是Th2/Th1平衡失衡，促进B细胞产生LgE则加重OME，两种调节机制哪种占主导目前并未明确，这需要在以后加入更加细化，有针对性的基础研究；第三，Marchisio等的随机对照研究中提示予以维生素D补充的儿童AOM发病率较低，AOM与细菌或病毒感染相关，但导致的COME却并不一定有感染因素存在，补充维生素D能否预防OME，是否因为减少了AOM从而减少COME的发病？另外，体内何种水平的维生素D才能对OME患者达到最佳的免疫调节，维生素D的补充原则如何制定，目前国际上都没有定论，期待未来更多维生素D干预的临床研究证实。