维生素D对系统性红斑狼疮的影响

王 瑞，王 丹，艾 娇，罗 曼，刘 静，袁国华※

(1.川北医学院附属医院风湿免疫研究所，四川 南充 637000； 2.乐山市人民医院风湿免疫科，四川 乐山 614000)

维生素D是脂溶性维生素，其属于类固醇化合物。人体的维生素D来源有3种，即阳光、食物和药物补充剂，但维生素D3(80%～90%)的主要来源为通过皮肤的光合作用获得[1]。维生素D在钙稳态中起重要作用。其除参与调节膳食钙的肠道吸收、肾脏钙的排泄和骨骼中的钙离子通量外，也有助于调节免疫系统。目前，维生素D缺乏症已在越来越多的自身免疫性疾病中被描述，包括1型糖尿病[2]、多发性硬化症[3]、类风湿关节炎[4]和系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)[5]等。其中，SLE是一种多系统自身免疫性疾病，虽然其发病机制尚不明确，但人们认为遗传易感个体的某些不明确环境因素可诱发SLE。近年来，维生素D缺乏被认为是SLE发展和疾病活动持续存在的危险因素[5]。在SLE患者中，许多免疫学异常与维生素D的免疫作用是相互的，如异常的T细胞调节B细胞、自身抗体产生过多、免疫复合物和凋亡体的吞噬清除减少[6]。现就维生素D的生理代谢、免疫调节作用及维生素D与SLE肌肉骨骼外症状的联系予以综述。

1 维生素D的生理代谢

维生素D进入体内时，不具有活性，其需先在肝脏中经25-羟化酶转变为25-羟维生素D，再经肾脏近曲小管的1α-羟化酶催化才转化为有生物活性的维生素D3，即1,25-二羟维生素D3[1,25-dihydroxyvitamin D3，1,25(OH)2D3](骨化三醇或钙三醇)[1]。为了控制1,25(OH)2D3的水平，24-羟化酶与C-24上的羟基化物25-羟维生素D3或1,25(OH)2D3分别产生活性较低的代谢物24,25-二羟维生素D3和1,24,25-三羟维生素D3[7]。因此，1,25(OH)2D3的水平主要由25-羟化酶与24-羟化酶之间的平衡决定。而成纤维细胞生长因子23和甲状旁腺激素为调节这种平衡的两种重要蛋白质。成纤维细胞生长因子23通过抑制1α-羟化酶的合成，减少25-羟维生素D3向1,25(OH)2D3转化；同时促进24-羟化酶的表达，加速有活性的1,25(OH)2D3向活性较弱的1,24,25-三羟维生素D3转化，从而降低1,25(OH)2D3水平。甲状旁腺激素可以刺激1α-羟化酶活性增强，促进25-羟维生素D3向活性维生素D 转化，从而升高1,25(OH)2D3水平[7]。

2 维生素D的免疫调节作用

活性维生素D与特异性的维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)结合才能发挥作用。巨噬细胞、树突状细胞、T细胞和B细胞均可表达VDR，且这些免疫细胞还含有1α-羟化酶。而1α-羟化酶可将前体维生素转化为活性维生素D[8]。维生素D除可降低巨噬细胞对淋巴细胞的抗原呈递活性外，还可抑制单核细胞向髓样树突状细胞的分化、B细胞增殖、浆细胞分化、抗体产生，以及多种细胞因子的合成，包括白细胞介素(interleukin,IL)-12、IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)。此外，维生素D能诱导调节性T细胞和自然杀伤细胞的活化，增加树突状细胞和T淋巴细胞诱导的凋亡，以及产生IL-4、IL-5和IL-10[9]。

维生素D是影响固有免疫和适应性免疫的关键因素，其通过作用于B淋巴细胞和免疫球蛋白来增强固有免疫，但抑制适应性免疫[6]。关于固有免疫，1,25(OH)2D3通过作用于抗原呈递细胞增强对不同病原体的第一反应，且其也可以通过单核细胞、巨噬细胞、角质形成细胞中的内分泌机制(1α-羟化酶的激活)刺激抗微生物肽的合成，如抗菌肽，从而有助于杀菌[10]。关于适应性免疫，1,25(OH)2D3对T细胞和B细胞均有直接影响。1,25(OH)2D3通过1,25(OH)2D3/VDR对IL-2和γ干扰素转录有直接影响，其选择性的下调辅助性T细胞1及炎症因子IL-2和γ干扰素[11]。

1,25(OH)2D3对B细胞稳态有直接影响。为证实VDR对B细胞增殖和免疫球蛋白产生的直接介导作用，一项研究通过测量血清1,25(OH)2D3水平，并分析其对B细胞的直接影响发现，维生素D在B细胞相关疾病(SLE)中具有潜在作用[12]。同时，该研究在B细胞中也检测到了1α-羟化酶的表达，表明B细胞也可能对维生素D具有自分泌或内分泌反应[12]。1,25(OH)2D3可调节核因子κB介导的人幼稚B细胞活化。与记忆性B细胞相比，幼稚B细胞主要以1,25(OH)2D3为靶点，如能明显诱导VDR靶基因CYP24A1(cytochrome P450,family 24,subfamily A,polypeptide 1)[13]。VDR活化导致人幼稚B细胞p105/p50蛋白和信使RNA表达显著降低。这种效应是由p65受损的核易位介导，从而减少了p65与p105启动子结合位点的结合[13]。临床上，SLE患者25-羟维生素D的血清水平与疾病活动性呈负相关[14]。与抗核抗体阴性健康对照组相比，抗核抗体阳性健康对照组更易缺乏维生素D；同时研究发现，1,25(OH)2D3缺乏与SLE的某些免疫异常有关，这进一步提示维生素D在自身抗体产生和SLE发病机制中起重要作用[14]。

3 维生素D与SLE

维生素D缺乏在SLE患者中非常普遍。Sumethkul等[15]发现，活动期SLE合并狼疮性肾炎的患者维生素D水平显著低于未合并狼疮性肾炎的患者，提示狼疮性肾炎是SLE患者维生素D缺乏的重要预测因子。文献报道，SLE患者中维生素D不足(20～30 ng/mL)的患病率为38%～96%，而维生素D缺乏(<20 ng/mL)的患病率为8%～30%[16]。另有文献报道了维生素D水平与SLE疾病活动之间的关系，提示冬季维生素D缺乏可能是SLE流行的危险因素[17]。而1,25(OH)2D3不仅促进了与辅助性T细胞2相关细胞因子的产生，还诱导调节性T细胞参与一种“关闭”的炎症反应。研究表明，维生素D主要是通过增加调节性T细胞数量和产生抗增殖作用在SLE中发挥作用[12]。同时，SLE患者血清维生素D水平与临床疾病活动性和抗双链DNA滴度呈负相关[18]，且用于治疗SLE的药物也可以影响维生素D的代谢，如糖皮质激素、羟氯喹、免疫抑制剂等。其中，长期使用皮质类固醇通过增加24α-羟化酶活性减少肠道吸收并加速25-羟维生素D和1,25(OH)2D3的分解代谢[19]。此外，维生素D缺乏率的广泛变化与许多环境因素有关，如纬度、吸烟、采血时的工作环境(室外与室外)、季节和种族。

4 维生素D与SLE肌肉骨骼外症状

SLE是一种多系统多器官炎症参与的疾病。其临床表现从轻微的皮疹到累及危及生命的肾脏、心脏和大脑等器官。临床上医师主要关注减轻炎症，控制疾病活动性，但患者更在意生活品质，经常会报告各种症状，包括更显著的疲劳、睡眠障碍和认知功能障碍等。

4.1疲劳 疲劳是难以量化的主观参数，可以定义为过度的疲惫感。即使经过充分的休息和睡眠，疲惫也无法消除。高达90%的SLE患者曾报道过疲劳，超过50%的人认为疲劳是致残最严重的症状[20]。这一持续存在的问题会干扰SLE患者生活质量的各个方面，并严重影响患者的身心状态。疲劳的原因尚不清楚，可能与SLE患者疾病活动及糖皮质激素的使用相关[20]。而维生素D在SLE相关疲劳中的作用已被广泛研究，研究发现维生素D与疲劳呈负相关[20-21]。一项研究表明，疲劳与维生素D 水平低下相关[22]；另一项研究也得出了相同结论[23]，这揭示了维生素D在疲劳中的潜在作用，但目前尚不清楚维生素不足是否与患者疲劳程度相关。在一项针对青少年性红斑狼疮患者的临床试验中，研究者观察到补充维生素D 6个月后疲劳量表评分有所改善[24]。

随着对维生素D认识的加深，人们发现维生素D缺乏导致疲劳的一个关键机制为睡眠调节。因为维生素D可能会影响炎症级联反应的各种成分表达，引起睡意。TNF-α是构成急性期反应并引发全身炎症的关键细胞因子。已知注射TNF-α可引起包括人类在内的多种哺乳动物的嗜睡[25]，这种细胞因子在许多涉及睡眠障碍的临床条件下水平均有升高，如慢性疲劳综合征、透析后疲劳和阻塞性睡眠呼吸暂停[26]。此外，狼疮性肾炎患者的血清25-羟维生素D与TNF-α水平呈显著负相关，表明维生素D缺乏可能与SLE患者的TNF-α水平升高有关[27]。同时，维生素D缺乏可能通过上调核因子κB而导致疲劳。核因子κB激活后会刺激多种促睡眠物质的产生，如IL-1β、TNF-α和神经生长因子[28]。核因子κB通过睡眠剥夺在下丘脑和皮质内激活。注射核因子κB抑制肽可以缩短非快速眼动睡眠时间，抑制IL-1β的睡眠诱导作用[29]。维生素D在中枢神经系统中具有重要的保护作用，其可以预防神经组织的氧化损伤和抑制小胶质细胞中促炎细胞因子(TNF-α、IL-6和一氧化氮)的产生[30]。

一项横断面研究表明，在40例未补充维生素D的女性SLE患者中，存在维生素D不足(25-羟维生素D<30 ng/mL)患者的疲劳评分明显高于维生素D水平正常的患者(P=0.009)[23]。Ruiz-Irastorza等[31]通过对25-羟维生素D水平和2年后视觉模拟评分法评分的随访评估，进一步研究了SLE患者维生素D状态与疲劳的关系。结果显示，维生素D水平与视觉模拟评分法评分呈负相关。

4.2睡眠障碍 睡眠障碍可以发生在一半以上的SLE患者中，其与疾病活动、疼痛和疲劳之间的关联已被报道[32]。有学者通过使用匹兹堡睡眠质量指数对60例SLE患者进行回顾性研究，揭示了血清维生素D水平低与睡眠质量差之间的关系[33]。SLE患者睡眠障碍的发病机制复杂多样，研究表明，疾病活动、疼痛、疲劳以及心理因素，特别是抑郁，是睡眠障碍的潜在机制[34]。Gholamrezaei等[33]初步研究表明，维生素D是影响SLE患者睡眠质量的独立危险因素。SLE患者维生素D水平低与较差的睡眠质量相关，与人口统计学、疾病、心理相关素及评估季节无关[33]。虽然目前维生素D缺乏与睡眠障碍之间的潜在联系机制尚不清楚，但有证据表明，维生素D缺乏可能与扰乱睡眠的非特异性骨骼疼痛之间存在关联[35]。补充维生素D可以改善慢性疼痛患者的疼痛和睡眠[35]。此外，维生素D也参与免疫调节，故其缺乏可导致免疫调节改变和炎症细胞因子的产生增加，从而影响睡眠。免疫功能的改变可能会导致腺扁桃体肥大、气道肌肉肌病和慢性鼻炎，这些均会促进阻塞性睡眠呼吸暂停(SLE患者常见的一种睡眠障碍)[36]。

维生素D可能在SLE患者睡眠质量中起作用的另一个机制为其对心理健康的影响。在临床和亚临床人群中，情绪障碍(主要为焦虑和抑郁)是失眠和睡眠质量的重要因素。一项横断面和队列研究的荟萃分析显示，低维生素D水平与抑郁症之间存在关联[37]。

4.3认知功能障碍 20%～80%的SLE患者出现认知功能障碍[38]。而维生素D对免疫细胞和神经细胞有显著作用[38]。其中，维生素D的免疫调节作用逐渐引起了广泛的关注，因为维生素D水平的降低在自身免疫性疾病的动物模型中会引起免疫介导的症状，且是各种脑疾病的危险因素。此外，维生素D水平低与大脑功能受损之间存在联系，因为25-羟维生素D3穿过血脑屏障到达存在于中枢神经系统神经元和胶质细胞上的VDR。一项研究探讨SLE患者维生素D水平与认知功能障碍之间的关系得出，25-羟维生素D3的缺乏能独立预测SLE患者认知功能障碍[38]。

随着SLE患者寿命的延长，神经精神性SLE被认为是影响SLE患者生存的重要因素之一[39]。在美国风湿病学会神经精神病狼疮命名特设委员会确定的19种神经精神性SLE综合征中，认知功能障碍是神经精神性SLE最常见的表现形式[40]。SLE的认知功能障碍可能是由白质炎症引起的。炎症作为一种病理刺激，随后引起白质束损伤。而精密的磁共振弥散张量成像和光谱技术可以检测微观结构和代谢异常，这有助于进一步了解与维生素D缺乏症相关的认知功能障碍[41]。研究表明，低维生素D水平与大脑功能受损之间存在联系[42]。25-羟维生素D3穿过血脑屏障到达VDR，VDR存在于中枢神经系统的神经元和胶质细胞上，通常它们共同定位于表达1α-羟化酶的细胞中[42]。在中枢神经系统中，25-羟维生素D3转化为有生物活性的1,25(OH)2D3，且维生素D为神经甾体(由脑组织细胞合成的甾体激素)。神经甾体的生理特性多样，其在大脑中的时间和区域均不同。新生小鼠在大脑发育过程中若出现维生素D缺乏症，其大脑结构和神经化学会出现相应的变化[43]。1,25(OH)2D3在体外对神经营养功能、神经保护和神经免疫调节有影响。其不仅增加了神经生长因子、神经保护素3和低亲和力p75神经营养因子受体的合成，还通过电压门控钙通道调节神经元内钙稳态，并通过抗氧化作用表现出对谷氨酸毒性的神经保护特性[44]。此外，1,25(OH)2D3抑制了主要组织相容性复合物Ⅱ类蛋白的表达，并使炎症细胞对凋亡信号敏感。从功能上讲，皮质和海马体中VDR的大量表达表明25-羟维生素D3对认知有显著的潜在影响[45]。以上研究结果支持了25-羟维生素D3在神经免疫学和神经退行性疾病管理中的药理学潜力。

4.4心血管风险 在一项对890例SLE患者进行的前瞻性研究中，多因素Logistic回归分析显示，25-羟维生素D高分位数的患者患心血管疾病(高血压和高脂血症)的风险较小[46]。近年来，心血管疾病的生物物理标志物，如颈动脉斑块、颈动脉内膜-中层厚度、内皮依赖性扩张和动脉僵硬，已成为心血管疾病的潜在生物标志物[46]。有学者在配对病例对照研究中使用颈动脉超声测量斑块总面积发现，25-羟维生素D水平与调整年龄后的斑块总面积成反比[47]。此外，有学者通过使用由25-羟维生素D、低密度脂蛋白和未使用血管紧张素1转换酶抑制剂组成的Logistic回归模型预测动脉粥样硬化发现，其准确率为84%[47]。然而，由于研究方法、患者特征和生物物理标志物测量的操作者依赖性不同，故并非所有研究均发现维生素D缺乏与存在心血管危险因素之间存在显著关系[48]。Reynolds等[49]通过诱导红斑狼疮MRL/lpr小鼠模型缺乏维生素D观察其是否会改变小鼠的内皮功能、新生血管生成和疾病进展，并分析了SLE患者维生素D水平与Ⅰ型干扰素特征的关系。结果得出，饮食中缺乏维生素D3会迅速消耗小鼠血清中的维生素D。缺乏维生素D会阻碍血管修复、降低内皮细胞功能，并激活Ⅰ型干扰素通路[49]。

5 维生素D的补充与SLE

研究证明，维生素D的补充可能在降低尿蛋白与肌酐比值中起作用[50]。自身免疫性疾病的特点为免疫反应过度活跃。而维生素D因其对免疫系统的影响故可用于SLE治疗。因此，了解1,25(OH)2D3如何调节免疫系统可以发现自身免疫性疾病的新治疗靶点。在MRL-lpr/lpr小鼠中，补充维生素D可延长寿命，减少蛋白尿，改善膝关节炎，并预防皮肤病变[51]。SLE患者补充维生素D可以降低炎症细胞因子(IL-1、IL-6、IL-18、TNF-α)水平和红细胞沉降率，且补充维生素D还与自身抗体的减少和补体水平的升高有关[52]。目前，如何通过调整补充剂以获得维生素D的免疫调节作用尚不完全清楚。维生素D3是大多数研究中使用的化合物，因为它在大多数国家均可用。维生素D2的使用仅限于美国，但维生素D2清除更快，组织生物利用度更低。关于维生素D补充与SLE疾病活动之间的关系，两项随机双盲安慰剂对照试验[52-53]和一项队列研究[50]发现，补充维生素D能减少疾病活动，而其他两个队列研究表明补充维生素D后疾病活动性没有改变[31,54]。Aranow等[53]发现，补充维生素D3高达4 000 IU/d未能减少干扰素诱导的基因表达。所以，维生素D在SLE治疗中的作用需进一步研究证实。应用维生素D治疗SLE的另一个重要问题为补充维生素D的安全性。通常情况下，维生素D的毒性很罕见，最主要的并发症为高钙血症和高钙尿症。高钙血症的发生率为0.002%～2%[50，52]。一旦开始补充维生素D，需要维持3个月1,25(OH)2D3水平才能稳定。

6 小 结

重视SLE患者血浆维生素D水平低下，不仅基于钙代谢的影响，还基于其他潜在的影响，如肌肉骨骼外并发症(心血管风险、疲劳、睡眠障碍和认知障碍)。肌肉骨骼外并发症的高发生率为运用维生素D辅助SLE患者的治疗奠定了基础。虽然并非所有的临床试验均证明补充维生素D对SLE患者有显著益处，但对于改善SLE疾病活动性及其相关并发症具有足够维生素D水平的患者占明显优势。目前几乎所有关于维生素补充治疗的试验患者均具有良好的耐受性，所以临床针对SLE患者应保证足够的维生素D摄入及补充。但目前SLE患者适宜的血清维生素D水平尚未确定，所以需大型、多中心临床试验进一步探究。