维生素D在类风湿关节炎发病中的免疫机制

周 艳，高 洁，柴艺汇，秦 忠，张孟之，李 倩，罗运凤，李 文，陈云志*

1.贵州中医药大学(贵州 贵阳 550025)2.德江县民族中医院(贵州 铜仁 565200)

类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)是一种慢性持续性滑膜炎的自身免疫系统疾病，其特征性表现为长期存在的炎症和明显的关节破坏[1]。RA除了会造成关节软骨和骨质破坏以外，还会系统性地影响到其他器官[2-3]。流行病学调查发现[4-5]该病全球患病率达0.5%～1.0%，而我国约为0.34%。由于RA会导致关节损伤、残疾、生活质量下降以及心血管疾病和其他合并症，已成为国内主要的致残因素[6]。尽管在治疗方面进行了大量研究并取得了成功，但完全治愈仍然是一个挑战。因此，对RA的防治研究急待挖掘出新的突破口。RA的发病机制较为复杂，关于其发病机制的研究以免疫紊乱占首要地位[7]。最新研究发现[8]维生素D(Vitamin D,VD)除调节体内钙磷平衡、改善糖代谢、调控肾素-血管紧张素系统(RAS)外，还对自身免疫系统疾病具有显著的免疫调节作用。RA患者普遍存在VD低水平现象[9]，VD有望成为预防和治疗RA的有效辅助措施。本文拟围绕VD在RA发病中的免疫机制展开阐述，以期为该疾病的防治提供理论依据。

1 RA的免疫发病机理

RA的发病机制较为复杂，对其发病机制的研究主要围绕免疫紊乱展开。单核细胞是一种非常重要的免疫细胞，可迁移到滑膜组织分化为巨噬细胞，产生大量促炎因子，并进一步转化为破骨细胞，导致RA患者关节不可逆的损伤[10]。树突状细胞(DC)与自身免疫性疾病的诱导有关，成熟DC是唯一能够有效激活幼稚T淋巴细胞的APC，并维持免疫应答的中心环节。由于DC被认为是免疫系统的专职抗原提呈细胞(APC)，并且是唯一能够激活幼稚T淋巴细胞的APC，因此DC可能在破坏自身反应性淋巴细胞的耐受性和支持自身免疫反应中起重要作用[11]。RA发病进程与T细胞亚群有关[12]，调节性T细胞(Treg)是一类控制体内自身免疫反应性的T细胞亚群，可分为天然产生的自然调节性T细胞和诱导产生的适应性调节性T细胞，其与自身免疫性疾病的发生关系密切，异常表达的调节性T细胞可激活滑膜巨噬细胞分泌白介素-1(IL-1)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)等炎性细胞因子，使滑膜发生炎性反应，使关节软骨遭到破坏，从而导致RA等自身免疫性疾病的发生[13]。辅助性T细胞17(Th17)基因多态性与RA发病存在高度相关性。Th17分泌的白介素-17(IL-17)细胞因子在骨破坏中通过上调滑膜破骨细胞分化因子强化破骨细胞分化和功能活性，加重骨破坏[14]。T细胞亚群失衡可导致Th1细胞和Th17细胞分泌促炎性细胞因子水平升高；同时Th2细胞及Treg细胞分泌的抗炎细胞因子水平降低，因此，T细胞亚群间的失衡和RA的发生发展与转归密切相关[15]。B淋巴细胞作为APC在RA的免疫异常中也扮演重要角色，其除了产生自身反应性抗体、分泌多种细胞因子外，还在T细胞的活化以及异位生发中心的维持上起重要作用[16]。

RA的致炎过程以及骨破坏的过程是由多种细胞因子、黏附分子以及趋化因子等组成的免疫调节网络联合参与的。IL-1、TNF-α在类风湿滑膜中产生，可能起到诱导炎症，酶释放，成纤维细胞增殖和组织破坏的作用[17]。IL-6是重要的炎症介质，IL-6调节免疫系统在RA的致炎过程中有重要作用[18]。IL-12在RA滑膜中可检测到，通过补充IL-12的阻断剂干预治疗RA啮齿动物模型后发现，IL-12的阻断剂可改善关节炎症状[19]。IL-17可刺激其他炎性因子的表达，协同其他炎性细胞因子作用于RA的滑膜慢性炎症和破骨细胞活化[20]。IL-4与IL-10可协同抑制Th1细胞反应，抑制IL-1β、IL-6、TNF-α的释放，进而起到抑制炎症反应作用，保护关节内骨组织和软骨不被破坏。因此，如果抑制炎症细胞因子，就可能抑制RA进展。

2 维生素D的免疫调节作用

VD属于类固醇化合物，是人体必需的营养素，主要通过食物摄取、皮肤经紫外线照射后合成两个途径获得。VD在肝内经酶的催化作用下转化变成25-羟基维生素D3[25(OH)D3]，25(OH)D3继而在肾脏形成具有生物活性的1，25(OH)2D3，活性VD与维生素D受体(VitaminD Receptor,VDR)结合而发挥生理作用[21]。VD除调节体内钙磷平衡外，还具有调节免疫系统等多种生物学功能[22]。研究表明[23]1，25(OH)2D3能增强单核/巨噬细胞分化和活化，抑制单核细胞的黏附活性，减少免疫细胞和非免疫细胞的组Ⅱ抗原的表达，用1，25(OH)2D3治疗后，免疫功能显著增强。VD通过提高体内单核细胞的抗菌肽活性来增强机体的免疫能力，并能够下调单核细胞的表达阻止过度炎症反应的发生[24]。体外实验证实[25]1,25(OH)2D3与胸腺髓质细胞的VDR结合后，髓质细胞因植物血凝素(PHA)和IL-1或IL-2刺激引起的增殖反应受到抑制；进一步研究发现，它是抑制胸腺基质树突状细胞分化成熟的主要因子，从而抑制免疫反应。混合淋巴细胞反应实验结果表明[26]1，25(OH)2D3能够抑制树突状细胞成熟，使树突状细胞处于非成熟状态，从而抑制免疫应答。VD通过抑制Th1细胞活化，使CD4+T细胞朝Th2方向分化，影响Th17的发育及功能，抑制T淋巴细胞分化及IL-6、IL-12，IL-17、IL-23、TNF-α等促炎性细胞因子的分泌，增加IL-4、IL-10等抗炎性细胞因子的释放，发挥调节性T淋巴细胞作用[27]。

3 VD在RA发病中的免疫机制作用

免疫紊乱是RA的重要发病机制之一。国内外研究表明[28-29]活性VD通过增强先天性免疫及降低适应性免疫对免疫系统具有双重调节作用。近年VD对免疫系统的调控作用在RA发病机制中的影响成为众多研究领域的热点话题，动物实验提出[30]通过补充维生素D3(VD3)干预胶原诱导的关节炎小鼠后发现，VD3可预防或延迟关节炎的发生。临床研究显示[31]RA患者通过VD干预治疗后，临床症状得到明显改善的同时，滑膜细胞分泌的IL-1、IL-6等细胞因子受到显著抑制。1，25(OH)2D3通过抑制RA患者核因子κB(NF-κB)受体活化因子配体(RANKL)产生，降低外周血相关炎性细胞因子对骨的侵蚀与破坏[32]。Toll样受体(TLR)在免疫细胞呈递抗原方面发挥关键作用，是RA感染途径模式的上游识别因素，受到活性VD的影响；VD可能通过影响TLR表达的免疫进程，从而降低RA的炎症反应[33-34]。

VD诱导免疫耐受，其机制与减少抗原呈递，抑制促炎性辅助性T细胞助手和诱导调节性T细胞等来调节免疫反应有关[35]。VD以树突状细胞及T、B淋巴细胞为靶细胞，通过抑制IL-17、γ-干扰素(IFN-γ)等炎症细胞因子的合成，促进IL-10、转化生长因子-β(TGF-β)抗炎细胞因子的分泌，从而调节RA患者免疫内稳态[36]。VD通过抑制树突状细胞成熟和分化，减少IL-12、IL-23等促炎细胞因子的产生，增加IL-10抗炎因子的合成，进而改变T细胞的分化能力，促使其从Th1和Th17向Th2和调节性T细胞方向转化，这对于RA的防治具有重要意义[37]。1，25(OH)2D3可减少辅助性Th17细胞的自身免疫过程，从而抑制抗原呈递、抗体产生，同时还可以抑制树突细胞分化、淋巴细胞增殖及相关细胞因子释放[38]。相关研究发现[39]1，25(OH)2D3可直接作用于Th17细胞，抑制IL-17及TNF-α水平及滑膜液中炎症因子的表达，这意味着1，25(OH)2D3辅助治疗，可能会对炎性反应的抑制来发挥作用，更有助于改善RA患者的病情。

RA患者体内存在活性异常的B淋巴细胞，B淋巴细胞同样参与了RA的自身免疫过程。RA患者外周血中VD水平降低与B淋巴细胞功能亢进和(或)反应性B淋巴细胞数量增加有关；而B细胞功能亢进或活化增多会造成RA患者体内VD水平进一步下降，从而形成恶性循环[40]。研究发现[41]活性VD对B淋巴细胞功能具有一定影响，RA患者活性VD干预治疗后可持续抑制活性B淋巴细胞增殖，减少浆细胞核记忆B细胞的产生以及免疫球蛋白分泌，最终诱导B细胞凋亡，这对于延缓RA患者的病程具有一定意义。综上所述，VD有望成为防治RA的有效辅助措施，其机理可能与VD对免疫系统的调控有关，但其具体机制作用有待研究。

4 结语

近年来RA高发与VD的缺乏存在一定的相关性。VD对自身免疫系统的调控在RA的辅助治疗中有一定作用而受到现代医学的高度关注。VD可能通过调控免疫紊乱机制达到治疗RA的目的，VD的补充已被建议用于该病预防[42]。值得注意的是，虽然VD作为一种非常有前景的RA辅助治疗措施，但其作用机制尚不明确，不能单纯的从改善炎性指标及临床症状有效而论；而且面对那些层出不穷的临床研究证据，也需要经过严格评价，探明其严谨性、科学性、实用性，才能给临床指南的制定提供依据。基于此，课题组将进一步设计实验，通过结合端粒生物学、代谢组学等科研视角，借助现代科学技术方法，以医学、药学、分子生物学等多种相关学科相结合，不断创新科研思路与方法，系统地揭示VD在RA发病中的具体分子机制，为该疾病的治疗提供实验及理论依据。