维生素D缺乏与自身免疫性肝炎相关性研究进展

梅胜梅, 周俊英

(河北医科大学第三医院 感染科, 河北 石家庄 050051)

自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis, AIH)是一种病因不明的免疫介导的慢性炎症性肝病，其临床特征为自身抗体阳性、转氨酶升高以及高丙种球蛋白血症，病理表现包括淋巴细胞浸润和界面性肝炎。AIH以女性为主，可发病于任何年龄和任何种族[1]。随着疾病的进展可发展为肝纤维化、肝硬化，甚至出现急性重症(暴发性)肝炎或隐源性肝癌[2]。越来越多的研究表明，维生素D不仅有调节骨代谢和钙稳态作用的经典途径，还有免疫介导、抗氧化、抗纤维化及抗炎作用的非经典途径。维生素D缺乏与自身免疫性疾病如多发性硬化症、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、炎症性肠病[3]，以及传染性疾病如慢性乙型病毒性肝炎、慢性丙型病毒性肝炎及代谢性疾病(如非酒精性脂肪性肝炎)、肿瘤等密切相关。而AIH作为一种病因不明确的肝细胞实质炎性病变，大量的文献已经证实维生素D缺乏与AIH发病机制有关，本文就维生素D缺乏与AIH相关性进行综述。

1 维生素D概述

1.1维生素D来源与合成 维生素D是一种脂溶性维生素，包括维生素D2(麦角钙化醇)和维生素D3(胆钙化醇)两种生物活性形式。维生素D2主要来源于植物；而维生素D3主要是通过鱼类、鸡蛋等食物摄取，并在体内通过皮肤表面的7-脱氢胆固醇在紫外线照射下经热异构作用转变而来，其与维生素D结合蛋白(vitamin D binding protein, DBP)结合，转运到肝脏，在25-羟化酶作用下生成25(OH)D3，血液中主要以该形式存在，因此测定25(OH)D3含量评估体内维生素D的水平。25(OH)D3转运至肾脏，在近端小管通过1α-羟化酶，产生其活性形式1, 25(OH)2D3[4]。

1.2维生素D免疫介导作用 维生素D参与了许多生物过程，通过配体-受体结合、激活与不同基因启动子区的反应元件相互作用来调节先天性免疫反应, 参与众多细胞，包括树突状细胞(dendritic cell, DC)和自然杀伤T细胞(natural killer T cell, NKT)和适应性免疫(Th1、Th2和Th17淋巴细胞)，并最终导致多种免疫细胞的功能变化[5]。维生素D通过结合维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)发挥其生物效应[6]。VDR直接或间接调节200多个基因的表达，影响细胞增殖、分化和凋亡，以及免疫调节和血管生成[7]。VDR在大多数组织和细胞中表达，包括肝脏、胰腺和免疫细胞(如B淋巴细胞、T淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、NKT和DC)。免疫细胞能够在局部将25(OH)D3转化为其活性形式1, 25(OH)2D3，与VDR相互作用导致构象变化后，使之与类视黄醇X受体相互作用形成异源二聚体，再与DNA中的维生素D反应元件(vitamin D response element，VDRE)结合，促进基因转录。

先天性免疫反应：①1, 25(OH)2D3激活巨噬细胞中的抗菌肽，促进抗菌作用[8]；②抑制单核细胞向DC转化，阻止DC成熟，促进DC凋亡，减少IL-12的产生，抑制T细胞和NKT的细胞分化活性，从而降低炎症反应[9]。

适应性免疫反应：①抑制组织相容性复合体Ⅱ类分子(major histocompatibility complex class Ⅱ transactivator, MHC-Ⅱ)，破坏抗原呈递，减少T细胞增殖，将细胞因子极化为Th2型，上调细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4， CTLA4)和Foxp3，增加调节性T细胞(regulatury T cell, Tregs)的生成[10]，损害B细胞功能并诱导B细胞凋亡，导致自身抗体减少，从而抑制免疫反应；②增加白细胞介素(interleukin, IL)-10的分泌，促进抗炎介质，阻断活化的T细胞的核因子κB((nuclear factor κB, NF-κB)和细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)来抑制Th17活性[11]，减少Th17细胞因子[12]，降低炎症反应。

1.3维生素D抗纤维化作用 维生素D、VDR及其激动剂通过某些途径及信号通路抑制肝星状细胞(hepatic stellate cells，HSC)活化，减少细胞外基质的积累，激活降解细胞外胶原的基质金属蛋白酶，并抑制金属蛋白酶的组织抑制剂的表达[13]，而达到抗纤维化作用。Reiter等[14]利用Abcb 4(-/-)的小鼠模型，验证了VDR的活性形式骨化三醇能抑制HSC的活化和增殖，诱导抗纤维化基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinases-13，MMP-13)的表达和分泌，使MMP-13的mRNA水平和活性显著增加。在小鼠体内，骨化三醇使丙氨酸转氨酶(alanine aminotransferase, ALT)水平降低，炎症细胞及促炎因子减少，从而减轻了肝脏炎症损伤。但在胆汁淤积性肝纤维，补充维生素D没有发现明显的抗纤维化作用。同样，Ding等[15]在四氯化碳处理的小鼠肝纤维化模型中利用钙泊三醇观察到肝纤维化的改善。钙泊三醇可减轻硫代乙酰胺诱导的肝纤维化，通过降低转化生长因子-β1(transforming growth factor-β, TGF-β)水平和调节TGF-β1/Smad信号通路来抑制HSC活化，并且通过降低组织抑制金属蛋白酶-1(tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1, TIMP-1)和恢复金属蛋白酶及其抑制剂之间的平衡来帮助纤维分解[16]。Hu等[17]利用刀豆蛋白A(concanavalin A, ConA)诱导的肝炎模型，证明1，25(OH)2D3对ConA诱导的肝炎有明显的保护作用，其作用机制与下调T细胞免疫和上调VDR基因表达有关。1，25(OH)2D3能显著增加VDR的基因表达和蛋白水平，抑制TNF-γ，增加IL-4和IL-5，抑制CD4+ T细胞，增加CD8+ T细胞，降低了CD4+ /CD8+比率，从而达到降低炎症的作用。

1.4维生素D对糖皮质激素的调节作用 糖皮质激素(glucocorticoid, GC)主要是通过与胞浆中的糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)结合来发挥生物学作用。GC诱导单核细胞产生有丝分裂原激活的蛋白激酶磷酸酶-1(mitogen-activated protein kinase phosphatase-1, MKP-1)，维生素D通过上调MKP-1，抑制单核细胞和巨噬细胞中p38的活化和细胞因子的产生[18]。单核细胞胞质内的GR被GC激活，激活的GR转运至细胞核，与MKP-1基因启动子上的糖皮质激素反应元件(glucocorticoid response element, GREs)结合，MKP-1的产生增加，丝裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPK)的促炎作用减弱。维生素D通过增加粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子介导的中介复合物亚基14(mediator complex subunit 14, MED14)的产生，增强GC的抗炎作用。MED14反过来又增强了活化的GR与GREs的结合[19]。维生素D还能促进GC对脂多糖诱导产生的IL-6的抑制作用[20]。维生素D可能间接影响GC的其它途径还包括抑制转录因子的激活蛋白-1(activator protein-1, AP-1)、NF-κB，这些途径可能间接通过干扰的核易位NF-κB来实现的[21]。

GC作为AIH的一线用药，维生素D能增强GC的抗炎作用，而维生素D不足/缺乏可能会影响标准GC治疗AIH的有效性。

2 维生素D缺乏在AIH患者中的流行病学

美国内分泌学会[22]规定≤20 ng/ml为维生素D缺乏，≤10 ng/ml为严重缺乏；≤30 ng/ml为维生素D不足；>30 ng/ml为维生素D正常。维生素D不足/缺乏已经成为一种流行病和公共健康问题，全球约10多亿存在维生素D不足/缺乏。一项基于葡萄牙的研究表明，约66%的葡萄牙人中存在维生素D缺乏/不足，冬季、生活在亚速尔群岛、年龄较大和肥胖是最重要的危险因素[23]。来自马来西亚关于儿童慢性肝病患者维生素D水平的横断面研究提示，患有慢性肝病的儿童普遍存在维生素D缺乏/不足[24]。同样，在土耳其的一项研究中，有64%～92%的慢性肝病患者和81%的AIH患者血清维生素D水平较低。一项荟萃分析显示，维生素D缺乏在非酒精性脂肪性肝病患者中普遍存在[25]。因此，维生素D缺乏/不足普遍存在于各类人群中。

3 AIH患者维生素D缺乏的病因及机制

维生素缺乏主要与光照时间、吸收不良、饮食缺乏、细胞色素P450功能受损、性别、年龄、遗传因素等密切相关，随着现代生活方式的改变，人们更偏向于室内活动，尤其是女性有意地使用防晒化妆品及遮阳伞等防晒行为，大大减少了阳光照射。在慢性肝病患者中，由于疾病因素可能减少外出频率，暴露在阳光下的时间很短；其次，由于门静脉高压引起的肠水肿和胆汁酸产生和分泌的减少而导致结肠对维生素D吸收不良，可能降低血清维生素D水平；第三，维生素D的活化和DBP的水平可能随着肝病进展而降低，导致血清维生素D水平降低[26]。女性比男性更容易导致维生素D缺乏，可能与雌激素增强VDR基因表达和转录，从而导致体内维生素D水平减低有关[27]。老年人由于体力活动和日晒减少、肾功能下降、雌激素水平降低，以及与维生素D缺乏相关的肠道钙吸收减少，老年人更容易导致维生素D缺乏。基于人群的流行病学研究表明，丹麦AIH的发病高峰年龄为70岁，新西兰为60～69岁[28]，因此补充维生素D可能对于AIH老年患者有益。在多种VDR基因多态性中，据报道BsmI和TaqI与AIH相关，在德国[29]的研究中发现原发性胆汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis, PBC)患者与VDR的BsmI多态性之间有显著的相关性，与中国[30]研究一致的是，群中VDR的FokI多态性与AIH相关联。

4 维生素D缺乏与AIH的相关性

维生素D主要通过与MHC-Ⅱ, Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)，细胞色素P450(cytochrome P450, CYP450), CTLA4, Tregs以及Foxp3等信号通路及细胞因子对AIH发挥作用。

TLRs是体内重要的受体，主要表达在DC、枯否细胞和一些淋巴细胞的细胞膜上，一旦与病原体相关分子模式(pathogen-related molecular model, PAMP)结合，通过受体相关激酶激活多种转录因子并转录分泌相应促炎细胞因子。维生素D缺乏引起机体过表达TLR-2、TLR-4 、TLR-9，Jeong等[31]证实了钙三醇能降低TLR2、TLR4、 TNF-α、IL-1的表达。Roth等[32]利用维生素D缺乏的非酒精性脂肪性肝病小鼠模型，发现维生素D缺乏的小鼠组的TLR2、TLR4、TLR9以及IL-4、IL-6均高于维生素D正常的小鼠组，并且前者表现出更严重的肝细胞脂肪变性和肝内小叶炎症。

CYP450家族中的CYP2D6是2型AIH中抗-肝肾微粒体抗体-1型的靶抗原，作为一种潜在的25(OH)D的1α-羟化酶，它能将维生素D3转化为成25(OH)D[12]。而CYP2D6缺乏会引起维生素D缺乏，维生素D缺乏反过来引起炎症因子表达，使肝脏炎症进一步加重。

Tregs是一种淋巴细胞，其特征是表达CD4+CD25+Foxp3，在AIH炎症活动期，CD25+T细胞减少，表达低水平的Foxp3。Foxp3+T细胞主要位于肝小叶窦周间隙和门静脉。维生素D的补充可增加Tregs活性[12]。骨化三醇结合VDR上调CD4+ T细胞中Foxp3的表达，并刺激活化的T细胞表达高水平的CTLA4和Foxp3，从而减少AIH的炎症反应。

在Tao等[33]回顾性研究中，纳入635例肝病患者，其中确诊为AIH有80例，与健康者相比，发现确诊为AIH的患者体内炎症水平明显升高，氧化应激能力明显增强，T细胞亚群和维生素D水平明显降低；同时，对维生素D水平下降的AIH患者进行研究，发现与维生素D水平正常的AIH患者相比，炎症和应激反应更显著，T细胞亚群水平降低。此外，与肝功能正常的患者相比，肝功能异常的AIH患者的炎症和应激反应明显增加，T细胞亚群水平明显降低，维生素D水平下降。最后，对AIH患者血清25(OH) D水平与炎症因子、肝功能相关指标和T细胞亚群相关指标的相关性分析表明，AIH患者血清25(OH) D水平与热休克蛋白、TNF-α、ALT和丙二醛呈负相关，与CD3+T细胞和CD4+T细胞计数、超氧化物歧化酶和总抗氧化能力呈正相关, 。在AIH患者中，维生素D水平显著降低，体内炎症和氧化应激反应增强，T细胞亚群水平降低。因此，AIH患者合并维生素D水平降低，更容易发生体内无菌性炎症变化和过氧化反应，使肝脏炎症反应加重，更快进展为肝纤维化。Arai等[13]验证血清25(OH)D3水平和VDR相关基因单核苷酸多态性与经活检证实的非酒精性脂肪肝患者的肝纤维化严重程度显著相关，维生素D水平越低，纤维化程度越重。

在慢性肝病中，维生素D缺乏程度与肝病的严重程度和进展呈正相关，Paternostro等[34]回顾性分析了肝硬化患者中维生素D水平，发现当维生素D≤10 ng/ml时，不良事件如腹水、门静脉高压及原发性肝癌的危险性增高，病死率也增加，而维生素D可能作为评价不良事件的预测因子。同样，Efe等[35]对68例治疗无效的AIH患者和34例健康对照者的血清25(OH)D水平测定，发现AIH患者血清25(OH)D平均水平显著低于健康对照组。低水平的25(OH)D与AIH患者的进展性纤维化和严重界面肝炎独立相关，他们认为血清25(OH)D水平可能是肝纤维化的一个潜在的非侵入性标志。一项加拿大回顾性研究[18]表明，对209例疑诊或确诊为AIH患者通过肝脏组织检查进行了评估，定义血清维生素D水平<10 ng/ml为严重维生素D缺乏。实验结果表明有42例患者(20%)有严重维生素D缺乏。在治疗无反应的病例中，严重维生素D缺乏的患者比维生素D正常的患者更常见。严重维生素D缺乏与发生肝硬化的较高风险独立相关(HR3.40；95%CI1.30-8.87，P=0.01)和肝脏相关的病死率或肝移植的需求有关(LT；HR5.26，95%CI1.54-18.0，P=0.008)。补充维生素D之后持续严重缺乏维生素D的患者疗效仍然不佳。因此，他们认为严重维生素D缺乏是AIH的预后生物标志物。

近年来维生素D的骨骼外作用越来越引起重视，全球约有10多亿存在维生素D不足/缺乏，而对于慢性肝病患者，特别是AIH患者，长期口服GC容易导致激素后不良反应的发生，补充维生素D可能会起到预防骨质疏松、减轻肝脏炎症、抑制肝纤维化、延缓肝硬化、减少肝脏相关的不良事件等多种功效，并且维生素D价格低廉，易于口服，临床可操作性强，引起不良事件少。指南[36]建议补充维生素D为200～600 U/d，过高的维生素D摄入可能会引起高钙血症，但目前没有给出合适的补充维生素D剂量，并且对维生素D在AIH中的相关作用的研究仍较少，需要大量前瞻性、随机性、临床对照试验来阐明补充维生素D是否能改善AIH患者的生存及预后。