胡媛媛，黃偉

承德醫(yī)學院兒科，河北承德 067000

近年來國內外許多研究表明[1]世界范圍內T1DM的發(fā)病率穩(wěn)步上升，可能與維生素D不足有關。維生素D除了在調節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)和骨代謝中已經確立的作用外，還具有抗炎和免疫調節(jié)作用，重要的是，維生素D缺乏癥的全球發(fā)病率在顯著增加，流行病學證據表明維生素D缺乏癥與T1DM的發(fā)病機制有關。對維生素代謝至關重要的多態(tài)性也被證明與T1DM易感性相關[2]。維生素D活性代謝產物，1,25-二羥維生素D3，可以通過結合并激活維生素D受體(VDR)，作為轉錄因子調控細胞分化、細胞周期和細胞凋亡相關基因表達。胰島局部可以生成活性維生素D與VDR結合，改變胰島素相關基因的表達，激活胰島素基因的轉錄，促進胰島素的分泌[3]。1型糖尿病(T1DM)是由能夠識別胰島抗原并破壞產生胰島素的β細胞的自身反應性T細胞引起的[4]，主要是通過Th1細胞因子發(fā)揮作用[5]。流行病學調查提示1型糖尿?。╰ype 1 diabetes mellitus，T1DM）發(fā)病呈現(xiàn)低齡化趨勢[6]。部分研究表明，維生素D可能通過免疫調節(jié)或直接作用于胰島細胞上的VDR，起到保護胰島β細胞的作用，然而部分研究維生素D補充劑的干預研究結果顯示補充維生素D對血糖水平沒有額外的有益影響[7]。這種差異的部分原因可能受到維生素D受體基因多態(tài)性的影響。

1 維生素D與胰島β細胞功能相關性

國內外多項實驗研究結果顯示體內維生素D水平與β細胞的功能呈正相關。最近的橫斷面研究證實[8-10]兒童和青少年T1DM患者同時存在維生素D缺乏的高發(fā)病率。此外，一項針對12項研究的薈萃分析顯示[11]，患者的25(OH)D水平低于健康對照組。隨后對不同種族和年齡群體的研究也得出了類似的結果[12]。更有研究[13]表明用維生素D治療分離的大鼠胰島對葡萄糖刺激的胰島素分泌(GSIS)有積極的作用，特別是對維生素D缺乏者的胰島。在很多的前瞻性研究中[14]，維生素D被認為是胰島自身免疫和/或1型糖尿病的保護性因素，但這些發(fā)現(xiàn)由于受到樣本多樣性等多種因素的影響，缺乏一定的說服力。

近些年有研究表明[15]維生素D可通過調節(jié)β細胞內的VDR數(shù)量和維生素D依賴性鈣結合蛋白（DBP）的水平，促進胰島β細胞中胰島素的合成與分泌。目前研究認為維生素D保護胰島β細胞功能主要是通過免疫調節(jié)來實現(xiàn)的。大量研究證實[16]維生素D在人體的免疫調節(jié)中起著重要的作用。

1.1 免疫調節(jié)

無論是固有免疫還是適應性免疫中，維生素D都可以作為一種免疫調節(jié)劑發(fā)揮作用，它可以阻止部分與免疫系統(tǒng)過度激活相關的細胞損害。在固有免疫方面，1,25(OH)2D3主要通過抑制樹突狀細胞的成熟和抗原呈遞能力，并增加成熟樹突狀細胞的凋亡，抑制T淋巴細胞的進一步激活，進而促進免疫耐受[17]。在適應性免疫方面，1,25(OH)2D3通過不同途徑抑制T細胞(CD4+、CD8+)的增殖和分化、干擾素(IFN)-γ細胞相關的通路和細胞因子分泌，下調促炎細胞因子如白細胞介素(IL)-2、IL-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α等的分泌，增強抗炎細胞因子如IL-4、IL-10和轉化生長因子(TGF)-β[17]的生成，降低B淋巴細胞免疫球蛋白的產生和增殖，誘導B淋巴細胞凋亡，從而阻止免疫系統(tǒng)的過度激活，減少正常細胞的破壞。在T1DM發(fā)病時，胰島出現(xiàn)慢性炎性細胞浸潤，包括T細胞CD8+和CD4+、B淋巴細胞和巨噬細胞。因此有假設認為維生素D可能通過其免疫調節(jié)特性在T1DM中起到預防/治療作用。在非肥胖糖尿病(NOD)小鼠中，補充高劑量1,25(OH)2D3可抑制胰島的慢性炎性和糖尿病的發(fā)展[18]。對動物模型的進一步研究表明[19]，即使在自身免疫攻擊開始后，維生素D類似物也可以阻止T1DM的進展。

雖然T1DM傳統(tǒng)上被認為是Th1介導的病理反應，但越來越多的證據表明，調節(jié)性T細胞(Treg)對維持外周耐受性至關重要[20]，在T1DM的發(fā)病機制中也發(fā)揮了重要作用。Th17主要分泌IL-17細胞因子,參與固有免疫和某些炎癥反應的發(fā)生，維生素D作用于Th17細胞，抑制IL-17、IL-22、TNF-α、IFN-γ和趨化因子受體CCR6的表達，從而阻止Th17細胞向炎癥組織遷移[21]。T1DM患者外周血和淋巴結中Th17細胞增多,而Treg細胞功能受損，數(shù)量減少[22]。1,25(OH)2D3能抑制CD4+T細胞分化為Th17細胞的能力以及Th17細胞分泌IL-17的功能[23]。這說明維生素D可以通過對Th17細胞的相關調節(jié)在1型糖尿病的發(fā)病中起到重要作用。眾所周知，Th17細胞的減少往往與Treg細胞的增加同時發(fā)生，這是Th17/Treg往復軸的一部分。改善自身免疫性疾病治療的一個重要重點是恢復慢性炎癥中發(fā)生的Th17/Treg失衡。而維生素D可以促進初始CD4+T細胞向Treg分化，Treg可直接誘導靶細胞的溶解,并削弱抗原呈遞細胞對適應免疫應答的能力，維生素D還可以促進Treg分泌IL-10,從而抑制或減輕自身免疫性疾病中的炎癥反應。此外，在動物模型中，1,25(OH)2D3，似乎可以增強Treg細胞的活性并抑制Th17和Th1細胞。然而，這些發(fā)現(xiàn)仍有爭議。

1.2 直接結合

除免疫調節(jié)之外，維生素D可以通過與胰島細胞內的VDR直接結合，促進胰島素的分泌[24]。由于胰島β細胞表達1α-羥化酶和維生素D受體，可以實現(xiàn)25(OH)D3到1,25(OH)2D3的轉換，1,25-二羥維生素D3可以與細胞核內的VDR相互作用，產生快速非基因組信號[25]，進而促進胰島素分泌。Y.Morán-Auth等的研究顯示在未刺激的Th細胞和25(OH)D3刺激的Th細胞中，1型糖尿病的VDR基因表達均較正常對照組顯著降低(P=0.04,P=0.005)。更有動物實驗直接證實，維生素D可以通過VDR介導的直接效應起到保護胰島β細胞的作用，由于多種因素限制，尚缺乏足夠的臨床隨機對照實驗來證實這一觀點。

1.3 鈣離子通道（鈣結合蛋白）

研究結果表明1,25(OH)2D3在GSIS（葡萄糖刺激的胰島素分泌）期間通過r型VGCC（電壓門控鈣通道）調節(jié)鈣內流的作用，從而調節(jié)細胞分泌胰島素的能力。胰島中VDR mRNA豐富，VDR表達具有葡萄糖反應性。用1,25(OH)2D3預孵育小鼠和人胰島可增強GSIS并增加葡萄糖刺激的鈣內流。Lilja對不同劑量1,25(OH)2D3預處理的小鼠胰島進行了GSIS試驗，試驗結果顯示1,25(OH)2D3進行預處理的組別胰島素分泌呈上升趨勢，重要的是，在低葡萄糖條件下沒有觀察到1,25(OH)2D3的影響。此外，這種1,25(OH)2D3增強的GSIS完全依賴于VDR的存在，然而，這些研究中重要的發(fā)現(xiàn)是，在沒有VDR的情況下，在培養(yǎng)液中添加異位1,25(OH)2D3不能增強GSIS[26]。VDR在胰島中高表達，其表達水平對葡萄糖有反應，這表明當葡萄糖水平升高時，對維生素D信號的依賴性增強。在高葡萄糖條件下，VDR的轉錄調節(jié)增加了電壓門控鈣通道的表達，以促進細胞的胰島素分泌。這些發(fā)現(xiàn)表明，最佳的維生素D水平和/或維生素D的補充可能為糖尿病提供重要的輔助治療。

2 維生素D對1型糖尿病的預防及治療

2.1 生命早期補充維生素D對T1D的預防

各種研究表明，兒童早期攝入維生素D可能對降低日后患T1DM的風險有影響。早在1965年芬蘭的一項大規(guī)模出生隊列研究首次證明，在出生后第一年膳食維生素D的補充與T1DM發(fā)生率的降低有關。兩項關于維生素D攝入和T1DM風險的觀察性研究的薈萃分析也證實了類似的發(fā)現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)[27]嬰兒期補充維生素D可使T1DM風險降低約20%。流行病學調查顯示，幼年時維生素D3缺乏可升高1型糖尿病的發(fā)病率，而補充維生素D3則會降低1型糖尿病的發(fā)生率，新生兒補充維生素D有助于避免糖尿病的發(fā)生[28]。相關學者[29]的研究結果表明，產后早期維生素D可以預防1型糖尿病的發(fā)展。German Tapia等[24]的研究顯示分娩時母體DBP水平升高可降低子代T1D風險，出生時增加25(OH)D水平可能降低T1DM風險?？紤]到大多數(shù)研究是觀察性的橫斷面設計,存在顯著的異質性,缺乏初始25(OH)D測量和維生素D補充資料，需要精心設計隨機隊列研究和充足的維生素D的劑量和持續(xù)時間，確定早期補充維生素D在預防1型糖尿病中的作用?？傊?，對于T1DM，來自動物、流行病學和觀察性研究的數(shù)據似乎更一致，然而，尚缺乏足夠的在妊娠期或生命早期補充維生素D并長期隨訪對T1DM發(fā)生率的影響的隨機對照試驗。

2.2 維生素D與糖尿病前期的相關研究

一項關于非糖尿病受試者的研究表明維生素D缺乏與糖尿病前期相關[30]，對于已確診為1型糖尿病的患者，除了應用胰島素治療之外，補充適量維生素D更有助于血糖水平的控制，Debora B等人經過3個月的隨訪初步研究發(fā)現(xiàn)，接受ASCs+Vit D干預的患者比僅接受標準治療的患者表現(xiàn)出CP的穩(wěn)定性、更好的血糖控制和更低的胰島素需求，此外，對每組進行單獨的縱向分析，發(fā)現(xiàn)干預組的糖化血紅蛋白有所改善，而對照組沒有。這提示干預本身可能具有潛在的治療效果。但良好的結果可能與組間的隨機基線差異有關，需要更大的樣本和更長的隨訪時間來進一步研究治療的安全性，并確定ASCs輸注聯(lián)合Vit D補充治療新近發(fā)病T1DM的療效。然而，這項初步研究是一個重要的早期評估，ASCs和維生素D的補充是T1DM一種潛在的聯(lián)合治療[31]。

3 討論

在過去的幾十年里，人們已經清楚地認識到維生素D的作用遠遠超出了鈣穩(wěn)態(tài)調節(jié)和骨代謝。在這方面，維生素D的抗炎和免疫調節(jié)作用已經在動物和人身上得到了明確的證明。越來越多的證據也表明[32]，維生素D缺乏可能與T1DM的發(fā)病機制有關，提示維生素D缺乏癥是該疾病發(fā)生的一個重要環(huán)境因素。事實上，有幾項研究證明[29]，維生素D的攝入，尤其是在兒童早期攝入，可以降低日后罹患T1DM的風險。因此，在出生后的頭幾年應及時診斷和適當治療維生素D缺乏，尤其是T1DM基因風險高的兒童(根據T1DM和胰島自身抗體家族史和/或HLA DR3/DR4陽性確定)。此外，很多研究者均，與健康對照組相比，新診斷的患者、長期缺乏維生素D的患者更普遍，影響更深遠。

由于維生素D缺乏癥的流行率在全球水平上急劇上升[33]，人們認為有必要采取營養(yǎng)策略，增加維生素D的飲食攝入量，并抵制這一流行趨勢，特別是在日照受緯度或與生活方式有關的因素限制的地區(qū)。英國營養(yǎng)科學咨詢委員會(SACN)建議4歲及以上普通人群攝入10 g/d(400國際單位/d)維生素D。內分泌學會關于預防維生素D缺乏的指南建議，嬰兒(1歲以下)最低維生素D攝取量為400 IU/d，兒童、青少年和成人最低維生素D攝取量為600 IU/d[34]。然而，僅從天然食物來源維持每日推薦攝入量是不夠的，因為缺乏含有大量維生素D的食物(如脂肪豐富的魚、魚肝油、蛋黃)。另一方面，低依從性可能會影響維生素D補充劑預防和治療維生素D缺乏癥的長期療效。在這種情況下，食品強化被認為是一種安全和經濟有效的策略，可以攝入每日推薦量的維生素D[35-36]。因此，需要進行進一步的調查來評估維生素D強化食品(如面包、牛奶、乳制品、面粉、谷物和食用油，這些在世界范圍內都是高消耗的)是否能夠成為增加每日維生素D攝入量和長期治療維生素D缺乏癥的有效工具。

研究維生素D作為T1DM輔助免疫調節(jié)療法的基本原理，主要是基于其潛在的恢復免疫耐受、對抗自身免疫反應、減緩或阻止疾病進展、保持殘余細胞質量和功能以及改善血糖控制的能力。幾種維生素D制劑(膽骨化醇、鈣二醇、骨化三醇或阿法骨化醇)已在T1DM中進行了測試，以保持細胞功能。臨床前研究已經證明了維生素D在預防和逆轉NOD小鼠自身免疫方面的功效。另一方面，維生素D作為免疫調節(jié)劑在T1DM的臨床研究結果不確定。研究結果差異的可能原因與研究持續(xù)時間的異質性以及不同研究中使用的維生素D配方和劑量有關。此外，大多數(shù)研究評估空腹C肽水平作為細胞功能的替代標記。與刺激C肽相比，抑制C肽的堿性胰島素分泌并不能有效地檢測細胞損失，這極大地限制了對這些研究的解釋。此外，一些研究僅評估了與維生素D給藥劑量相關的臨床結果，沒有報告基線和/或隨訪期間血清25(OH)D水平。值得注意的是，個體血清對給定劑量的維生素D的反應是高度可變的，并取決于幾個因素，如基線維生素D狀態(tài)、體脂百分比、性別、種族、遺傳、季節(jié)變化、藥物和維生素D配方的類型。這方面尤其重要，尤其是在自身免疫性疾病的背景下，維生素D的免疫調節(jié)作用可能只有在達到維生素25(OH)D的水平后才能觀察到，它會破壞骨骼健康所需的維生素(30 ng/mL)。因此，優(yōu)化研究設計對于有效評估維生素D對研究結果的影響至關重要[34,37]。最后，維生素D羥化酶、VDBP和VDR的基因多態(tài)性需要更廣泛的研究，以評估其對維生素D狀態(tài)的影響及其機制效應。這可能有助于確定需要較高維生素D劑量才能達到預期目標血清25(OH)D水平以預防或治療T1D的特定受試者亞群。

綜上所述，有高T1DM風險兒童的家庭普遍期望一種侵入性更小、更便宜、更方便的干預T1DM進展的方法。維生素D的檢測相對更方便且不會造成太大的經濟負擔，更是一種價廉且相對安全的營養(yǎng)補充藥物，在已補充多年維生素D的患者中，一些人的T1DM狀態(tài)已更新為非進展者或逆轉者。盡管臨床前數(shù)據支持維生素D補充劑在預防和治療1型糖尿病中的作用，但目前的RCT提供了相互矛盾的數(shù)據，因此沒有具體的建議。這些矛盾的結果可能與被觀察的糖尿病患者之間異質性有關。因此，未來的試驗應該包括更多的患者，這將使分層更細化，隨后幫助確定誰將受益于這種治療。此外，還需要研究明確維生素D治療的閾值以及最合適的給藥方案和治療時間。根據目前的證據，不能推薦對維生素D缺乏進行普遍篩查，但對有癥狀的患者檢測維生素D水平的低門檻也不是不合理的。明顯缺乏維生素D的糖尿病患者應補充維生素D，特別是存在代謝性骨病的患者。然而，即使在這一組中，持續(xù)時間、補充的劑量方案和目標維生素D水平仍然是未來研究的領域。