高蕾 程雷 周林福，3

1 南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科（210029）

2 南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院耳鼻咽喉科

3 南京醫(yī)科大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合研究所

支氣管哮喘（哮喘）是一種常見(jiàn)的由多種炎癥細(xì)胞及細(xì)胞組分參與的慢性氣道炎癥性疾病，以氣道炎癥、氣道高反應(yīng)性、氣道重塑為顯著的臨床特征。哮喘發(fā)生發(fā)展涉及遺傳（基因）、環(huán)境、免疫交互作用。近年來(lái)，全球哮喘發(fā)病率呈增高趨勢(shì)[1]。重癥哮喘雖然僅占哮喘患者的5%～10%，但其急診就醫(yī)率和住院率分別為輕、中度哮喘的15 倍和20 倍，是導(dǎo)致哮喘治療費(fèi)用和死亡驟增的重要原因。目前常用的控制哮喘癥狀的藥物，如糖皮質(zhì)激素，并不能顯著逆轉(zhuǎn)或減少氣道重塑。維生素D 是人體所需的一種脂溶性維生素。維生素D 缺乏與增加哮喘急性加重的風(fēng)險(xiǎn)、嚴(yán)重程度及反復(fù)發(fā)作有關(guān)，補(bǔ)充維生素D 有益于哮喘的治療[2]?，F(xiàn)有證據(jù)表明，補(bǔ)充維生素D 有助于輔助治療哮喘乃至重癥哮喘[2]。本文將對(duì)維生素D 與重癥哮喘關(guān)系的研究進(jìn)展作一綜述，重點(diǎn)介紹維生素D 治療重癥哮喘的潛在機(jī)制及其療效。

1 維生素D 的基本特性

1.1 維生素D 分布和代謝

維生素D 主要有維生素D2和維生素D3兩種形式，其中維生素D3約占90%～95%。皮膚合成是維生素D3的主要來(lái)源。

維生素D 具有生物學(xué)惰性，需要經(jīng)過(guò)兩次羥基化，才能轉(zhuǎn)化為生物活性形式。第一次羥基化發(fā)生于肝臟，在25-羥化酶的作用下，轉(zhuǎn)化成25-羥維生素D[25(OH)D]。第二次羥基化場(chǎng)所主要在腎臟，在1-α 羥化酶（CYP27B1）的催化作用下，生成具有生物活性的代謝物1,25(OH)2D3（骨化三醇）。1,25(OH)2D3通過(guò)與維生素D 受體（vitamin D recrptor, VDR）結(jié)合，發(fā)揮生物學(xué)作用[3，4]。維生素D 在人體內(nèi)不可或缺，除了調(diào)節(jié)鈣磷代謝以外，與骨質(zhì)疏松、骨骼畸形等骨骼相關(guān)疾病也密切相關(guān)。由于VDR 廣泛分布于體內(nèi)各種組織器官，故維生素D 亦具有廣泛的骨骼外生物學(xué)效應(yīng)。近來(lái)，對(duì)維生素D 的認(rèn)識(shí)已延伸至哮喘、糖尿病、自身免疫性疾病、心血管疾病、腎臟疾病以及癌癥等疾病[5]。

1.2 維生素D 含量評(píng)估

25(OH)D 是人體維生素D 的主要循環(huán)形式，臨床上用于衡量維生素D 的狀態(tài)。1,25(OH)2D3不能真實(shí)地反映人體維生素D 水平，其主要原因?yàn)椋孩袤w內(nèi)血清1,25(OH)2D3濃度比25(OH)D 約低1000倍。②維生素D 缺乏可促進(jìn)25(OH)D 轉(zhuǎn)化為1,25(OH)2D3。機(jī)體維生素D 缺乏時(shí)，1,25(OH)2D3仍能保持在正常范圍。③25(OH)D 半衰期較長(zhǎng)，可達(dá)3 周左右，而1,25(OH)2D3半衰期只有4h。

體內(nèi)維生素D 水平受多種因素（如皮膚色素含量、戶外活動(dòng)、飲食、季節(jié)、緯度等）影響。2011 年美國(guó)內(nèi)分泌協(xié)會(huì)建議，血清25 (OH)D 濃度低于20ng/ml（50nmol/L）即為維生素D 缺乏，在21～29ng/mL（50～70nmol/L）為不足，對(duì)成人或兒童而言超過(guò)30 ng/mL 時(shí)為足量，在40～60ng/mL 范圍內(nèi)被視為理想的狀態(tài)，直到 100ng/mL 都是安全的[6，7]。2011 年美國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)提出，25(OH)D＜37.5nmol/L（15ng/mL）為維生素D 缺乏。2010 年兒童微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏防治建議指出，對(duì)于成人，25(OH)D＜50nmol/L(20ng/mL)為維生素D 缺乏。此外，孕期高維生素D 水平（≥125nmol/L）與增加后代哮喘用藥及因哮喘入院的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[8]。迄今，有關(guān)維生素D 水平的分級(jí)以及維生素D 的推薦劑量，尚未達(dá)成一致共識(shí)。由于維生素D 具有重要的生理功能，維生素D 缺乏與多系統(tǒng)疾病相關(guān)，適當(dāng)提高維生素D 水平，有利于預(yù)防多種疾病，促進(jìn)機(jī)體健康。

2 維生素D 缺乏參與重癥哮喘的潛在機(jī)制

有關(guān)維生素D 缺乏與重癥哮喘之間的潛在機(jī)制的體外研究表明，維生素D 可以減輕氣道炎癥、逆轉(zhuǎn)激素抵抗、改善氣道重塑，并有益于防治病毒感染誘導(dǎo)的哮喘急性加重[9-11]。

2.1 維生素D 缺乏促進(jìn)氣道炎癥

維生素D 的免疫調(diào)節(jié)作用可改善哮喘病理生理，且對(duì)重癥哮喘有保護(hù)作用。維生素D 能夠促進(jìn)單核細(xì)胞增殖、成熟以及向巨噬細(xì)胞分化，且能夠抑制巨噬細(xì)胞分泌趨化因子和炎癥細(xì)胞因子。此外，維生素D 在B 細(xì)胞、T 細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等介導(dǎo)的固有免疫以及適應(yīng)性免疫中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用[9]。由此推測(cè)，維生素D 缺乏可促進(jìn)氣道炎癥的發(fā)生發(fā)展。

白介素10（IL-10）是一種重要的免疫抑制因子，可調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞對(duì)激素的敏感性。體外研究發(fā)現(xiàn)，維生素D 可上調(diào)在地塞米松作用下CD4+T 細(xì)胞分泌IL-10 的能力，并誘導(dǎo)Th0 細(xì)胞分化為 CD4+CD25+調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞（Treg 細(xì)胞），Treg 細(xì)胞能夠分泌IL-10，具有免疫抑制作用[10]。此外，維生素D 能下調(diào)CD4+T 細(xì)胞產(chǎn)生炎癥介質(zhì)，抑制Th1細(xì)胞因子水平[11]。體內(nèi)研究報(bào)道，維生素D 和中波紫外線都能夠抑制肺組織和支氣管肺泡灌洗液（BALF）的嗜酸粒細(xì)胞募集，從而改善哮喘的氣道炎癥。據(jù)此推測(cè)，維生素D 在肺內(nèi)免疫中發(fā)揮了重要的作用，維生素D 缺乏或不足降低了地塞米松在激素抵抗型哮喘患者中治療的有效性，補(bǔ)充維生素D則有益于逆轉(zhuǎn)激素抵抗。

2.2 維生素D 缺乏參與氣道重塑

哮喘氣道重塑的主要特點(diǎn)是氣道結(jié)構(gòu)變化，表現(xiàn)為氣道上皮細(xì)胞黏液化生、平滑肌細(xì)胞增生、上皮下膠原沉積和纖維化、血管增生等。支氣管平滑肌在氣道重構(gòu)、管腔縮窄、支氣管收縮中起重要作用。氣道重塑常引起不可逆的氣流受限，并增加氣道高反應(yīng)性。一般說(shuō)來(lái)，重塑緣于長(zhǎng)期的氣道炎癥反應(yīng)。現(xiàn)認(rèn)為，氣道重塑始于兒童時(shí)期，早在3 歲之前就有發(fā)生[12]。在卵蛋白致敏的小鼠模型中，維生素D 缺乏的小鼠氣道高反應(yīng)性和氣道重塑較水平正常的小鼠有所增強(qiáng)。補(bǔ)充維生素D 能減輕促炎反應(yīng)，但不能完全逆轉(zhuǎn)過(guò)敏性氣道炎癥。在慢性哮喘小鼠模型中，維生素D 治療可抑制氣道炎癥、改善氣道結(jié)構(gòu)，包括上皮下纖維化、杯狀細(xì)胞增生及氣道平滑肌增生。補(bǔ)充維生素D 可能通過(guò)抑制核因子κB（NF-κB）活化而減輕哮喘氣道重塑[13]。

巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和氣道上皮細(xì)胞等均可合成TGF-β。TGF-β 依賴Th2 細(xì)胞誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑1（TIMP-1）表達(dá)，而TIMP-1 過(guò)表達(dá)可增加細(xì)胞外基質(zhì)和上皮下纖維化沉積[14]。腫瘤生長(zhǎng)因子TGF-β1 活化導(dǎo)致過(guò)量膠原沉積，其中成纖維細(xì)胞起關(guān)鍵作用。Th2 細(xì)胞產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-13 等細(xì)胞因子，在氣道重塑中發(fā)揮重要作用。維生素D 可降低CD4+T 細(xì)胞及Th2細(xì)胞因子的產(chǎn)生，同時(shí)還促進(jìn)IL-10 釋放。骨化三醇濃度是確定Th2 細(xì)胞分化和功能的關(guān)鍵。1,25(OH)2D3通過(guò)抑制TGF-β1 和細(xì)胞外基質(zhì)表達(dá)，從而抑制小鼠成纖維細(xì)胞活化和增殖。

現(xiàn)有研究表明，維生素D 具有抗纖維化作用[15]。VDR 基因敲除小鼠炎性細(xì)胞侵襲能力增加，NF-κB磷酸化上調(diào)肺部炎性介質(zhì)和基質(zhì)金屬蛋白酶，促進(jìn)肺氣腫形成及肺功能下降。VDR 在支氣管平滑肌mRNA 轉(zhuǎn)錄和翻譯時(shí)表達(dá)。腫瘤壞死因子α（TNF-α）和（或）干擾素γ（IFN-γ）預(yù)處理支氣管平滑肌細(xì)胞，維生素D 治療可有效抑制趨化因子分泌達(dá)60%，然而丙酸氟替卡松或骨化三醇單獨(dú)應(yīng)用只能分別抑制趨化因子分泌達(dá)38%和20%。

維生素D 可抑制支氣管平滑肌增生，對(duì)氣道重塑和肺功能產(chǎn)生影響。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證明，1,25-(OH)2D3不僅可有效緩解哮喘病情，還能降低哮喘小鼠肺內(nèi)巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞上T 細(xì)胞免疫球蛋白域黏蛋白域蛋白（ITM4）mRNA 表達(dá)，下調(diào) ITM4 蛋白表達(dá)，進(jìn)而緩解氣道炎癥，改善氣道重塑和肺功能[16]。

氣道重塑在哮喘早期即可發(fā)生，維生素D 在肺發(fā)育中起重要作用。維生素D 刺激肺泡II 型細(xì)胞DNA 和表面活性物質(zhì)的合成。維生素D 缺乏的母鼠后代表現(xiàn)為肺功能受損，主要是肺容量減少，同時(shí)肺順應(yīng)性亦有所下降。由此可見(jiàn)，早期維生素D 缺乏可能影響肺發(fā)育，從而促進(jìn)哮喘發(fā)生發(fā)展[14]。

2.3 維生素D 可減少病毒感染所誘發(fā)的哮喘急性加重

病毒感染是重癥哮喘急性加重的重要危險(xiǎn)因素之一[17]。呼吸道合胞病毒（RSV）是嬰幼兒和老年人呼吸道感染的主要病原體。7.2%的哮喘住院患者與RSV 感染相關(guān)[18]。一項(xiàng)針對(duì)RSV 感染的人氣道上皮細(xì)胞體外研究表明，維生素D 可誘導(dǎo)上皮細(xì)胞表達(dá) IκBα，從而抑制核因子 NF-κB 激活，減少氣道炎癥反應(yīng)[14]。此外，另有研究表明維生素D 作用于IκBα 水平而非 IFN-β，因此不影響 IFN-β 介導(dǎo)的抗病毒作用。這表明1,25 (OH)2D3可通過(guò)抑制NF-κB 激活而減少RSV 誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，且不影響病毒清除。然而，維生素D 在哮喘患者中是否有類似的抗炎作用亟待闡明。

3 維生素D 缺乏與重癥哮喘遺傳易感性相關(guān)

遺傳因素和環(huán)境因素共同參與了哮喘的發(fā)生發(fā)展。VDR 是一種位于人12 號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的核轉(zhuǎn)錄因子，其包含了11 個(gè)外顯子，在基因組上總長(zhǎng)75kb。VDR 分子量為50kD，含有427 個(gè)氨基酸殘基。VDR在人體各組織細(xì)胞中廣泛存在，通常有核細(xì)胞均能表達(dá)VDR，在肺、結(jié)腸、腎上腺皮質(zhì)等組織細(xì)胞和淋巴細(xì)胞中的表達(dá)量較高。當(dāng)無(wú)配體存在時(shí)，VDR 與共抑制子作用，與靶DNA 的維生素D 應(yīng)答元件結(jié)合，從而抑制基因轉(zhuǎn)錄。VDR 與1,25-(OH)2D3結(jié)合后，引起構(gòu)象改變和磷酸化，使其與共抑制子解離，進(jìn)而與共激活子形成復(fù)合物，激活目的基因轉(zhuǎn)錄。據(jù)報(bào)道，維生素D 應(yīng)答元件數(shù)量與VDR 轉(zhuǎn)錄的反應(yīng)強(qiáng)弱有關(guān)[19]。而且，在VDR 敲除小鼠模型中，ADAM-33、MMP-2 和 MMP-9 基因表達(dá)上調(diào)，而 1,25(OH)2D3治療可使其表達(dá)均下調(diào)。

4 維生素D 治療重癥哮喘的價(jià)值

吸入糖皮質(zhì)激素（ICS）是目前治療哮喘的基石。聯(lián)合吸入ICS 和長(zhǎng)效β2 受體激動(dòng)劑（LABA）是哮喘癥狀控制最有效的治療方法。約5%-10%的哮喘患者即使經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期規(guī)范化治療，甚至使用大劑量激素，仍有不同程度的不可逆性氣流阻塞，需反復(fù)急診就醫(yī)或門診治療，甚至承受長(zhǎng)期口服激素帶來(lái)的不良反應(yīng)[20，21]。全球哮喘防治創(chuàng)議（GINA）將經(jīng)過(guò)第4 步治療（緩解藥物加2 種或更多的控制藥物）尚未達(dá)到可控制水平的哮喘，稱為難治性哮喘（重癥哮喘）。現(xiàn)有藥物對(duì)重癥哮喘的療效仍然欠佳，甚或有引起嚴(yán)重不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。英國(guó)醫(yī)學(xué)雜志（BMJ）率先報(bào)道，在哮喘常規(guī)治療的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充維生素D可減少重癥哮喘急性加重的風(fēng)險(xiǎn)，而且不增加副作用[22]。

維生素D 缺乏與哮喘的嚴(yán)重程度相關(guān)，可表現(xiàn)為哮喘的臨床控制水平下降、急性加重的頻率增加[23]以及急診就診和住院次數(shù)增加[24]。維生素D 缺乏或不足可分別使病毒性呼吸道感染的風(fēng)險(xiǎn)增加50%和70%[25]。以色列對(duì)21237 例成人哮喘患者進(jìn)行大樣本隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，血清維生素D 水平與既往1 年內(nèi)急性加重次數(shù)呈負(fù)相關(guān)[26]。另有一項(xiàng)前瞻性研究報(bào)道，對(duì)于維生素D 水平≤25ng/mL 的兒童哮喘患者，與長(zhǎng)期維持補(bǔ)充維生素D 相比，短期大量補(bǔ)充維生素D 能夠短期內(nèi)（3 個(gè)月）降低哮喘急性加重[27]。

哮喘患者低血清維生素D 水平與氣道高反應(yīng)性和肺功能下降有關(guān)。對(duì)280 例成人哮喘患者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)維生素D 水平與呼出氣一氧化氮（FeNO）、誘導(dǎo)痰嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與哮喘控制水平、哮喘嚴(yán)重程度以及肺功能亦呈負(fù)相關(guān)[28]。有趣的是，對(duì)于輕、中度哮喘患者，在常規(guī)哮喘控制用藥的基礎(chǔ)上，大劑量補(bǔ)充維生素D 可顯著改善肺功能[29]。

哮喘患者血清維生素D 水平與激素用量呈負(fù)相關(guān)。對(duì)86 例兒童患者(其中36 例為激素抵抗的重癥哮喘，26 例為中度哮喘，24 例為無(wú)哮喘的對(duì)照組)分析后發(fā)現(xiàn)[30]，與非激素抵抗型哮喘患者相比，激素抵抗的哮喘患者血清維生素D 水平顯著降低；血清維生素D 水平與ICS 用量呈負(fù)相關(guān)。補(bǔ)充維生素D或可減少哮喘患者的激素用量，有益于治療激素抵抗型哮喘患者。然而，補(bǔ)充維生素D 對(duì)維生素D 水平正常的哮喘患者是否有益尚待進(jìn)一步研究證實(shí)。

5 總結(jié)與展望

哮喘是一種多基因參與的具有遺傳易感性的慢性氣道炎癥性疾病。重癥哮喘仍是困惑臨床的瓶頸問(wèn)題?，F(xiàn)有資料表明，維生素D 在哮喘免疫應(yīng)答與氣道炎癥和氣道重塑中具有多重調(diào)控作用，很可能通過(guò)調(diào)節(jié)哮喘的病理生理，為哮喘患者帶來(lái)臨床獲益。重癥哮喘是一種異質(zhì)性疾病，其發(fā)病機(jī)制亟待闡明。深入剖析重癥哮喘患者遺傳易感性，有望識(shí)別有效分子靶標(biāo)，并據(jù)此研發(fā)新型哮喘治療藥物。誠(chéng)然，維生素D 治療哮喘和重癥哮喘的有效性及安全性，尚需大樣本隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)或真實(shí)世界研究提供循證醫(yī)學(xué)證據(jù)?？傊?，維生素D 具有較高的安全性，在哮喘、重癥哮喘和過(guò)敏癥防治領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。