维生素D与多发性硬化



维生素D与多发性硬化

田弘极1，胡国忠2，韩征1，韩雪梅1*

(吉林大学中日联谊医院 1.神经内一科；2.药剂科，吉林 长春130033)

多发性硬化(multiple sclerosis，MS)是一类发生于中枢神经系统(central nervous system，CNS)的，主要表现为进行性白质脱髓鞘的自身免疫性疾病[1,2]。目前全球大概有两百多万多发性硬化患者，且患病人数仍在逐年增加。本病发病年龄多在20-40岁，女性患病人数约为男性的2倍[3]，大多数患者神经系统功能障碍呈复发缓解趋势(relapsing-remitting course)，且病情逐渐进展。目前MS的确切病因及发病机制尚未完全阐明，一般认为主要与遗传易感性及环境因素两大方面有关[4]。后者包括EB病毒感染、吸烟及血清维生素D水平不足等，尽管EB病毒几乎普遍存在，但并没有有效的疫苗或治疗方案，因此，戒烟及补充维生素D成为目前可行的干预措施。因为全世界人口均普遍存在维生素D的缺乏，所以补充维生素D对于MS具有深远的意义。维生素D缺乏作为MS危险因素这一假设提出至今已30余年，在过去的几年内，人们在对于MS的研究中发现，机体内许多免疫病理过程，诸如调节性T细胞的失活、炎症反应、少突胶质细胞及免疫介导B细胞的凋亡均与MS有密切关系，而维生素D已被证实具有潜在的免疫调节作用，近年来针对低维生素D水平个体患MS风险增加的流行病学证据越来越充分，所以理清维生素D与MS的关系或许可以为MS患者提供更多的治疗方案。

1维生素D的免疫调节作用

维生素D是一种类固醇激素，在全身各处均有着广泛的调节作用。人体补充维生素D主要通过食物获取及机体自身合成，然而从食物当中摄取的维生素D仅占30%，且几乎没有生物学效应[5]。因此人体利用的，具有生物学效应的维生素D是体内的7—脱氢胆固醇(7-dehydrocholesterol)经B型紫外线(290-315 nm)激活后，在肝脏及肾脏两次羟化，最后以1,25-(OH)2D3形式进入细胞内，并与维生素D受体(vitaminD-receptor，VDR)结合发挥生物学作用[6,7]。VDR是一种细胞内受体，属于类固醇激素/甲状腺受体家族。人体内许多免疫细胞例如单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、效应T细胞、效应B细胞均含有VDR，胸腺T细胞及外周T细胞上有该受体的表达说明维生素D对于T细胞的重要作用。维生素D3与VDR结合后可以抑制Th1细胞活性，从而减少CD4+T细胞释放IL-1、2、6、12，γ干扰素(interferon γ)及肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)α、β等，延缓慢性炎症性自身免疫性疾病的进展[8,9]。此外，可以通过促进单核细胞转化为巨噬细胞、并加强它们的趋化和吞噬能力来控制感染[10,11]，也可以通过抑制主要组织相容性复合体II(major histocompatibility complex II，MHC II)的表达来预防自身免疫系统的激活[12,13]，还可以诱导B细胞的增殖、免疫球蛋白E和M的分泌，记忆B细胞的产生及效应B细胞的凋亡[14]。值得关注的是，1,25(OH)2D3通过直接作用于幼稚CD4+细胞，可促进Th2细胞的增殖，我们知道，免疫学中Th1型细胞和Th2型细胞相互抑制，所以维生素D的作用很有可能是通过促进Th2细胞分泌IL-4，IL-10，抑制Th1细胞，从而延缓MS的进展[15]。这一系列的研究表明1,25-(OH)2D3在抗炎症反应及自身免疫调节方面有巨大的作用。研究发现1,25-(OH)2D3可明显抑制Th-1介导的自身免疫性疾病，人们将1,25-(OH)2D3用于实验性变态反应性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)的小鼠模型中，发现疾病的进展明显受到抑制[16]。

2VDR多态性与多发性硬化

DNA序列变化，即基因多态性，可产生不同的生物学效应。VDR基因的变异可导致相应基因异常表达，影响钙离子代谢、细胞增殖，并能导致自身免疫性疾病风险增加。研究表明VDR基因编码位置位于染色体12q13.1，约100 kb，其中包括8个内含子及9个外显子。其多态性位点以相应的酶切位点对应的Fok I、Taq I、Bsm I、Apa I4种限制性内切酶来命名，其等位基因分别为(F、f)，(T、t)，(B、b)，(A、a)，其中以f、t、a、b来表示存在这四种限制性内切酶的多态性位点，以F、T、B、A来表示不存在这四种限制性内切酶的多态性位点，例如，Bsm I位点中包括Bb和bb两种基因型，Apa I位点中包括AA、Aa和aa三种基因型，而在不同地区和种族中，每种基因型表达的频率也不一致，这可能是遗传因素、环境因素及地理因素等多因素作用导致的结果。亚洲人中最早讨论VDR多态性与多发性硬化关系的是来自日本的Fukazawa等人，他们通过一项包括77名MS患者在内的样本对照试验，发现BsmI位点中b基因的过度表达可能导致MS发生风险的增加[17]。近年来关于Fok I及Taq I两个基因位点的研究也越来越多，Kalthoum等人通过对包括6000余人的总共13项病例对照试验的系统回顾和META分析后得到如下结果：.AA和FF基因型可能是导致MS的重要危险因子；Taq I多态性与MS的关系受文献发表时间及患者年龄等因素影响较大，暗示Taq I多态性与MS的关系与相关试验研究特性关系密切[18]。Simon等人通过一项包括600余人在内的病例对照试验发现，ff基因型个体低水平的维生素D摄入量会导致MS发生风险成比例增加，提示我们环境因素的累积效应对于MS的发生率确有影响[19]。最近来自希腊的一项小样本研究得到的结果表明未发现Taq I及Bsm I多态性与MS风险的明确关系[20]，这与Kalthoum等人的META分析结果相似。可见，VDR多态性与MS之间有密切的关系，为了进一步弄清相关性，需要长期的大样本试验及分子水平上的研究。

3维生素D与MS的关系

大量流行病学资料研究表明MS有其独特的地理分布特征。低纬度地区(包括热带及亚热带地区)MS发生率极低，随着纬度增加，MS发生率明显增加，极有可能是低纬度地区日照量充足，体内维生素D合成较高纬度地区多[21]。在高纬度国家中，尤以非裔美国人、荷兰及中东(尤其是伊朗)的非西方移民发病率最高，可能因其深色的皮肤抑制维生素D的合成，或者因宗教或文化原因习惯穿将全身用衣物遮蔽，间接导致日光照射不足所致[22]。同样处在高纬度地区的爱斯基摩人却很少患MS，其原因可能是当地人以鱼肉为主食，而鱼类含有大量的维生素D。除了日照量减少外，其他导致血清维生素D不足的原因包括皮肤色素沉着、婴儿早产或成熟不良、肥胖、吸收不足、种族、年龄和其他环境因素[7]。对于迁移的人口，其MS发病率与迁移后地区患病风险相一致，但如果迁移发生在成年后，那么这种风险则无明显地域性变化[23]。Mowry等研究发现儿童早期或出生前维生素D的缺乏可导致MS患病率增加，所以鼓励青春期人群多进行户外运动，可明显降低易感人群发生MS的风险[24]。Elenkov等也发现，患有多发性硬化的女性在怀孕期间疾病复发减少，临床症状也有所减轻，而在产后症状则较前加重，这可能与胎盘合成1,25-(OH)2D3，使血清1,25-(OH)2D3含量增加有关[25]。来自墨西哥的一项包括250余人的病例对照试验发现MS患者白种人占有很大比例，成人中MS患者较对照组接受日照时间长，日照量的增加并没有导致MS发生率的下降，且无明显相关性(P<0.05)，但根据流行病学资料，热带地区MS患者发生率较温带地区发生率明显下降，不排除该试验结果是因样本量不足导致，同时也需要进一步研究来发现其他潜在的环境或遗传因素[26]。

4维生素D治疗MS

目前临床上治疗MS的一线药物仍是β-干扰素及醋酸格拉默，此外，诸如皮质醇激素、免疫抑制剂、血浆置换等疗法均有应用，越来越多的研究发现血清维生素D水平确实影响MS的进程[27]。Kragt等认为血清维生素D含量低于25 nmol/L为重度不足，25 nmol/L-80 nmol/L为轻度不足，高于80 nmol/L为正常含量。血清活性维生素D含量每增加10 nmol/L，相关的MS发生率降低20%，这与目前国际上认可的人体维生素D水平分类大致相同[28]。目前已有部分地区在临床中通过补充维生素D治疗MS或改善临床症状。来自美国护士健康Ⅰ期、Ⅱ期的包括19万余实验者的一项大样本长期随访研究发现，将每天补充维生素D大于400IU/d的女性与未补充维生素D的女性比较，通过每日服用1000—4000IU维生素D使活性维生素D血清含量大于99 nmol/L能降低患MS风险62%，且这一血清含量被认为是安全的[29]。同样是来自美国的一项试验，通过对美国国防部血清储藏库7百万士兵所留存的血清的长达5年的研究，总结出保持血清活性维生素D水平大于100 nmol/L，MS发生率较血清活性维生素D水平低于75 nmol/L的人低50%[30]。一项来自瑞典的研究证实上述观点，通过对192位MS患者的血清进行研究，发现活性维生素D水平大于75 nmol/L，其MS发生率较小于75 nmol/L的人低60%[31]。Soilu等在1年期间通过对66例MS患者以维生素D作为附加剂连同β干扰素治疗的对照试验发现，每周补充维生素D2000IU，使血清中活性维生素D水平升至110 nmol/L，MRI结果回报较对照组明显好转[32]。来自伊朗的一项包括104人的病例对照试验发现MS患者血清维生素D水平显著低于对照组，但维生素D水平与MS患者残疾程度之间无明确关系，这也许提示我们，补充维生素D或许仅能延缓病程发展，对于疾病的转归及预后可能无实质性作用，这需要更多试验研究加以验证[33]。MS患者在复发急性期时，常常需使用大剂量激素冲击治疗来缩短急性期持续时间及减轻症状[34]，这也常常导致患者出现相应的副作用，诸如股骨头坏死、骨质流失等，补充维生素D可针对上述症状加以治疗，但目前对于维生素D补充的极量尚未得到确定，过高的补充维生素D可导致血钙过高，出现急性维生素D中毒或泌尿系统结石等，所以需要更多的临床试验来摸索最佳用药剂量及用药时间。在过去的10到20年间，不断有研究发现EB病毒感染可导致患者发生MS的几率增加[35]，Disanto等通过一项包括15人的小样本非对照研究发现，通过每天补充20000IU的维生素D，持续12周，患者血清中EBNA-1抗体滴度较之前明显下降，这可能与维生素D抑制了自身对于EBV的免疫应答有关，但因为无对照组且样本量过小，所以得到的结果尚不能说明EBV与维生素D的相互作用，仍需要进一步研究[36]。

5结论和展望

越来越多的研究证明，维生素D与MS之间有着密不可分的关系，维持足够的血清维生素D水平对于MS的治疗、临床症状的改善、疾病的预后、个体的健康和生活状态具有重要作用。目前关于补充维生素D可降低MS风险的证据越来越充分，通过补充维生素D对于干预疾病进程有显著作用，然而，干预的最佳时机、延缓疾病进程的作用程度以及维生素D对于不同种族的普遍适用性仍需要明确，更重要的是，进一步的调查研究应着眼于完善维生素D水平与MS风险或进程的剂量效应关系，这对于制定预防或治疗措施具有决定性作用。健康个体通过补充维生素D预防MS的发生越来越受到人们关注，个体在子宫内及出生早期保持充分的日照量同样很重要，但是一些临床试验表明青春期晚期至成年早期阶段血清维生素D水平对于患MS风险有更重要意义，这需要进一步的观察性流行病学研究、遗传及分子层面的调查来证明这一假设，同时也需要大量的随机对照试验来制定一套补充维生素D的安全有效的方案，尽管现阶段已有试验提出补充维生素D的安全剂量范围，但这些试验仅基于相对有限的范围及时间，而且大部分针对于成年人。想要彻底明确针对于所有人维生素D的安全剂量范围，需要大量人群补充相对高剂量的维生素D数年并进行随访，同时必须监控可能发生的副作用，鉴于经济、伦理及科学的复杂性，以及针对大规模人口试验缺乏社会经验，我们应建立一个国际合作性组织来监督这项试验的设计，进而为多发性硬化及其他自身免疫性疾病的治疗提供更加明确的方向。

参考文献：

[1]Kidd PM.Multiple sclerosis,an autoimmune inflammatory disease:prospects for its integrative management[J].Altern Med Rev,2001,6(6):540.

[2]Mao P,Reddy PH.Is multiple sclerosis a mitochondrial disease[J]?Biochim Biophys Acta,2010,1802(1):66.

[3]Bermel RA,Rae-Grant AD,Fox RJ.Diagnosing multiple sclerosis at a later age:more than just progress myelopathy[J].Mult Scler,2010,16(11):1335.

[4]Ziemann U,Wahl M,Hattingen E,et al.Development of biomarkers for multiple sclerosis as a neurodegenerative disorder[J].Prog Neurobiol,2011,95(4):670.

[5]Holick MF.Vitamin D :importance in the prevention of cancers,type 1 diabetes,heart disease,and osteoporosis[J].AM J Clin Nutr,2004,79(3):362.

[6]Moreiraa TS,Hamadehb MJ.The role of vitamin D deficiency in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus[J].E-SPEN,the European e-Journal of Clinical Nutrition and Metabolism,2010,5(4):155.

[7]Lips P.Vitamin D physiology[J].Prog Biophys Mol Biol,2006,92(1):4.

[8]Rigby WF,Denome S,Fanger MW.Regulation of lymphokine production and human T lymphocyte activation by 1.25-dihydroxyvitamin D3.Specific inhibition at the level of messenger RNA[J].J Clin Invest,1987,79(6):1659.

[9]Trembleau S,Germann T,Gately MK,et al.The role of IL-1、2 in the induction of organ-specific autoimmune diseases[J].Immunol Today,1995,16(8):383.

[10]Griffin MD,Xing N,Kumar R.Vitamin D and its analogs as regulators of immune activation and antigen presentation[J].Annu Rev Nutr,2003,23(6):117.

[11]Martineau AR,Wilkinson KA,Newton SM,et al.IFN-gamma-and TNF-indenpendent vitamin D-inducible human supression of mycobacteria;the role of cathelicidin LL-37[J].J Imunol,2007,178(11):7190.

[12]Almerighi C,Sinistro A,Cavazza A,et al.1Alpha,25-dihydroxyvitamin D3 inhibits CD40L-induced pro-inflammatory and immunomodulatory activity in human monocytes[J].Cytokine,2009,45(3):190.

[13]Xu H,Soruri A,Gieseler RK,et al.1,25-Dihydroxyvitamin D3 exerts opposing effects to IL-4 on MHC class-II antigen expression,accessory activity,and phagocytosis of human monocytes[J].Scand J Immunol,1993,38(6):535.

[14]Chen S,Sims GP,Chen XX,et al.Modulatory effects of 1.25-dihydroxyvitamin D3 on human B cell differentiation[J].J Immunol,2007,179(3):1634.

[15]Gregoni S,Giarratana N,Smiroldo S,et al.A1,25-dihydroxyvitamin D3 analog regulatory T-cells and arrests autoimmune diabetes in NOD mice[J].Diabetes,2002,51(5):1367.

[16]Cantorna MT,Hayes CE,Deluca HF.1.25-Dihydroxyvitamin D3 reversibly blocks the progression of relapsing encephalomyelitis,a model of multiple sclerosis[J].Proc Natl Acad Sci USA,1996,93(15):7861.

[17]Fukazawa T,Yabe I,Kikuchi S,et al.Association of vitamin D receptor gene polymorphism with multiple sclerosis in Japanese[J].J Neurol Sci,1999,166(1):47.

[18]Kalthoum T,Wajih K,Agnes H,et al.Association between vitamin D receptor polymorphisms and multiple sclerosis:systematic review and meta-analysis of case-control studies[J].Cell Mol Immunol,2015,12(2):243

[19]Simon KC,Munger KL,Xing Y,et al.Polymorphisms in vitamin D metabolism related genes and risk of multiple sclerosis[J].Mult Scler,2010,16(2):133.

[20]Sioka C,Papakonstantinou S,Markoula S,et al.Vitamin D receptor gene polomorphisms in multiple sclerosis patients in northwest Greece[J].J Negat Results Biomed,2011,10:3.

[21]Rahnavard Z,Eybpoose S,Homami MR,et al.Vitamin D deficiency in healthy male population :results of the Iranian multi-center osteoporosis study[J].Iran J Public Health,2010,39(3):45.

[22]Holick MF,Tobin JD.Vitamin D deficiency in older people[J].J Am Geriatr Soc,1995,43(7):822.

[23]Alter M,Kahana E,Loewenson R.Migration and risk of multiple sclerosis[J].Neurology,1978,28(11):1089.

[24]Mowry EM,Krupp LB,Milazzo M,et al.Vitamin D status is associated with relapse rate in pediatric-onset multiple sclerosis[J].Ann Neurol,2010,67(8):618.

[25]Elenkov IJ,Wilder RL.IL-12,TNF-α,and hormonal changes during late pregnancy and early postpartum :implications for autoimmune disease activity during these times[J].J Clin Endocinol Metab,2001,86(10):4933.

[26]Guillermo ER,Graciela O,Jose FR,et al.Sunlight exposure and multiple sclerosis in a tropical country[J].Neurol Res,2014,36(7):647.

[27]Bruce A.C.Cree.2014 Multiple Sclerosis Therapeutic Update[J].The Neurohospitalist,2014,4(2):63.

[28]Kragt J,Van Amerongen B,Killestein J,et al.Higher levels of 1,25-hydroxyvitamin D are associated with a lower incidence of multiple sclerosis only in women[J].Mult Scler,2009,15(1):9.

[29]Munger KL,Zhang SM,O’Reilly E,et al.Vitamin D intake and incidence of multiple sclerosis[J].Neurology,2004,62(1):60.

[30]Munger KL,Levin LI,Hollis BW,et al.Serum 25-hydroxyvitamin D levels and risk of multiple sclerosis[J].JAMA,2006,296(23):2832.

[31]Salzer J,Hallmans G,Nystrom M,et al.Vitamin D as a protective factor in multiple sclerosis[J].Neurology,2012,79(21):2140.

[32]Soilu-Hanninen M,Aivo J,Lindstrom BM,et al.A randomised,double blind,placebo controlled trial with vitamin D3 as an add on treatment to interferon β-1b in patients with multiple sclerosis[J].J Neurol Neurosurg.Psychiatry,2012,83(5):565.

[33]Hamidreza H,Elham B,Seyed M,et al.Is serum vitamin D levels associated with disability in patients with newly diagnosed multiple sclerosis[J]?Ir J neurol,2013,12(2):41.

[34]Sellebjerg F,Barnes D,Filippini G,et al.EFNS guideline on treatment of multiple sclerosis relapses:report of an EFNS task force on treatment of multiple sclerosis relaspses[J].Eur J Neurol,2005,12(12):939.

[35]Ascherio A and M unger KL.Environmental risk for multiple sclerosis.Part I:the role of infection[J].Ann Neurol,2007,61(4):288.

[36]Kassandra M,Alberto A.Understanding the joint effects of EBV and vitamin D in MS[J].Multiple Sclerosis Journal,2013,19(12):1554.

(收稿日期：2015-06-26)

文章编号：1007-4287(2016)01-0162-04 1007-4287(2016)01-0166-04

*通讯作者

基金项目：吉林省科技厅国际合作项目(20130413027GH)