维生素D与脓毒症关系的研究进展

李思彤 习 昕 朱光发

维生素D是一种脂溶性维生素，在调节钙磷代谢、维持骨骼生长发育等方面发挥着重要的生物学作用。近年来，人们发现维生素D除上述经典的生物学作用外，还可参与免疫调控，抗炎，抗感染等。脓毒症是机体对感染的反应失调而导致的严重器官功能障碍。免疫功能紊乱在脓毒症的发生发展中起重要作用[1]。新近研究发现，维生素D与脓毒症的发病及预后存在密切联系。现就相关研究进行综述。

1.维生素D的来源与检测

(1)维生素D的来源：维生素D是一种脂溶性维生素，分为酵母和植物中的维生素D2与动物中的维生素D3，人体中主要为维生素D3。维生素D在人体中主要有三种来源：经皮肤合成(通过紫外线辐射在皮肤中由7-脱羟基胆固醇合成)，食物来源和外源性补充,其中，经皮肤合成是最主要的途径。

(2)维生素D的检测：个体的维生素D状态常通过测量血清25(OH)D浓度来评估。随着对维生素D病理生理机制研究的不断深入，维生素D水平的检测也愈发重要。已往常用的免疫分析法只能测定 25(OH)D 总浓度，无法分别测定25(OH)D2和25(OH)D3的浓度。目前，液相色谱-质谱法由于其独特的灵敏度和特异性，在测量各种维生素D代谢物和类似物方面具有独特优势。[3]

2.维生素D缺乏与脓毒症相关性的研究现状

(1) 维生素D不足或缺乏与脓毒症发生的关联：脓毒症患者出现维生素D不足或缺乏的比例更高，其维生素D水平低于非脓毒症者。在ICU脓毒症患者维生素D水平的相关研究中发现，发生维生素D不足[25(OH)D <30μg/L][4]及维生素D缺乏(<10 μg/L)[5]的比例均显著升高。Cecchi 等[6]比较了 92 例严重脓毒症/脓毒症性休克患者和 72 例不伴脓毒症的重大创伤患者发现, 两组入院时维生素D水平存在显著差异。脓毒症组维生素D水平为10.1μg/L，明显低于非脓毒症组(18.4μg/L)。丁福来等[7]通过比较 57 例脓毒症患者和同期20 例健康体检志愿者，也证实了脓毒症患者血清维生素D水平显著低于正常对照组(3.92μg/Lvs. 17.25μg/L)。

维生素D水平低的患者发生脓毒症的比例更高。一项纳入了 2 399 例ICU患者的多中心观察性研究，根据在入院前 1 年内检测的血清25(OH)D水平，将患者分为≤15μg/L 组，15～30μg/L 组和≥30μg/L 组，结果发现3组患者发生脓毒症的比例分别为 30.3%，24.0% 和 19.4%，差异有统计学意义。从而证实了血清维生素D水平低的患者更容易发生脓毒症[8]。

上述研究证实了维生素D缺乏与脓毒症的密切联系，进一步人们开始寻找维生素D界值，用来预测脓毒症发生风险。

(2)维生素D水平可预测脓毒症的发生：Jovanovich 等[9]设计了一项针对社区获得性肺炎和脓毒症患者维生素D水平的病例对照研究，当 25(OH)D 界值设定在 50 nmol/L和37 nmol /L时，低维生素D水平对预测脓毒症的发生具有一定价值。OR 值分别为 1.75 和 1.89。另一项针对新生儿早期脓毒症的研究发现，将新生儿及其母亲血清 25(OH)D 水平的临界值分别定为 20 nmol/L和 42 nmol/L时，其预测新生儿早期脓毒症敏感性，特异性，阳性预测值和阴性预测值在新生儿中分别为 84%，79%，94.7%和 82.3%；母亲中分别为 82%，77%，91.4%和 80.6%。存在新生儿和母亲的 25(OH)D 血清水平之间的正相关性[10]。

(3)维生素D缺乏可影响脓毒症的预后：Vipul 等[11]研究了 88 例脓毒症患者的维生素D水平与其不良预后的关系结果发现,维生素D水平低的患者出现不良预后的比例明显升高[简化急性生理评分(simplified acute physiology score, SAPS)显著升高]，且其住院时间亦相对较长。另一项针对 107 例脓毒症患者的研究发现，极低水平维生素D(<7μg/L)的患者感染比例更高，抗感染效果更差，且血流动力学不稳定的比例明显升高。此外，极低水平维生素D也是脓毒症相关病死率的独立预测因子[12]。Nguyen 等[13]对 91 例脓毒症患者进行前瞻性观察性研究发现，3 d内测得平均1,25(OH)2D3≤13.6 ng/L的患者 30 d存活率显著降低(57.1%vs. 91.7%)。从而证实1,25(OH)2D3水平与脓毒症患者的病死率成负相关。

Chen等[14]对重症监护病房入院的 236 例患者进行研究发现，25(OH)D 缺乏症的患者(<20μg/L)中，急性生理与慢性健康II(acute physiology and chronic health evaluation, APACHE II)和序贯器官衰竭(sequential organ failure assessment, SOFA)评分、阳性血培养率、降钙素原水平、全段甲状旁腺素水平和 28 d病死率更高。进一步通过Cox回归方程得出，低 25(OH)D 水平是脓毒症患者28d病死率的独立危险因素。

3.维生素D水平影响脓毒症发生、发展及预后的可能机制

目前脓毒症的发病机制尚未完全阐明，可能与严重感染后机体炎症反应持续加剧、促炎及抗炎反应失衡，以及机体免疫调控紊乱有关。维生素D可能通过以下机制影响脓毒症发生、发展及预后。

(1)抗感染：维生素D可直接诱导抗菌肽的表达[15]。抗菌肽是对多种感染的先天免疫应答的重要组成部分。人体内维生素D影响抗菌肽的种类主要包括导管素和β-防御素。导管素在人体中唯一的形式为 hCAP18，被切割后形成活化形式杆菌肽LL-37，后者对细菌及某些病毒和真菌具有广泛的抗微生物活性[16]。β-防御素不仅具有直接抗微生物作用，还可在局部对中性粒细胞，单核细胞和其他免疫细胞分子产生趋化作用。

维生素D可以增加Toll样受体(Toll-like receptor, TLR)的表达。目前已知，巨噬细胞可通过TLR识别脂多糖，继而产生抗菌肽等杀菌物质。有研究发现，在角质形成细胞中，1,25(OH)2D3可通过增加TLR2/1的表达增强细胞对金黄色葡萄球菌的抗微生物活性[17-18]。

(2) 调节炎症反应：脓毒症的病理生理机制可能与促炎及抗炎反应失衡有关。研究发现，维生素D可通过减少促炎因子的产生抑制炎症反应。Sadeghi等[19]发现，1,25(OH)2D降低了人单核细胞中脓毒症相关的炎症因子TNFα和组织因子的产生。Reins 等[20]在人类角膜上皮细胞中也发现，维生素D可增加LL-37的表达，并降低促炎细胞因子IL-1β，IL-6，TNFα，CCL20的表达，抑制炎症反应。

(3)参与免疫应答：研究发现，维生素D可以抑制DC的分化[21]，诱导DC发生免疫耐受[22]，从而抑制适应性免疫应答的初始环节。树突状细胞(dendritic cell, DC)在对自身和外来抗原的细胞免疫应答中负责捕获、加工和呈递抗原，从而发挥关键作用[15,23]。

维生素D可以影响T细胞介导的免疫过程。1,25(OH)2D3能够抑制Th1细胞介导的免疫应答，进而抑制炎症细胞因子包括IL-2和IFNγ的产生。1,25(OH)2D3可下调IL-12并增加抗炎因子IL-4、IL-5及IL-10的产生，促进 Th1 转变为 Th2 表型[24-25].新近研究发现，维生素D在转录水平上直接抑制IL-17产生[26-27]。Th17细胞是一类涉及器官特异性自身免疫的CD4+T细胞，通过分泌IL-17发挥促炎作用，导致组织损伤[17]。有报告表明，1,25(OH)2D3可诱导调节性T细胞(regulatory cell, Treg)活化[28]，促进IL-10分泌[29]。Treg细胞产生IL-10并用于抑制效应T细胞应答，Treg细胞缺乏导致多器官免疫介导的疾病[30]。维生素D抑制CD4+T细胞的同时也抑制了CD8+T细胞介导的细胞毒性作用[31]。

除了对T细胞的调节作用外，维生素D还抑制B细胞增殖、阻断B细胞分化和免疫球蛋白分泌[15,32]。已有研究证实维生素D对维持B细胞稳态的直接作用，包括抑制记忆细胞和浆细胞的产生，以及促进产生免疫球蛋白的B细胞凋亡[32-34]。

维生素D可增强先天性免疫应答发挥抗感染的作用，抑制适应性免疫应答，起到稳定免疫系统的作用。还通过调节T淋巴细胞合成促炎性和抑炎性细胞因子的水平维持二者的平衡，从而防止过度炎症反应对机体产生损害。

4.纠正维生素D缺乏用于脓毒症治疗的研究现状

Quraishi 等[35]对 30 例脓毒症患者，在新发严重脓毒症或脓毒症休克的 24h内进行安慰剂(n=10)、200,000 IU维生素D(n=10)和400,000 IU维生素D(n=10)的随机试验研究，在第 5 天时发现实验组总 25(OH)D 和活性 25(OH)D 水平均显著升高，同时 30 d的ICU再入院率显著低于安慰剂组。然而，丁福来等[7]对 57 例脓毒症患者进行肌肉注射300 kU维生素D3或1 mL 0.9%氯化钠溶液安慰剂治疗后，并没有发现在机械通气时间、ICU住院时间及 28 d病死率中存在显著差异。Leaf 等[36]通过向实验组静脉注射2μg维生素D3对 67 例严重脓毒症或脓毒症休克的危重患者进行了双盲、随机、安慰剂对照研究，同样得到了阴性结果。

目前，关于补充维生素D是否可改善脓毒症患者预后的相关研究仍鲜有报道，有待进一步研究以明确。

5.小结

维生素不仅具有维持钙磷代谢和调节骨骼生长发育的经典作用，新近研究发现，维生素D与脓毒症存在密切联系。回顾近年来的文献，我们发现低水平维生素D与脓毒症的发生及预后密切相关。维生素D不足或缺乏可能通过抗感染、调节机体炎症反应与免疫功能参与脓毒症发生发展过程。目前，纠正维生素D缺乏在治疗脓毒症方面的作用还有待研究，其可能成为改善脓毒症预后的重要手段。