維生素D缺乏與自身免疫性肝炎相關性研究進展

梅勝梅, 周俊英

(河北醫科大學第三醫院 感染科, 河北 石家莊 050051)

自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis, AIH)是一種病因不明的免疫介導的慢性炎癥性肝病，其臨床特征為自身抗體陽性、轉氨酶升高以及高丙種球蛋白血癥，病理表現包括淋巴細胞浸潤和界面性肝炎。AIH以女性為主，可發病于任何年齡和任何種族[1]。隨著疾病的進展可發展為肝纖維化、肝硬化，甚至出現急性重癥(暴發性)肝炎或隱源性肝癌[2]。越來越多的研究表明，維生素D不僅有調節骨代謝和鈣穩態作用的經典途徑，還有免疫介導、抗氧化、抗纖維化及抗炎作用的非經典途徑。維生素D缺乏與自身免疫性疾病如多發性硬化癥、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、炎癥性腸病[3]，以及傳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謝性疾病(如非酒精性脂肪性肝炎)、腫瘤等密切相關。而AIH作為一種病因不明確的肝細胞實質炎性病變，大量的文獻已經證實維生素D缺乏與AIH發病機制有關，本文就維生素D缺乏與AIH相關性進行綜述。

1 維生素D概述

1.1維生素D來源與合成 維生素D是一種脂溶性維生素，包括維生素D2(麥角鈣化醇)和維生素D3(膽鈣化醇)兩種生物活性形式。維生素D2主要來源于植物；而維生素D3主要是通過魚類、雞蛋等食物攝取，并在體內通過皮膚表面的7-脫氫膽固醇在紫外線照射下經熱異構作用轉變而來，其與維生素D結合蛋白(vitamin D binding protein, DBP)結合，轉運到肝臟，在25-羥化酶作用下生成25(OH)D3，血液中主要以該形式存在，因此測定25(OH)D3含量評估體內維生素D的水平。25(OH)D3轉運至腎臟，在近端小管通過1α-羥化酶，產生其活性形式1, 25(OH)2D3[4]。

1.2維生素D免疫介導作用 維生素D參與了許多生物過程，通過配體-受體結合、激活與不同基因啟動子區的反應元件相互作用來調節先天性免疫反應, 參與眾多細胞，包括樹突狀細胞(dendritic cell, DC)和自然殺傷T細胞(natural killer T cell, NKT)和適應性免疫(Th1、Th2和Th17淋巴細胞)，并最終導致多種免疫細胞的功能變化[5]。維生素D通過結合維生素D受體(vitamin D receptor，VDR)發揮其生物效應[6]。VDR直接或間接調節200多個基因的表達，影響細胞增殖、分化和凋亡，以及免疫調節和血管生成[7]。VDR在大多數組織和細胞中表達，包括肝臟、胰腺和免疫細胞(如B淋巴細胞、T淋巴細胞、單核細胞、巨噬細胞、NKT和DC)。免疫細胞能夠在局部將25(OH)D3轉化為其活性形式1, 25(OH)2D3，與VDR相互作用導致構象變化后，使之與類視黃醇X受體相互作用形成異源二聚體，再與DNA中的維生素D反應元件(vitamin D response element，VDRE)結合，促進基因轉錄。

先天性免疫反應：①1, 25(OH)2D3激活巨噬細胞中的抗菌肽，促進抗菌作用[8]；②抑制單核細胞向DC轉化，阻止DC成熟，促進DC凋亡，減少IL-12的產生，抑制T細胞和NKT的細胞分化活性，從而降低炎癥反應[9]。

適應性免疫反應：①抑制組織相容性復合體Ⅱ類分子(major histocompatibility complex class Ⅱ transactivator, MHC-Ⅱ)，破壞抗原呈遞，減少T細胞增殖，將細胞因子極化為Th2型，上調細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4， CTLA4)和Foxp3，增加調節性T細胞(regulatury T cell, Tregs)的生成[10]，損害B細胞功能并誘導B細胞凋亡，導致自身抗體減少，從而抑制免疫反應；②增加白細胞介素(interleukin, IL)-10的分泌，促進抗炎介質，阻斷活化的T細胞的核因子κB((nuclear factor κB, NF-κB)和細胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)來抑制Th17活性[11]，減少Th17細胞因子[12]，降低炎癥反應。

1.3維生素D抗纖維化作用 維生素D、VDR及其激動劑通過某些途徑及信號通路抑制肝星狀細胞(hepatic stellate cells，HSC)活化，減少細胞外基質的積累，激活降解細胞外膠原的基質金屬蛋白酶，并抑制金屬蛋白酶的組織抑制劑的表達[13]，而達到抗纖維化作用。Reiter等[14]利用Abcb 4(-/-)的小鼠模型，驗證了VDR的活性形式骨化三醇能抑制HSC的活化和增殖，誘導抗纖維化基質金屬蛋白酶-13(matrix metalloproteinases-13，MMP-13)的表達和分泌，使MMP-13的mRNA水平和活性顯著增加。在小鼠體內，骨化三醇使丙氨酸轉氨酶(alanine aminotransferase, ALT)水平降低，炎癥細胞及促炎因子減少，從而減輕了肝臟炎癥損傷。但在膽汁淤積性肝纖維，補充維生素D沒有發現明顯的抗纖維化作用。同樣，Ding等[15]在四氯化碳處理的小鼠肝纖維化模型中利用鈣泊三醇觀察到肝纖維化的改善。鈣泊三醇可減輕硫代乙酰胺誘導的肝纖維化，通過降低轉化生長因子-β1(transforming growth factor-β, TGF-β)水平和調節TGF-β1/Smad信號通路來抑制HSC活化，并且通過降低組織抑制金屬蛋白酶-1(tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1, TIMP-1)和恢復金屬蛋白酶及其抑制劑之間的平衡來幫助纖維分解[16]。Hu等[17]利用刀豆蛋白A(concanavalin A, ConA)誘導的肝炎模型，證明1，25(OH)2D3對ConA誘導的肝炎有明顯的保護作用，其作用機制與下調T細胞免疫和上調VDR基因表達有關。1，25(OH)2D3能顯著增加VDR的基因表達和蛋白水平，抑制TNF-γ，增加IL-4和IL-5，抑制CD4+ T細胞，增加CD8+ T細胞，降低了CD4+ /CD8+比率，從而達到降低炎癥的作用。

1.4維生素D對糖皮質激素的調節作用 糖皮質激素(glucocorticoid, GC)主要是通過與胞漿中的糖皮質激素受體(glucocorticoid receptor, GR)結合來發揮生物學作用。GC誘導單核細胞產生有絲分裂原激活的蛋白激酶磷酸酶-1(mitogen-activated protein kinase phosphatase-1, MKP-1)，維生素D通過上調MKP-1，抑制單核細胞和巨噬細胞中p38的活化和細胞因子的產生[18]。單核細胞胞質內的GR被GC激活，激活的GR轉運至細胞核，與MKP-1基因啟動子上的糖皮質激素反應元件(glucocorticoid response element, GREs)結合，MKP-1的產生增加，絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPK)的促炎作用減弱。維生素D通過增加粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子介導的中介復合物亞基14(mediator complex subunit 14, MED14)的產生，增強GC的抗炎作用。MED14反過來又增強了活化的GR與GREs的結合[19]。維生素D還能促進GC對脂多糖誘導產生的IL-6的抑制作用[20]。維生素D可能間接影響GC的其它途徑還包括抑制轉錄因子的激活蛋白-1(activator protein-1, AP-1)、NF-κB，這些途徑可能間接通過干擾的核易位NF-κB來實現的[21]。

GC作為AIH的一線用藥，維生素D能增強GC的抗炎作用，而維生素D不足/缺乏可能會影響標準GC治療AIH的有效性。

2 維生素D缺乏在AIH患者中的流行病學

美國內分泌學會[22]規定≤20 ng/ml為維生素D缺乏，≤10 ng/ml為嚴重缺乏；≤30 ng/ml為維生素D不足；>30 ng/ml為維生素D正常。維生素D不足/缺乏已經成為一種流行病和公共健康問題，全球約10多億存在維生素D不足/缺乏。一項基于葡萄牙的研究表明，約66%的葡萄牙人中存在維生素D缺乏/不足，冬季、生活在亞速爾群島、年齡較大和肥胖是最重要的危險因素[23]。來自馬來西亞關于兒童慢性肝病患者維生素D水平的橫斷面研究提示，患有慢性肝病的兒童普遍存在維生素D缺乏/不足[24]。同樣，在土耳其的一項研究中，有64%～92%的慢性肝病患者和81%的AIH患者血清維生素D水平較低。一項薈萃分析顯示，維生素D缺乏在非酒精性脂肪性肝病患者中普遍存在[25]。因此，維生素D缺乏/不足普遍存在于各類人群中。

3 AIH患者維生素D缺乏的病因及機制

維生素缺乏主要與光照時間、吸收不良、飲食缺乏、細胞色素P450功能受損、性別、年齡、遺傳因素等密切相關，隨著現代生活方式的改變，人們更偏向于室內活動，尤其是女性有意地使用防曬化妝品及遮陽傘等防曬行為，大大減少了陽光照射。在慢性肝病患者中，由于疾病因素可能減少外出頻率，暴露在陽光下的時間很短；其次，由于門靜脈高壓引起的腸水腫和膽汁酸產生和分泌的減少而導致結腸對維生素D吸收不良，可能降低血清維生素D水平；第三，維生素D的活化和DBP的水平可能隨著肝病進展而降低，導致血清維生素D水平降低[26]。女性比男性更容易導致維生素D缺乏，可能與雌激素增強VDR基因表達和轉錄，從而導致體內維生素D水平減低有關[27]。老年人由于體力活動和日曬減少、腎功能下降、雌激素水平降低，以及與維生素D缺乏相關的腸道鈣吸收減少，老年人更容易導致維生素D缺乏。基于人群的流行病學研究表明，丹麥AIH的發病高峰年齡為70歲，新西蘭為60～69歲[28]，因此補充維生素D可能對于AIH老年患者有益。在多種VDR基因多態性中，據報道BsmI和TaqI與AIH相關，在德國[29]的研究中發現原發性膽汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis, PBC)患者與VDR的BsmI多態性之間有顯著的相關性，與中國[30]研究一致的是，群中VDR的FokI多態性與AIH相關聯。

4 維生素D缺乏與AIH的相關性

維生素D主要通過與MHC-Ⅱ, Toll樣受體(Toll-like receptors, TLRs)，細胞色素P450(cytochrome P450, CYP450), CTLA4, Tregs以及Foxp3等信號通路及細胞因子對AIH發揮作用。

TLRs是體內重要的受體，主要表達在DC、枯否細胞和一些淋巴細胞的細胞膜上，一旦與病原體相關分子模式(pathogen-related molecular model, PAMP)結合，通過受體相關激酶激活多種轉錄因子并轉錄分泌相應促炎細胞因子。維生素D缺乏引起機體過表達TLR-2、TLR-4 、TLR-9，Jeong等[31]證實了鈣三醇能降低TLR2、TLR4、 TNF-α、IL-1的表達。Roth等[32]利用維生素D缺乏的非酒精性脂肪性肝病小鼠模型，發現維生素D缺乏的小鼠組的TLR2、TLR4、TLR9以及IL-4、IL-6均高于維生素D正常的小鼠組，并且前者表現出更嚴重的肝細胞脂肪變性和肝內小葉炎癥。

CYP450家族中的CYP2D6是2型AIH中抗-肝腎微粒體抗體-1型的靶抗原，作為一種潛在的25(OH)D的1α-羥化酶，它能將維生素D3轉化為成25(OH)D[12]。而CYP2D6缺乏會引起維生素D缺乏，維生素D缺乏反過來引起炎癥因子表達，使肝臟炎癥進一步加重。

Tregs是一種淋巴細胞，其特征是表達CD4+CD25+Foxp3，在AIH炎癥活動期，CD25+T細胞減少，表達低水平的Foxp3。Foxp3+T細胞主要位于肝小葉竇周間隙和門靜脈。維生素D的補充可增加Tregs活性[12]。骨化三醇結合VDR上調CD4+ T細胞中Foxp3的表達，并刺激活化的T細胞表達高水平的CTLA4和Foxp3，從而減少AIH的炎癥反應。

在Tao等[33]回顧性研究中，納入635例肝病患者，其中確診為AIH有80例，與健康者相比，發現確診為AIH的患者體內炎癥水平明顯升高，氧化應激能力明顯增強，T細胞亞群和維生素D水平明顯降低；同時，對維生素D水平下降的AIH患者進行研究，發現與維生素D水平正常的AIH患者相比，炎癥和應激反應更顯著，T細胞亞群水平降低。此外，與肝功能正常的患者相比，肝功能異常的AIH患者的炎癥和應激反應明顯增加，T細胞亞群水平明顯降低，維生素D水平下降。最后，對AIH患者血清25(OH) D水平與炎癥因子、肝功能相關指標和T細胞亞群相關指標的相關性分析表明，AIH患者血清25(OH) D水平與熱休克蛋白、TNF-α、ALT和丙二醛呈負相關，與CD3+T細胞和CD4+T細胞計數、超氧化物歧化酶和總抗氧化能力呈正相關, 。在AIH患者中，維生素D水平顯著降低，體內炎癥和氧化應激反應增強，T細胞亞群水平降低。因此，AIH患者合并維生素D水平降低，更容易發生體內無菌性炎癥變化和過氧化反應，使肝臟炎癥反應加重，更快進展為肝纖維化。Arai等[13]驗證血清25(OH)D3水平和VDR相關基因單核苷酸多態性與經活檢證實的非酒精性脂肪肝患者的肝纖維化嚴重程度顯著相關，維生素D水平越低，纖維化程度越重。

在慢性肝病中，維生素D缺乏程度與肝病的嚴重程度和進展呈正相關，Paternostro等[34]回顧性分析了肝硬化患者中維生素D水平，發現當維生素D≤10 ng/ml時，不良事件如腹水、門靜脈高壓及原發性肝癌的危險性增高，病死率也增加，而維生素D可能作為評價不良事件的預測因子。同樣，Efe等[35]對68例治療無效的AIH患者和34例健康對照者的血清25(OH)D水平測定，發現AIH患者血清25(OH)D平均水平顯著低于健康對照組。低水平的25(OH)D與AIH患者的進展性纖維化和嚴重界面肝炎獨立相關，他們認為血清25(OH)D水平可能是肝纖維化的一個潛在的非侵入性標志。一項加拿大回顧性研究[18]表明，對209例疑診或確診為AIH患者通過肝臟組織檢查進行了評估，定義血清維生素D水平<10 ng/ml為嚴重維生素D缺乏。實驗結果表明有42例患者(20%)有嚴重維生素D缺乏。在治療無反應的病例中，嚴重維生素D缺乏的患者比維生素D正常的患者更常見。嚴重維生素D缺乏與發生肝硬化的較高風險獨立相關(HR3.40；95%CI1.30-8.87，P=0.01)和肝臟相關的病死率或肝移植的需求有關(LT；HR5.26，95%CI1.54-18.0，P=0.008)。補充維生素D之后持續嚴重缺乏維生素D的患者療效仍然不佳。因此，他們認為嚴重維生素D缺乏是AIH的預后生物標志物。

近年來維生素D的骨骼外作用越來越引起重視，全球約有10多億存在維生素D不足/缺乏，而對于慢性肝病患者，特別是AIH患者，長期口服GC容易導致激素后不良反應的發生，補充維生素D可能會起到預防骨質疏松、減輕肝臟炎癥、抑制肝纖維化、延緩肝硬化、減少肝臟相關的不良事件等多種功效，并且維生素D價格低廉，易于口服，臨床可操作性強，引起不良事件少。指南[36]建議補充維生素D為200～600 U/d，過高的維生素D攝入可能會引起高鈣血癥，但目前沒有給出合適的補充維生素D劑量，并且對維生素D在AIH中的相關作用的研究仍較少，需要大量前瞻性、隨機性、臨床對照試驗來闡明補充維生素D是否能改善AIH患者的生存及預后。