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维生素D与危重症

时间:2010-08-24 13:10:49  来源:大连医科大学附属第一医院重症医学科(116011)  作者:代晓明 黄伟 万献尧*

近年来的研究发现脂溶性的维生素DVit D)不仅是调节钙、磷代谢的关键因子,在免疫调节、降低感染、冠心病、高血压以及癌症风险等方面也发挥着至关重要的作用。另一方面,人群中Vit D缺乏非常普遍,已有研究证实Vit D缺乏是重症加强治疗病房ICU)内患者死亡的独立危险因素。本文通过文献复习,对当代重症医学Vit D的研究现状做一综述,以期引起对ICU内危重患者Vit D缺乏的重视。

1 Vit D的代谢

Vit D是类固醇的衍生物,是人体所必需的一种营养物质,可分为Vit D2(麦角钙化醇)和Vit D3(胆钙化醇)。Vit D2多含于植物性食物中;Vit D3来源于蛋黄、鱼肝油等动物性食物。人体皮肤和脂肪组织中的7-脱氢胆固醇经阳光(紫外线)照射下经光化学反应,在皮肤中转化成Vit DVit D2Vit D3经肝细胞微粒体内的25-羟化酶作用形成25OHD3,后者再经肾脏近曲小管上皮细胞线粒体内的1-α羟化酶羟化后形成Vit D的活性形式1,25OH2D31,25OH2D3与其受体(VDR)结合后,促进肠道和肾脏对钙、磷的吸收和转运,提高血清钙、磷含量。甲状旁腺激素(PTH)与Vit D之间有着紧密的联系:PTH增加肠钙的吸收,刺激肾脏合成1,25OH2D3,在一定的范围内,血清中25OHD3浓度与PTH浓度呈负相关[1]

2 Vit D与免疫调节

2.1 Vit D的免疫调节作用

Vit DVDR结合后方能发挥生物学效应,VDR为类固醇激素/甲状腺激素受体超家族的成员,分为核受体与膜受体。前者主要参与钙磷平衡的维持,后者则通过影响基因的表达来调节蛋白质的合成。VDR遍及全身,广泛分布于小肠、甲状旁腺、胰腺、垂体、胎盘、心肌、动脉、骨髓细胞等全身多个器官组织[1]Vit DVDR结合后除了经典的调节钙磷代谢、骨钙动员与沉积作用外还可以调控细胞有丝分裂,抑制多种组织细胞增殖、分化和改变细胞生物学功能、调控肾素血管紧张素系统、抑制血管生成、改善肌肉强度等。

2.2 Vit D的免疫调节机制

*万献尧系通讯作者,E-mailwanxianyao@gmail.com

Vit D与感染的关系是近年来研究的一个热点,目前认为人体存在一条依赖Vit D的抗感染途径:Vit D可通过对多种免疫细胞和细胞因子发挥作用来调控先天性免疫和适应性免疫应答反应[2]1,25OH2D3能够改善先天性免疫,其机制为通过Toll受体(TLR)、VDRCYP27B1刺激并诱导巨噬细胞分泌抗菌肽antimicrobial peptideLL[1]。最近研究表明,Vit D能诱导巨噬细胞与中性粒细胞产生内源性LL-37,后者具有广谱抗菌活性(包括革兰阳性及阴性菌、真菌及分支杆菌),能增强机体的先天性免疫应答,增加机体对感染的防御能力,从而阻止感染的进展[3]。由于LL-37存在于结肠上皮、呼吸道、唾液中,Vit D缺乏可使消化道、呼吸道、口腔等部位的粘膜感染风险明显增高。此外,Vit D还可活化单核细胞和巨噬细胞TLR[4],通过一系列细胞内信号传导途径,使VDR表达增加,与活性的1,25OH2D3结合进入细胞核后与染色质结合,影响基因转录,诱导上述细胞表达LL和活性氧,进一步激活先天免疫反应。

另外,研究发现Vit D可改善失衡的Th1/Th2细胞的比例。1,25OH2D3通过抑制树突状细胞的成熟,减少对CD4细胞抗原递呈的能力,进一步抑制CD4细胞向Th1Th17转化,从而促进Th2的生成[2]Vit D3还可通过树突状细胞影响T细胞分化,即1,25OH2D3抑制树突状细胞的分化与成熟,下调共刺激分子CD40CD80CD86的表达,降低细胞的抗原递呈,抑制T细胞的活性[5]。研究表明,1,25OH2D3通过抑制外周血淋巴细胞IL-2γ-干扰素的分泌、抑制TNF-αIL-12的生成,使Th1细胞减少并抑制其活性,从而使Th1/Th2平衡发生改变[6]。总之,1,25OH2D3是通过调节感染早期细胞因子的生成、抑制Th1细胞活性、增加Th2细胞的数量、调节Th1/Th2平衡和诱导免疫耐受来影响感染的进程的。

3. Vit D缺乏的流行病学调查

尽管目前关于25OHD3的最佳血清浓度还没有达到共识,但大多数专家的意见为Vit D缺乏的定义为血清中25OHD3浓度20ng/mL[7]。世界范围内Vit D缺乏广泛存在:在美洲,18~29岁的青年人中,Vit D的缺乏达36%;而在15~49岁的黑人妇女中,Vit D缺乏高达42%49~83岁的门诊患者中,Vit D缺乏达41%。在欧洲,Vit D缺乏的发生率则更高:健康成人为28%~100%,住院患者为70%~100%[8]Buell[9]对接受家庭护理的318例老年人进行的横断面研究发现,Vit D缺乏的发生率为58.8%2009Lee[10]报道了ICU住院患者Vit D缺乏的发生率达67%,而Nierman[11]49例机械通气的慢性危重患者的调查发现Vit D缺乏的发生率更是高达92%年,Lee[12]又提出了由于Vit D缺乏导致ICU内危重患者病死率增高。导致Vit D缺乏的原因有多种,O'Shea[13]290例内科住院患者Vit D缺乏的流行病学调查及相关危险因素的评估,发现Vit D缺乏的发生率为57%,而Vit D摄入量不足、阳光照射少、长期住慢性病病房、抗癫痫治疗、透析、合并肾病综合征、高血压、糖尿病、冬季、高PTH、低血钙、低蛋白血症均是Vit D缺乏的危险因素。而Melamed[14]13331例接受营养问卷调查的健康成人进行横断面研究发现,Vit D缺乏是心血管病及肿瘤患者死亡的独立危险因素。

4. Vit D对危重症的影响

4.1 Vit D与感染

由于ICU内危重患者多存在免疫功能紊乱,因此更易发生医院获得性感染,如呼吸机相关性肺炎、导管相关性感染及全身性感染。Møller[15]的研究显示,Vit D缺乏是全身性感染的一个危险因素,在分别应用盲肠结扎穿孔术、静脉注射脂多糖复制全身性感染的大鼠模型中,应用Vit D治疗可改善继发于全身性感染的DIC时的凝血功能障碍,延缓DIC的进程。Jeng[3]比较ICU24例诊断为全身性感染患者与25例非全身性感染患者时发现,全身性感染组血清中25OHD3LL-37Vit D结合蛋白浓度较非全身性感染组明显降低,从而得出了在全身性感染的早期保持合适的Vit D浓度对先天性免疫尤为重要的结论。而2005Black[16]14000例美国人群进行有关营养健康的横断面研究,结果发现肺功能与血清中25OHD3浓度呈正相关;Janssens[17]的研究也证实了这一点,并提出了Vit D可能通过降低气道炎症反应来改善COPD患者的预后。Sutherland[18]54例哮喘患者测定其血清中Vit D浓度,并评估肺功能、气道高反应性以及对激素治疗的反应,结果发现Vit D浓度稍高(25OHD330ng/mL)的哮喘患者肺功能要强于低浓度(25OHD330ng/mL)者,且对激素治疗的反应更好些;此外,哮喘的严重程度与Vit D浓度呈负相关。因此,认为Vit D浓度降低增加了气道的炎症反应。2009Lee[12]提出了一个假想的模型来诠释Vit D在危重患者中所扮演的角色:正常状态时,机体的靶细胞可形成更多的1,25OH2D3来满足机体的需要,但在危重症状态下,由于Vit D的缺乏,PTH-Vit D轴上调受阻,这将导致代谢紊乱、免疫失调,最终发生多器官功能衰竭,从而增加ICU内危重患者的病死率。

4.2 Vit D与骨质疏松性骨折

ICU内高龄患者是骨质疏松性骨折的高危人群,而补充Vit D及钙剂能预防骨质疏松性骨折的发生,众多的临床观察发现,因Vit D缺乏而导致的骨折绝非少见。Harwood[19]进行的一项前瞻性随机对照研究纳入了150例髋部骨折术后的老年女性患者,随访1年,结果发现补充Vit D组血清25OHD3浓度增高,骨密度亦较对照组有所增加,两组差别具有统计学意义。2007Tang[20]的一项包括52625例患者的荟萃分析显示,补充钙和Vit D可使不同类型的骨折发病风险降低12%,补充Vit D800IU的患者发生骨折的风险明显小于补Vit D剂量<800IU的患者,这提示了骨折的发病风险与Vit D的应用呈量效关系。综合多个研究,大部分均倾向于补充钙和Vit D能预防骨折的发生。故2008年美国骨质疏松症基金会建议对具有Vit D缺乏风险的高危患者(如老年、慢性病、久居养老院等)应补充Vit D

4.3 Vit D与心血管疾病

Teng[21]51037例血液透析患者进行研究发现,应用Vit D可使治疗组心血管病的病死率明显降低(7.1% vs 14.6%)。Dobnig[22]进行的一项前瞻性队列研究纳入了3258例冠脉造影术患者,结果发现,血清中25OHD3浓度较低组,其心血管疾病的病死率明显高于25OHD3浓度较高组(分别为HR 2.2295%CI 1.57~3.13HR 1.8295%CI 1.29~2.58)。Giovannucci[23]18225例年龄在40~75岁的心血管病患者进行前瞻性研究,随访10年,结果发现,与正常组相比,Vit D缺乏组心梗的发病风险明显增高(RR 2.4295%CI 1.53~3.84P0.001)。

4.3  其他

近年来,时有关于Vit D对消化系统、脑血管等多个系统均存在有利影响的报道:①Buell[9]进行的横断面调查纳入了2003~2007年间接受家庭护理的318例老年人,在对年龄、种族、性别、体重指数和教育等变量进行校正后,发现痴呆(OR=2.3)、阿尔茨海默病(OR=2.5)、卒中(OR=2.0)风险升高与Vit D缺乏有关。②欧洲癌症与营养的前瞻性调查纳入了西欧10个国家超过52万例参与者,对其中的1248例入组后发生结直肠癌的患者与相同例数的对照者进行匹配,发现结直肠癌风险与血浆中25OHD3浓度之间呈强烈的反向、线性、剂量相关关系[24]。③Pittas[25]的研究提出胰岛素抵抗、2型糖尿病的发生与Vit D缺乏显著相关。④Vit D对免疫系统的调节作用也已在多种自身免疫病中得到印证,如类风湿性关节炎、多发性硬化、1型糖尿病、炎症性肠病等[2]

五、展望

综上所述,Vit D在危重患者研究方面的结果令人振奋,由于Vit D在疾病发生发展的各个环节发挥重要的作用,使其不仅能降低ICU内多器官衰竭的病死率,还能预测疾病的严重程度及预后。作为一种廉价而安全的药物,可以预见Vit D在危重患者中具有广阔的应用前景,可以作为ICU的一种辅助治疗手段,我们期待着更多关于Vit D对危重患者治疗循证医学方面的证据,尤其是多中心、随机、双盲、对照的前瞻性研究,我们有理由相信Vit D的应用前景更加光明。

 

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