張惠群，甘 兵（1.廣東醫(yī)科大學附屬第三醫(yī)院（佛山市順德區(qū)龍江醫(yī)院）呼吸與危重癥醫(yī)學科，廣東佛山 528318；2.廣東醫(yī)科大學，廣東湛江 524023)

支氣管哮喘是由多種細胞和細胞組分參與的慢性氣道炎癥疾病，其主要特征是氣道高反應(yīng)性和可變的氣流受限，是一種異質(zhì)性疾病，有不同的臨床表型。近年來，維生素D在支氣管哮喘中的作用越來越受到人們的關(guān)注[1]。支氣管哮喘和低維生素D水平有共同的危險人群。維生素D是一種類固醇激素，由食物攝入及皮膚自身合成，經(jīng)維生素D結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)運到肝臟和腎臟，然后在25-羥化酶、1α-羥化酶的作用下轉(zhuǎn)化為具有生物活性的1，25-二羥維生素D3，通過維生素D受體（VDR）參與生理活動，是重要的調(diào)節(jié)免疫因素[2]，可以通過先天免疫、適應(yīng)性免疫、影響調(diào)節(jié)性T細胞、改善哮喘患者對皮質(zhì)類固醇治療的反應(yīng)和減少氣道重塑等機制影響哮喘[1]。IFN-γ 作為Th1 細胞產(chǎn)生的抗炎細胞因子[3]，在哮喘發(fā)病中的作用存在爭議[4-5]。本文就維生素D、IFN-γ 在哮喘發(fā)病中的可能作用作一綜述。

1 維生素D與哮喘

1.1 維生素D與遺傳

目前許多研究表明，遺傳因素是導致哮喘和低維生素D水平低下的重要原因。維生素D受體基因在染色體中的位置正好位于哮喘及其疾病嚴重程度相關(guān)的區(qū)域-12q[6-8]，維生素D和VDR基因多態(tài)性可能改變維生素D生物活性，同時影響哮喘發(fā)展和嚴重程度[6]。有研究發(fā)現(xiàn)在美國年輕的非裔人群中，6 個VDR 變異基因中的4 個與哮喘顯著關(guān)聯(lián)[7]，而對VDR基因單核苷酸多態(tài)性（SNPs）（FokI、BsmI、TaqI和ApaI）的研究則表明FokI、BsmI、TaqI與哮喘關(guān)聯(lián)緊密，VDR SNP rs2228570 與哮喘夜間急性發(fā)作率增加、基線肺功能檢測值降低以及血清IgE 水平升高相關(guān)[9]。編碼維生素D 代謝酶的相關(guān)基因CYP2R1（編碼微粒體維生素D25 羥化酶）和CYP24A1[編碼線粒體1，25(OH)-D324-羥化酶]的多態(tài)性與哮喘的發(fā)生發(fā)展及嚴重程度也存在相關(guān)關(guān)系[8]，其中CYP24A1 與哮喘控制率下降、基線肺功能檢測值升高、對支氣管擴張劑反應(yīng)降低及25-(OH)-D3 水平降低顯著相關(guān)，CYP2R1與基線肺功能檢測值下降顯著相關(guān)[9]。維生素D代謝基因及其受體基因的多態(tài)性與哮喘相關(guān)，提示維生素D 相關(guān)基因的多態(tài)性研究可能有助于哮喘的疾病分型，為未來哮喘的臨床管理提供新思路。

1.2 維生素D與兒童哮喘

維生素D水平與兒童的哮喘相關(guān)性比成人更加密切，兒童哮喘患者補充維生素D更能獲益[1]。多項研究表明臍血維生素D水平與兒童喘息發(fā)生率呈負相關(guān)，與嬰兒早期呼吸道感染發(fā)生率呈負相關(guān)，維生素D對先天免疫的作用可能間接降低幼兒期喘息的風險[1,10-12]，產(chǎn)前補充維生素D 對兒童發(fā)生哮喘和反復喘息具有顯著的保護作用[13-14]。胎盤是25-(OH)-D3 轉(zhuǎn)化為1,25-(OH)2-D3 的重要部位，母親維生素D 水平在胎兒肺發(fā)育中起重要作用，維生素D可刺激肺泡Ⅱ型上皮細胞的DNA 合成及表面活性物質(zhì)產(chǎn)生[11]，還可抑制幼稚臍血T細胞中的Th1、Th2 分化[15]。此外，哮喘患兒體內(nèi)維生素D 水平降低與哮喘未控制程度呈正相關(guān)[16]，與IgE水平呈負相關(guān)，維生素D缺乏的哮喘患兒的血清總IgE水平明顯升高[4,17-18]。哮喘患兒血清維生素D 水平與第1 秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）、用力肺活量（FVC）、FEV1/FVC、用力呼氣50%肺活量（余50%肺活量）的瞬間流量（FEF50%）、用力呼氣75%肺活量（余25%肺活量）的瞬間流量（FEF75%）及最大呼氣中段流量（MMEF）呈正相關(guān)，血清維生素D水平升高可改善肺功能[19]。通過補充提高哮喘患兒血清維生素D水平，可減少哮喘急性發(fā)作次數(shù)和住院次數(shù)，減輕發(fā)作時疾病嚴重程度[20]。因此，維生素D在兒童哮喘中的作用十分重要，通過產(chǎn)前和產(chǎn)后補充維生素D可以有效減少兒童喘息的發(fā)生率和哮喘的嚴重程度，這對臨床的診療工作具有重要意義。但上述的研究均存在樣本和數(shù)據(jù)的丟失、分析數(shù)據(jù)時未考慮混雜因素等情況，維生素D在兒童哮喘發(fā)生中的作用仍需更多更嚴謹?shù)难芯咳プC實。

1.3 維生素D與成人哮喘

在成人哮喘的相關(guān)研究中，維生素D缺乏可導致氣道反應(yīng)性增加、肺功能降低、哮喘控制惡化、類固醇抵抗以及哮喘的發(fā)病率增加[4,9,12,21-22]。維生素D可以通過減少成纖維細胞外基質(zhì)蛋白以及減少與氣道重塑有關(guān)的酶（解整合素金屬蛋白33，ADAM33；基質(zhì)金屬蛋白酶9，MMP9）的表達，發(fā)揮抗平滑肌增殖、抑制黏液及基質(zhì)金屬蛋白酶分泌的作用，從而抑制哮喘的氣道重塑[4,22]。維生素D對免疫細胞具有顯著調(diào)節(jié)作用，可以增強嗜酸性粒細胞的活力，減少促炎壞死顆粒的產(chǎn)生；可以抑制B淋巴細胞產(chǎn)生IgE，并增加白介素10（IL-10）的產(chǎn)生，促進調(diào)節(jié)性B淋巴細胞表型分化；可以抑制肥大細胞活化的能力，減少組胺和腫瘤壞死因子的釋放，促進肥大細胞產(chǎn)生抗炎IL-10[12]。維生素D還可以強化固有免疫，包括抗菌蛋白生成增多、巨噬細胞及自然殺傷細胞數(shù)量增多、功能上調(diào)；可以抑制適應(yīng)性免疫，包括下調(diào)樹突細胞共刺激因子及IL-12 表達，上調(diào)IL-10 表達促進免疫耐受效應(yīng)的調(diào)節(jié)性T細胞（Regulatory T cells，Treg）增多，抑制Th1 型及Th2 型細胞免疫[15]。小鼠實驗表明，維生素D可降低Th2 細胞因子水平和氣道高反應(yīng)性[23]。重度或未控制的哮喘患者維生素D缺乏的發(fā)生率較高，F(xiàn)EV1 水平較低[24-25]，補充維生素D后哮喘急性發(fā)作次數(shù)減少[21]，治療6 個月時的哮喘控制情況得到了明顯的改善[26]。甚至有學者認為，補充維生素D可減少激素依賴型哮喘的急性發(fā)作次數(shù)，可將激素依賴型哮喘的急性發(fā)作次數(shù)降低37%[27-29]。哮喘急性加重通常由病毒性上呼吸道感染引起，病毒引起的哮喘加重與促炎細胞因子（如IL-17A）的產(chǎn)生增加有關(guān)，可加劇過敏性氣道反應(yīng)。維生素D代謝物對呼吸道上皮細胞具有抗病毒作用，并抑制外周血單個核細胞產(chǎn)生IL-17A[29]。哮喘患者的血清維生素D水平與IL-10+CD4+Treg細胞顯著相關(guān)[22]，糖皮質(zhì)激素抵抗的患者，Treg細胞IL-10 分泌減少，維生素D通過增強Treg細胞進一步促進IL-10 的分泌從而改善激素抵抗[9,12,14-15,22]。由此可見，維生素D具有明顯的免疫調(diào)節(jié)作用，監(jiān)測血清25-羥基維生素D 水平可作為哮喘患者管理的一項措施，對于反復急性發(fā)作和激素依賴型的哮喘患者需要警惕是否存在維生素D的不足或缺乏并及時補充維生素D。

2 維生素D、IFN-γ與哮喘

IFN-γ 在哮喘中的作用機制尚不完全清楚。有研究表明IFN-γ 水平與哮喘患者的肺功能呈正相關(guān)，是哮喘的保護因素，但也有研究表明血清IFN-γ 在哮喘急性發(fā)作期表達水平升高，是哮喘急性發(fā)作和激素抵抗的危險因素，維生素D 則可能通過影響IFN-γ 的表達水平影響哮喘。

2.1 INF-γ抑制哮喘2 型炎癥減少氣道重塑

國內(nèi)研究顯示，哮喘患者的血清IL-4 水平較健康人升高，而血清IFN-γ 水平較健康人下降。IFN-γ水平與肺功能呈正相關(guān)，不同時期哮喘患兒血清25-(OH)-D3 與IFN-γ 水平呈正相關(guān)[30-35]。Th1/Th2 失衡是哮喘發(fā)病的重要機制，IFN-γ是Th1 細胞產(chǎn)生的細胞因子，是IL-4 合成的拮抗劑，可抑制嗜酸性粒細胞募集和活化，減少局部炎癥細胞浸潤，降低B淋巴細胞過度合成IgE[30,33]，并抑制Th2 細胞增生[30]，促進IgG的生成。IgG可中和氣道中的抗原，從而有利于抗原捕捉和肺泡巨噬細胞的抗原遞呈，同時IgG還可以促進INF-γ的進一步分泌，有助于恢復Th1/Th2 平衡[33]。此外，IFN-γ在一氧化氮（NO）途徑中能舒張氣管，抑制平滑肌細胞DNA的合成[34]，從而減輕哮喘氣道重塑。

2.2 IFN-γ加重哮喘和誘導激素抵抗

有國外學者認為，Th1 細胞及其細胞因子（特別是IFN-γ）與重度哮喘有關(guān)，可能是激素依賴型難治性喘患者氣道高反應(yīng)性的驅(qū)動因素[35-37]。重度哮喘患者氣道中Th1 免疫應(yīng)答（IFN-γ）升高，可能通過中性粒細胞CCR1 和CCR3 表達上調(diào)而促進中性粒細胞趨化，慢性中性粒細胞增多的哮喘患者通常對類固醇不敏感[36]。Th1 細胞的分化由轉(zhuǎn)錄因子T-bet（由Tbx21編碼）編程，Th1 細胞產(chǎn)生IFN-γ導致T-bet的上調(diào)并促進Th1 分化，IFN-γ和T-bet都與肺部嗜酸性粒細胞浸潤和AHR的抑制有關(guān)[37]。大約30%的重度哮喘表現(xiàn)為1 型炎癥，其特征是IFN-γ 水平及C-X-C 配體10（CXCL10）水平升高，對類固醇的需求更高和更頻繁的哮喘急性發(fā)作[38]。CXCL10 以及其姐妹配體C-X-C 配體9（CXCL9）和CXCL11 與C-X-C 受體3（CXCR3）結(jié)合，促進Th1 細胞的趨化性以及嗜酸性粒細胞和肥大細胞的活化。由于Th1 細胞的產(chǎn)生能進一步促進CXCL10 和IFN-γ 水平的高表達，形成一個正向反饋回路，增強了局部1 型炎癥，導致了病理性免疫。Gauthier 等[38]的研究顯示，哮喘患者的IFN-γ在氣道中的表達與趨化因子受體CXCR3 和C-C 受體5（CCR5）的表達密切相關(guān)。哮喘患者血清IFN-γ 水平較高者年齡較大，哮喘發(fā)病時間較晚，F(xiàn)EV1、FVC更低。

2.3 維生素D調(diào)節(jié)IFN-γ表達影響哮喘

高水平的血清維生素D 可抑制T 淋巴細胞中的NF-κB 通路，負反饋調(diào)節(jié)TLR4 的功能，誘導Th1 細胞活化產(chǎn)生IFN-γ 等抗炎細胞因子，調(diào)節(jié)Th1/Th2 平衡[30]。維生素D還可以誘導抗菌肽和防御素的產(chǎn)生，提高對抗細菌、病毒和真菌感染的IFN-γ 和IL-10 水平，減少哮喘復發(fā)或癥狀惡化風險[11,30]。而在實驗性自身免疫性腦脊髓炎動物模型的研究中則發(fā)現(xiàn)，維生素D 可以抑制IFN-γ 的分泌，進而減輕Th1 細胞炎癥對實驗性自身免疫性腦脊髓炎的損害作用[39]。因此，維生素D、IFN-γ和哮喘三者之間的關(guān)系有可能是：維生素D通過影響IFN-γ的表達，調(diào)節(jié)Th1/Th2 的平衡，從而起到控制哮喘和減輕哮喘疾病嚴重程度的作用。IFN-γ 對哮喘的影響可能與哮喘的炎癥類型相關(guān)，在Th2 型細胞炎癥主導的哮喘中主要為保護作用，而在Th1 細胞炎癥主導的哮喘中主要為加重損害作用，需進一步設(shè)置不同炎癥表型的哮喘模型實驗進行驗證。

3 結(jié)語與展望

綜上所述，維持血清維生素D水平有利于哮喘的控制及減輕疾病嚴重程度，可能會降低哮喘的發(fā)病率。維生素D通過各種機制在哮喘的發(fā)生、疾病進展、藥物治療反應(yīng)中起一定作用，越來越多的證據(jù)支持補充維生素D對哮喘的治療安全有效，隨著對維生素D在哮喘中作用機制的深入研究，極有可能為哮喘新的治療方法提供依據(jù)。而IFN-γ在哮喘中的作用存在爭議，有待將來更多的臨床試驗和基礎(chǔ)研究去探索證明。血清維生素D 通過調(diào)節(jié)IFN-γ 等抗炎細胞因子，從而調(diào)節(jié)Th1/Th2 平衡以及抵抗病原體感染，減少哮喘惡化，其具體的作用機制仍待進一步研究。維生素D、IFN-γ以及哮喘三者之間的關(guān)系及相互作用的機制等方面還有許多未知，需要進一步探究。