近年来，随着维生素D对机体免疫调节功能研究的日益深入，很多证据表明维生素D不仅在其经典的稳定体内钙磷代谢方面发挥功能，而且在脓毒症(sepsis)的发生发展过程中也起重要作用。
脓毒症是病原体与宿主免疫系统、炎症反应之间相互作用并最终导致的失控性炎症反应。维生素D可通过对多种免疫细胞和细胞因子发挥作用来调控固有免疫和抑制适应性免疫应答，对脓毒症的发生发展可能有保护作用。本文旨在对近年来维生素D在脓毒症免疫调节中的作用研究进展进行综述。
1维生素D在脓毒症中的重要地位
目前已有许多研究证实维生素D和脓毒症之间存在相关性。在一个涉及2 399例重症监护病房(ICU)患者的多中心回顾性观察性研究中发现，维生素D不足和缺乏组的总体病死率明显升高，而且血清维生素D水平降低与血培养阳性率升高之间存在显著的相关性。
此外，近期也有一些针对维生素D和脓毒症的前瞻性研究，其结果值得寻味。在一个针对外科ICU患者的小样本单中心研究中，维生素D缺乏组感染及脓毒症的发生率更高，但与非缺乏组之间比较差异无统计学意义；
而对其中急性生理学与慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHEⅡ)评分>18分的部分患者再次进行分析后发现，与非缺乏组相比，缺乏组的ICU住院时间、总住院时间均显著延长，感染发生率升高了1倍。
在另一个纳入92例脓毒症及感染性休克的创伤患者的前瞻性研究中发现，维生素D可以作为病死率的预测指标。由此可见，机体维生素D水平与脓毒症的进程及预后密切相关。
2维生素D发挥免疫学功能的生理学基础
2.1免疫细胞中存在维生素D代谢酶(CYP27B1)：免疫细胞中活性维生素D不仅受到全身活性维生素D水平的影响，还可以通过CYP27B1自身合成而产生。维生素D在循环中以25(OH)D和1，25(OH)D形式存在，通常以25(OH)D含量代表机体维生素D的水平。25(OH)D通过CYP27BI的作用转化为1，25(OH)D而发挥活性作用。
但是全身的1，25(OH)D水平远不足以影响机体的免疫功能。在大多数免疫细胞中都发现了CYP27B1，提示免疫细胞可在局部生成活性维生素D。这一过程与肾脏产生1，25(OH)D的过程迥异，主要有以下特点：第一，免疫细胞中CYP27BI的表达水平受免疫信号调节。
单核／巨噬细胞中CYP2781的表达随着y-干扰素(IFN-y)、脂多糖(LPS)、结核分支杆菌分泌的脂蛋白(MtbP19)及病毒感染而表达上调。树突细胞(DC)中CYP27B1表达水平随细胞自身的成熟而上调，同样，随T细胞及B细胞活化，CYP27B1表达显著增加。第二，免疫细胞产生CYP27B1的过程不受局部高水平的1，25(OH)D负反馈调节。
2.2免疫细胞中存在维生素D受体：机体免疫系统中广泛分布的维生素D结合受体(VDR)是活性维生素D发挥生物学活性的结构基础。几乎所有免疫细胞中都存在VDR，包括活化的CD4+T细胞、CD8+T细胞、B细胞、中性粒细胞及抗原呈递细胞。并且研究发现，某些免疫细胞中VDR的表达水平受免疫信号调控。
比如，幼稚T细胞中仅表达极少的VDR，一旦T细胞活化后VDR的表达显著增加。相反，单核细胞向巨噬细胞或DC细胞分化的过程伴随着VDR表达的降低，导致成熟的巨噬细胞或DC细胞对1，25(OH)D敏感性下降。VDR在免疫系统中广泛表达的发现使得人们对维生素D免疫调节重要作用有了重新的认识。
可见，免疫细胞中VDR及CYP27B1的存在及其随机体免疫状态的动态变化特点提示1，25(OH)D是通过自分泌和旁分泌机制作用于免疫细胞的。
3维生素D调节脓毒症时机体的固有免疫
3.1促进抗微生物肽合成：单核／巨噬细胞吞噬是固有免疫的主要防御机制，而1，25(OH)D可增强单核／巨噬细胞对病原体的清除能力。体外研究证实，维生素D促进单核细胞分化为巨噬细胞，并且提高巨噬细胞的化学趋化和噬菌能力。近年来研究的热点主要针对维生素D和抗微生物肽的关系。
抗微生物肽以抗菌肽（Cathelicidin，其活性成分为LL-37）和防御素B为代表。Cathelicidin具有广谱抗菌活性、促进炎性细胞的化学吸附以及减轻内毒素血症等功能。
Jeng等在对重症患者的观察中发现，25( OH)D水平与血清中LL-37的表达呈正相关，提示LL-37水平受维生素D含量的调节。有趣的是，Dixon等观察到只有在血清25(OH)D<32 ug/L时，25(OH)D水平才与LL-37呈正相关。加入25(OH)D后，巨噬细胞VDR和CYP27B1的表达增加，促进LL-37的产生，提高对结核菌的杀菌效率。
最近的一些研究表明，在机体其他种类细胞中，维生素D能够通过与巨噬细胞中不同的作用机制刺激靶细胞产生Cathelicidin，维生素D还可上调防御素B的表达，而防御素B在机体的免疫防御中具有更加广泛的功能。
尽管目前关于维生素D调节微生物肽发挥杀菌活性的研究主要集中在结核杆菌感染的巨噬细胞，但维生素D对抗微生物肽的调节作用进一步表明其在机体清除感染机制中发挥重要作用。
3.2调节机体抗原识别能力：1，25( OH)D对机体抗原识别能力的调节具有双向性的特点。脓毒症时，Toll样受体(TIR)参与活化细胞内下游信号转导通路，激活核转录因子-KB(NF-KB)/Rel家族转录因子，增加促炎基因的转录活性和高表达。
尽管体外试验证实，1，25(OH)D能够诱导CD14分子以及模式识别受体NOD2蛋白的表达增加，活化TLR，增强机体的抗原识别能力，但是Sadeghi等的研究发现，TLR配体在活化单核细胞的同时，诱导单核细胞内CYP21B1活性增强，合成大量的1，25(OH)D，抑制单核细胞表面TLR2和TLR4的过度激活，降低单核细胞对细菌细胞壁的敏感性。
此效应在感染72h后最为明显，提示维生素D在感染后期防止过度的TLR活化及炎症反应方面发挥负反馈调节作用。维生素D这种对机体抗原识别能力的双向调节机制，在增强机体清除感染的能力和维持机体免疫平衡方面具有重要意义。
3.3保护内皮功能：病原微生物诱导内皮细胞过度活化在脓毒症的发生发展中至关重要，维生素D通过以下机制对内皮细胞起保护作用。首先，1，25(OH)D抑制LPS诱导的髓样分化抗原88(MyD88)依赖性内皮细胞NF-KB的活化，从而减少白细胞介素（IL-6、IL-8）和受激活调节正常T细胞表达和分泌因子(RANTES)的产生。
另外，血管内皮细胞对缩血管物质反应性降低也是感染性休克的重要特征之一。在体研究发现，活性维生素D通过与血管内皮细胞上的维生素D受体结合，抑制内皮细胞活化和血管扩张，并且提高机体对去甲肾上腺素等缩血管物质的反应性。维生素D对内皮细胞固有免疫功能的调节及对机体循环状态的影响使其成为脓毒症潜在的治疗手段。
4维生素D调节脓毒症时机体的适应性免疫应答
4.1诱导DC细胞产生免疫耐受：目前认为失控性炎症反应是严重脓毒症患者免疫功能紊乱的病理生理基础，减轻脓毒症失控的炎症反应是降低早期病死率和预防脓毒症及多器官功能障碍的关键。1，25(OH)D抑制适应性免疫应答，利于脓毒症时获得性免疫自身耐受性的维持。
DC细胞是启动特异性免疫应答的初始环节，并且是1，25(OH)D免疫抑制主要作用的靶细胞。研究表明，加入1，25(OH)D后，DC细胞表面共刺激分子CD40、CD80、CD86以及主要组织相容性复合物Ⅱ(MHCⅡ)分子的表达减少，并且CD83的表达下调，表明1，25(OH)D抑制DC细胞的分化和成熟。
其次，维生素D调节DC细胞相关的细胞因子和趋化因子的表达。1，25 (OH)D降低幼稚DC细胞的增殖和IFN-y的分泌，从而减弱DC细胞诱导初始T细胞活化的能力。另外，维生素D减少成熟DC细胞分泌IL-12和IL-23，分别抑制初始T细胞向辅助性T细胞l(Thl)和Th17方向分化；增加IL-10的合成，抑制巨噬细胞活性，促进成熟DC细胞的凋亡。
维生素D对DC细胞的分化、增殖、成熟、凋亡和趋化的影响降低了T细胞的反应性，促进调节性T细胞的产生，从而增强机体的免疫耐受。
4.2调节性T细胞功能：维生素D抑制受体诱导的T细胞的增殖和成熟，并调节多种炎症细胞因子。1，25(OH)D抑制活化T细胞表达IFN-y、IL-2、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)，并促进IL-4、IL-5、IL-10、IL-12等抗炎因子的合成，从而促进T细胞向Th2型分化，调控Thl/Th2免疫偏移。
Th17细胞作为CD4+T细胞的亚型，参与维持炎症反应，加重组织损伤。1，25(OH)D通过抑制DC细胞促进Th17 CD4+T细胞的分化能力，并且减少IL-17的合成，因而降低Th17细胞的促炎效应。此外，1，25(OH)D能直接促进调节性T细胞的产生。维生素D对T细胞免疫应答的调节作用可能减轻脓毒症时的组织损伤，降低炎症反应。
4.3调节B细胞功能：1，25(OH)D抑制B细胞的增殖、分化和抗体的产生。维生素D影响B细胞功能的原因一方面与其对T细胞应答的作用有关，另一方面它能够直接作用于B细胞。
Chen等的研究结果表明，1，25(OH)D通过与B细胞中的VDR结合产生效应，不仅抑制B细胞增殖，而且阻碍其向浆细胞以及记忆性B细胞的转化。
研究中还发现B细胞中存在CYP27B1，提示B细胞可能通过自分泌以及胞内分泌的方式产生1，25(OH)D。脓毒症时，活性维生素D对机体适应性免疫应答的抑制作用在降低过度的炎症反应、减轻组织损伤方面可能具有保护作用。
5维生素D在脓毒症治疗中的应用
由于维生素D在机体免疫调节中广泛的作用，其或许可以用于脓毒症的治疗。尽管目前缺少这方面的临床研究，但现有的关于补充维生素D有助于预防感染性疾病发生的证据给未来应用带来希望。
研究表明，补充维生素D可促进肺结核患者的痰菌转阴率，降低甲型流感及呼吸道感染的发生风险。另外，LL-37破坏铜绿假单胞菌细胞壁的特性使其在院内获得性耐药菌感染治疗中有一定前景。
然而，现在关于维生素D治疗脓毒症可行性的判断仍缺乏可靠依据。大量使用维生素D可能导致骨质疏松、高钙血症、组织钙化等副作用。动物实验发现，对由LPS导致的超急性感染，使用1，25(OH)D可能会增加肾脏钙质沉积的易感性，从而加重肾功能损害。
加之脓毒症时常合并肝肾功能不全，因而维生素D对患者产生的副作用更难估计。新研制的1，25(OH)D类似物在发挥免疫调节功能的同时，可以一定程度减少相关副作用的发生。
此外，临床医生对维生素D给药方法的把握仍缺少足够依据。在一项关于补充维生素D辅助治疗肺结核的大规模随机对照研究中发现，即使给予维生素D 100 kU，2个月后研究组和对照组患者的25(OH)D水平仍无明显差异，提示需要维生素D发挥其免疫效应可能需要更高剂量。
Amrein等进行的一项小样本研究显示，对于重症患者，单次口服大剂量维生素D(540 kU)可在2d内改善大部分患者的维生素D严重缺乏的状态，并且未发生高钙血症、高钙尿症等副作用。由此可见，临床大剂量应用维生素D具有一定的可行性，但脓毒症时维生素D的适宜补充剂量目前尚难界定，仍需进一步的研究证据支持。
总之，维生素D对机体固有免疫和适应性免疫应答具有广泛的调节作用，在感染导致炎症反应失控之前，维持机体合适的维生素D水平或许是治疗脓毒症新的切入点，但还面临许多的问题和挑战。
文章摘自《中华危重病急救医学》2014年3月第26卷第3期P206-208
文章作者：彭霄 贺宏丽 邱海波
