李海天 徐成軍 趙彩彥
維生素D(VD)是具有生物活性的脂溶性類固醇衍生物,它的活性形式是1,25-二羥維生素D3[1,25(OH)2-D3],能調(diào)節(jié)鈣磷代謝,具有抗佝僂病的作用。VD可以從食物中攝取,也可經(jīng)日光照射由皮膚中7-脫氫膽固醇轉(zhuǎn)換而成。在肝臟中VD水解活化形成25-OH維生素D[25-(OH)D],進一步在腎臟中形成代謝活性物質(zhì)1,25-OH 維生素D[1,25(OH)2D]。血漿25-(OH)D 水平能很好反映機體VD的儲備[1]。目前的研究結(jié)果表明,1,25(OH)2-D具有免疫調(diào)節(jié)作用,并與炎性反應(yīng)、纖維化及腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。本文就VD在慢性病毒性肝病中的作用與機制作一綜述。
VD在細胞中主要通過與細胞核上的維生素D受體(VDR)結(jié)合,發(fā)揮其調(diào)控基因表達的作用。VDR是一種核轉(zhuǎn)錄因子,屬于類固醇激素/甲狀腺激素受體超家族成員。VDR在免疫細胞中均有表達,能通過活化免疫細胞上Toll樣受體(TLR)激活天然免疫系統(tǒng)。VDR通過下調(diào)主要組織相容性復(fù)合體-Ⅱ(MHC-Ⅱ)類分子及協(xié)同刺激因子,直接抑制T細胞的增殖及其分泌干擾素γ(IFN-γ)的能力,同時調(diào)控Th-1/Th-2的免疫漂移。VDR對于B細胞的作用主要表現(xiàn)為可抑制B細胞,減少漿細胞增殖和免疫球蛋白的產(chǎn)生。另外,VD還能抑制巨噬細胞和樹突狀細胞(DC)分泌細胞因子,阻礙單核細胞分化成DC,并誘導(dǎo)出具有致耐受表型和功能的DC。其中未成熟的DC與T淋巴細胞的致耐受性密切相關(guān)。
VD的快速非基因效應(yīng)主要表現(xiàn)在小腸對鈣的快速吸收、胰島素的分泌、破骨細胞離子通道開放、內(nèi)皮細胞快速遷移等方面。VD能促進鈣、磷脂酰肌醇的代謝,改變蛋白激酶C的亞細胞分布,提高其活性,并使絲氨酸/蘇氨酸激酶激活。VDR可通過調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)促進白細胞移動,在慢性病毒性肝病的炎性反應(yīng)環(huán)節(jié)起到重要作用。MMP-3的基因多態(tài)性與乙型肝炎病毒(HBV)的持續(xù)感染及肝硬化有關(guān)。同時,在應(yīng)用干擾素聯(lián)合利巴韋林治療慢性丙型肝炎(CHC)的過程中,MMP-9的表達下降。一項對于日本人的研究發(fā)現(xiàn),MMP-1、MMP-3、MMP-9的基因多態(tài)性與CHC的進展及肝細胞癌的不良預(yù)后有關(guān)。MMP-9/MMP-2的比值對于診斷早期肝細胞癌具有重要作用。VD類似物能減少 MMP-2、MMP-9的表達,VDR TaqⅠ的多態(tài)性與 MMP-9的天然抑制劑 TI MP-1有關(guān)[2]。
目前對于定義VD最佳的血清學(xué)水平還存在一定的爭議。一方面,血清VD水平降低會使鈣、磷酸鹽代謝失衡,直接導(dǎo)致骨量減少、骨質(zhì)疏松甚至骨折;另一方面,VD和一些肝外疾病如腫瘤、炎性反應(yīng)、自身免疫性疾病等相關(guān)。目前普遍認為,血清25-羥VD水平<20 ng/mL為 VD缺乏[3]。VD的缺乏在健康人群中普遍存在,在慢性肝病患者中有64%~92%的患者血清中VD的水平<20 ng/mL。Kaplan-Meier生存曲線描述了血清中低VD水平與高病死率呈密切相關(guān)(P<0.001)。Bellecave等[4]研究表明,血清VD水平低于25 n mol/L是國際標(biāo)準(zhǔn)化比值(INR)和血清膽紅素(SB)升高的可靠預(yù)警。
HBV主要侵襲肝臟。在HBV感染時,血清VD水平與其發(fā)病進程密切聯(lián)系[5]。Far nik等[6]研究表明,慢性乙型肝炎(CHB)患者中HBV的高水平復(fù)制與VD的缺乏密切相關(guān)。CHB患者血清HBV DNA的載量可能成為VD缺乏的一個決定性因素。Maha mid等[7]研究表明,血清VD水平正常的患者更易發(fā)生乙肝表面抗原(HBs Ag)的血清學(xué)清除,這可能與VD的免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。在HBV感染者中約1/3有結(jié)節(jié)性多動脈炎,并通常在早期階段出現(xiàn)動脈損傷[8],這表明VD的缺乏導(dǎo)致了CHB患者免疫耐受的缺失[9]。VDR是介導(dǎo)VD發(fā)揮作用的核受體。VDR基因具有多態(tài)性,含有ApaI、Bs mI、FokI和TaqI這4個酶切位點。然而VDR的基因多態(tài)性并不改變VDR蛋白的氨基酸序列,主要影響VDR基因的轉(zhuǎn)錄[10]。近年來的研究發(fā)現(xiàn),VDR基因多態(tài)性與慢性肝病密切相關(guān)。李俊紅等[11]研究發(fā)現(xiàn),攜帶有FokI C等位基因的基因型或單體型者,感染HBV后轉(zhuǎn)為慢性化的概率增加。Bellamy等[12]的研究中分析了VDR基因Taq I與HBV感染的關(guān)系,在HBs Ag陽性兒童中VDRTaqI TT基因型比例高于HBs Ag陰性兒童;而在HBs Ag陽性的成人中VDR-TaqI r ITll基因型比例高于HBs Ag陰性的成人,這進一步證明了VDR基因多態(tài)性與HBV的清除密切相關(guān)。
丙型肝炎病毒(HCV)感染人體后可引起炎性因子分泌增加,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、可溶性腫瘤壞死因子受體(TNFR)及CXC趨化因子10(CXCL10)。TNF-α與CHC患者的胰島素抵抗密切相關(guān),在HCV陽性的患者中,上述細胞因子進一步加重了患者的胰島素抵抗。趨化因子CXCL10在CHC患者的血清中表達明顯升高,與病毒載量、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)水平及肝臟炎性反應(yīng)程度相關(guān),且與治療失敗呈顯著相關(guān)。有研究顯示VD可以減少TNF-α及CXCL10等致炎因子的產(chǎn)生,同時促進抗原遞呈細胞致耐受表型的產(chǎn)生,從而使VD抑制炎性T細胞的反應(yīng),致炎因子IFN-γ、白細胞介素17(IL-17)分泌減少,抗炎因子IL-4、IL-10分泌增加,減輕肝臟炎性反應(yīng)。胰島β細胞上也有VDR的表達,VD與胰島β細胞上的VDR結(jié)合后可以增加胰島素的分泌及活性,使CHC患者胰島素抵抗得到緩解。感染HCV后可能存在許多自身免疫性疾病的表現(xiàn),如出現(xiàn)非器官特異性的抗體、膜性和膜增生性腎小球腎炎、冷沉淀蛋白血癥和結(jié)節(jié)性多動脈炎。一項干預(yù)性試驗表明,在慢性肝病特別是CHC的治療過程中,補充VD可使患者的預(yù)后有明顯改善。
在培養(yǎng)感染HCV的Huh-7.5肝癌細胞的過程中,VD促進了干擾素-β(IFN-β)的產(chǎn)生。IFN-β通過與細胞膜上特異性受體結(jié)合,引發(fā)信號級聯(lián)放大效應(yīng),將信號傳遞至細胞核,調(diào)控一系列基因表達相應(yīng)抗病毒蛋白(AVP),如蛋白激酶R、2,5-寡腺苷酸合成酶、抗黏液病毒蛋白(Mx A)和RNA依賴的腺苷脫氮酶。AVP通過抑制病毒蛋白質(zhì)合成、控制或抑制病毒轉(zhuǎn)錄、切割病毒RNA等發(fā)揮抗病毒作用。Mx A與病毒的mRNA結(jié)合,使mRNA甲基化受抑制,同時核糖體合成蛋白能力下降,病毒蛋白合成受到抑制。VD的抗HCV作用涉及IFN信號通路的誘導(dǎo),使IFN-β和Mx A表達增加,發(fā)揮其直接抗病毒作用。同時VD能加強IFN-α的抗病毒作用,達到“節(jié)約IFN”的效果[13]。臨床治療基因1型的丙型病毒性肝炎時,在抗病毒的標(biāo)準(zhǔn)療法中同時補充VD能提高快速病毒學(xué)應(yīng)答(RVR)、早期病毒學(xué)應(yīng)答(EVR)和持續(xù)病毒學(xué)應(yīng)答(SVR)[14]。
肝纖維化主要是因為肝星狀細胞激活、增殖、轉(zhuǎn)化為成纖維細胞,并合成分泌大量的細胞外基質(zhì)沉淀于肝組織。肝臟纖維化是導(dǎo)致門脈高壓、肝功能失代償?shù)闹匾±砘A(chǔ)之一。肝硬化患者由于肝臟合成功能下降,VD缺乏更明顯,即肝臟纖維化程度和體內(nèi)VD水平呈負相關(guān)。同時,低水平的VD能夠引起更為嚴重的纖維化,增加肝纖維化的發(fā)生風(fēng)險。一項流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),肝硬化的發(fā)病風(fēng)險會隨著血清VD濃度的上升而降低[15]。體內(nèi)較低水平的VD是形成纖維化的信號,通過影響生長轉(zhuǎn)化因子-1(TGF-1)、MMP及其抑制因子的平衡,最終導(dǎo)致纖連蛋白的產(chǎn)生。MMP在肝臟含量較高,主要涉及肝臟Disse腔內(nèi)膠原蛋白Ⅳ及纖連蛋白的降解,如 MMP-2、MMP-3、MMP-9活性增加,會破壞正常的基底膜,進而導(dǎo)致肝星狀細胞的活化,使肝臟基質(zhì)降解和沉積失衡,最終形成肝硬化。有研究表明,MMP-2、MMP-9與肝臟膠原蛋白Ⅳ、纖維蛋白等基膜成分的降解有關(guān)。VD的血清學(xué)水平與 MMP-2、MMP-9呈負相關(guān),補充 VD后MMP-2、MMP-9的水平可顯著下降[16]。體內(nèi) VDR基因型也與肝臟纖維化密切相關(guān)。VDR的b At(CCA)單體型和肝臟纖維化有密切聯(lián)系。攜帶b At(CCA)單體型的患者,更易出現(xiàn)快速進展的肝纖維化,與體內(nèi)低水平的VD同時存在,對纖維化的發(fā)生、發(fā)展有協(xié)同作用[17]。
此外,血清VD水平較低時,T細胞的功能受到抑制,使肝細胞炎性壞死增加,加劇肝臟的纖維化。VD對于細胞凋亡起調(diào)控作用。細胞凋亡可以聚集細胞外基質(zhì),是纖維化形成及導(dǎo)致肝硬化重要的始動因素。在體外試驗中發(fā)現(xiàn),VD能直接抑制肝星狀細胞的活化,減輕硫代乙酰胺所致大鼠肝臟的細胞基質(zhì)的沉積。而在培養(yǎng)肝星狀細胞時,發(fā)現(xiàn)加入不同濃度的VD后α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)等纖維化及前炎性細胞因子表達下降。
VD與其受體結(jié)合后,可以作為影響DNA特定序列轉(zhuǎn)錄的反應(yīng)元件,作用于特定基因的轉(zhuǎn)錄和表達區(qū),導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄的增強或抑制,從而抑制腫瘤的增殖,促進凋亡和分化,控制腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移,進而達到抗腫瘤的作用。VD的抗增殖作用使細胞停滯在G0/G1期,調(diào)節(jié)蛋白表達減少,從而抑制腫瘤生長。VD能使凋亡基因Bcl-2的表達下調(diào),促進腫瘤細胞的凋亡。VD通過下調(diào)絲氨酸蛋白激酶、硫蛋白表達,抑制蛋白水解酶的活性,減少癌細胞膠原酶,降低黏連蛋白受體的表達,抑制腫瘤新生血管的形成,從而抑制癌細胞浸潤轉(zhuǎn)移。目前,在體內(nèi)及體外實驗中均已證實VD的抗增殖作用。Pourgholami等[18]報道了在4株人肝癌細胞及1株鼠肝癌細胞培養(yǎng)過程中VD對于腫瘤細胞的生長抑制作用,其中對于Hep G2和Hep3B細胞株的作用效果較明顯。在動物模型中,VD也顯示出了抗腫瘤活性,但可能會引起高鈣血癥。同時,VD還能上調(diào)胰島素生長因子Ⅰ及結(jié)合蛋白的表達,降低類胰島素生長因子Ⅰ的活性,阻斷細胞分裂,發(fā)揮其抗癌作用。
目前,VD的臨床應(yīng)用越來越受到重視。研究表明,口服VD及其類似物,如骨化三醇即可使血清中的VD水平明顯上升[19]。對CHC患者的研究發(fā)現(xiàn),在給予標(biāo)準(zhǔn)療法治療的同時,每天額外給予1 000~4 000單位的VD,CHC患者的SVR與標(biāo)準(zhǔn)療法相比明顯上升[20]。在以IFN為基礎(chǔ)的抗病毒治療的CHC患者中,血清VD<75 n mol/L時,才可考慮VD補充治療。VD應(yīng)用于臨床的主要不良反應(yīng)是高鈣血癥。在體外實驗中,VD顯示出了抗肝細胞癌活性的作用[21]。VD類似物能夠抑制腫瘤,而不引起高血鈣,但一些VD類似物雖已進入Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗,卻并未發(fā)現(xiàn)其對肝細胞癌有益。EB1089是一種已知的VD類似物,與VD相比,其不僅具有更強的抗腫瘤作用,且對機體鈣代謝的影響僅為VD的50%,已在多種腫瘤的臨床研究中取得了較好的效果。Dal hoff等[22]在EB1089的Ⅱ期臨床研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)劑量維持在10μg/d時,患者不會出現(xiàn)嚴重的高鈣血癥等不良反應(yīng),整體來說具有一定的臨床效果。最新發(fā)現(xiàn)的VD類似物MART-10在體外有比VD強100倍的抗增殖活性,且注入動物體內(nèi)并沒有引起高鈣血癥,將可能成為治療肝細胞癌的藥物[23]。
VD作為一種免疫調(diào)節(jié)因子,在肝臟免疫方面起到的作用尚未明確。深入研究VD血清學(xué)水平對于肝臟疾病的作用,并進一步探索VD對慢性肝病影響的理論基礎(chǔ),將為慢性肝病的防治提供新的依據(jù)與思路。
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