明希希,王 濤

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種累及多系統(tǒng)的自身免疫性疾病,其特征是機(jī)體中有大量自身抗體和炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生,隨之免疫復(fù)合物形成和補(bǔ)體系統(tǒng)被激活,導(dǎo)致包括神經(jīng)系統(tǒng)、關(guān)節(jié)、血管、腎臟和皮膚等多器官和組織受累[1-3]。SLE的詳細(xì)病因和發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚,普遍認(rèn)為是遺傳、環(huán)境和免疫因素復(fù)雜相互作用的結(jié)果[4]。維生素D(vitamin D,VitD)是一種脂溶性類固醇激素,在骨代謝以及鈣和磷酸鹽穩(wěn)態(tài)中起經(jīng)典的調(diào)節(jié)作用。近年VitD的免疫調(diào)節(jié)功能可能在SLE的發(fā)展和發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮關(guān)鍵作用[4]。VitD受體(vitamin D recepter,VDR)是位于靶細(xì)胞,包括樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)、單核-巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞等細(xì)胞核內(nèi)的VitD活性中介物[5]。除了在維持骨骼健康和鈣穩(wěn)態(tài)中起著重要作用,VDR還與抗炎和抗纖維化狀態(tài)、糖尿病腎病的發(fā)生、蛋白尿的產(chǎn)生、高血壓和動(dòng)脈粥樣硬化、細(xì)胞增殖和分化的一致性等有關(guān)。VDR的研究對(duì)于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)VitD的生理病理學(xué)特性至關(guān)重要,并且可能具有開(kāi)發(fā)靶向療法的潛質(zhì)[6]。本文對(duì)VDR在SLE中免疫調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展作一綜述。

1 VDR的結(jié)構(gòu)與表達(dá)

1.1 VDR的分子結(jié)構(gòu)與功能 1,25(OH)2D3的生物活性是由VDR蛋白介導(dǎo)的[6]。VDR是配體活化轉(zhuǎn)錄因子核受體(NR)超家族成員之一[8]。NR具有相似的模塊化結(jié)構(gòu),有2個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域,其中兩個(gè)主要功能定位是N端鋅指和C端配體結(jié)合,由1個(gè)柔性鉸鏈連接[9]。在VDR的C端末端有一個(gè)配體依賴的激活域AF-2,這是轉(zhuǎn)激活所必需的。大多數(shù)NRs保守度較低的N端A/B區(qū)域至少包含一個(gè)配體獨(dú)立自主激活功能(AF-1)與AF-2結(jié)構(gòu)域相互作用和協(xié)同[10]。在人類細(xì)胞或細(xì)胞系中只發(fā)現(xiàn)了VDR的3種亞型,其中2種是選擇性剪接,1種是翻譯起始密碼子多態(tài)性。最常見(jiàn)的形式是VDRA,由427個(gè)氨基酸組成;第2種亞型稱為VDRB1,在N端延伸的區(qū)域大約有50個(gè)氨基酸,在人腎、腸和腎上皮細(xì)胞系中均發(fā)現(xiàn)了1d外顯子的起始位點(diǎn)(VDRA在第2外顯子有起始位點(diǎn)),這種延伸使不同類型的組織對(duì)配體(骨化三醇或石膽酸)產(chǎn)生不同的反應(yīng),這表明VDRA和VDRB1的激活是配體和組織特異性的;第3種亞型是由于VDR的FokⅠ多態(tài)性[8]。

1.2 VDR的基因表達(dá)和調(diào)控 作為VitD的活性形式,1,25(OH)2D3啟動(dòng)下游信號(hào)通路的VDR,與維甲酸X受體(RXR)形成異源二聚體,和綁定到目標(biāo)DNA序列,被命名為維生素D響應(yīng)元素(VDRE)。VDRE通過(guò)招募協(xié)激活子或協(xié)抑制子復(fù)合物,配體激活的VDR-RXR調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄,編碼蛋白質(zhì)[9]。VDRE在物理上和功能上位于靶基因的啟動(dòng)子區(qū)域,這些基因的功能包括調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和凋亡,以及其他生理功能[7]。

VDR也表達(dá)于T、B淋巴細(xì)胞、DC、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞。1,25(OH)2D3在各種免疫細(xì)胞中通過(guò)與VDR結(jié)合實(shí)現(xiàn)免疫生理效應(yīng),通過(guò)與VDRE結(jié)合介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄,引起共激活物或共阻遏物的啟用,分別引起靶基因轉(zhuǎn)錄的正調(diào)控或負(fù)調(diào)控。然而,關(guān)于VDRE影響免疫細(xì)胞下游功能的機(jī)制尚不清楚[11]?，F(xiàn)在多采用聚合酶鏈反應(yīng)和限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性對(duì)BsmⅠ、ApaⅠ、TaqⅠ和FokⅠ的VDR多態(tài)性進(jìn)行分型。VDR基因突變與SLE易感性相關(guān)[12],但是目前關(guān)于VDR多態(tài)性對(duì)SLE易感性影響的研究結(jié)果并不一致[13]。有研究[14]結(jié)果顯示,BsmI和FokⅠ多態(tài)性使亞洲人群SLE易感性增加,但BsmⅠ、ApaⅠ、TaqⅠ和FokⅠ與白種人SLE的風(fēng)險(xiǎn)無(wú)關(guān)[15]。在印度東部人群中,FokⅠ和TaqⅠ變異與SLE顯著相關(guān),但未發(fā)現(xiàn)ApaⅠ和BsmⅠ與疾病易感性之間存在這種聯(lián)系[16]。也有研究[17]證明,在埃及兒童中,VDRBsmⅠ多態(tài)性BB基因型與SLE風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。氧化應(yīng)激可能參與了SLE的發(fā)病機(jī)制,但與VDRBsmⅠ多態(tài)性無(wú)關(guān)。

由于亞洲人的VDR基因的FokⅠ多態(tài)性中的f等位基因頻率較高,會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的VDR蛋白具有較低的轉(zhuǎn)錄活性[18]。VitD可能在不同人群中發(fā)揮作用,但需要進(jìn)一步研究來(lái)檢驗(yàn)1,25(OH)2D3濃度與SLE風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系。VitD的作用是通過(guò)與1,25(OH)2D3結(jié)合的VDR高親和力結(jié)合介導(dǎo)的,并分布在各種組織中。VDR多態(tài)性是使個(gè)體易發(fā)生自身免疫的多種多態(tài)性之一,但其對(duì)VDR功能的影響尚不清楚[19]。遺傳關(guān)聯(lián)研究[20]表明,高達(dá)65%的VitD血清變異可以由遺傳背景解釋。90%的遺傳變異性以單核苷酸多態(tài)性(SNPs)的形式發(fā)生,與VitD代謝相關(guān)的基因中的SNPs與影響鈣二醇血清水平有關(guān),其中4個(gè)重要的VDR基因多態(tài)性(rs2228570、rs1544410、rs731236和rs7975232)可能參與自身免疫性疾病。研究[13]表明,VDR多態(tài)性與SLE和SLE嚴(yán)重程度(慢性損害)有關(guān),并可能與SLE病人預(yù)后較差和器官損害風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。VDR基因有高度多態(tài)性,而在8號(hào)內(nèi)含子的rs7975232和rs7975232、9號(hào)外顯子的rs731236和起始密碼子的rs2228570是研究最多的變異。有研究[13]發(fā)現(xiàn),在SLE病人中VDR rs2228570Ff基因型的頻率更高,在顯性模型中VDR rs2228570多態(tài)性與SLE高風(fēng)險(xiǎn)之間存在關(guān)聯(lián)性,而在隱性和等位基因模型中不存在關(guān)聯(lián)性;VDR rs731236Tt基因型頻率在SLE病人中較高,rs7975232多態(tài)性與SLE之間無(wú)顯著相關(guān)性;沒(méi)有發(fā)現(xiàn)VDR多態(tài)性與SLE臨床表現(xiàn)之間有相關(guān)性。還有Meta分析顯示,VDR rs2228570、rs1544410、rs731236和rs7975232多態(tài)性在特定人群中均與SLE易感性顯著相關(guān),尤其是對(duì)亞洲人群[21]。綜上,VDR多態(tài)性與SLE易感性相關(guān),但是未發(fā)現(xiàn)與SLE表現(xiàn)相關(guān),對(duì)VDR功能的影響尚不清楚。

1.3 VDR相關(guān)的表觀遺傳學(xué)研究 VDR相關(guān)的表觀遺傳機(jī)制,例如甲基化,在感染、癌癥和其他一些疾病中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[6]。表觀遺傳機(jī)制削弱和選擇性地傾斜VDR基因轉(zhuǎn)錄反應(yīng)性[22]。VDR基因受維A酸、甲狀旁腺素和糖皮質(zhì)激素等多種激素調(diào)控。此外,VDR通過(guò)1,25(OH)2D3對(duì)轉(zhuǎn)錄和翻譯后調(diào)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。前者,用1,25(OH)2D3處理后,VDR內(nèi)的幾個(gè)區(qū)域是VDR和RXR直接結(jié)合的靶標(biāo)。后者,盡管其機(jī)制仍有待確定,配體與其受體的相互作用導(dǎo)致VDR蛋白的穩(wěn)定性增強(qiáng)。這些區(qū)域內(nèi)存在幾個(gè)高度保守的VDRE,其中至少一個(gè)負(fù)責(zé)激活增強(qiáng)子。1,25(OH)2D3對(duì)VDR基因的自動(dòng)調(diào)節(jié)是由幾個(gè)位于基因本身的增強(qiáng)子直接介導(dǎo)的[23]。

2 VDR參與免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

不同的T細(xì)胞亞群,包括CD4+、CD8+和TCRγδ+T細(xì)胞,表達(dá)VDR。隨后的T細(xì)胞激活,已經(jīng)證明需要通過(guò)與1,25(OH)2D3的關(guān)聯(lián)來(lái)激活VDR[24]。VitD在不同的T細(xì)胞亞群,如CD4+(Th1、Th2、Th17和Treg)和CD8+T細(xì)胞中有不同的作用。這說(shuō)明,VitD對(duì)T細(xì)胞生理的影響是亞群依賴性的。VitD如何影響狼瘡CD4+Th1細(xì)胞的數(shù)據(jù)尚不充分,但有數(shù)據(jù)[11]顯示,VDR在非狼瘡CD4+T細(xì)胞中的表達(dá)并不像其他T細(xì)胞亞型那樣顯著。VitD在炎癥反應(yīng)和自身免疫中的作用在Th2和Th17細(xì)胞中比Th1細(xì)胞更為顯著,部分原因是Th1細(xì)胞中VDR的低表達(dá)[25-26]。因此,1,25(OH)2D3/VDR可能具有調(diào)節(jié)免疫的強(qiáng)大潛力。

2.1 VDR與Th17細(xì)胞 Th17細(xì)胞越來(lái)越被認(rèn)為在許多自身免疫性疾病中發(fā)揮重要作用,包括SLE。1,25(OH)2D3抑制Th17的促炎癥反應(yīng),理論上VitD治療可以抑制SLE疾病。事實(shí)上,有臨床研究[27-29]已經(jīng)證明VitD在減少Th17細(xì)胞的頻率和白細(xì)胞介素(IL)-17表達(dá)方面的有益作用。需要進(jìn)一步大樣本實(shí)驗(yàn)來(lái)探索VitD補(bǔ)充對(duì)Th17活性抑制的潛在臨床益處。

1,25(OH)2D3通過(guò)抑制p65轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核,抑制RORγt/IL-17的表達(dá)。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,1,25(OH)2D3結(jié)合VDR抑制IL-17和RANKL的表達(dá)。研究[7]證明,1,25(OH)2D3進(jìn)入VDR-/-Th17細(xì)胞,結(jié)合VDR,通過(guò)調(diào)節(jié)p65 NF-κB的活性,抑制了p65和Rorc的結(jié)合,Rorc是轉(zhuǎn)錄因子p65的直接靶點(diǎn),抑制了IL-17和RANKL表達(dá),隨后抑制Th17細(xì)胞分化,抑制炎癥損傷。1,25(OH)2D3可以通過(guò)結(jié)合VDR來(lái)調(diào)控不同免疫調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。在Th17細(xì)胞中,Rorc是轉(zhuǎn)錄因子p65的直接靶點(diǎn),并且p65與Rorc啟動(dòng)子結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合被1,25(OH)2D3所抑制。1,25(OH)2D3通過(guò)抑制p65轉(zhuǎn)錄因子向核位,抑制NF-κB活性和RORγt/IL- 17水平。在體內(nèi),1,25(OH)2D3抑制模型小鼠脾臟炎癥浸潤(rùn)及p65、RORγt、IL- 17的表達(dá)。VDR可能與NF- κB和IκBα形成三元復(fù)合物,抑制P65的核轉(zhuǎn)運(yùn),具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究[7]。這些研究結(jié)果揭示了VitD作用于VDR調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的分子機(jī)制,為1,25(OH)2D3類似物靶向Th17免疫提供了基礎(chǔ)。

2.2 VDR與Treg細(xì)胞 Treg細(xì)胞在許多自身免疫性疾病,包括SLE中,在抑制促炎癥反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[30-31]。而在SLE病人中,低水平的VitD抑制了Treg遷移能力[11]。VDR通過(guò)調(diào)節(jié)skp2/p27信號(hào)通路,提高skp2 mRNA和降低p27 mRNA的表達(dá)抑制Treg細(xì)胞,減輕SLE。在SLE病人中,VDR和p27表達(dá)下調(diào),skp2表達(dá)上調(diào)。skp2和p27通過(guò)影響Treg細(xì)胞,對(duì)SLE發(fā)揮關(guān)鍵作用。該研究表明SLE與1,25(OH)2D3/VDR有明顯關(guān)聯(lián)。1,25(OH)2D3/VDR可減輕SLE進(jìn)行性的體質(zhì)量減輕、皮膚糜爛潰瘍和泌尿系統(tǒng)感染的癥狀[32]。為治療SLE提供了一個(gè)新的靶標(biāo)。

2.3 VDR與B淋巴細(xì)胞 B細(xì)胞活化在SLE的發(fā)病過(guò)程中具有重要的病理意義,因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生狼瘡相關(guān)的自身抗體,并作為抗原呈遞細(xì)胞(APC)[33]。然而,VDR的表達(dá)在SLE病人B細(xì)胞中所起的作用很少被報(bào)道。

2.4 VDR與DC 從DC、單核-巨噬細(xì)胞到淋巴細(xì)胞,都已被證明表達(dá)VDR[34-35]。在早期分化階段,在1,25(OH)2D3存在的情況下,從單核細(xì)胞分化的DC保持在耐受性狀態(tài),其特征是IL-12減少,IL-10產(chǎn)生增加,導(dǎo)致隨后外源T細(xì)胞激活的減少和Treg細(xì)胞分化的增強(qiáng)。VitD在SLE病人DC中的作用尚未得到充分的證明,因此VitD在SLE發(fā)病過(guò)程中對(duì)DC的作用值得進(jìn)一步研究[11]。

2.5 VDR與巨噬細(xì)胞 與其他DC不同,1,25(OH)2D3在巨噬細(xì)胞中具有雙重作用,這取決于它們的激活狀態(tài)。雖然關(guān)于VitD在SLE病人巨噬細(xì)胞中的作用的資料還很缺乏,但是有研究結(jié)果顯示VitD對(duì)SLE病人巨噬細(xì)胞的這種致炎和抗炎的特性雙重作用可能有一定影響[36-37]。

3 VitD和VDR與SLE

3.1 VitD缺乏與SLE VitD作為一種環(huán)境因子具有多種免疫抑制特性。事實(shí)上,VitD可以作為免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)劑。有報(bào)道VitD缺乏/不足在SLE病人中發(fā)生率較高[38],提示補(bǔ)充VitD治療SLE可能有效[13]。SLE病人VitD缺乏是因?yàn)榇蠖鄶?shù)SLE病人對(duì)紫外線敏感,因此,他們通常被建議采取光保護(hù)措施,這可能會(huì)導(dǎo)致皮膚缺乏維生素D[39-40],SLE中VitD低的原因是SLE的光敏性所以易缺乏VitD,中波紫外線輻射也影響VitD。2項(xiàng)Meta分析[41-42]結(jié)果表明,VDR基因多態(tài)性(如FokⅠ、BsmⅠ、TaqⅠ和ApaⅠ)與SLE病人顯著相關(guān),因此VDR基因型可能與SLE病人血清25(OH)D水平低有關(guān)。

3.2 VDR與SLE的靶器官損傷 缺乏VitD會(huì)增加心血管疾病、傳染病和自身免疫性疾病的風(fēng)險(xiǎn),如SLE、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)和多發(fā)性硬化(MS)[43]。VitD與VDR結(jié)合可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,這可以用于抗癌。流行病學(xué)數(shù)據(jù)[44]表明,VitD缺乏與幾種傳染病的發(fā)病率有關(guān),并且有研究表明,血清VitD水平與COVID-19的發(fā)病率和嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。VitD通過(guò)下調(diào)核因子-κB和抑制環(huán)氧化酶的表達(dá),具有廣泛的抗炎作用[45],VitD通過(guò)影響免疫細(xì)胞中關(guān)鍵因子協(xié)調(diào)免疫系統(tǒng),對(duì)自身免疫病有重要影響,已有學(xué)者[46]運(yùn)用VitD治療SLE病人,結(jié)果發(fā)現(xiàn)可改善其癥狀,如貧血、脫發(fā)、潰瘍、間歇性發(fā)熱、皮疹和關(guān)節(jié)炎以及神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥,部分病人出現(xiàn)的淋巴細(xì)胞減少癥狀、少數(shù)人有腎炎癥狀也可改善。有實(shí)驗(yàn)[32]表明,1,25(OH)2D3/VDR可以降低SLE小鼠BUN、Cr和尿蛋白水平;降低腎臟損害程度和炎性細(xì)胞浸潤(rùn);減低免疫復(fù)合物(IgG、IgA、IgM)和補(bǔ)體的沉淀強(qiáng)度;減低炎癥因子(IL-4、IL-410、IL-17、INF-γ)的mRNA的表達(dá)水平;降低anti-nRNP IgG和anti-dsDNA IgG水平;還可以介導(dǎo)調(diào)節(jié)脾臟免疫細(xì)胞。但是,應(yīng)用VitD治療SLE等自身免疫病的適應(yīng)證以及劑量、療效等目前尚無(wú)定論,是未來(lái)值得探索的問(wèn)題。

綜上,VitD除了對(duì)鈣磷的調(diào)節(jié),還可參與免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)。VitD與VDR結(jié)合,通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞,進(jìn)而參與多種自身免疫疾病的免疫調(diào)控。但是關(guān)于VDR還有以下一些內(nèi)容值得繼續(xù)探索。首先,1,25(OH)2D3啟動(dòng)VDR,與RXR結(jié)合成異源二聚體,綁定到VDRE,引起轉(zhuǎn)錄調(diào)控,但關(guān)于VDRE如何影響免疫細(xì)胞下游功能的機(jī)制還需研究。第二,VDR基因的多態(tài)性提高了SLE的易感性和風(fēng)險(xiǎn),但對(duì)SLE癥狀的影響需要進(jìn)一步明確。第三,VDR在B淋巴細(xì)胞及DC中的相關(guān)研究不多。這些將是未來(lái)探索的方向。VDR參與免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)的機(jī)制進(jìn)一步闡明,有助于尋找自身免疫病新的治療靶點(diǎn)。