維生素D缺乏與慢性阻塞性肺疾病

吳 潔，劉凌琳，唐利歆，龍 軍，崔曉蓉，王笑梅，司良毅，李學軍

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維生素D缺乏與慢性阻塞性肺疾病

吳 潔，劉凌琳，唐利歆，龍 軍，崔曉蓉，王笑梅，司良毅，李學軍*

（第三軍醫大學西南醫院老年病科，重慶 400038）

維生素D對鈣磷代謝具有調節作用，并對骨骼健康會產生影響。但是維生素D及其代謝物廣泛的生理作用遠不只是對骨骼的生物學效應，許多生理過程都直接或間接受維生素D調節。近年來，維生素D在骨質代謝和鈣調節之外的作用越來越受到重視。慢性阻塞性肺疾?。–OPD）是一種進行性呼吸功能減退的呼吸道疾病，在老年人群中發病率很高。有研究表明，COPD的嚴重程度與維生素D缺乏相關。本文的主要目的是提高醫務工作者對維生素D與COPD相關性的認識，并評估補充維生素D對減輕COPD患者病情的潛在作用。

維生素D；肺疾病，慢性阻塞性

有證據表明，維生素D在能量代謝、免疫調節、惡性腫瘤以及心血管系統研究領域中均具有潛在的生理和病理調節作用。慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary diseases，COPD）在老年人群中發病率很高，在目前致死性疾病中排第4位，估計在2020年將成為第三大致死性疾病。與肺部感染和肺癌的發生一樣，COPD的嚴重程度與維生素D缺乏相關。另外，維生素D結合蛋白水平及其多態性也與COPD有關。本文的主要目的是提高醫務工作者對維生素D與COPD相關性的認識，并評估補充維生素D的潛在作用。

1 維生素D缺乏和COPD相關性的流行病學

美國第3次全國健康和營養調查（National Health And Nutrition Examination Survey Ⅲ，NHANES Ⅲ）的分析顯示出25?羥維生素D[25-hydroxyvitamin D，25-(OH)D]水平和肺功能狀態有重要關聯，特別是1秒鐘用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，FEV1）和用力肺活量（forced vital capacity，FVC），甚至在校正變量（如年齡、性別、吸煙史、身體質量指數和飲食攝入量）后，依舊關系密切[1,2]。對健康受試者的流行病學研究確定了維生素D水平和肺功能之間的定量關系[3]。據Black等[2]報道，較高的維生素D水平與更好的肺功能相關。94%的COPD患者25-(OH)D水平降低，且氧飽和度（SaO2）＜88%的患者，維生素D水平較低。

最近一些流行病學研究表明，25-(OH)D血清濃度低和慢性氣道疾?。ㄈ缦虲OPD）有顯著關系，可加快肺功能下降的速率[4]。此外，一些研究顯示，維生素D能減輕肺部感染和COPD急性加重的癥狀[1]。美國和歐洲的老年人群大多存在25-(OH)D缺乏現象，尤其是患COPD的老年人維生素D缺乏的概率更大[5,6]。COPD患者維生素D缺乏很可能會在其急性加重時增加肺炎發生的風險[1]。

據報道，維生素D不足與慢性呼吸道感染的發病率增加有關[7]。也有研究表明，血清25-(OH)D水平低與上下呼吸道感染均有關，COPD患者血清中維生素D水平顯著低于對照組[3,6,7]。對有18 883例參與者的大型橫斷面研究發現，維生素D缺乏與COPD有很強的相關性[3]。皰疹病毒感染常常在COPD患者中發生，這也與維生素D水平低而導致免疫低下有關[8]。

橫斷面研究發現，與年齡和性別匹配的對照組相比，COPD患者骨量流失的患病率很高（36%～56%）[1]。兩項研究報道了糖皮質激素暴露的患者脊柱骨折和骨量丟失的關系[7,9]。在氣道阻塞較輕的患者中，主要發生骨皮質變??；而在COPD患者中，即使是FEV1大于預計值的50%（GOLDⅠ和Ⅱ）患者，被診斷為骨質疏松癥的患者比例仍高于對照組，并且那些更嚴重的氣道阻塞骨質疏松嚴重程度與氣道阻塞嚴重程度相關[10]?？傮w而言，在這些研究中，骨質疏松的患病率為32%。很可能在COPD人群中，還有大量骨質疏松癥患者未被檢測出來。

Franco等[11]對未長期使用全身性糖皮質激素的COPD患者進行的橫斷面研究發現，51%的患者存在骨質疏松癥，并且骨礦物質密度（bone mineral density，BMD）與疾病的嚴重度呈負相關。另有研究結果表明，即使是未長期使用全身性糖皮質激素的COPD患者，也存在骨質疏松癥風險增加和維生素D水平降低，這也與相關疾病的嚴重程度有關[12]。因此，我們建議，COPD患者無論有無使用糖皮質激素史，均應常規進行骨密度測定。

2 維生素D缺乏和COPD相關性的可能機制

雖然維生素D缺乏和COPD之間的關系受到關注，但是維生素D缺乏與COPD相關的機制尚不清楚。COPD的病理包括肺部炎癥、氧化劑?抗氧化劑失衡、蛋白酶?抗蛋白酶失衡、先天性免疫和獲得性免疫調節受損[13]。維生素D有多種表觀遺傳學效應，包括誘導組織蛋白H4乙?；?、維生素D受體與其他轉錄共活化劑及核受體之間的相互作用、調節炎癥反應、類固醇抵抗、細胞周期和抗微生物的基因表達，所有這些都涉及COPD的發病機制[14]。維生素D同時具有免疫調節和抗炎特性。事實上，1,25?二羥維生素D除了激活先天免疫和獲得性免疫，還可以調節骨礦化和鈣平衡[1]。

維生素D的生物學效應是通過激活維生素D受體實現的[14]。維生素D和維生素D受體是肺部炎癥重要的調節劑。雖然尚未發現COPD患者25-(OH)D水平與股四頭肌功能的直接聯系，但是維生素D受體的基因多態性確實與股四頭肌的肌力有關[15,16]。其分子機制可能是維生素D或維生素D受體缺乏會產生肺部炎癥，并通過蛋白酶/抗蛋白酶失衡改變肺功能。

一些研究者還把維生素D缺乏與運動能力受損、較高的退出肺康復訓練的風險和COPD患者從康復訓練中獲益減少聯系起來[17]。維生素D受體在多種炎癥和結構細胞上有表達，并且調節核激素受體，包括炎癥、宿主防御和傷口愈合，所有這些都是COPD發病機制的一部分。維生素D不足導致更嚴重的COPD急性加重，是先天性免疫受損向獲得性免疫應答過度、引起炎性細胞因子增加和氣道炎癥增加的結果[1]。從COPD患者肺部維生素D受體蛋白含量減少可以推測，維生素D受體缺乏的小鼠肺表型異常歸因于應急信號的差別性調節和免疫功能紊亂，進一步導致肺泡腔擴大和肺功能改變[18]。研究發現，由于炎癥、免疫失調、肺組織破壞，鼠肺部維生素D受體缺乏，可早期誘發肺氣腫或COPD[18]。

維生素D對COPD患者氣道結構細胞（上皮細胞、肥大細胞或氣道平滑肌細胞）也有很重要的影響[19]。研究表明，維生素D刺激氣道平滑肌的基因表達，其中涉及平滑肌收縮和糖皮質激素活化，維生素D對體外氣道平滑肌具有抗增殖作用，并可以阻礙平滑肌由G1期向S期分化。氣道平滑肌分泌炎性介質，并執行關鍵的免疫調節功能，激發氣道炎性反應。氣道平滑肌有維生素D受體表達，因此維生素D可以調節氣道平滑肌的合成。

有證據表明，趨化因子是COPD炎性反應的關鍵介質，COPD患者氣道平滑肌可增加趨化因子IP-10的分泌水平[19]。在不同的細胞株中，維生素D調節趨化因子表達不同。在人的內皮細胞中，維生素D完全抑制LPS誘導的趨化因子RANTES分泌并適度地抑制IL-8的分泌[18]。在人的真皮成纖維細胞及表皮角質細胞中，維生素D抑制RANTES和IL-8的分泌。多重分子機制調節氣道平滑肌肥大和增生，包括細胞蛋白質合成、DNA復制、細胞有絲分裂周期、細胞遷移、線粒體復制和細胞凋亡等過程[3,19]。

維生素D受體存在基因多態性，并且這些多態性影響維生素D受體蛋白功能對免疫反應的調節[11]。盡管活化的25-(OH)D與維生素D受體結合可以調節病毒性下呼吸道疾病，但目前尚未明確COPD患者的氣道感染與維生素D受體基因多態性的關系[20]。

3 COPD患者維生素D補充的評價

多數COPD患者存在維生素D缺乏，因此，推薦COPD患者補充維生素D，尤其應當強調足量口服補充維生素D在老年群體中的作用[21]。維生素D中毒最常見的癥狀與原發性腎功能衰竭導致的高鈣血癥有關[22]。所有的報告均顯示，只有25-(OH)D水平一直＞375～500nmol/L才會發生高鈣血癥[23]，這需要每天攝入40 000IU維生素D才能達到。因此，有必要進行持續觀察，以保證針對最可能獲益的個體維生素D的攝入達到推薦量，同時降低脆弱的亞群維生素D的血藥濃度過高的風險[21]。

COPD患者的維生素D補充在劑量和療程方面存在很大的異質性。最近一項針對182名COPD患者的試驗研究表明，COPD急性加重患者補充維生素D對COPD進程沒有影響，但同時也觀察到部分嚴重缺乏維生素D的患者的急性加重有所減輕。目前正在進行一項大型干預研究，探討補充維生素D對疾病的治療作用，以及對產婦和嬰幼兒進行補充后，對肺部疾病的干預效果。盡管給藥方式和對治療有反應的特定人群仍需進一步闡明，維生素D治療COPD仍顯示出了良好的前景[22]。

研究還表明，達到嚴重維生素D缺乏基線的COPD患者，補充維生素D可能會減少其未來病程的急性加重[24]。同時，這些結果預示著維生素D攝入可能影響肺功能和肺部疾病的進程，并可能減緩肺功能的下降趨勢。強調炎癥和氧化應激對肺功能的重要性，特別是在肺功能受損的情況下，營養物質的直接效應是抗氧化和抗炎作用[22]。

目前的數據支持這一假設，補充維生素D可增強肌無力和運動能力降低患者的訓練效果。不同的干預研究表明，當維生素D降低未達到基線水平時，補充維生素D可能僅僅增強肌肉的力量，但奇怪的是，很少有研究探討恢復肌力訓練的內容[24]。最后，維生素D可能在抗氧化治療中扮演了重要角色，不僅顯著改善肺功能測定值，而且還被推薦作為治療COPD患者惡病質和少肌癥的一種新方法[21,22]。

也許所有COPD患者都需要補充維生素D，特別是SaO2＜88%的患者[2]。未來的研究需要常規篩查骨密度以及評估維生素D補充后COPD患者骨折的長期風險[22]。今后，需要設計更加嚴格的干預試驗來確認它們的相關性，并確定補充維生素D是否能有效地預防和治療肺損傷。

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（編輯: 李菁竹）

Vitamin D deficiency and chronic obstructive pulmonary disease

WU Jie, LIU Ling-Lin, TANG Li-Xin, LONG Jun, CUI Xiao-Rong, WANG Xiao-Mei, SI Liang-Yi, LI Xue-Jun*

(Department of Geriatrics, Southwest Hospital, the Third Military Medical University, Chongqing 400038, China)

Vitamin D plays a vital role in the regulation of calcium and phosphate metabolism, and exerts essential effects on bone health. However, the wide-spread physiological roles of vitamin D and its metabolites are far beyond these well described effects in skeletal biology. Many physiological processes are directly or indirectly regulated by vitamin D. In recent years, more and more emphasis has been given to the roles of vitamin D in the other aspects besides bone metabolism and calcium homeostasis. Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a progressive functional disorder in the respiratory system with high prevalence in the older population. Evidence shows there is a correlation between the severity of COPD and vitamin D deficiency. This article aims to update the knowledge about the association of vitamin D with COPD, as well as to assess the potential role of vitamin D supplements in treatment of the disease.

vitamin D; pulmonary disease, chronic obstructive

(cstc2012gg-yyjs10045).

R977.24; R563.9

A

10.11915/j.issn.1671?5403.2015.01.018

2014?10?08;

2014?11?16

重慶市科技攻關（應用技術）課題（cstc2012gg-yyjs10045）

李學軍, E-mail: lixuejun3@126.com