慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种严重危害健康、甚至可导致死亡的慢性呼吸道疾病。近年来,维生素 D 在 COPD 治疗中的作用受到广泛关注。研究发现,维生素 D 与 COPD 的发病几率、肺功能、急性加重情况、气道上皮屏障、气道重塑、氧化应激、炎症反应、感染风险以及免疫失衡等多个方面都有着密切的联系,为 COPD 的诊疗提供了新的思路。
1. 维生素 D 与 COPD 的关联基础
多项研究表明,维生素 D 水平与 COPD 的发病几率相关。一般人群中,血清维生素 D 水平越高,发生 COPD 的概率越低,对于 COPD 患者而言,血清维生素 D 水平还和疾病严重程度有关,而且维生素 D 的缺乏会增加 COPD 患者死亡的风险。
2. 维生素 D 对 COPD 患者肺功能的影响
COPD 患者维生素 D 水平与肺功能呈正相关。在大规模人群研究中可以发现,血清维生素 D 水平与 1 秒钟内用力呼气流量(FEV1)和用力肺活量(FVC)密切相关,维生素 D 水平不同的患者,FEV1 和 FVC 存在显著差值。低水平的血清 25 羟维生素 D[25(OH)D]与 FEV1 下降较快相关,长期调查也显示吸烟和维生素 D 缺乏与肺功能差及肺功能快速下降显著相关,对 COPD 患者的随访研究同样表明维生素 D 严重缺乏患者(<10ng/ml)FEV1 下降幅度更大。
3. 维生素 D 在 COPD 急性加重(AECOPD)中的作用争议
维生素 D 在 AECOPD 中的作用存在争议。部分研究未发现基线维生素 D 水平与随后的 AECOPD 风险之间的关联,但也有研究指出若排除患者基线已服用维生素这一因素后,维生素 D 水平<10ng/ml 患者的急性加重次数最多。荟萃分析显示维生素 D 缺乏与 COPD 严重程度相关,AECOPD 患者的血清维生素 D 水平低于稳定期患者。
4. 维生素 D 对 COPD 气道上皮屏障的保护作用
气道上皮屏障破坏会引发 COPD。研究发现 1,25 二羟维生素 D[1,25(OH)2D]可抑制香烟烟雾介导的上皮屏障破坏和 E 钙黏蛋白(ECAD)裂解。此外,1,25(OH)2D 或 25(OH)D 可促进肺泡上皮伤口闭合和原发性肺泡上皮细胞增殖,在细菌脂多糖(LPS)诱导肺损伤且维生素 D 缺乏的小鼠实验中,局部雾化 1,25(OH)2D 可防止肺上皮屏障的渗漏和损伤。
5. 维生素 D 对 COPD 气道重塑的改善作用
上皮细胞间质转化(EMT)参与 COPD 气道重塑,在 COPD 患者中转化生长因子(TGF) - β与 EMT 有关,而血清 25(OH)D 浓度与 TGF - β水平呈负相关。研究表明 1,25(OH)2D 可抑制肺泡Ⅱ型细胞中 TGF - β诱导的上皮间质转化,且在哮喘模型中可抑制 TGF - β的表达、减轻气道重塑,说明维生素 D 能够通过影响 TGF - β改善气道重塑。
6. 维生素 D 对 COPD 氧化应激的抑制作用
吸入有害颗粒或气体引起的气道氧化应激参与 COPD 发病。核因子 E2 相关因子 2(Nrf2)是抗氧化基因的转录调节器,COPD 患者中 Nrf2 基因表达减弱会导致肺组织氧化应激。研究发现 COPD 患者肺组织维生素 D 受体(VDR)和 Nrf2 的表达呈正相关,补充维生素 D 可以激活 VDR 并上调 Nrf2 的表达,而且 1,25(OH)2D 能增加气道上皮细胞中抗氧化基因 G6PD 的表达,这都表明维生素 D 可能通过上调 Nrf2 的表达抑制氧化应激。
7. 维生素 D 对 COPD 炎症反应的减轻作用
气道慢性炎症与 COPD 发展密切相关。研究发现经过 1,25(OH)2D 预处理可减弱细颗粒物(PM2.5)诱导的炎症因子分泌以及核因子κB(NF - κB)的磷酸化,维生素 D 还可以改善糖皮质激素的作用,减轻 LPS 通过 TLR4/NF - κB 信号通路在人呼吸道上皮细胞中诱导的白介素(IL) - 6 水平,所以补充维生素 D 能够抑制气道炎症反应,提高气道对糖皮质激素的敏感性。
8. 维生素 D 对 COPD 感染风险的降低作用
细菌(如肺炎链球菌)感染是导致 AECOPD 的常见因素,研究发现维生素 D 可上调模式识别受体 TLK2 及 NOD2,诱导抗菌人中性粒细胞肽(HNP1 - 3)和抗菌肽 LL - 37,增强细胞对肺炎链球菌的杀灭作用。此外,呼吸道病毒感染与 AECOPD 的严重程度和频率有关,常见的人鼻病毒(HRV)感染也可受维生素 D 影响,体外研究表明维生素 D 可减少鼻病毒的复制,这意味着维生素 D 能降低 COPD 患者的细菌、病毒感染风险。
9. 维生素 D 对 COPD 免疫失衡的调节作用
免疫辅助性 T 细胞(Th)失衡在 COPD 发病机制中起重要作用,如 Th1/Th2 失衡、Th17/调节性 T 细胞(Tregs)失衡。COPD 患者 Th17 细胞水平升高,Treg 细胞水平降低,Th17/Treg 细胞比率升高,AECOPD 患者 Th17 细胞水平与疾病严重程度相关。研究表明维生素 D 可纠正哮喘小鼠 Th17/Treg 平衡,提示其可通过免疫调节影响 COPD 的发生和发展。
10. 维生素 D 在 COPD 治疗中的应用现状
越来越多的研究关注补充维生素 D 对 COPD 的治疗效果。在一些临床试验中,对于近期有急性加重史的中重度 COPD 患者,补充维生素 D 组和安慰剂组在首次急性加重中位时间、恶化率、FEV1、住院时间、生活质量和死亡方面大多无显著差异,但对维生素 D 严重缺乏的受试者进行事后分析发现,补充组急性加重次数明显减少。在其他类似的随机双盲多中心对照研究中也有类似结果,即维生素 D 虽未影响两组患者至首次中度或重度急性加重的时间,但可降低基线 25(OH)D 水平较低的 COPD 患者发生中重度急性加重的风险。还有研究显示重度及极重度 COPD 患者补充维生素 D 后,AECOPD 次数减少,肺功能显著改善,临床荟萃分析也证实了维生素 D 对基线 25 - (OH)D 水平低的患者在减少中重度急性加重风险方面的作用。
综上所述,维生素 D 通过抗炎、抗感染和免疫调节等多种作用,在改善 COPD 免疫失衡、氧化应激、气道炎症、气道重塑等方面发挥积极作用,进而影响 COPD 的发生和发展。虽然目前研究结论不完全一致,不同时期 COPD 患者维生素 D 水平以及补充维生素 D 的时机、方式、剂量等问题仍需进一步研究,但现有的研究成果已经为 COPD 的诊疗带来了新的希望和方向。在未来,我们期待更深入的研究能进一步明确维生素 D 在 COPD 治疗中的价值,为患者带来更多的益处。