维生素D防治病毒性感染的临床研究进展及防

摘要

ABSTRACT

病毒性感染是引起人体众多疾病的主要原因之一，病毒分布广泛，危害性普遍较高。维生素D作为人体的必需物质，是机体免疫调节的重要参与者，在预防和治疗病毒性感染方面一直发挥着重要作用。此文主要论述了维生素D防治几种常见病毒性感染的最新临床研究进展,并对其防治COVID-19的前景进行了展望。

前言

维生素D是人体必需的脂溶性维生素，主要包括维生素D2与D3。皮肤是维生素D合成的主要组织，阳光和紫外线可将皮下储存的7-脱氢胆固醇转化为维生素D3。维生素D首先在肝脏中由25-羟化酶转化为主要储备形式25-羟基维生素D〔25(OH)D〕，然后在肾脏中通过1α羟化酶转化为活性形式1,25-二羟基维生素D〔1,25(OH)2D〕，可与同源的核内维生素D受体结合，发挥其调节作用。维生素D不仅影响钙磷代谢和骨骼健康，还具有广泛的生理作用，并与多种疾病密切相关。美国国家科学院医学研究所建议人体维生素D3的浓度大于20ng/ml。内分泌学会和国际骨质疏松症基金会建议25(OH)D3的浓度不低于30ng/ml，根据上述定义，全球约有10亿人缺乏维生素D，这是一个全球性的公共卫生问题。

在免疫方面，维生素D可以抑制肿瘤细胞增殖、微生物生长和病毒复制，维生素D水平降低会对一系列疾病产生影响。下文主要对维生素D防治病毒感染方面的最新研究进展进行论述。

1维生素D的抗病毒机制

维生素D的抗病毒机制主要包括：诱导抗菌肽、免疫调节、与关键细胞因子和病毒因子相互作用、诱导自噬和凋亡，以及表观遗传和遗传多态性。

维生素D在细胞内诱导的抗菌活性是单核/巨噬细胞对感染应答的关键组成部分，主要依赖于人天冬氨酸抗菌肽LL37的诱导，此类多肽主要通过阻断病毒进入宿主细胞或抑制病毒活性来抑制病毒感染，对多种病毒表现出强抗病毒活性。LL37通过促进双链RNA与细胞表面清道夫受体的结合，进而促进人体细胞对核酸的识别，导致内吞作用，激活炎症反应。另外，LL37调节病毒感染中炎症的机制可能与Toll样受体信号的调节有关，LL37能增强TLR3对病毒双链RNA的识别。此外，维生素D还能诱导产生人β-防御素，促进机体抗病毒感染。

维生素D还可以通过选择性地抑制效应器功能，包括IL-2等炎症细胞因子的产生以及白细胞向炎症部位的浸润来调节免疫应答；1,25(OH)2D可以通过下调皮肤淋巴细胞相关抗原来抑制淋巴细胞归巢，从而减少CD4+T细胞的皮肤浸润，降低炎症反应。维生素D缺乏与CD4/CD8+细胞比增加也有关，可能会降低免疫系统产生活化T细胞的能力。维生素D在T细胞调节中有着重要作用，血清维生素D水平已被证明与调节性T细胞的抑制功能有关。TLR是机体识别病原体的关键成分，也是病毒感染早期炎症反应的重要介质，维生素D及其代谢产物下调TLR被认为是另一种重要的免疫调节作用。

维生素D受体与核受体超家族中的其他转录因子在功能结构域方面有同源性，维生素D可通过与特定调控因子的相互作用控制靶基因转录。维生素D受体可以与一些调节蛋白相互作用，通过结合靶基因启动子区域的特定DNA反应元件来调节基因表达。自噬和凋亡可通过不同的接头影响先天和适应性免疫，从而增强宿主对微生物的抵抗力，诱导自噬和凋亡同样是维生素D发挥其潜在作用的机制。另外，表观遗传和遗传多态性也在基因层面影响着维生素D发挥作用。

2维生素D防治常见病毒感染的临床研究

2.1

登革病毒

登革热由登革病毒感染引起，全球每年3.9亿登革热病毒感染病例中，有万病例表现出登革热症状。登革病毒感染可导致广泛的临床表现，从有或无预警信号的登革热，到可致命的严重登革热。登革病毒感染的发热患者中，有相当比例的疾病进展为严重形式的疾病，包括登革出血热和登革休克综合征。1份关于5例登革热患者的报告表明，在急性发作期间给予维生素D和钙可以降低登革热的严重程度，缩短其病程。病例对照研究表明，发热开始时较低的血清25(OH)D水平与登革热进展为登革出血热或登革休克综合征的几率降低相关，其中病例组和对照组血清25(OH)D浓度在急性发作期到恢复期超过1年的时间里均明显降低，证明感染引起循环中维生素D急剧增加的可能性，这是身体防御反应的一部分。88%的25(OH)D以高亲和力与维生素D结合蛋白结合，另有12%与亲和力较低的白蛋白结合，只有0.03%未结合，被认为是血清游离维生素D。生物可利用的维生素D是未与维生素D结合蛋白结合的部分，因此，提高维生素D的生物利用度应该通过增加25(OH)D未与维生素D结合蛋白结合的部分来实现，这可能是通过降低维生素D结合蛋白实现的。研究显示登革出血热或登革休克综合征患者的维生素D结合蛋白低于对照组，但差异没有统计学意义，与上述可能性相符。因此需要在未来的研究中仔细考虑，在急性登革热的感染期提高维生素D生物利用度的潜在治疗价值。

有研究表明，1,25(OH)2D可能具有浓度依赖性的免疫调节作用，较高剂量的1,25(OH)2D可能在登革热感染期具有免疫调节作用，每天补充IU的维生素D足以控制登革热进展和登革病毒复制。用登革病毒攻击感染从健康供者获得的单核细胞来源的树突状细胞后，加入高剂量的维生素D，发现由于TLR表达下调，细胞表达较高水平的抗炎细胞因子IL-10和低水平的促炎细胞因子IL-12，并且在这些细胞中登革病毒感染水平较低。以维生素D处理单核细胞或肝细胞系，可显著降低登革病毒感染细胞的百分比。这些结果表明，补充维生素D可能是降低严重登革热患者促炎症反应的一种方式，并可作为控制登革热进展的治疗策略。

2.2

乙型肝炎病毒

乙型肝炎病毒感染是一个世界性的重大医学和公共卫生问题，约30%的人口显示出当前或过去感染乙型肝炎病毒的血清学证据。慢性乙型肝炎是造成肝硬化、肝细胞癌和死亡的主要原因之一。临床和流行病学数据表明，慢性病毒性肝炎的发生发展与维生素D水平有关。维生素D缺乏在慢性乙型肝炎患者中很常见，但尚不清楚低水平维生素D是疾病的原因还是结果。对项前瞻性和干预性研究的系统性评价认为，维生素D缺乏可能是健康恶化的结果和生物学标志，而不是疾病的起因。前瞻性队列研究分析发现维生素D缺乏与慢性乙型肝炎患者不良的临床结果相关，维生素D缺乏症患者的累计临床事件发生率高于血清25（OH）D3水平正常的患者。Hoan等发现维生素D水平和乙型肝炎表面抗原水平、乙型肝炎病毒DNA拷贝数呈显著负相关。隐匿性乙型肝炎感染患者血清维生素D水平明显高于慢性乙型肝炎患者，乙型肝炎表面抗原阴性患者血清维生素D水平明显高于乙型肝炎表面抗原阳性患者，血清维生素D水平与乙型肝炎病毒DNA病毒载量呈负相关，说明维生素D水平可能是限制隐匿性乙型肝炎感染患者乙型肝炎病毒复制和降低病毒载量的因素之一。1项最新的荟萃分析得出总结性结论：慢性乙型肝炎患者的维生素D水平低于健康对照组，且与乙型肝炎病毒病毒载量呈负相关。

1项队列研究显示，维生素D对包括乙型肝炎在内的慢性肝病有预防作用。在乙型肝炎表面抗原阴性慢性乙型肝炎病毒感染的免疫耐受期内，维生素D可能通过CD8+、CD19+等白细胞调节免疫功能。药物治疗乙型肝炎病毒感染联合应用维生素D能够得到更好的效果，如低聚岩藻糖胶或IFN-α与维生素D结合治疗乙型肝炎病毒感染的疗效均优于单独使用，这种差异可能是通过维生素D提高机体免疫水平实现的。综上所述，维生素D具备抗乙型肝炎病毒感染的作用，临床上可以采用维生素D来进行针对乙型肝炎病毒感染的预防和治疗。

2.3

人乳头瘤病毒

人乳头瘤病毒感染能引起人体皮肤黏膜的鳞状上皮细胞增殖，部分人乳头瘤病毒感染会持续存在并导致各种病变，包括寻常疣、生殖器疣等皮肤病，部分高危型可造成宫颈癌、肛门癌等。1项对67例女性系统性红斑狼疮患者的横断面研究发现，维生素D缺乏症和宫颈人乳头瘤病毒感染者的红斑狼疮患病率均较高，但是没有发现二者的患病率之间存在联系，这可能与样本数量不足有关。不过也有研究得出了不同的结论，1项争对美国名性活跃妇女宫颈阴道人乳头瘤病毒感染状态和血清25(OH)D水平的横断面研究显示，缺乏维生素D的女性感染人乳头瘤病毒的风险是正常人的3倍。?zgü等研究发现人乳头瘤病毒DNA阳性组与对照组25(OH)D3水平具有明显差异，并且证实了维生素D的抗炎作用，维生素D及其代谢物的缺乏可能是人乳头瘤病毒DNA持续存在及相关宫颈上皮内瘤变的原因之一。

皮肤和生殖器疣是疾病谱中的良性末端，但因其会导致容貌缺陷、有扩散倾向和相关的不良生活质量影响需要迅速干预。在1项涉及20例足底疣患者的研究中，病灶内注射0.2ml7.5mg/kg维生素D3，最多2次即可以达到80％的完全缓解率。Kavya等在开放试验中选取了42例多发性疣患者进行免疫治疗，在对患者注射利诺卡因后，将维生素D3（0.2ml，15mg/ml）注射到疣的基部，42例中完全缓解33例(78.57%)，中度缓解6例(14.28%)，轻度缓解3例(7.14%)，在1例掌跖疣患者中观察到复发，无严重不良反应的报道，证明通过维生素D3皮损内注射治疗多发性皮肤疣安全有效。El-Taweel等的研究也发现维生素D对疣的治疗有效，然而吸烟和年龄的增加可能会降低其疗效。疣的传统治疗方法存在程序繁琐和复发风险高等问题，免疫疗法正变得越来越流行，特别是在治疗难治性皮肤病和生殖器疣方面，维生素D的应用有着一定的潜力。

2.4

流感病毒

流感病毒主要分为甲、乙、丙、丁4型。人流感主要由甲型和乙型流感病毒引起，高发期一般在秋冬季节，某些情况下极易发生大范围流行，如年发生的甲型H1N1流感。

早期研究发现冬季流感和肺炎死亡人数与冬季维生素D水平相关，维生素D可能是流感和肺炎的保护因素，补充维生素D对包括流感在内的呼吸道感染有明显的的预防作用。在未接种疫苗的情况下，冬季较低的流感风险与血清维生素D充足(≥30ng/ml)有关，并且补充维生素D可以改善对疫苗的免疫应答。此外，实验发现补充维生素D3/骨化三醇可降低甲型流感病毒感染期间的发病率和严重程度，并证明了维生素D3通过其促自噬作用来限制甲型流感病毒诱导的细胞损伤。另一项多中心、随机、开放、对照的临床试验评估了争对名婴儿预防甲型流感的临床疗效和安全性，发现高剂量维生素D(IU)预防季节性流感可迅速缓解症状，使病毒载量迅速下降，病情恢复加快；此外，对婴儿使用高剂量的维生素D可能是安全的。结合既往研究发现，孕妇接种流感疫苗只能在早期有限的时期内保护婴儿免受流感病毒感染，临床上有必要考虑使用维生素D对婴幼儿进行流感的预防和治疗。

2.5

新型冠状病毒

新型冠状病毒肺炎（COVID-19)是由-nCoV（novelcoronavirus,-nCOV)引起的急性呼吸道传染病。自年12月被发现以来，COVID-19在全球迅速蔓延，引起全球大流行。有社论指出，在北纬35度以南的国家，COVID-19造成的死亡率较低。世界范围内COVID-19造成的死亡率和住院率的增加与纬度有关，在北半球呈自北向南的递减趋势，加上COVID-19暴发于冬季，一个可能的解释是，北方国家民众由于低紫外线暴露而导致了维生素D缺乏。已经有研究发现，25(OH)D浓度与COVID-19疾病严重程度和死亡率之间有显著的相关性。

维生素D可能能够干预-nCoV感染。Berry等证实了维生素D在呼吸道感染和肺功能中的积极作用，通过比较年英国全国出生队列中名参与者的横截面数据，得出维生素D水平与季节性感染和肺功能之间存在线性关系：血清25(OH)D每增加10nmol/L，感染风险降低7%。其他研究也得到了类似的结果，Aregbesola等调查了芬兰东部老龄化人口中肺炎住院的风险，提出血清25(OH)D浓度与患肺炎风险呈负相关。1项针对名3~17岁的健康儿童和青少年为期8个月的研究显示，补充维生素D可适度减少非流感呼吸道病毒感染。有Ⅰ级证据(n=)显示，补充维生素D对细菌和病毒急性呼吸道感染有12%的整体保护作用，与每月1次的维生素D剂量相比，每天或每周服用维生素D可将这种保护作用提高到19%。此外，当维生素D缺乏得到补充时，能够获得70%的保护效果。COVID-19患者的死亡主要由急性呼吸窘迫综合征引起，伴有细胞因子风暴和弥漫性微血管和大血管血栓形成，而维生素D可能通过多种机制降低呼吸道感染的严重程度：维持细胞间的紧密连接和缝隙连接；通过诱导长春新碱和防御素杀死包膜病毒；减少促炎细胞因子的产生，从而降低细胞因子风暴的风险。另外，-nCoV感染会导致部分患者急性肺损伤，维生素D可以诱导血管紧张素转换酶2的表达，降低肾素、血管紧张素转换酶和血管紧张素2的水平，进而平衡肾素-血管紧张素系统的活性，对这种病毒感染的并发症的发展起到保护作用。

Caccialanza等提出了针对COVID-19住院的非危重患者的早期营养补充的实用方案，其中包括维生素D的补充。也有专家认为补充维生素D可以提高免疫力，帮助人体对抗COVID-19及其对所有器官系统的侵袭性影响。可见，在防治COVID-19的过程中应注意人体维生素D的观察和调整，维生素D的补充和临床应用有望成为一种高性价比的选择。当下尚缺乏关于维生素D与-nCoV感染的研究，应当深入探究维生素D对于防治COVID-19的作用和价值。

3小结与展望

维生素D在人体免疫中发挥着重要而广泛的作用，研究者对其抗病毒的功效的认知也愈发深入。维生素D缺乏的情况较为普遍，在预防和治疗病毒感染的过程中，必须重视机体的维生素D状态和水平。并且，与其他防治手段相比，维生素D补充成本低且安全性较高，其应用有一定的潜力和发展前景。此外，维生素D水平受多种因素的影响，在防治维生素D防治维生素D缺乏的过程中，除了注意血清25(OH)D水平监测，也应该考虑特殊人群、地区、季节、饮食等因素对维生素D合成、吸收和利用情况的影响。

作者：杜鹏1秦秋2张进安2,3

单位：1上海中医药大学研究生院;2上海健医院内分泌—风湿科;3上海中医药大学