外源性维生素D对炎症性肠病患者肠道黏膜屏障和炎症因子水平的影响

荆 扬 石永强 张家琦 赵向阳

南京市溧水区人民医院(东南大学附属中大医院溧水分院)消化内科(211200)

背景：炎症性肠病(IBD)是一种慢性肠道炎症性疾病，其病因目前尚不明确。研究表明，IBD患者存在维生素D水平降低，口服维生素D3可明显降低IBD的发病风险。但具体机制尚不清楚。目的：探讨外源性维生素D对IBD患者肠道黏膜屏障和炎症因子水平的影响。方法：选取2016年1月—2018年12月南京市溧水区人民医院收治的IBD患者198例，以195名健康人作为正常对照。将IBD患者随机分为观察组和对照组，对照组给予常规治疗，观察组在其基础上给予外源性维生素D治疗。检测血清25(OH)D3、二胺氧化酶(DAO)、D-乳酸、内毒素水平以及炎症因子IL-1β、IL-6、CRP和TNF-α水平。结果：健康组血清25(OH)D3水平显著高于IBD组(P<0.05)，而UC与CD患者之间差异无统计学意义(P>0.05)。治疗前，观察组和对照组DAO、D-乳酸和内毒素水平以及炎症因子IL-1β、IL-6、CRP和TNF-α水平相比差异均无统计学意义(P>0.05)；治疗后，观察组DAO、D-乳酸、内毒素、IL-1β、IL-6、CRP和TNF-α水平均显著低于对照组(P<0.05)。结论：IBD患者存在明显的维生素D缺乏，补充外源性维生素D可降低炎症因子水平，改善肠道黏膜屏障功能。

炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一种慢性肠道炎症性疾病，目前病因尚不明确，可能与机体对肠道菌群缺乏正常防御以及细菌成分与免疫系统相互作用有关[1]。IBD主要包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)和克罗恩病(Crohn’s disease, CD)，发病率呈逐渐上升的趋势[2]。研究[3]表明，60%的IBD患者维生素D水平降低。有研究指出，口服维生素D3可明显降低IBD的发病风险[4]，但具体机制尚不清楚。肠道黏膜屏障损伤在IBD的发生和发展中起有重要作用，肠道黏膜屏障损伤可使肠壁通透性增加，提高肠道对各种致病因素的易感性[5]。动物实验表明，维生素D缺乏可促进小鼠实验性结肠炎的发生，而口服维生素D可拮抗小鼠结肠炎的进展[6]。炎症因子水平是反映IBD活动度的重要指标。本研究通过检测IBD患者血清维生素D水平并给予外源性维生素D治疗，旨在探讨外源性维生素D对IBD患者炎症因子和肠道黏膜屏障功能的影响，从而为维生素D的临床补给提供理论依据。

对象与方法

一、研究对象

选取2016年1月—2018年12月南京市溧水区人民医院收治的IBD患者198例，其中男104例，女94例；年龄37～48岁，平均(41.88±5.28)岁；其中CD患者101例，UC患者97例。纳入标准：①诊断符合《炎症性肠病诊断与治疗的共识意见(2012年·广州)》[7]中的标准；②自愿参与研究并签订知情同意书。排除标准：①有肠道手术史者；②过去1个月内使用过非甾体类药物者；③过去1年内使用过激素、钙剂或维生素D治疗者；④长期吸烟者、妊娠妇女、肝肾功能异常者。97例UC患者中，男50例，女47例；年龄37～48岁，平均(41.38±5.34)岁；直肠炎11例，左半结肠炎52例，广泛结肠炎34例。101例CD患者中，男54例，女47例；年龄37～45岁，平均(42.35±5.09)岁；根据蒙特利尔分型，其中累及部位为回肠末端型22例，结肠型31例，回结肠型48例；疾病行为是非狭窄非穿透型47例，狭窄型26例，穿透型28例。同时收取同期行体检的健康人195名作为正常健康组，其中男102名，女93名；年龄 36～45岁，平均(40.96±4.76)岁。IBD组与健康组、UC组与CD组、IBD患者不同治疗组的一般资料相比差异均无统计学意义(P>0.05)。

二、研究方法

1. 血清25(OH)D3水平的检测：入选者清晨空腹抽取静脉血，上罗氏Cobas8000全自动生化免疫分析仪，具体步骤严格按照试剂盒说明书进行操作。血清25(OH)D3浓度<20 ng/mL定义为缺乏，20～30 ng/mL为降低；>30 ng/mL为正常。

2. 患者分组和处理：将198例IBD患者随机分为观察组和对照组，每组各99例。对照组给予常规治疗，观察组在其基础上给予外源性维生素D治疗，即给予钙剂600 mg/d(惠氏制药有限公司上海分公司)和维生素D 400 U/d(上海信谊金朱药业有限公司)治疗，疗程1个月。

3. 肠道黏膜屏障功能检测：采用北京中生金域诊断技术股份有限公司提供的联合检测试剂盒检测血清二胺氧化酶(DAO)、D-乳酸、内毒素水平。于清晨空腹状态下采用抗凝管抽取肘静脉血3～4 mL，静置2～4 min，1 500×g离心10 min，分离血清。在不同孔中加入检测液，系统自动上传三项生化指标的数据。

4. 炎症因子检测：所有患者于治疗前后采集清晨空腹肘静脉血5 mL，3 000 r/min低温离心5 min，收集上层血清，-20 ℃保存待检。采用免疫比浊法测定血清IL-1β、IL-6、CRP、TNF-α等炎症因子水平。

三、统计学分析

采用SPSS 20.0统计学软件，组间计量资料的比较采用独立样本t检验，组内治疗前后的比较采用配对t检验，计数资料的比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、IBD组和健康组血清25(OH)D3水平比较

健康组血清25(OH)D3水平明显高于IBD组[(42.52±9.37) ng/mL对(16.12±3.38) ng/mL；t=8.87，P=0.000]，而UC与CD患者相比差异无统计学意义[(15.81±3.22) ng/mL对(16.55±3.34) ng/mL，P>0.05]。

二、肠道黏膜屏障功能指标比较

治疗前，观察组和对照组DAO、D-乳酸和内毒素水平相比差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后，观察组DAO、D-乳酸和内毒素水平均显著低于对照组(P<0.05)(表1)。

三、血清炎症因子指标比较

治疗前，观察组和对照组IL-1β、IL-6、CRP、TNF-α水平相比差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后，观察组IL-1β、IL-6、CRP和TNF-α水平均显著低于对照组(P<0.05)(表2)。

表1 观察组与对照组患者治疗前后肠道黏膜屏障功能指标比较

表2 观察组与对照组患者治疗前后炎症因子指标比较

讨 论

IBD可能是由于机体对肠道菌群缺乏正常防御，并由细菌成分与免疫系统相互作用造成的慢性炎症。维生素D或其受体不足可能参与IBD的形成。多项研究发现IBD患者存在维生素D缺乏。低维生素D水平可影响肠道屏障和免疫系统功能，从而可能影响IBD的发病和进展[4]。维生素D可通过调节自噬功能[8]，降低氧化应激[9]，增强肠上皮细胞紧密连接的表达，影响黏膜渗透性和组织的完整性[10]等多种途径引起IBD的发生。维生素D可增强保护性固有免疫反应和调节适应性免疫反应[11-12]。Cantorna等[13]对IL-10基因敲除小鼠的研究发现，当维生素D缺乏时，小鼠很快自发出现便血、体质量下降等结肠炎症状，且死亡率较高；补充维生素D后可改善结肠炎小鼠的结肠炎症状。说明维生素D与IBD的发病相关。本研究结果显示，IBD患者血清维生素D水平明显低于健康组，但UC与CD患者差异无统计学意义。Garg等[14]的研究亦发现，维生素D缺乏症在IBD患者中十分常见，尤其是在中重度IBD患者。

肠道黏膜屏障包括物理屏障、生物屏障、免疫屏障和化学屏障。肠道屏障在某些病理条件下(休克、创伤或外科应激)发生改变，导致细菌和(或)内毒素从肠腔流入全身循环，细菌和内毒素发生移位，并可诱发和加重全身炎症反应综合征(SIRS)和多器官功能障碍综合征(MODS)。DAO是哺乳动物肠上皮细胞内的一种酶，当小肠黏膜屏障功能衰竭或肠黏膜细胞坏死时，肠道通透性异常增加，其由肠道进入血液，导致血清DAO水平升高，因此测定血清DAO活性可反映肠道屏障黏膜损伤和修复情况。D-乳酸是肠道菌群产生的细菌代谢物，正常情况下很少被吸收，当肠道屏障功能受损时，肠道中大量D-乳酸可通过受损的肠黏膜进入血液循环系统，因此监测血中D-乳酸水平可反映肠黏膜损伤程度和通透性的变化。内毒素存在于革兰阴性细菌的细胞壁中，当存在肠道屏障功能障碍时，肠道细菌产生的内毒素能穿过肠黏膜进入血循环，形成内毒素血症。内毒素可致肠道黏膜屏障损坏，加剧内毒素入血。因此，血液中内毒素水平可反映肠道通透性的改变。目前认为血清DAO、D-乳酸和内毒素变化是早期诊断IBD肠道黏膜屏障功能障碍的敏感指标。本研究结果显示，口服补充外源性维生素D后，观察组DAO、D-乳酸和内毒素水平明显低于对照组，提示外源性维生素D有助于修复肠道黏膜屏障。一项纳入18例维生素D缺乏的UC患者的前瞻性随机对照试验显示，补充维生素D3可改善UC患者的生活质量[15]。

过度的免疫炎症反应会加重肠道黏膜损伤，维生素D能通过直接或间接作用影响T细胞、树突细胞和巨噬细胞来调节免疫反应，避免过度的免疫应答。T细胞和树突细胞可分泌炎症因子，包括IL-1β、IL-6等。本研究中，给予IBD患者外源性维生素D后，IL-1β、IL-6水平明显降低，与Zhu等[16]的研究结果一致。TNF-α是巨噬细胞在炎症过程中产生的一种促炎因子，参与IBD的发生、发展。巨噬细胞接受抗原刺激后激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)，MAPK是促炎因子(包括TNF-α)产生的关键。本研究中，给予IBD患者维生素D后，TNF-α水平明显降低，这可能是因为维生素D通过上调MAPK磷酸酶-1，抑制MAPK的激活，从而减少TNF-α的产生[17]。本研究中，给予IBD患者外源性维生素D后，CRP水平明显降低，提示维生素D有助于降低IBD患者CRP水平，进而减轻炎症反应。

综上所述，IBD患者存在明显的维生素D缺乏，补充外源性维生素D有助于修复IBD患者肠道黏膜屏障，降低机体炎症因子水平，值得临床推广应用。