早产早产儿维生素D在早产儿支气管肺发育不
引用格式：刘颖,周于新.胎膜：维生素D在早产儿支气管肺发育不良中的研究进展[J].中华围产医学杂志.,22（9）:-.DOI:10./cma.j.issn.-..09.
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刘颖 周于新
医院儿科，深圳
支气管肺发育不良（bronchopulmonarydysplasia,BPD）是早产儿常见病，不仅早期病死率高，而且存活患儿反复呼吸道感染、喘息等呼吸系统疾病及晚期神经系统发育障碍的发生率亦高于正常早产儿[1-3]。随着对BPD发病机制的深入研究及防治手段的不断提高，经典型BPD发生率明显下降，而以肺发育停止及肺微血管发育不良为主要特征的新型BPD发生率逐年增高[4]。因此，需要进一步探索新的防治手段。维生素D是一种类固醇激素，除影响钙、磷代谢外，还具有调节激素分泌、影响免疫功能、调节细胞增生与分化等重要作用。研究表明，维生素D缺乏（vitaminDdeficiency,VDD）或不足与婴幼儿反复喘息发作和哮喘等儿童呼吸系统疾病相关，同时影响哮喘的严重程度[5-6]。这些也是BPD患儿远期的并发症，不仅在其儿童期产生影响，甚至还影响其成年期[7]。同时，早产儿VDD发病率高。据报道，我国高达72.49%[8]，美国67%[9]、印度83%[10]。说明VDD与BPD具有相关性。以下就维生素D在BPD中的作用进行综述。一、维生素D在BPD发病机制中的作用
1.维生素D相关基因多态性对BPD的影响：BPD是环境和基因共同作用的结果。基因多态性在影响BPD发病方面，过去主要集中在固有免疫和氧化应激、肺泡和肺的重建机制、表面活性蛋白[11-12]，但这些基因和基因通路在BPD病因学中的确切作用尚无定论，需要进一步研究和探索其他候选基因。
维生素D的作用是通过维生素D受体（vitaminDreceptor,VDR）配体激活转录机制介导的。一项关于VDR基因多态性与BPD的观察性研究发现，例BPD早产儿中Fok1基因多态性表达的不同是BPD的高危因素（OR=4.11，95%CI：1.08~15.68，P=0.），独立于动脉导管未闭、脓毒血症、机械通气以及是否使用肺表面活性物质；而Taq1基因型是BPD的保护因素（OR=0.30，95%CI：0.09~0.94，P=0.04），但非独立影响因素[13]。
维生素D结合蛋白（vitaminDbindingprotein,VDBP），即Gc球蛋白，主要作用是结合和运输维生素D。研究显示，VDBP的TK基因变异是影响健康婴幼儿25-羟维生素D[25-hydroxyvitaminD,25-(OH)D]水平的重要因素，而VDBP基因Gc2型是BPD的保护因素[14-15]。可见，BPD也受25-(OH)D相关基因多态性的影响，但相关研究较少。
2.维生素D通过控制炎症反应和免疫调节对BPD的影响：近年有研究证明，维生素D可以控制炎症，广泛参与调节T细胞、B细胞、巨噬细胞和树突样细胞等免疫细胞，与固有免疫和获得性免疫均相关[5,16-17]。维生素D还可以直接抑制Thl细胞的分化或者干扰核因子-κB（nuclearfactor-κB,NF-κB），抑制白细胞介素-12（interleukin-12,IL-12）p75基因的表达，减少γ-干扰素（interferon-γ,IFN-γ）和IL-12分泌，间接抑制Thl反应[17]。Chen等[18]证实了维生素D水平与IL-4、IL-12、IL-13、IFN-γ、卵清蛋白特异性IgE分泌和p-JAK1/p-STAT6/SOCS5表达相关。另外，有研究证明，VDBP还独立参与炎症反应、免疫调节，可激活巨噬细胞，提高补体5a对巨噬细胞和中性粒细胞的趋化作用，同时血液中VDBP水平和VDBP变异性在慢性肺疾病和哮喘等炎症反应性疾病中起作用[19]。但在BPD中的研究尚少。
绒毛膜羊膜炎是导致早产儿发生BPD的重要危险因素之一[20]。此外，绒毛膜羊膜炎不仅直接导致胎儿的肺损伤，还会引起早产。早产儿由于肺发育不成熟，出生后又常暴露于机械通气、高氧、气压伤等，进一步触发炎症因子过多分泌，加重肺血管及肺间质损伤，进而可演变成BPD。可见，炎症在BPD发病中起重要作用。有研究显示，脐血中IL-1、IL-8、IFN-γ等升高是预测BPD的重要生物标志物[21]。刘成博等[22]为探讨维生素D对宫内绒毛膜羊膜炎诱发的肺泡化阻滞的改善作用及可能机制，通过孕鼠羊膜腔注射脂多糖建立新生鼠BPD模型，结果发现，出生后7d，维生素D干预组较对照组肺泡计数显著增多，平均内衬间隔显著减少，次级突起有增加趋势但差异无统计学意义，提示维生素D可减少新生鼠肺部IL-1β和IFN-γ表达，减轻BPD病理学改变，且一定程度上呈剂量依赖性。
同时，VDD可在急性肺损伤中起作用，增加肺部炎症反应[23-24]。VDR的缺乏导致肺泡上皮屏障防御功能降低，而给予维生素D治疗则可保护肺泡上皮屏障的功能并减轻脂多糖引起的炎症反应[25]。Mandell等[16]建立了早产小鼠模型（相当于胎龄为24~26周早产儿，也是发生BPD的高危时期），在产前羊膜囊内给予维生素D可以改善由于内毒素诱导的肺部气体交换和维持肺组织结构，减少由于内毒素导致的Ⅱ型肺泡细胞（typeⅡalveolarcell,ATⅡ）生长抑制。该研究指出，维生素D具有胚胎肺血管内皮细胞和ATⅡ的增殖和保护作用，可预防绒毛膜羊膜炎导致的胎儿肺结构异常，从而对新生鼠肺损伤起保护作用。推测维生素D水平不足可能在BPD发病中发挥作用，早期维生素D治疗可能有助于高危早产儿BPD的防治。
3.维生素D对胎肺发育的影响：新型BPD的病理改变以肺发育受阻为主。很多动物实验证实了维生素D和VDR在胎肺发育的重要作用，其可能是胎肺发育中的调节因子之一[16,26-27]。1,25-二羟维生素D[1,25-dihydroxyvitaminD,1,25-(OH)2D]通过VDR介导，与维生素D反应元件结合调节维生素D靶基因的表达。目前，超过个基因含维生素D反应元件，其中多数基因参与肺发育[28]。在肺发育中，假腺期和囊状期分别是近端和远端气道发育的关键期，而维生素D信号通路基因在假腺期和囊状期表达上调[29]。研究显示，在BALB/c小鼠模型中，VDD导致转化生长因子-β1（transforminggrowthfactor-β1,TGF-β1）受体表达减少，气道阻力和气道平滑肌的数目增加，肺容积减少[30]。Yurt等[31]研究发现，VDD的小鼠子代有肺泡发育、支气管间质分化标志物和肺泡表面活性物质的分解等异常改变。小鼠妊娠期VDD可引起胎鼠气管管径及气管软骨厚度的减小，导致肺泡结构简单化，从而增加气道阻力并降低气道顺应性，但新生小鼠的VDD则对气管形态及肺功能影响甚微[32]。慢性VDD还会破坏肺结构、阻碍肺发育、引起细胞外基质沉积及肺纤维化，其作用机制被认为与肾素-血管紧张素系统的激活及该系统构成物质的增加相关[33]。而以上这些肺结构改变均与BPD一致。
一项维生素D对胎儿和新生儿肺成熟影响的系统评价显示，1,25-(OH)2D3作为维生素D的生物活性成分，是影响肺成熟的旁分泌/自分泌因子，通过刺激表面活性物质蛋白和磷脂的合成，调节ATⅡ和脂成纤维细胞的增殖和凋亡。小鼠胎肺纤维母细胞产生1,25-(OH)2D的高峰期是在妊娠第20~21天，VDR在ATⅡ的表达与ATⅡ分化和肺表面活性物质分泌的开始时期相一致，并且随着肺成熟表达增加。1,25-(OH)2D及其代谢物，可刺激ATⅡ和脂成纤维细胞增殖和分化，可能机制是提升肺泡上皮细胞-间叶细胞的相互作用。因此，维生素D被认为是ATⅡ的生长因子，是肺组织发育和修复过程中上皮增殖的调节因子，并在肺泡表面物质磷脂合成及分泌中发挥作用[34]。Mandell等[16]研究显示，维生素D可通过炎症调节机制对ATⅡ起促进和保护作用。
维生素D在ATⅡ的成熟分泌和肺泡化进程中起积极作用，为VDD可能是呼吸窘迫综合征（respiratorydistresssyndrom,RDS）和BPD的常见高危因子提供了理论依据。
二、维生素D在BPD防治中的应用
1.VDD与BPD相关的临床研究：Mohamed等[35]研究显示，发生RDS的早产儿的血清25-(OH)D水平明显低于未发生RDS的早产儿（10.6与13.9?ng/dl，P=0.），重度VDD的新生儿BPD的发病率高于中度VDD新生儿（29.4%与8.7%），但差异无统计学意义（P＞0.05）。?etinkaya等[36]对例胎龄＜32周RDS早产儿的研究发现，31例（31%）发展成BPD，BPD组母体与新生儿血清中25-(OH)D水平均明显低于无BPD组（P=0.），且母亲与新生儿的25-(OH)D水平呈正相关；其中所有BPD早产儿血25-(OH)D水平均＜10?ng/ml，即存在重度VDD。Logistic回归分析显示，母亲及其新生儿的25-(OH)D水平与BPD均显著相关[OR值（95%CI）分别为：0.76（0.68~0.86）和0.61（0.48~0.76），P值均＜0.]，单变量分析显示低脐血25-(OH)D水平与BPD发生相关，但多变量回归分析未见相关性。提示在BPD的预测方面，母体与新生儿血清中的维生素D水平可作为一项重要指标。余仁强等[37]研究显示，BPD组早产儿VDD发病率高于对照组（90.2%与74%，P＜0.05），出生时血清25-(OH)D水平与BPD呈负相关（r=－0.，P=0.）。Yang等[38]研究发现，BPD组早产儿胎龄≤30周和30~34周的25-(OH)D水平均显著低于相应胎龄的无BPD组。≤30周组早产儿中，25-(OH)D水平与血钙、血磷、机械通气时间和用氧时间均有相关性。Mao等[39]研究发现，胎龄28~31周早产儿中，BPD组出生24h内的维生素D及IL-10水平均明显低于无BPD组，认为VDD和IL-10缺乏是BPD的高危因素。
但Onwuneme等[40]对94例胎龄＜32周早产儿研究发现，BPD与维生素D水平无相关性，但与正压通气时间、产房高浓度用氧和需要辅助通气比例相关。Joung等[41]研究发现，44例胎龄＜29周的早产儿脐血和纠正胎龄36周时的25-(OH)D水平均与BPD无相关性。在纠正胎龄36周时，未发生BPD组（23例，52%）和BPD或死亡组（21例，48%）的25-(OH)D水平分别为33.8（21.1~39.4）和30.4（23.5~33.2）ng/ml，虽然后者偏低，但差异无统计学意义（P=0.6）。但该研究的样本量及早产儿胎龄都比较小。
可见，VDD是否与BPD发病相关尚无定论，需要进一步研究。BPD发病机制复杂，影响因素多，且不同人种、不同胎龄、疾病的不同严重程度及其他治疗措施的不同等都是研究的混杂因素，需要优化方案设计和扩大样本量。
2.维生素D应用于BPD防治的动物实验：有关维生素D对BPD预防的应用研究多数为动物实验。郭笔君等[42]在雌鼠孕期、哺乳期给予适量维生素D，均可增加子代肺泡数量，使肺泡间隔变薄，保障血气屏障的良好发育。顾海燕等[43]研究显示，无论母鼠孕期或哺乳期发生VDD都会造成新生大鼠肺发育迟缓，而孕晚期补充维生素D可改善VDD所导致的仔鼠肺发育抑制，并能促进仔鼠生后至成年时肺功能的恢复。在小鼠肠道内或肠外直接给予1,25-(OH)2D，可促进肺成熟，但会引起高钙血症，而腹腔内注射等给药方式，应用价值均不大。为了避免全身的不良反应，Taylor等[44]采用新生小鼠吸入模型，分别给予出生1d的新生大鼠雾化吸入不同剂量的25-(OH)D与1,25-(OH)2D32周后发现，所有剂量雾化吸入大鼠组的肺泡上皮细胞的肺表面活性物质蛋白B和瘦素受体的表达水平、内皮生长因子水平、间质细胞、肺泡化程度及VDR蛋白的表达均较对照组明显增强。该研究结果显示，吸入无活性的25-(OH)D和循环活性物1,25-(OH)2D3都可促进肺成熟，而不增加血清25-(OH)D和钙离子浓度。提示对于BPD的治疗来说，雾化吸入维生素D可能是一种相对安全有效的方法。
3.维生素D应用于BPD防治的临床研究：维生素D在早产儿呼吸性疾病中的临床应用研究较少，且尚未达成一致的结论。通常认为，孕24周或更早，胎儿肝肾即具备利用母体维生素D通过羟基化作用产生25-(OH)D和1,25-(OH)D的能力。因此，补充维生素D是早产儿最安全的选择[44]。Fort等[9]研究纳入了例胎龄为23~27周的超低出生体重儿，分别在生后即给予0~、~、~0IU3种剂量的维生素D，~0IU组可以更快和更有效改善早产儿VDD的状态，但未有用氧时间、呼吸支持、呼吸系统结局的改善，同时也未发现大剂量维生素D的不良反应。说明早产儿可耐受大剂量的维生素D，一般25-(OH)D浓度达~ng/ml才会发生毒性作用。
何种剂量的维生素D对于早产儿是合适、安全的，目前尚无定论。欧洲儿童胃肠协会[45]推荐早产儿维生素D摄入量为~0IU/d，可使其在14和28日龄25-(OH)D水平达到理想状态而未观察到毒性反应。中华医学会儿科学分会儿童保健学组和《中华儿科杂志》编辑委员会建议，高危人群（包括早产儿、低出生体重儿、双胎儿）生后即应补充维生素D~0IU/d，3个月后改为IU/d[46]。基于维生素D的生物学功能，需要进一步研究以确定早产儿维生素D的需要量，以及合理的补充剂量，尤其对于极低出生体重儿、超未成熟儿，从而保证早产儿能摄入足够的维生素D和避免毒性作用。同时维生素D在早产儿体内的代谢特点尚不清楚。Hanson等[47]指出早产儿维生素D的代谢特点与成人不同，可能与早产儿不成熟的维生素D-24羟化酶表达有关，这种独特的维生素D代谢方式是否与早产儿低维生素D水平有关、是否有利于早产儿的生长，均需要更进一步的研究。
由于胎儿维生素D水平主要受母体影响。一项meta分析发现，母亲血清25-(OH)D浓度＜20ng/ml，早产风险显著增加（OR=1.29，95%CI：1.16~1.45），提出孕期VDD会显著增加早产的风险[48]。Akhtar等[49]研究显示，孕中晚期母体补充大剂量维生素D（IU/周）能明显提高脐血IL-10及IFN-γ水平，平衡脐血生物标记物Th1和Th2的应答效应。因此，预防母亲VDD，孕期合理补充维生素D，将BPD防治提前到宫内阶段，将是以后努力的方向。
综上，维生素D通过VDR和VDBP协同作用，广泛参与基因调控、免疫、炎症、肺发育和修复，这种综合作用与BPD的发病机制相似。同时，早产儿容易发生VDD，维生素D不足可能是参与BPD病理过程的重要影响因素。特别是新型BPD，在生命早期应用维生素D可能为BPD的预防和治疗开辟新的途径，但维生素D在BPD中的临床应用还没有被充分认识，仍存在争议，需要更深入的研究。
供稿编辑：夏乐
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