胡興家 余濤 周順華
常德市第一人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科(常德415000)
分泌性中耳炎(otitis media with effusion,OME)是以中耳積液為特征的中耳非化膿性炎性疾病,是引起兒童聽力下降的常見原因之一,其中兒童發(fā)病率高于成人,在學(xué)齡前患病可出現(xiàn)言語發(fā)育遲緩,影響交流及閱讀能力,甚至導(dǎo)致前庭功能障礙。研究發(fā)現(xiàn)大約90%的學(xué)齡前兒童和25%的學(xué)齡兒童曾患OME[1],而OME的發(fā)病機(jī)制及病因至今尚未明確。
近年來維生素D在免疫及感染方面的調(diào)節(jié)作用開始備受矚目,研究證實(shí)其與濕疹、哮喘及變應(yīng)性鼻炎等變態(tài)反應(yīng)性疾病密切相關(guān),兩項(xiàng)META分析表明維生素D水平與變應(yīng)性鼻炎發(fā)病率成負(fù)相關(guān)[2,3],考慮到鼓室粘膜與鼻粘膜同為上呼吸道粘膜上皮的特性,本文就探討維生素D與OME的相關(guān)性做一綜述。
在Walker等的多變量邏輯回歸分析中,對(duì)新西蘭3至4歲的兒童共357人進(jìn)行25(OH)D(25-羥基維生素D)檢測,178人來自行鼓膜切開置管的OME患兒,179人隨機(jī)選自初級(jí)保健診所的健康兒童,結(jié)果發(fā)現(xiàn)25(OH)D水平高的人OME發(fā)病率低[4]。土耳其Akcan等進(jìn)行的一項(xiàng)前瞻性對(duì)照研究中,對(duì)174名在2016年9月至2017年2月診斷為OME的患兒進(jìn)行25(OH)D檢測,并隨訪三個(gè)月,同時(shí)對(duì)80名該時(shí)期行包皮環(huán)切術(shù)或腹股溝疝修補(bǔ)但經(jīng)檢查無中耳炎的患兒進(jìn)行25(OH)D檢測。隨訪三個(gè)月后108名OME患兒自愈,其中維生素D缺乏比例為32.4%,66名復(fù)查仍診斷OME,行鼓膜切開置管,其中維生素D缺乏比例為50%,而80名對(duì)照組維生素D缺乏為25%,并OME實(shí)驗(yàn)組25(OH)D明顯高于對(duì)照組。此研究提示維生素D缺乏與OME的發(fā)展及預(yù)后均有關(guān)聯(lián)[5]。而在伊朗人As?ghari等的橫斷面研究中,選取74名行扁桃體腺樣體切除手術(shù)的兒童,年齡2-7歲,其中32名合并OME,其余42名為對(duì)照組,研究結(jié)果提示雖然OME組維生素D水平較低,但是考慮到73%的患兒為冬季檢測,其余27%為夏季檢測,把季節(jié)因素納入分析后,兩組間維生素D水平無明顯差異[6]。Marchis?io等對(duì)116名反復(fù)發(fā)作的OME患兒隨機(jī)給予每天1000IU維生素D補(bǔ)充或者給予安慰劑,隨訪四個(gè)月后發(fā)現(xiàn),給予維生素D補(bǔ)充的58名患兒中發(fā)生急性中耳炎(acute otitis media,AOM)的有26人,給予安慰劑的58名患兒中發(fā)生AOM的有38人,P=0.03,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,證明維生素D補(bǔ)充可以減少AOM的發(fā)病[7]。
人類獲得維生素D主要通過陽光照射皮膚轉(zhuǎn)化及食物中攝取,其中前者占80%,而食物中維生素D主要來自于魚油、動(dòng)物內(nèi)臟及谷物等日常食品中。體內(nèi)的維生素D首先在肝臟中代謝成25羥基維生素D[25(OH)D],由甲狀旁腺激素調(diào)節(jié)其在肝臟中儲(chǔ)存的濃度,血清中的25(OH)D半衰期為2周,作為血液循環(huán)中維生素D的主要存在形式,同時(shí)也是評(píng)價(jià)體內(nèi)維生素D水平的指標(biāo)[8]。但是,生物學(xué)效應(yīng)不能由生理濃度的25(OH)D直接產(chǎn)生,必須通過腎內(nèi)的1α-羥化酶(CYP27B1)的作用,轉(zhuǎn)化成維生素D的活性形式1,25二羥基維生素D3[1,25(OH)2D3],通過其結(jié)合細(xì)胞核內(nèi)的維生素D受體(VDR)后對(duì)靶基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯進(jìn)行調(diào)控,才能達(dá)到實(shí)現(xiàn)其生物學(xué)功能的目的[9]。
中耳黏膜作為全身黏膜的一部分,同樣具有天然免疫和獲得性免疫功能,這種免疫功能同樣參與了中耳積液的形成。研究發(fā)現(xiàn)OME患者的中耳積液中多種細(xì)胞因子高表達(dá),認(rèn)為中耳微環(huán)境的局部免疫反應(yīng)參與了OME的發(fā)生[10]。與OME密切相關(guān)的細(xì)胞因子主要為Toll樣受體(Toll-like receptors,TLR),腫瘤壞死因子α(TNF-α),干擾素γ(IFN-γ),白細(xì)胞介素(IL)(包括 IL-1β,IL-2,IL-6,IL-8,IL-10),他們主要參與了天然免疫的功能調(diào)節(jié)[11-13]。
在Sadeghi等的體外單核細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組的CD14上調(diào)是對(duì)照組的4倍,而根據(jù)其時(shí)間及劑量依賴性,實(shí)驗(yàn)組中1,25(OH)2D3可下調(diào)TLR2和TLR4的表達(dá)是對(duì)照組的2.6及4.8倍,同時(shí)通過1,25(OH)2D3干預(yù),TNF-α分別與對(duì)照組相比也是時(shí)間及劑量依賴性減少的,由此推斷通過阻斷TLR2和TLR4,可減少TNF-α的分泌。而為了證明1,25(OH)2D3干預(yù)TLR2、TLR4及CD14表達(dá)是通過VDR實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn),作者通過VDR阻滯劑將VDR功能阻斷后發(fā)現(xiàn),CD14表達(dá)上調(diào)及TLR2和TLR4下調(diào)現(xiàn)象均消失[14]。Dickie等發(fā)現(xiàn)在體外培養(yǎng)人單核細(xì)胞過程中給予1,25(OH)2D能抑制TLR2、TLR4及TLR9的表達(dá),抑制依賴TLR9誘導(dǎo)的IL-6產(chǎn)生,從而抑制由這些受體介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。另外還有研究證實(shí)通過IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IL-2的刺激,單核細(xì)胞才能產(chǎn)生活化的1,25(OH)2D3[15]。
上皮細(xì)胞是呼吸道天然免疫系統(tǒng)抵抗病原微生物的重要防線。肺泡上皮細(xì)胞天然高表達(dá)的維生素D活化酶(CYP27B1)促進(jìn)25(OH)D3合成活化狀態(tài)的1,25(OH)2D3,而低表達(dá)的維生素D鈍化酶(24-羥化酶)抑制活化狀態(tài)的1,25(OH)2D3產(chǎn)生,因此上述酶的表達(dá)不同,使得上皮細(xì)胞中1,25(OH)2D3的數(shù)量也不同。而合成較多的活化狀態(tài)的1,25(OH)2D3通過增加抗菌肽、TLR及CD14的表達(dá),對(duì)機(jī)體免疫狀態(tài)起到重要的調(diào)節(jié)作用[16]。Zhao等的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),1,25(OH)2D3通過減少腸粘膜上皮細(xì)胞IFN-γ和TNF-α的分泌,增加緊密連接蛋白的表達(dá),來增強(qiáng)腸粘膜上皮細(xì)胞的機(jī)械屏障[17]。Hans?dottir等的體外研提示在支氣管上皮細(xì)胞中,通過核轉(zhuǎn)錄因子κB信號(hào)通路,1,25(OH)2D3減少了IL-8的生成進(jìn)而提高支氣管上皮的免疫防御功能[16]。
在先天免疫中,樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)是至今研究發(fā)現(xiàn)功能最強(qiáng)大的抗原遞呈細(xì)胞(antigen presenting cells,APCs)。按其來源分類,DCs可劃分為髓系來源的DCs(mDCs)和淋巴系來源DCs(pDCs)。二者特點(diǎn)鮮明,pDCs主要發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)及耐受作用,而mDCs主要起抗原遞呈作用?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)DCs在體內(nèi)處于成熟過程的不同階段,未成熟DCs具有致耐受性。研究發(fā)現(xiàn)重組人粒細(xì)胞-巨細(xì)胞集落因子和重組人IL-4具有在體外誘導(dǎo)的DCs分化和成熟的作用,而1,25(OH)2D3能抑制這種作用,使其保持未成熟的表型,下調(diào)主要組織相容性復(fù)合體(MHC)Ⅱ類分子和共刺激分子CD40的表達(dá),通過減少DCs分泌IL-12及IFN-γ,增加IL-10的產(chǎn)生,促進(jìn)DCs的自發(fā)性凋亡,抑制其抗原遞呈功能。在抗原激活過程中,被1,25(OH)2D3抑制的DCs,仍然能激活CD4+T淋巴細(xì)胞,同時(shí)借助IL-10依賴的方式將致耐受性傳遞至被抗原激活的受體細(xì)胞[18]。
在獲得性免疫方面,輔助T細(xì)胞2/輔助T細(xì)胞1(Th2/Th1)平衡失衡,Th2的活化亢進(jìn)是OME發(fā)病的重要基礎(chǔ)。研究表明1,25(OH)2D3可抑制T淋巴細(xì)胞的增殖及相關(guān)細(xì)胞因子分泌,調(diào)節(jié)Th2/Th1平衡。一方面,由于CD4效應(yīng)T細(xì)胞表型的可塑性,1,25(OH)2D3可以影響它的表型,減少IL-2及IFN-γ分泌,進(jìn)而抑制Th1功能,促使T細(xì)胞由Th1向Th2轉(zhuǎn)化,與此同時(shí)因Th1引起的免疫反應(yīng)而造成潛在的組織損害得到緩解[19]。而通過增加IL4、IL5和IL13的分泌,Th2在變應(yīng)性疾病的發(fā)病機(jī)制中的核心作用得到體現(xiàn),促使B細(xì)胞產(chǎn)生炎癥介質(zhì)及IgE增加,導(dǎo)致肥大細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞增多及過度活化,參與了OME的I型變態(tài)反應(yīng)[20]。另一方面,1,25(OH)2D3和其類似物能夠提高耐受表型和功能DCs表達(dá)和分泌IL-10,而IL-10能夠抑制Th1、Th2的免疫反應(yīng),抑制炎癥細(xì)胞的增殖及活化,減少局部粘膜黏蛋白的產(chǎn)生[21]。
多項(xiàng)研究表明OME的中耳積液中分離出多種細(xì)菌、真菌及病毒等病原微生物,其中最常見的致病菌為流感嗜血桿菌和肺炎鏈球菌[22]。而1,25(OH)2D3被證實(shí)可以通過增加抗菌肽的表達(dá),從而增強(qiáng)單核巨噬細(xì)胞抵抗病原微生物的能力[23]。學(xué)者通過觀察VDR及CYP27B1,發(fā)現(xiàn)維生素D還可以加快單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞,增加機(jī)體巨噬細(xì)胞的數(shù)目。進(jìn)一步研究表明,病原微生物與TLR1/TLR2結(jié)合并不能直接促使VDR及CYP27B1的合成,而是通過炎癥因子介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的,病原微生物先與TLR1/TLR2結(jié)合,促使炎癥因子IL-15合成,合成的IL-15促使VDR及CYP27B1的進(jìn)一步合成增加。該研究還發(fā)現(xiàn)IL-17也參與了感染及及組織損傷機(jī)制,在對(duì)抗病原體的過程中間接促使1,25(OH)2D3合成較多的抗菌肽[24]。在秦彩虹等人的研究中,IL-17在OME患者中耳積液中的含量高于同組患者中外周血漿的含量,并后者顯著高于健康對(duì)照組血漿中的含量[25]。
咽鼓管的機(jī)械阻塞和功能障礙與OME發(fā)病密切相關(guān)。咽鼓管是中耳與鼻咽部之間的通道,也是中耳與外界的唯一通道,維持鼓膜兩側(cè)壓力平衡,一些因素會(huì)影響咽鼓管這種功能,使得中耳呈負(fù)壓狀態(tài),鼓膜兩側(cè)壓力不均衡后毛細(xì)血管擴(kuò)張,形成中耳滲液。研究發(fā)現(xiàn)變應(yīng)性鼻炎與咽鼓管功能障礙之間存在一定聯(lián)系。由于咽鼓管咽口粘膜與鼻咽部粘膜相連,變應(yīng)性鼻炎會(huì)以與引起鼻黏膜炎癥同樣的方式引起咽鼓管炎癥,通過過敏原介導(dǎo)肥大細(xì)胞及其它炎性細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì),引起咽鼓管炎癥,導(dǎo)致纖毛運(yùn)動(dòng)功能減弱,延遲急性中耳炎積液的清除,導(dǎo)致OME的復(fù)發(fā)[26]。在大鼠的組胺免疫試驗(yàn)中表明,組胺介導(dǎo)的變態(tài)反應(yīng)使咽鼓管水腫、阻塞,明顯減弱了咽鼓管的平衡中耳內(nèi)外壓力的功能,而對(duì)23只幼兒獼猴的被動(dòng)致敏試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),鼻內(nèi)花粉抗原免疫試驗(yàn)明顯使咽鼓管功能受到損害[27]。在兩項(xiàng)臨床研究中發(fā)現(xiàn),分別檢出50%和89%的OME患兒合并有變應(yīng)性鼻炎,其中83%的OME患兒有家族過敏史[28]。在過敏高發(fā)季節(jié),60%患有季節(jié)性變應(yīng)性鼻炎兒童的咽鼓管功能障礙加重,并且與變應(yīng)性鼻炎癥狀嚴(yán)重程度有關(guān),但是,不一定會(huì)導(dǎo)致OME的加重[29]。也有研究表明,變應(yīng)性鼻炎為兒童OME的主要危險(xiǎn)因素,對(duì)患兒適當(dāng)?shù)谋茄字委熆稍谝欢ǔ潭壬媳苊夤哪ぶ霉苁中g(shù)[30]。維生素D與變應(yīng)性鼻炎關(guān)系密切[2,3],維生素D水平與變應(yīng)性鼻炎的發(fā)病率呈負(fù)相關(guān),研究證實(shí)可以調(diào)節(jié)變應(yīng)性鼻炎的變態(tài)反應(yīng)及炎癥細(xì)胞因子,而這些又是引起咽鼓管功能障礙的重要因素,因此我們可以推斷維生素D在合并變應(yīng)性鼻炎的OME患兒中可以對(duì)咽鼓管的功能產(chǎn)生影響。
OME是兒童常見病,分為急性(acute otitis me?dia with effusion,AOME)和慢性(chronic otitis me?dia with effusion,COME)兩種。COME大部分由AOM未得到及時(shí)治療,反復(fù)發(fā)作,遷延轉(zhuǎn)化而來。無明顯病因的OME具有自限性,大多可在3個(gè)月內(nèi)自愈,但是仍有30%-40%的患者呈慢性或反復(fù)發(fā)作臨床表現(xiàn)[31]。近年來維生素D在免疫及抗炎方面,特別是上呼吸道感染方面的作用得到證實(shí)。本文從病因?qū)W出發(fā),從參與OME免疫調(diào)節(jié)的細(xì)胞因子,Th2/Th1平衡到病原微生物的對(duì)抗以及咽鼓管功能的調(diào)節(jié),均有維生素D的參與,并且有流行病學(xué)調(diào)查文獻(xiàn)支持,因此,綜上所述我們有理由相信維生素D與OME存在一定相關(guān)性。但是,目前在這領(lǐng)域的研究仍然存在一些問題。第一,在有限的流行病學(xué)調(diào)查研究中,缺乏多人種、種族的參與,例如黑人兒童OME發(fā)病率低,美國土著兒童較白人兒童發(fā)病率低,高緯度,陽光照射少的地區(qū)兒童維生素D缺乏比例較多,未來的研究應(yīng)該納入多民族多種族的人群,減少人種差異對(duì)研究結(jié)果的干擾,當(dāng)然這也將給研究者帶來統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的挑戰(zhàn);第二,究竟維生素D是如何在OME的發(fā)病中起作用,我們沒有一套完整的生理學(xué)研究體系。維生素D在對(duì)OME的影響中存在正負(fù)兩種調(diào)節(jié)機(jī)制,相關(guān)細(xì)胞因子及對(duì)抗病原微生物可抑制OME,但是Th2/Th1平衡失衡,促進(jìn)B細(xì)胞產(chǎn)生LgE則加重OME,兩種調(diào)節(jié)機(jī)制哪種占主導(dǎo)目前并未明確,這需要在以后加入更加細(xì)化,有針對(duì)性的基礎(chǔ)研究;第三,Marchisio等的隨機(jī)對(duì)照研究中提示予以維生素D補(bǔ)充的兒童AOM發(fā)病率較低,AOM與細(xì)菌或病毒感染相關(guān),但導(dǎo)致的COME卻并不一定有感染因素存在,補(bǔ)充維生素D能否預(yù)防OME,是否因?yàn)闇p少了AOM從而減少COME的發(fā)???另外,體內(nèi)何種水平的維生素D才能對(duì)OME患者達(dá)到最佳的免疫調(diào)節(jié),維生素D的補(bǔ)充原則如何制定,目前國際上都沒有定論,期待未來更多維生素D干預(yù)的臨床研究證實(shí)。