免疫细胞不仅要识别外来入侵者,还需要合适的工具作出反应。维生素D参与其中一条防御通路,将局部活化、VDR信号与抗菌肽的生成连接起来。这篇文章带你走进细胞内部,理解这套机制,以及它对日常营养意味着什么。
第4部分|维生素D与肌肉:D3如何支持力量、活动能力与健康老龄化 →
第4部分讨论了肌肉如何响应维生素D信号。这一篇将视角转向免疫细胞。
前置阅读|第3部分维生素D不只关乎骨骼:为什么全身多处都有VDR →
你很少察觉的防御工作
星期一早上,一位四十多岁的女性挤上通勤列车,在办公室处理邮件,放学后再去接孩子。她的皮肤、呼吸道和消化道不断与外界接触,但多数接触并不会成为她能察觉的不适。身体屏障和免疫监视系统一直在后台工作。
谈到免疫,人们很容易把它想成一个可以衡量强弱的指标。实际上,免疫系统由细胞、组织和信号组成:有些反应能迅速应对多种威胁,有些则逐渐形成高度特异的识别能力。有效的防御需要识别、适当行动和相互协调,而不只是让每一种反应都更强。[1]
维生素D之所以与这个话题有关,是因为免疫细胞具有响应其活性形式的分子系统。前几篇文章介绍了D3的活化、VDR信号和肌肉生理;这一篇聚焦更具体的问题:维生素D信号如何帮助细胞准备抗菌反应?答案从细胞内部开始,而不是从“服用补充剂就能预防所有感染”的承诺开始。
免疫细胞能够在局部活化维生素D
来自阳光、食物或补充剂的D3,先在肝脏转化为25-羟维生素D,记作25(OH)D。这种循环形式为进一步活化提供底物。肾脏是血液中活性维生素D的主要来源,但并不是唯一能进行活化的部位;一些免疫细胞也能在局部生成活性维生素D。[2], [3]
人体单核细胞和巨噬细胞能够表达CYP27B1,这种酶将25(OH)D转化为1,25(OH)₂D。巨噬细胞能够吞噬物质,并参与组织防御。在一项具有代表性的人体细胞实验中,特定的细菌识别信号提高了这套活化系统以及VDR的表达,将微生物识别与维生素D依赖性反应联系起来。[3]
这有点像一个本地工坊,把供应来的材料加工成适用于某项工作的工具。但这个比喻有边界:反应受到调节,因细胞类型而异,也需要其他信号。血液中的底物增加,并不意味着每一种免疫反应都会自动变强。实验确立的是:局部维生素D代谢可以成为细胞应对细菌挑战的一部分。
VDR将信号转化为细胞指令
活性维生素D与维生素D受体VDR结合。VDR参与基因调控,把活性分子的信号转化为细胞内部指令的变化。其作用取决于细胞环境;同一个信号在肌肉细胞、肠道细胞和巨噬细胞中,并不会产生完全相同的结果。
人体免疫细胞研究中的一项重要发现,是维生素D信号能够调节CAMP基因的表达。这个基因编码抗菌肽LL-37的前体。肽是由氨基酸连接而成的短链分子;在这套机制中,维生素D信号帮助细胞调节防御分子的生成,而不是维生素D本身直接发挥抗生素作用。[3], [4]
如果你一直把D3与钙联系在一起,这提供了另一个理解角度:营养素除了提供构建身体的材料,也能参与调节。免疫系统有制造防御分子的生物学指令,而维生素D信号参与了其中的特定环节。
抗菌肽:参与防御的小分子
Cathelicidin是一类抗菌肽;在人类中,其前体hCAP18经过加工形成活性肽LL-37。这些分子参与先天防御,不必等待新形成的、高度特异的免疫记忆才能发挥作用。其活性受到微生物种类、浓度和局部环境影响,不能与处方抗生素相互替代。
在后续实验中,研究者降低了感染结核分枝杆菌的人单核细胞系中cathelicidin的表达,结果活性维生素D诱导的抗菌作用也随之减弱。这说明cathelicidin在这条特定通路中具有实际功能,而不只是与抗菌作用同时增加的伴随指标。[4]
微生物种类和实验模型非常重要。关于结核菌的细胞发现,不能扩大为D3产品能够治疗结核病、治愈细菌感染或预防病毒性感冒。它的意义更具体:营养相关信号能够帮助启动细胞抗菌系统中的一部分。
皮肤提供了另一个例子。人体皮肤细胞研究发现,损伤相关信号、识别系统和cathelicidin表达之间存在维生素D依赖性联系,提示这条通路也与局部屏障防御有关。但这并没有证明额外补充D3会让所有伤口愈合得更快。[5]
免疫防御需要协调,而不是一味增强
巨噬细胞的抗菌反应,只是整体免疫系统的一部分。T细胞参与适应性免疫,通过细胞之间的相互作用形成更特异的识别与反应。研究者也在这些细胞中研究维生素D信号;它的作用不能简单概括为“把所有免疫活动都调高”。
一项人体T细胞研究发现,细胞活化涉及VDR表达,以及维生素D依赖性的PLC-γ1调节。PLC-γ1是参与T细胞受体下游信号传递的蛋白。这是对细胞活化机制的研究,并非检验补充剂能否减少感染的临床试验;它解释了为什么维生素D会在多个免疫分支中受到关注。[6]
其他人体T细胞实验发现,活性维生素D能够改变细胞因子的生成,以及参与引导细胞迁移到特定组织的受体表达。细胞因子是细胞间的通信分子,其效果取决于种类、产生时间和位置。这些发现说明的是依赖具体环境的调节,而不是免疫活动全面、统一地增强。[7]
因此,更准确的表达是“支持正常免疫功能”或“参与免疫调节”。身体能够识别挑战、生成适当的工具,并协调反应。准确解释这些功能,比把更强的反应一律等同于更好的防御更有意义。
这是否意味着补充剂能预防感染?
这是一个自然的问题:既然维生素D参与抗菌机制,增加摄入是否能减少生病?细胞实验本身无法回答。在人体中,结果还取决于接触机会、病原体、基础健康、原有维生素D状态、剂量,以及免疫系统的许多其他特征。血液指标和感染结局是不同的测量结果。
CORONAVIT试验提供了一个例子。英国6,200名16岁及以上参与者被纳入研究;干预策略是提供维生素D检测,并为低于研究所设阈值的人提供补充剂。与未提供这项策略的组相比,“检测后补充”并未降低急性呼吸道感染或COVID-19风险。这检验的是一项特定的公共卫生策略,并不代表维生素D没有细胞层面的作用。[8]
抗菌机制与呼吸道感染也需要区分,因为许多呼吸道感染由病毒引起。某条实验室通路的证据,不能代表所有感染类型。纠正缺乏有其营养学目的,但额外服用D3并不保证更少感冒,也不能替代有明确指征的治疗。
对于工作压力较大、反复出现呼吸道感染的女性,只认为她需要更多D3是不完整的。反复接触病原体、睡眠、基础疾病等因素同样需要关注。理解维生素D可以拓宽我们对营养和免疫的认识,而不应把这个问题缩减为一种补充剂。
为免疫系统提供可靠的营养基础
切实可行的方法,从能长期维持的饮食和日常安排开始。午餐里有鱼或豆腐、米饭或其他谷物,再配蔬菜,比一杯咖啡加一小份沙拉更完整。蛋白质提供氨基酸,其中一部分用于制造肽和其他细胞蛋白;充足的整体进食也支持正常生理活动的能量需求。维生素D不能替代这些材料,也不能提供热量。
维生素D的食物来源包括富脂鱼类和适当强化的食品,具体供应因国家和产品而异。皮肤合成则受到季节、纬度、肤色和日晒情况影响,也需要兼顾皮肤防护。如果摄入或日晒来源不稳定,可根据当地建议及个人情况考虑剂量明确的补充剂。[2]
检测应有临床理由,而不是每个健康成人都必须进行的常规步骤。需要评估时,血液25(OH)D通常是维生素D状态指标。选择补充剂剂量时,要结合标签、其他产品和个人健康情况。例如,已同时服用多维产品及钙/维生素D产品的人,在添加D3滴剂前,应先检查合计摄入量。[2]
营养之外,也要安排睡眠,并采用适合当前情境的防护措施,例如手部卫生和按建议接种疫苗。如果感染异常频繁、严重或迟迟不能缓解,医疗评估比反复加大补充剂剂量更有帮助。目标是建立支持正常功能的可持续基础,并针对具体问题进行处理。
更完整地理解维生素D
这套机制最值得关注的,是身体能够非常具体地使用一条营养相关通路:细胞接收到信号,调整局部系统,再改变制造防御分子的指令。识别、活化和基因调控因此被连接起来。
标题中“维生素D帮助免疫细胞抵御细菌”,指的是在特定人体细胞实验中得到验证的机制,并不意味着吞服D3会直接杀死体内细菌。保留这一区分,才能解释真实的生理功能,同时避免把机制描述变成治疗承诺。
在日常生活中,维生素D是支持反应适当、相互协调的免疫系统的一部分。充足摄入应与完整饮食、休息恢复和适当医疗一起考虑。理解身体防御系统所需的资源,有助于我们作出更有依据的营养决定。
何时可以考虑剂量明确的维生素D补充剂
如果你的情况适合补充维生素D,剂量明确的液体产品可以方便规划摄入量。下列产品提供维生素D;本文介绍的抗菌机制,并不能证明这些产品可以预防或治疗感染。
Pharma New Zealand™ 成人D3+K2滴剂
含K2的成人液体D3产品。应根据现行标签、整体摄入量及个体建议选择。本文免疫机制涉及维生素D,并不证明D3/K2组合具有临床抗菌效果。
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核心要点
- 一些免疫细胞能够在局部将25(OH)D转化为活性维生素D。
- 在特定人体细胞模型中,VDR信号参与调节抗菌肽生成。
- Cathelicidin/LL-37是一种防御工具;维生素D本身不是抗生素。
- 实验研究也发现维生素D影响人体T细胞信号,具体反应取决于细胞环境。
- 应支持充足营养与正常免疫功能,而不能假定额外D3一定可以防止感染。
参考文献与延伸阅读
- 美国国立卫生研究院:免疫系统概述。
- 美国国立卫生研究院膳食补充剂办公室:维生素D专业人员资料。
- Liu PT et al. Toll-like receptor triggering of a vitamin D-mediated human antimicrobial response. Science. 2006;311:1770–1773. doi:10.1126/science.1123933.
- Liu PT et al. Cutting edge: vitamin D-mediated human antimicrobial activity against Mycobacterium tuberculosis is dependent on the induction of cathelicidin. Journal of Immunology. 2007;179:2060–2063.
- Schauber J et al. Injury enhances TLR2 function and antimicrobial peptide expression through a vitamin D-dependent mechanism. Journal of Clinical Investigation. 2007;117:803–811.
- von Essen MR et al. Vitamin D controls T cell antigen receptor signaling and activation of human T cells. Nature Immunology. 2010;11:344–349.
- Baeke F et al. Human T lymphocytes are direct targets of 1,25-dihydroxyvitamin D3 in the immune system. Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 2010;121:221–227.
- Jolliffe DA et al. Effect of a test-and-treat approach to vitamin D supplementation on risk of all cause acute respiratory tract infection and covid-19: phase 3 randomised controlled trial (CORONAVIT). BMJ. 2022;378:e071230.
本文解释营养生理与研究发现,不提供感染治疗方案。对于持续症状、已确诊的缺乏,或涉及疾病的补充剂选择,请寻求个体化专业建议。
