维生素D对先天性免疫的作用
先天免疫系统的多种细胞类型，包括呼吸道上皮细胞、巨噬细胞、单核细胞和DC，均有将循环中无活性的25(OH)D转化为有活性的1，25(OH)2D所需的酶(CYP27B1)。VDR的免疫调节途径已被揭示，如维生素D介导宿主对结核(TB)感染反应的可能机制是，在巨噬细胞中Toll样受体2(TLR2)通过结核分枝杆菌(M.Tb)被活化，上调CYP27B1和VDR。这些事件导致下游反应产生抗微生物肽导管素(cathelicidin)和β－防御素(DEFB4)，使之产生较强杀灭M.Tb的能力。随后的实验也证实维生素D诱导使维生素D依赖性导管素和β－防御素上调。
除了对TB的作用外，导管素对革兰阳性和阴性菌均具有广泛的抗菌活性，亦具有抗病毒作用。在病毒感染的情况下，肺上皮细胞能够将无活性维生素D转化为有活性1，25(OH)2D使导管素产生增加。研究证明，在感染甲型流感的小鼠中，用导管素治疗可降低疾病严重程度和病毒复制。
维生素D引起先天抗菌效应的机制还包括对活性氧中间体的诱导和抗菌自噬的激活。
维生素D对适应性免疫的作用
在抗原刺激下，T淋巴细胞分化成产生细胞因子的辅助性T淋巴(Th)1细胞或Th2细胞亚组。Th1细胞本质上具有更多的促炎作用，产生包括白细胞介素(IL)－2，γ干扰素(IFN－γ)和肿瘤坏死因子(TNF)－α等物质，而Th2细胞本质上更具有抗炎和抗过敏作用，产生包括IL－3、IL－4、IL－5和IL－10细胞因子。重要的是通过激活T淋巴细胞VDR，维生素D抑制Th1增殖和细胞因子产生，同时促进Th2细胞增殖和细胞因子及调节性T淋巴细胞(Treg细胞)的生成[11]。鉴于TNF－α、IFN－γ和Th1细胞的促炎特征引起的强烈炎症作用，补充维生素D有助于调节感染个体的炎性反应。维生素D缺乏可能导致感染个体免疫反应失调和引发更多的促炎反应，这也是补充维生素D防治RTI的重要机制之一。
25(OH)2D还诱导调节Treg细胞(抑制炎症的重要细胞)，如介导Foxp3(转录因子，参与Treg细胞的发育和功能)诱导。1，25(OH)2D还抑制涉及多种自身免疫性疾病发病机制的IL－17，阻断活化T细胞核因子(NFAT)和Runt相关转录因子1(Runx1)与IL－17启动子的结合。DC是最有效的抗原呈递细胞，研究表明1，25(OH)2D通过依赖性VDR来抑制DC的分化、成熟、免疫刺激能力，导致其发生免疫耐受，其结果在于诱导Treg细胞抑制炎性效应性T淋巴细胞。1，25(OH)2D与VDR也可直接作用于T淋巴细胞抑制其增殖。
维生素D调节炎症级联反应(细胞因子瀑布反应)
维生素D还通过调节核因子κB(NF－κB)途径来调节炎症级联反应。病原体相关分子模式(PAMPs)来源于细菌、病毒、真菌和原生动物的脂多糖(LPS)、脂蛋白、鞭毛蛋白、细菌DNA和病毒RNA。这些PAMP激活存在于各类免疫细胞中的特异性Toll样受体(TLR)中，各种TLR信号通路诱导NF－κB途径，其上调促炎细胞因子表达。NF－κB通过与称之为核因子κB抑制蛋白(IκB)的物质相互作用来调节。在病毒感染的呼吸道上皮细胞中，维生素D上调NF－κB抑制因子α(IκBα)，并通过结合NF－κB亚基来降低NF－κB信号传导，使多种促炎细胞因子减少。维生素D对IκBα的上调已在用假单胞菌LPS处理的囊性纤维化呼吸道上皮细胞的实验中得到证实。
维生素D与流感
维生素D缺乏或不足可导致儿童呼吸道感染(RTI)易感性增高。血清25羟基维生素D[25(OH)D]水平38μg/L(95nmol/L)容易发生RTI。每日或每周补充维生素D对RTI有预防作用。维生素D对免疫系统有重要影响，通过活性1，25二羟基D[1，25(OH)2D]结合维生素D受体(VDR)直接或间接调节多种不同的基因。对先天性免疫的调节引起下游反应产生抗微生物肽、β－防御素导致对各类病原菌的杀灭。另外对适应性免疫的调节[辅助性T淋巴细胞(Th)1、Th2、调节性T淋巴(Treg)细胞和Th17]及通过调节核因子－κB(NF－κB)途径调节炎症级联反应，这些均有益于防治儿童RTI。
日本一项随机双盲研究介绍，将例6～15岁学龄儿童分为补充维生素D组和安慰剂组，2组在性别、年龄、身高、体质量、家庭结构、既往病史方面基本相似。维生素D组补充1IU/d，观察时间为冬季4个月，失联例。结果补充维生素D组例中18例发生甲型流感(10.08%),而安慰剂组例中则有31例发生甲型流感(18.60%)，2组比较差异有统计学意义(P＝0.04)。
维生素D可能通过上调抗微生物肽而增强先天免疫力，保护儿童免受甲型流感感染。此外，维生素D还可通过减少细胞因子分泌来减轻流感的临床症状和体征。
