維生素D受體及骨密度的研究進展

陳 露(綜述)，趙 琳(審校)

(昆明醫科大學第二附屬醫院兒科，昆明 650500 )

以往人們對小兒佝僂病的研究多傾向于與母親懷孕期間本身的日照時間及維生素D與鈣的攝入史、嬰幼兒出生年齡、出生方式、性別、哺乳方式、每日飲食中牛奶補充量、維生素D及鈣劑攝入的情況以及每日在戶外活動接觸日照時間的長短等情況的關系，隨著分子生物學技術的發展和應用,遺傳因素的研究已經成為小兒佝僂病研究的熱點，且其遺傳因素中主要與維生素D受體(Vitamin D receptor，VDR)的多態性有關。

1 VDR在骨代謝中的影響

VDR屬于核受體超家族,在本質上是一種依賴配體的核轉錄因子，在人體中存在非常廣泛，研究發現只要是有核細胞均能表達VDR。且1，25-二羥維生素D3,是維生素D的活性代謝產物。1,25-二羥維生素D3除調節機體的鈣磷代謝、多種細胞的增殖和分化外，還具有抗炎、免疫調節作用[1]。已成為近年來骨和內分泌學領域研究的熱點。而VDR不僅存在于成骨細胞,也存在于破骨細胞。在骨的合成以及分解代謝方面起著非常重要的調節作用。因此，VDR對體內鈣和磷酸根、骨代謝、礦物質平衡以及各種組織細胞的生長、分化和免疫調節等方面有重要的作用[2-3]。現將維生素D受體與骨密度研究進展綜述如下。

2 VDR的基因多態性的分布情況

人類VDR基因經研究證實存在于第12號染色體上,由多個外顯子及數個內含子組成,且VDR每個基因分別對應相應的內切酶酶切位點,可使用限制性內切酶來進行檢測，到迄今為止,已有20多個VDR多態性的位點已被發現,其中位于非翻譯區3′端的多態性位點就多達13個。然而，目前多數研究報道發現VDR基因多態性對骨代謝的影響主要與前4個單核苷酸多態性位點有關[3]，分別為位于第8內含子的BsmI和ApaI酶切位點、位于第9外顯子酶切位點TaqI以及位于基因5c端FokI酶切位點。國內外學者對VDR基因型多態性展開了廣泛的研究，研究表明不同民族、性別、種族的基因分布有顯著的區別[4]。

3 骨密度

骨密度是指單位體積的骨礦物質含量,鈣與磷是骨礦物質的主要成分,它們在骨骼沉積得越多,骨密度越大,骨骼就越堅實。其是評價骨量、預測骨質疏松、骨折等疾病易患性的重要指標。它的測定方式主要分兩種類型:面積骨密度和體積骨密度，由于受測量儀的限制，大都不能準確測量骨的厚度和體積,所以大家常說的骨密度其實就是指面積骨密度。骨密度受多種因素的影響,主要有個體的身高、體質量、年齡、激素水平、膳食營養、生活方式、生理狀況、特殊職業、遺傳因素(如VDR基因、胰島素樣生長因子基因、鈣感應性受體基因)等。研究顯示，遺傳因素決定了80%的骨密度的變異，其中又以VDR占絕大多數[5]。

4 VDR與骨密度的相關性

Morrison等[6]首先報道不同的VDR基因型對應不同的血清骨鈣素。之后，他們又進一步發現VDR基因的多態性與骨密度有關，并認為VDR基因多態性可占骨密度總的遺傳因素的75%左右[7]。此后，Viitanen等[8]也相繼發現VDR基因多態性與骨密度存在相關性,這在國際骨質疏松領域引起廣泛的關注。繼Morrison等[6]報道以后,其他國家及地區的不同學者[9]采用相同或相似的研究方法,針對不同的研究人群,得出的結論并不一致。在人群中，VDR基因的某一個堿基突變有一定的分布頻率，該現象被稱為單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism,SNP),SNP發生頻率較高，可達0.1%[10],此情況極易引起VDR基因的多態性，從而對不同個體骨密度產生不同影響。以下分別就這4個主要的單核苷酸多態性位點分別對骨密度的影響展開討論。

4.1BsmI BsmI位點位于VDR基因第Ⅷ內含子上，VDR基因BsmI位點PCR產物預計片段長度為823 bp，在此位點不同人群的VDR基因BsmI位點的基因型分布不同，就基因型而言，在我國人群中主要以b等位基因為主，而B等位基因頻率不到10%[11]，總體來說是純合子bb型較多，達90%以上，Bb型次之，而BB型不足2%。與韓國人的B等位基因頻率相似(11%左右)，略低于日本人的15%～20%，而在高加索人群中B等位基因頻率達35%以上[12]。席衛平等[13]研究均為山西籍貫漢族中41例維生素D缺乏性佝僂病患兒和68例健康對照組兒童,發現兩組間VDR的BsmI多態性差異無統計學意義，其SNP不影響VDR的氨基酸序列。殷懷明[14]研究發現，健康兒童限制性內切酶BsmI酶切位點VDR基因多態性分布頻率與營養性佝僂病比較差異無統計學意義,佝僂病不同病情間頻率分布差異無統計學意義。郭敏等[15]也研究發現，東鄉族佝僂病患兒69例和東鄉族健康嬰幼兒72例的兩組中VDR基因BsmI位點的SNP分布差異亦無統計學意義(P>0.05)。可見，到目前為止的大多數研究都表明VDR基因中該位點的SNP與佝僂病無關，即此位點的多態性與骨代謝并沒有重要的影響關系。

4.2ApaI ApaI酶切位點位于3′端的內含子8[16]，ApaI在我國漢族人群中的分布為A(20%～30%)、a(70%～80%)，其基因型分布為AA(4%～10%)、Aa(36%～45%)、aa(50%～60%)。何進衛等[17]研究表明，VDR基因ApqI多態性與骨密度值的差異均無統計學意義，也不影響VDR的氨基酸序列和機體骨代謝。席衛平等[9]研究發現，山西漢族兒童VDR ApaI基因位點多態性與維生素D缺乏性佝僂病中VDR基因ApaI位點SNP的不同基因型分布差異無統計學意義。葛繼榮等[18]檢測發現，592例絕經后婦女VDR基因ApaI多態性與骨密度間無關聯,不能作為預測絕經后婦女發生骨質疏松危險性的遺傳標志。可見，ApaI對骨的代謝也無重要的影響。

4.3FokI FokI 位點位于5′端的外顯子2上，屬于轉錄起始部位，目前被認為是唯一能夠影響VDR AA結構的多態性位點。FokI 多態性位點產生兩種VDR：不含FokI 酶切位點的基因型(FF)編碼的VDR和存在FokI 酶切位點的基因型(Ff或ff)編碼的VDR，兩者可有3種不同的組合，即FF、Ff、ff，且在不同的地區、不同的種族間各種組合的頻率不同，從而對人體骨密度也產生不同的影響。Fischer等[19]的研究發現,VDR基因FokI 位點多態性與維生素D缺乏性佝僂病有相關性,其SNP可致氨基酸序列長度發生改變，從而影響嬰幼兒鈣磷水平及骨代謝[20]。鄭敏等[21]對廣西地區268例兒童中VDR進行研究發現，該地區兒童該基因分布頻率與國內其他地區分布情況基本一致，而與國外的分布頻率顯著不同，說明VDR基因多態性存在種族差異。說明該位點對人體骨密度有重大的影響。

4.4TaqI TaqI位于第9外顯子中,TaqI酶切位點雖然在編碼區上,但其多態性是由同義突變(由密碼子ATT變為ATC)造成的,也不會使VDR的氨基酸序列改變。TaqI基因型分布頻率同樣存在種族差異,國內臺灣、香港等地區TT基因型接近90%，T等位基因頻率占絕對優勢，而英國男性人群TT僅占34%[22]。張維華等[23]研究發現，28例佝僂病和30例健康男童組、28例佝僂病和32例健康女童組中，VDR中Taq基因型和等位基因分布頻率差異均無統計學意義。雖然歐美報道TaqI基因型分布頻率存在種族差異[24],但也未發現與骨密度相關。

到目前為止，骨代謝受VDR基因多態性影響的機制并沒有完全明確，相關研究表明[25],各個基因之間存在一定的聯系，TaqI和BsmI位點存在高度相關性，ApaI則與其他基因相關性較差，而FokI 卻與前3個位點無任何相關性[26]。這種基因之間的相互作用也會影響機體的骨密度。

5 結 語

在當今社會，隨著生活條件的改善，世界人口壽命的延長和老年人口的日益增加,作為中老年人的重要疾病之一骨質疏松癥以及由此引起的骨折卻越來越受到人們的重視。骨密度測量對骨的發育、營養、健康方面有較好應用價值，是主要診斷標準。積極預防骨質疏松的重要措施是提高成年早期的骨峰值,尤其是兒童時期骨密度呈持續增長,是影響獲得最佳骨峰值的最關鍵時期。因此，要預防骨質疏松癥應該從嬰幼兒開始做起,提倡母乳喂養,合理膳食,經常進行戶外體育鍛煉,多曬太陽,只有這樣才能提高年輕時期的峰值骨量,推遲骨質疏松癥的發病年齡,提高人口生活質量。

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