維生素D 及其受體與胃癌關系的研究進展

陳雨欣，時永全,2,3*

(1.西安醫學院，陜西 西安 710021；2.空軍軍醫大學第一附屬醫院消化內科，陜西 西安 710032；3.腫瘤生物學國家重點實驗室，消化系疾病國家臨床醫學研究中心，陜西 西安 710032)

0 引言

胃癌是全球第五大常見惡性腫瘤，其死亡率居全球惡性腫瘤死亡率的第三位[1]。在我國，胃癌是最常見惡性腫瘤之一，其發病率和死亡率分別居惡性腫瘤的第二和第三位[2]。已經證實幽門螺桿菌感染為胃癌的主要致病因素[3]，其他致病因素包括吸煙、飲酒、高鹽飲食等。雖然全球年齡標準化胃癌發病率和死亡率正在下降，但由于老年人口逐步增加、城市人口穩步增長、生活方式持續改變，胃癌新發病例的數量仍然很高[4]。因此需要采取有效的防治措施，遏制胃癌高發狀況。Garland 于1980 年首次提出UVB-維生素D-癌癥假說，并指出維生素D 是抑制結腸癌進展的保護因素[5]。隨之大量研究表明，維生素D 可預防結直腸癌、乳腺癌、前列腺癌、食管癌等惡性腫瘤的發生，并延緩其進展。除此之外，有大量臨床及基礎研究提示，維生素D 水平及維生素D 受體與胃癌的發生、發展相關。其可通過維生素D 受體(VDR)依賴途徑抑制胃癌細胞活性、促進其凋亡，或者通過提高幽門螺桿菌(Helicobacter pylori, Hp)根除率間接降低胃癌發生風險。維生素D 在抑制癌細胞生長、誘導細胞分化、促進細胞凋亡等方面的作用已成為包括胃癌在內的某些類型癌癥防治的研究熱點。本文就維生素D 及其受體在胃癌預防、治療、預后中的作用及其抗癌機制進行總結，以便為臨床工作提供幫助。

1 維生素D 與胃癌的相關性研究

Garland 于1980 年提出UVB- 維生素D- 癌癥假說，并指出維生素D 是抑制結腸癌進展的保護因素[5]。多項生態學研究提示，紫外線暴露強度與多種惡性腫瘤(如：結腸癌、食管癌、胃癌、乳腺癌、前列腺癌等)的發生率和死亡率呈反比[6-8]。除此之外，白種人與黑種人相比，癌癥存活率較高，這可能是由于較黑的皮膚導致中波紫外線(UVB)輻射產生維生素D 的速率降低所致[9]。盡管多項研究提示維生素D 具有抑制胃癌及其他類型惡性腫瘤發生的作用，但關于維生素D 攝入與血清維生素D 水平與胃癌關系的研究仍存在矛盾。

在血清維生素D 水平方面，我國食管癌高發地區河南林縣進行的一項前瞻性研究提示[10]，血清25(OH)D 濃度與胃癌的發生風險無顯著相關性。另一項薈萃分析也未發現血清25(OH)D3水平與胃癌風險之間的相關性[11]。然而一項回顧性病例對照研究證實，胃腺癌組維生素D 缺乏患病率顯著高于對照組，提示維生素缺乏者患胃腺癌風險較大[12]。近期，韓國進行的一項包括33119 例研究對象的橫斷面研究表明[13]，血清25(OH)D3濃度與胃癌發生率有顯著相關性，Logistic 回歸分析顯示，維生素D 充足發生胃癌的OR 值為0.84(95%CI: 0.72, 0.98)，維生素D 充足可能是胃癌發生的保護性因素。Kevin 等人發現[14]，胃粘膜腸上皮化生患者血清25(OH)D 水平顯著低于健康受試者(19.7ng/dl vs 34.7ng/dl，P＜0.001)，血清低維生素D 水平可能在胃腺癌相關癌前病變進展中起作用。

關于維生素D 攝入與胃癌的關系，美國一項病例對照研究證明[15]，補充鈣劑和維生素D 可以降低絕經后婦女惡性腫瘤發病風險。但意大利和韓國的兩項研究[16,17]，通過飲食史問卷或食物頻率問卷(FFQ)來評估膳食維生素D 的攝入量，結果表明膳食中維生素D 攝入量與胃癌發生風險無顯著關系。這一結果與一項薈萃分析的結果一致[18]。

2 維生素D 及其受體(VDR)的抗癌機制

維生素D 一種脂溶性的類固醇激素，在鈣磷代謝方面發揮重要作用，也參與細胞增殖、分化等多種生物學過程[19]。盡管關于血清維生素D 水平與胃癌關系的流行病學研究仍存在矛盾，但大量基礎研究發現維生素D 具有抑制胃癌細胞的作用。維生素D 的潛在抗腫瘤機制可能與其特異性受體有關[20-22]。維生素D 受體(VDR)是類固醇/甲狀腺激素受體超家族的一員，它與維生素D 結合，調節多種生物學功能[23]。VDR 包括膜VDR 和核VDR，因此可通過兩種機制調節維生素D 的生物學功能[24]，一種是由核VDR 介導的基因組效應，維生素D、維生素D 受體(VDR)和視黃醇X 受體(RXR)結合形成維生素D-VDR-RXR 復合物。該復合體移位到細胞核并與其靶基因啟動子中的維生素D 反應元件(VDRE)結合后，導致基因調控[25,26]。另一種是由膜VDR 介導的非基因組效應，又稱直接效應，包括腸道吸收鈣，胰腺β 細胞分泌胰島素等[27]。

據報道，VDR 的遺傳基因多態性可通過影響VDR 表達，改變維生素D 與其受體(VDR) 的親和力，與胃癌的發生發展相關。伊朗一項病例對照研究顯示[28]，Taql(TC) 型與胃癌易感性顯著相關。另一項土耳其的病例對照研究顯示[29]，Taql(TT)型和(Tt)型在晚期胃癌(Ⅲ/Ⅳ)患者中頻率顯著高于早于早期胃癌(Ⅰ/Ⅱ)患者(P=0.03)。Lei 等人發現[30]，攜帶f 等位基因的Fok I(Ff+ff)患者，患胃癌的風險較高(OR:2.73;95%CI：1.13-4.32)，并且入院是C 反應蛋白(CRP)水平較高。另外，Wen 等人研究了VDR 在一系列正常和惡性人類胃組織中的表達[31]，證明VDR 在胃組織中的表達從癌前病變階段開始呈線性下降趨勢，在胃癌組織中表達顯著降低，并且在胃癌低分化組織中表達最低。除組織學分化程度外，VDR 的表達還與腫瘤大小呈正相關。

此外，維生素D 可通過維生素D 受體(VDR)調控相關信號傳導通路，發揮抑制胃癌細胞的作用。胡倩等人發現[32]，維生素D 可通過激活維生素D 受體(VDR)，下調β-catenin 的磷酸化水平，調控Wnt/β-連環蛋白(β-catenin)信號通路，進而抑制胃癌細胞增殖。chang 等人研究提示[33]，維生素D 受體(VDR)與miR-99b 啟動子區域的維生素D 受體(VDR)結合，誘導miR-99b-3p 表達，進而抑制胃癌細胞活力，誘導細胞阻滯于S 期。除此之外，有研究發現BMP3 啟動子高甲基化與胃癌發生高度相關，而轉錄因子VDR 與BMP3 啟動子CpG 甲基化位點結合，抑制其甲基化，促進胃癌細胞中BMP3表達，進而影響胃癌進展[21]。Li 等研究發現[22]，1,25(OH)2D3通過VDR 和突變型P53 相互作用，誘導胃癌細胞TMK1 中p21 的表達，抑制細胞周期蛋白依賴性激酶2(CDK2)表達，促使胃癌細胞周期停滯，抑制胃癌細胞增殖。

維生素也可通過非依賴維生素D 受體(VDR)途徑抑制胃癌細胞增殖。Baek 等[34]提出，1，25(OH)2D3 作為Hedgehog信號拮抗劑，通過抑制胃癌細胞中的Hedgehog 信號，降低Patched1、Gli1、cyclinD1 和bcl2 的表達水平，顯著抑制胃癌細胞的活力。Albi 等[35]發現，人胃癌細胞株NCI-N87 經1,25(OH)2D3 處理后，aSMase(酸性鞘磷脂酶)和PTEN 表達增強，caspase8、CDKN2B、MAP3K5、細胞色素C 等凋亡基因過表達，通過激活胃癌細胞凋亡途徑而發揮抗腫瘤作用。

3 維生素D 抗幽門螺桿菌作用

幽門螺桿菌為定植在胃粘膜的一種螺旋狀革蘭氏陰性微嗜氧菌，其感染是目前公認的胃癌主要致病因子，早在1994年世界衛生組織(WHO)已將幽門螺桿菌列為第一類致癌因素[36]。有研究指出，90%非賁門胃癌與HP 感染相關，而另3%-10%的非賁門胃癌則由遺傳、E-B 病毒感染、自身免疫性胃炎、肥厚性胃炎等原因所致[37]。幽門螺桿菌可誘導DNA 高甲基化，從而使腫瘤抑制基因沉默[38]。一項對比HP 根除與不根除對胃癌發生率影響的Meta 分析提示，根除HP 能使胃癌發生風險下降34%[39]。在我國胃癌高發區山東臨朐、福建長樂等地進行的研究也得到類似結果，即在胃粘膜發生萎縮、腸化之前根除HP 可降低胃癌發生率。因此，HP 感染為胃癌的可控危險因素，根除HP 作為胃癌的一級預防措施可預防大多數胃癌[4]。

維生素D 除了參與鈣、磷代謝外，還作用于多種免疫細胞，包括單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞，以及T 淋巴細胞和B 淋巴細胞[40]。來自埃及和土耳其的兩項研究表明[41,42]，HP 根除失敗組平均25(OH)D 水平顯著低于根除成功組，血清25(OH)D 水平低的患者HP 根除率明顯降低。Han 等人[43]進行的一項納入753 例受試者的多中心、前瞻性、隊列研究也得到類似結果，并且多因素分析顯示，血清維生素D 水平≥10 ng/mL 是根除HP 成功的獨立危險因素(OR=0.381，95%CI=[0.183,0.791]，P=0.010)。一項納入十項研究的薈萃分析顯示[44]，HP 陽性患者的血清平均25(OH)D 水平低于HP 陰 性 患 者(SMD=-0.53 ng/mL，95%CI=(-0.91，-0.16 ng/mL))，并且維生素D 缺乏者HP 根除率較低(OR=0.09，95%CI=[0.02，0.41])。來自日本的一項研究發現[45]，接受維生素D 補充的受試者Hp 感染率明顯低于未接受治療的受試者。除此之外，在特殊人群老年人(年齡≧65 歲)和嬰幼兒中[46,47]，維生素D 缺乏也會增加HP 感染風險。

維生素D 抗幽門螺桿菌的相關機制也得到大量研究。Guo 等人發現[48]，幽門螺桿菌感染時胃粘膜上皮細胞維生素D 受體(VDR)和CAMP 基因表達上調，胃粘膜VDR 表達水平與慢性炎癥評分呈正相關，并發現1a，25(OH)2D3 可通過維生素D 受體(VDR))誘導β-防御素、Cathelicidin 產生，并對促炎因子IL-6 和IL8/CXCL8 具有抑制作用。一項體外研究發現[49]，維生素D3 的分解產物VDP1 對HP 有選擇性殺菌作用，VDP1 通過與HP 細胞膜上的二肉豆蔻磷脂酰乙醇胺(DMPE，構成HP 細胞膜最常見的甘油磷脂)相互作用誘導HP 細胞膜崩解，達到抗菌作用[50]。另外，有研究稱[51,52]，HP 能夠隱藏在宿主細胞內，其產生的空泡毒素(VacA)可抑制自噬小體成熟，使其在溶酶體酸化受損的自噬小體中存活，從而發生免疫逃逸。Wei 等人研究表明[53]，維生素D3 可通過激活PDIA3 受體恢復溶酶體降解功能，促使PDIA3-STAT3 蛋白復合體的核轉位和上調MCOLN3 通道，使溶酶體Ca2+釋放增加，溶酶體酸化正常，從而使HP 通過自溶酶體途徑被清除。

4 維生素D 及其類似物與化療藥物的協同作用

目前盡管在胃癌的發病機制、診斷和治療方面的研究取得了很大進展，但其5 年生存率仍不到30%[54]。手術和化療是胃癌的主要治療方法，但根治性切除后復發率較高。因此，胃癌患者術后化療在后續治療中至關重要。而化療藥物的耐藥性和藥物對正常組織的毒性仍是胃癌治療中的主要問題。

雖然維生素D 對癌細胞的直接殺傷作用較弱，但它可以增強某些抗癌藥物(如紫杉醇、阿霉素和長春花堿)的細胞毒性，并可能協同抑制胃癌細胞的增殖[55]。1α，25(OH)2D3聯合順鉑處理胃癌細胞BCG-823 可顯著增強順鉑單藥介導的胃癌細胞生長抑制和細胞凋亡作用，上調促凋亡蛋白Bax及P21、P27 蛋白表達，降低ERK 和AKT 磷酸化水平[20]。胃癌細胞中PTEN 啟動子高甲基化，使PTEN 基因表達下調，研究發現PTEN 的啟動子中存在有功能的維生素D 受體元件(VDRE)，提示維生素D3 可能作為一種核轉錄因子調控PTEN 基因的表達[56]。Pan 等人研究發現[57]，維生素D 通過維生素D 受體(VDR) 與PTEN 啟動子結合上調PTEN 表達水平，進而誘導HGC-27 胃癌細胞凋亡，并且維生素D 受體、轉錄因子Egr-1 和組蛋白乙酰轉移酶p300 協同誘導PTEN表達。此外，組蛋白去乙酰化酶抑制劑曲古菌素A 和丁酸鈉以及甲基化抑制劑5-氮-2-脫氧胞苷在維生素D 通過上調PTEN 誘導的細胞凋亡中起重要作用。維生素D 類似物可避免骨化三醇所導致的高鈣血癥，因此對其抗腫瘤活性也得到廣泛關注。維生素D 類似物EB1089 可上調SP 細胞(SGC-7901)促凋亡蛋白Bax、Bak、Bad 表達，下調抗凋亡蛋白Bcl-2、bcl-xl 表達，通過維生素D 受體(VDR)依賴途徑和線粒體凋亡途徑抑制SP 細胞(SGC-7901)增殖，促進其凋亡[58]。帕立骨化醇(19-nor-1, 25 (OH)2D2) 通過上調P21、P27 及促凋亡蛋白Bax 表達，降低STAT3 磷酸化水平，誘導MKN45 細胞周期停滯在G0/G1 期，抑制其增殖。除此之外，帕立骨化醇可抑制小鼠胃癌腹膜轉移瘤的生長，對照組腸系膜腫瘤體積明顯大于實驗組(P＜0.01)[59]。

5 維生素D 與胃癌預后的相關性研究

已經證實維生素D 誘導胃癌細胞停滯分化、促進凋亡作用，其對胃癌患者預后的影響也得到廣泛關注。

日本進行的AMATERASU 試驗[60]共納入417 例接受根治性手術的消化道腫瘤者(48%結直腸癌，42%胃癌，10%食管癌)，被隨機分配到口服補充維生素D3 2000IU/d 組或安慰劑組，亞組分析表明血清25(OH)D 中水平組(20-40ng/mL)，實驗組5 年無復發存活率顯著高于安慰劑組(復發或死亡HR，0.66；95%CI，0.24-0.86；P=0.02)。風險比按年齡四分位數進行調整后，維生素D3 補充組的累積復發或死亡風險顯著低于安慰劑組 (無復發存活率HR，0.66；95%CI，0.43-0.99；P=0.048)。一項納入197 例胃癌患者的回顧性研究表明[61]，血清25(OH)D3 濃度與胃癌的臨床分期和淋巴結轉移呈負相關，維生素D 水平較高組(≧50nmol/L)總生存率較高，多因素分析提示提示血清維生素D 水平是胃癌的一個重要獨立預后因素(P=0.019)，維生素D 缺乏與胃癌預后不良有關。一項納入25 項研究、共計17332 名患者的薈萃分析表明[62]，診斷腫瘤時血清25(OH)D 水平與患者預后存在顯著相關性，25(OH)D3 水平與癌癥特異性死亡率呈負相關。最近的一項包含10 項隨機對照研究的薈萃分析得到類似結果[63]，與安慰劑組相比，補充維生素D3 組癌癥相關死亡率顯著降低。

目前雖然有多項研究表明維生素D 水平與胃癌預后相關，但在臨床工作中通過補充維生素D 改善胃癌患者預后仍受到限制，其維生素D 補充劑量、干預時間、干預方式及補充維生素D 潛在的副作用尚未明確，因此仍需大量臨床研究進行探索。

6 總結與展望

近年，維生素D 與惡性腫瘤的關系得到廣泛關注。目前大多數研究表明，維生素D 與胃癌的發病率和死亡率呈負相關，這種觀點在細胞、動物模型水平、臨床試驗及生態學研究中都得到證實。然而，流行病學數據仍存在矛盾。關于血清25(OH)D3 水平與胃癌關系的研究結果仍不一致，這可能與血清維生素D 狀態不精確和不連續的評估有關。盡管流行病學數據存在矛盾，但維生素D 潛在的抑制胃癌作用也應得到重視。實驗室研究表明，VDR 是維生素D 細胞效應的重要介質，維生素D 及其代謝產物可激活VDR，抑制胃癌細胞的存活、增殖和轉移。其次，維生素D 也可能通過抑制HP 感染降低HP 相關胃癌發病率。此外，維生素D 及其類似物與化療藥具有協同作用，可能在胃癌患者后續治療中發揮重要作用。但維生素D 作為補充劑能否預防或協助治療胃癌仍需大規模和長期的臨床隨機對照試驗(RCT)來探索。