維生素D 及其受體與胃癌關(guān)系的研究進(jìn)展

陳雨欣，時(shí)永全,2,3*

(1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 710021；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，陜西 西安 710032；3.腫瘤生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，消化系疾病國(guó)家臨床醫(yī)學(xué)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(guó)，胃癌是最常見惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和死亡率分別居惡性腫瘤的第二和第三位[2]。已經(jīng)證實(shí)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(biāo)準(zhǔn)化胃癌發(fā)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(wěn)步增長(zhǎng)、生活方式持續(xù)改變，胃癌新發(fā)病例的數(shù)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(fā)狀況。Garland 于1980 年首次提出UVB-維生素D-癌癥假說(shuō)，并指出維生素D 是抑制結(jié)腸癌進(jìn)展的保護(hù)因素[5]。隨之大量研究表明，維生素D 可預(yù)防結(jié)直腸癌、乳腺癌、前列腺癌、食管癌等惡性腫瘤的發(fā)生，并延緩其進(jìn)展。除此之外，有大量臨床及基礎(chǔ)研究提示，維生素D 水平及維生素D 受體與胃癌的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。其可通過(guò)維生素D 受體(VDR)依賴途徑抑制胃癌細(xì)胞活性、促進(jìn)其凋亡，或者通過(guò)提高幽門螺桿菌(Helicobacter pylori, Hp)根除率間接降低胃癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。維生素D 在抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)、誘導(dǎo)細(xì)胞分化、促進(jìn)細(xì)胞凋亡等方面的作用已成為包括胃癌在內(nèi)的某些類型癌癥防治的研究熱點(diǎn)。本文就維生素D 及其受體在胃癌預(yù)防、治療、預(yù)后中的作用及其抗癌機(jī)制進(jìn)行總結(jié)，以便為臨床工作提供幫助。

1 維生素D 與胃癌的相關(guān)性研究

Garland 于1980 年提出UVB- 維生素D- 癌癥假說(shuō)，并指出維生素D 是抑制結(jié)腸癌進(jìn)展的保護(hù)因素[5]。多項(xiàng)生態(tài)學(xué)研究提示，紫外線暴露強(qiáng)度與多種惡性腫瘤(如：結(jié)腸癌、食管癌、胃癌、乳腺癌、前列腺癌等)的發(fā)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(dǎo)致中波紫外線(UVB)輻射產(chǎn)生維生素D 的速率降低所致[9]。盡管多項(xiàng)研究提示維生素D 具有抑制胃癌及其他類型惡性腫瘤發(fā)生的作用，但關(guān)于維生素D 攝入與血清維生素D 水平與胃癌關(guān)系的研究仍存在矛盾。

在血清維生素D 水平方面，我國(guó)食管癌高發(fā)地區(qū)河南林縣進(jìn)行的一項(xiàng)前瞻性研究提示[10]，血清25(OH)D 濃度與胃癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)無(wú)顯著相關(guān)性。另一項(xiàng)薈萃分析也未發(fā)現(xiàn)血清25(OH)D3水平與胃癌風(fēng)險(xiǎn)之間的相關(guān)性[11]。然而一項(xiàng)回顧性病例對(duì)照研究證實(shí)，胃腺癌組維生素D 缺乏患病率顯著高于對(duì)照組，提示維生素缺乏者患胃腺癌風(fēng)險(xiǎn)較大[12]。近期，韓國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)包括33119 例研究對(duì)象的橫斷面研究表明[13]，血清25(OH)D3濃度與胃癌發(fā)生率有顯著相關(guān)性，Logistic 回歸分析顯示，維生素D 充足發(fā)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(fā)生的保護(hù)性因素。Kevin 等人發(fā)現(xiàn)[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(guān)癌前病變進(jìn)展中起作用。

關(guān)于維生素D 攝入與胃癌的關(guān)系，美國(guó)一項(xiàng)病例對(duì)照研究證明[15]，補(bǔ)充鈣劑和維生素D 可以降低絕經(jīng)后婦女惡性腫瘤發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。但意大利和韓國(guó)的兩項(xiàng)研究[16,17]，通過(guò)飲食史問(wèn)卷或食物頻率問(wèn)卷(FFQ)來(lái)評(píng)估膳食維生素D 的攝入量，結(jié)果表明膳食中維生素D 攝入量與胃癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)無(wú)顯著關(guān)系。這一結(jié)果與一項(xiàng)薈萃分析的結(jié)果一致[18]。

2 維生素D 及其受體(VDR)的抗癌機(jī)制

維生素D 一種脂溶性的類固醇激素，在鈣磷代謝方面發(fā)揮重要作用，也參與細(xì)胞增殖、分化等多種生物學(xué)過(guò)程[19]。盡管關(guān)于血清維生素D 水平與胃癌關(guān)系的流行病學(xué)研究仍存在矛盾，但大量基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)維生素D 具有抑制胃癌細(xì)胞的作用。維生素D 的潛在抗腫瘤機(jī)制可能與其特異性受體有關(guān)[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(jié)合，調(diào)節(jié)多種生物學(xué)功能[23]。VDR 包括膜VDR 和核VDR，因此可通過(guò)兩種機(jī)制調(diào)節(jié)維生素D 的生物學(xué)功能[24]，一種是由核VDR 介導(dǎo)的基因組效應(yīng)，維生素D、維生素D 受體(VDR)和視黃醇X 受體(RXR)結(jié)合形成維生素D-VDR-RXR 復(fù)合物。該復(fù)合體移位到細(xì)胞核并與其靶基因啟動(dòng)子中的維生素D 反應(yīng)元件(VDRE)結(jié)合后，導(dǎo)致基因調(diào)控[25,26]。另一種是由膜VDR 介導(dǎo)的非基因組效應(yīng)，又稱直接效應(yīng)，包括腸道吸收鈣，胰腺β 細(xì)胞分泌胰島素等[27]。

據(jù)報(bào)道，VDR 的遺傳基因多態(tài)性可通過(guò)影響VDR 表達(dá)，改變維生素D 與其受體(VDR) 的親和力，與胃癌的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。伊朗一項(xiàng)病例對(duì)照研究顯示[28]，Taql(TC) 型與胃癌易感性顯著相關(guān)。另一項(xiàng)土耳其的病例對(duì)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(fā)現(xiàn)[30]，攜帶f 等位基因的Fok I(Ff+ff)患者，患胃癌的風(fēng)險(xiǎn)較高(OR:2.73;95%CI：1.13-4.32)，并且入院是C 反應(yīng)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(dá)[31]，證明VDR 在胃組織中的表達(dá)從癌前病變階段開始呈線性下降趨勢(shì)，在胃癌組織中表達(dá)顯著降低，并且在胃癌低分化組織中表達(dá)最低。除組織學(xué)分化程度外，VDR 的表達(dá)還與腫瘤大小呈正相關(guān)。

此外，維生素D 可通過(guò)維生素D 受體(VDR)調(diào)控相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路，發(fā)揮抑制胃癌細(xì)胞的作用。胡倩等人發(fā)現(xiàn)[32]，維生素D 可通過(guò)激活維生素D 受體(VDR)，下調(diào)β-catenin 的磷酸化水平，調(diào)控Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)信號(hào)通路，進(jìn)而抑制胃癌細(xì)胞增殖。chang 等人研究提示[33]，維生素D 受體(VDR)與miR-99b 啟動(dòng)子區(qū)域的維生素D 受體(VDR)結(jié)合，誘導(dǎo)miR-99b-3p 表達(dá)，進(jìn)而抑制胃癌細(xì)胞活力，誘導(dǎo)細(xì)胞阻滯于S 期。除此之外，有研究發(fā)現(xiàn)BMP3 啟動(dòng)子高甲基化與胃癌發(fā)生高度相關(guān)，而轉(zhuǎn)錄因子VDR 與BMP3 啟動(dòng)子CpG 甲基化位點(diǎn)結(jié)合，抑制其甲基化，促進(jìn)胃癌細(xì)胞中BMP3表達(dá)，進(jìn)而影響胃癌進(jìn)展[21]。Li 等研究發(fā)現(xiàn)[22]，1,25(OH)2D3通過(guò)VDR 和突變型P53 相互作用，誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞TMK1 中p21 的表達(dá)，抑制細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶2(CDK2)表達(dá)，促使胃癌細(xì)胞周期停滯，抑制胃癌細(xì)胞增殖。

維生素也可通過(guò)非依賴維生素D 受體(VDR)途徑抑制胃癌細(xì)胞增殖。Baek 等[34]提出，1，25(OH)2D3 作為Hedgehog信號(hào)拮抗劑，通過(guò)抑制胃癌細(xì)胞中的Hedgehog 信號(hào)，降低Patched1、Gli1、cyclinD1 和bcl2 的表達(dá)水平，顯著抑制胃癌細(xì)胞的活力。Albi 等[35]發(fā)現(xiàn)，人胃癌細(xì)胞株NCI-N87 經(jīng)1,25(OH)2D3 處理后，aSMase(酸性鞘磷脂酶)和PTEN 表達(dá)增強(qiáng)，caspase8、CDKN2B、MAP3K5、細(xì)胞色素C 等凋亡基因過(guò)表達(dá)，通過(guò)激活胃癌細(xì)胞凋亡途徑而發(fā)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(rèn)的胃癌主要致病因子，早在1994年世界衛(wèi)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(guān)，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(dǎo)DNA 高甲基化，從而使腫瘤抑制基因沉默[38]。一項(xiàng)對(duì)比HP 根除與不根除對(duì)胃癌發(fā)生率影響的Meta 分析提示，根除HP 能使胃癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)下降34%[39]。在我國(guó)胃癌高發(fā)區(qū)山東臨朐、福建長(zhǎng)樂(lè)等地進(jìn)行的研究也得到類似結(jié)果，即在胃粘膜發(fā)生萎縮、腸化之前根除HP 可降低胃癌發(fā)生率。因此，HP 感染為胃癌的可控危險(xiǎn)因素，根除HP 作為胃癌的一級(jí)預(yù)防措施可預(yù)防大多數(shù)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(xì)胞，包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞，以及T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞[40]。來(lái)自埃及和土耳其的兩項(xiàng)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(jìn)行的一項(xiàng)納入753 例受試者的多中心、前瞻性、隊(duì)列研究也得到類似結(jié)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(dú)立危險(xiǎn)因素(OR=0.381，95%CI=[0.183,0.791]，P=0.010)。一項(xiàng)納入十項(xiàng)研究的薈萃分析顯示[44]，HP 陽(yáng)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(lái)自日本的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)[45]，接受維生素D 補(bǔ)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(huì)增加HP 感染風(fēng)險(xiǎn)。

維生素D 抗幽門螺桿菌的相關(guān)機(jī)制也得到大量研究。Guo 等人發(fā)現(xiàn)[48]，幽門螺桿菌感染時(shí)胃粘膜上皮細(xì)胞維生素D 受體(VDR)和CAMP 基因表達(dá)上調(diào)，胃粘膜VDR 表達(dá)水平與慢性炎癥評(píng)分呈正相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)1a，25(OH)2D3 可通過(guò)維生素D 受體(VDR))誘導(dǎo)β-防御素、Cathelicidin 產(chǎn)生，并對(duì)促炎因子IL-6 和IL8/CXCL8 具有抑制作用。一項(xiàng)體外研究發(fā)現(xiàn)[49]，維生素D3 的分解產(chǎn)物VDP1 對(duì)HP 有選擇性殺菌作用，VDP1 通過(guò)與HP 細(xì)胞膜上的二肉豆蔻磷脂酰乙醇胺(DMPE，構(gòu)成HP 細(xì)胞膜最常見的甘油磷脂)相互作用誘導(dǎo)HP 細(xì)胞膜崩解，達(dá)到抗菌作用[50]。另外，有研究稱[51,52]，HP 能夠隱藏在宿主細(xì)胞內(nèi)，其產(chǎn)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(fā)生免疫逃逸。Wei 等人研究表明[53]，維生素D3 可通過(guò)激活PDIA3 受體恢復(fù)溶酶體降解功能，促使PDIA3-STAT3 蛋白復(fù)合體的核轉(zhuǎn)位和上調(diào)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(guò)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(xié)同作用

目前盡管在胃癌的發(fā)病機(jī)制、診斷和治療方面的研究取得了很大進(jìn)展，但其5 年生存率仍不到30%[54]。手術(shù)和化療是胃癌的主要治療方法，但根治性切除后復(fù)發(fā)率較高。因此，胃癌患者術(shù)后化療在后續(xù)治療中至關(guān)重要。而化療藥物的耐藥性和藥物對(duì)正常組織的毒性仍是胃癌治療中的主要問(wèn)題。

雖然維生素D 對(duì)癌細(xì)胞的直接殺傷作用較弱，但它可以增強(qiáng)某些抗癌藥物(如紫杉醇、阿霉素和長(zhǎng)春花堿)的細(xì)胞毒性，并可能協(xié)同抑制胃癌細(xì)胞的增殖[55]。1α，25(OH)2D3聯(lián)合順鉑處理胃癌細(xì)胞BCG-823 可顯著增強(qiáng)順鉑單藥介導(dǎo)的胃癌細(xì)胞生長(zhǎng)抑制和細(xì)胞凋亡作用，上調(diào)促凋亡蛋白Bax及P21、P27 蛋白表達(dá)，降低ERK 和AKT 磷酸化水平[20]。胃癌細(xì)胞中PTEN 啟動(dòng)子高甲基化，使PTEN 基因表達(dá)下調(diào)，研究發(fā)現(xiàn)PTEN 的啟動(dòng)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(zhuǎn)錄因子調(diào)控PTEN 基因的表達(dá)[56]。Pan 等人研究發(fā)現(xiàn)[57]，維生素D 通過(guò)維生素D 受體(VDR) 與PTEN 啟動(dòng)子結(jié)合上調(diào)PTEN 表達(dá)水平，進(jìn)而誘導(dǎo)HGC-27 胃癌細(xì)胞凋亡，并且維生素D 受體、轉(zhuǎn)錄因子Egr-1 和組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300 協(xié)同誘導(dǎo)PTEN表達(dá)。此外，組蛋白去乙?；敢种苿┣啪谹 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(guò)上調(diào)PTEN 誘導(dǎo)的細(xì)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(dǎo)致的高鈣血癥，因此對(duì)其抗腫瘤活性也得到廣泛關(guān)注。維生素D 類似物EB1089 可上調(diào)SP 細(xì)胞(SGC-7901)促凋亡蛋白Bax、Bak、Bad 表達(dá)，下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2、bcl-xl 表達(dá)，通過(guò)維生素D 受體(VDR)依賴途徑和線粒體凋亡途徑抑制SP 細(xì)胞(SGC-7901)增殖，促進(jìn)其凋亡[58]。帕立骨化醇(19-nor-1, 25 (OH)2D2) 通過(guò)上調(diào)P21、P27 及促凋亡蛋白Bax 表達(dá)，降低STAT3 磷酸化水平，誘導(dǎo)MKN45 細(xì)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(zhuǎn)移瘤的生長(zhǎng)，對(duì)照組腸系膜腫瘤體積明顯大于實(shí)驗(yàn)組(P＜0.01)[59]。

5 維生素D 與胃癌預(yù)后的相關(guān)性研究

已經(jīng)證實(shí)維生素D 誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞停滯分化、促進(jìn)凋亡作用，其對(duì)胃癌患者預(yù)后的影響也得到廣泛關(guān)注。

日本進(jìn)行的AMATERASU 試驗(yàn)[60]共納入417 例接受根治性手術(shù)的消化道腫瘤者(48%結(jié)直腸癌，42%胃癌，10%食管癌)，被隨機(jī)分配到口服補(bǔ)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(shí)驗(yàn)組5 年無(wú)復(fù)發(fā)存活率顯著高于安慰劑組(復(fù)發(fā)或死亡HR，0.66；95%CI，0.24-0.86；P=0.02)。風(fēng)險(xiǎn)比按年齡四分位數(shù)進(jìn)行調(diào)整后，維生素D3 補(bǔ)充組的累積復(fù)發(fā)或死亡風(fēng)險(xiǎn)顯著低于安慰劑組 (無(wú)復(fù)發(fā)存活率HR，0.66；95%CI，0.43-0.99；P=0.048)。一項(xiàng)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(jié)轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)，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(gè)重要獨(dú)立預(yù)后因素(P=0.019)，維生素D 缺乏與胃癌預(yù)后不良有關(guān)。一項(xiàng)納入25 項(xiàng)研究、共計(jì)17332 名患者的薈萃分析表明[62]，診斷腫瘤時(shí)血清25(OH)D 水平與患者預(yù)后存在顯著相關(guān)性，25(OH)D3 水平與癌癥特異性死亡率呈負(fù)相關(guān)。最近的一項(xiàng)包含10 項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究的薈萃分析得到類似結(jié)果[63]，與安慰劑組相比，補(bǔ)充維生素D3 組癌癥相關(guān)死亡率顯著降低。

目前雖然有多項(xiàng)研究表明維生素D 水平與胃癌預(yù)后相關(guān)，但在臨床工作中通過(guò)補(bǔ)充維生素D 改善胃癌患者預(yù)后仍受到限制，其維生素D 補(bǔ)充劑量、干預(yù)時(shí)間、干預(yù)方式及補(bǔ)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(jìn)行探索。

6 總結(jié)與展望

近年，維生素D 與惡性腫瘤的關(guān)系得到廣泛關(guān)注。目前大多數(shù)研究表明，維生素D 與胃癌的發(fā)病率和死亡率呈負(fù)相關(guān)，這種觀點(diǎn)在細(xì)胞、動(dòng)物模型水平、臨床試驗(yàn)及生態(tài)學(xué)研究中都得到證實(shí)。然而，流行病學(xué)數(shù)據(jù)仍存在矛盾。關(guān)于血清25(OH)D3 水平與胃癌關(guān)系的研究結(jié)果仍不一致，這可能與血清維生素D 狀態(tài)不精確和不連續(xù)的評(píng)估有關(guān)。盡管流行病學(xué)數(shù)據(jù)存在矛盾，但維生素D 潛在的抑制胃癌作用也應(yīng)得到重視。實(shí)驗(yàn)室研究表明，VDR 是維生素D 細(xì)胞效應(yīng)的重要介質(zhì)，維生素D 及其代謝產(chǎn)物可激活VDR，抑制胃癌細(xì)胞的存活、增殖和轉(zhuǎn)移。其次，維生素D 也可能通過(guò)抑制HP 感染降低HP 相關(guān)胃癌發(fā)病率。此外，維生素D 及其類似物與化療藥具有協(xié)同作用，可能在胃癌患者后續(xù)治療中發(fā)揮重要作用。但維生素D 作為補(bǔ)充劑能否預(yù)防或協(xié)助治療胃癌仍需大規(guī)模和長(zhǎng)期的臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(RCT)來(lái)探索。