維生素D在幽門螺桿菌感染及根除中的研究進(jìn)展

申洋 李昌平

幽門螺桿菌(Hp)是革蘭陰性菌微需氧菌，選擇性定植于人類的胃黏膜上皮，可誘發(fā)一系列胃腸道疾病，如慢性胃炎、消化性潰瘍及萎縮、腸上皮化生、上皮內(nèi)瘤變、胃黏膜相關(guān)淋巴瘤甚至胃癌等[1-2]。全球有高達(dá)50%的人群感染Hp，由于衛(wèi)生條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況均是影響Hp感染的重要因素，因此在發(fā)展中國(guó)家Hp感染率更高[3]。Hp感染后癥狀無(wú)特異性，其中80%～90%的感染人群無(wú)癥狀，10%～15%被證明有胃或十二指腸潰瘍，在這部分人群中只有約1%～2%的患者發(fā)現(xiàn)患有胃癌[4]。因75%的胃癌和Hp感染相關(guān)，世界衛(wèi)生組織(WHO)將Hp歸類為一類致癌原。

維生素D為類固醇衍生物，屬脂溶性維生素。25羥維生素D[25(OH)D]是維生素D在體內(nèi)的主要存在形式。維生素D在肝臟中通過(guò)羥基化作用轉(zhuǎn)化成25(OH)D，然后在腎臟中轉(zhuǎn)換為具有活性的1,25二羥基維生素D[1,25(OH)2D]。血清25(OH)D水平高低反映人體維生素D的儲(chǔ)存水平，且與維生素D缺乏的臨床癥狀相關(guān),血清中可測(cè)的95%的25(OH)D都是典型的25(OH)D3，25(OH)D2只有在服用維生素D補(bǔ)充劑的情況下才能達(dá)到可測(cè)的水平。維生素D不僅影響鈣磷代謝，且具有廣泛的生理作用，不僅可以調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，還可以調(diào)節(jié)細(xì)胞增值和分化[5]。因此，維生素D不再僅只與骨骼系統(tǒng)疾病相關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)，其還與心血管疾病、代謝性疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病甚至和惡性腫瘤相關(guān)[6-8]。關(guān)于血清中25(OH)D最佳保持水平目前的研究及指南還未達(dá)成共識(shí)。血清25(OH)D水平<10 ng/ml時(shí)被定義為維生素D缺乏[9]。

隨著全球Hp的根除率下降、耐藥率升高，如何提高Hp根除率便成了研究的熱點(diǎn)。目前已有許多研究報(bào)道維生素D和慢性胃炎、Hp感染之間的關(guān)系及對(duì)Hp根除的影響。大多研究結(jié)果一致認(rèn)為，Hp感染人群維生素D水平較未感染者低，維生素D水平與Hp根除率呈正相關(guān)。

一、維生素D缺乏與胃炎及Hp感染的關(guān)系

Antico等[10]為了探討維生素D缺乏癥是否是自身免疫性胃炎(AIG)的誘發(fā)因素，研究了AIG患者維生素D的水平，并對(duì)比其他病因?qū)е碌奈秆谆颊吆徒】祬⒄杖巳旱木S生素D水平，結(jié)果顯示健康人群的維生素D水平為(21.3±12.2)ng/ml，AIG患者維生素D水平為(9.8±5.6)ng/ml；Hp感染人群的維生素D水平為(11.1±8.4)ng/ml，可以看出AIG和Hp感染性胃炎人群的維生素D水平明顯低于健康人群。

土耳其的Mut等[11]研究分析了65歲以上老年人群Hp感染狀態(tài)與血清25(OH)D水平的關(guān)系，254例患者中43例Hp陽(yáng)性，211例Hp陰性，Hp陽(yáng)性和陰性組分別有21例(48.8%)和92例(43.6%)患者有上消化道癥狀(P=0.529),兩組分別有14例(32.6%)和19例(9.0%)患者有萎縮性胃炎(P=0.002)，Hp陽(yáng)性和陰性的老年人群血清25(OH)D水平分別為9.0 ng/ml和13.6 ng/ml(P=0.008)，Hp陽(yáng)性維生素D缺乏人群數(shù)量多于Hp陰性維生素D缺乏人群(86.0%比67.3%，P=0.014)。該研究也表明維生素D水平與Hp感染有關(guān)，但該研究納入的變量中混雜因素較多，如年齡、胃的萎縮與腸化等，且未探討65歲以下人群維生素D水平與Hp感染的關(guān)系，并與65歲以上人群進(jìn)行對(duì)比，因此無(wú)法排除年齡本身是否是導(dǎo)致維生素D水平變化的危險(xiǎn)因素。Antico等[10]的研究結(jié)果顯示，健康人群的維生素D平均水平為(21.3±12.2)ng/ml，土耳其研究中Hp陰性的老年人群維生素D水平為13.6 ng/ml[11]，明顯低于Antico的研究結(jié)果。此外，Mut等的研究同樣無(wú)法排除胃黏膜的萎縮腸化是否是導(dǎo)致維生素D水平下降的原因之一，因?yàn)镠p感染可以導(dǎo)致胃黏膜萎縮腸化，但并非所有的Hp感染都導(dǎo)致萎縮腸化。

但在Rahel等[12]的一項(xiàng)關(guān)于擬行減肥手術(shù)患者出現(xiàn)的術(shù)前營(yíng)養(yǎng)不良是否與Hp感染有關(guān)的研究中發(fā)現(xiàn)，血清維生素D水平在Hp陽(yáng)性或陰性的嚴(yán)重肥胖患者中差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該研究共納入404例肥胖患者，平均BMI為(45.8±8.3)kg/m2，其中85例為Hp陽(yáng)性，319例Hp陰性，兩組患者25(OH)D平均水平分別為(49±30)nmol/L和(52±29)nmol/L(P=0.374)，但Hp陽(yáng)性組中25(OH)D水平<25 nmol/L的患者(17例，21%)多于Hp陰性組(48例，15.2%，P=0.239)。該研究納入的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)并不全面，既往研究表明Hp感染與血清中維生素E、維生素C或β胡蘿卜素水平下降有關(guān)，但這些指標(biāo)均未納入該研究。此外，該研究并未說(shuō)明是否排除了有在服用營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑的患者。該研究中雖然納入了嚴(yán)重肥胖患者，但大部分患者無(wú)不適癥狀。

Chen等[13]研究了感染Hp的無(wú)癥狀人群血清25(OH)D平均水平，共篩選出1 325例Hp感染人群，其中僅182例無(wú)癥狀，先后對(duì)比無(wú)癥狀的男性和女性Hp感染人群、年輕和老年Hp感染人群中的血清25(OH)D3水平，結(jié)果表明血清25(OH)D3平均水平在這兩組對(duì)照人群中差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，之后再對(duì)比了無(wú)癥狀Hp感染人群與健康對(duì)照人群的血清中25(OH)D3水平，結(jié)果顯示差異仍無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但Hp感染人群的外周血白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞水平較健康對(duì)照組升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。雖然Hp感染人群無(wú)明顯癥狀，但外周血中免疫細(xì)胞和炎癥細(xì)胞水平的升高說(shuō)明輕度的Hp感染仍然可誘發(fā)持續(xù)的慢性炎癥。從Chen等[13]和Rahel等[12]的研究結(jié)果中可以得出，無(wú)癥狀的Hp感染不會(huì)改變患者機(jī)體維生素D水平。因此，推測(cè)維生素D水平變化與否可能和Hp感染后是否處于活動(dòng)性胃炎期有關(guān)。

二、維生素D對(duì)Hp根除率的影響

近年來(lái)在Hp感染的患者中，標(biāo)準(zhǔn)四聯(lián)方案對(duì)Hp的根除率隨著抗生素耐藥率的逐年增高而下降。Song等[14]一項(xiàng)全國(guó)性調(diào)查研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，抗生素中左氧氟沙星的耐藥率為33.5%，克拉霉素為37.5%，甲硝唑高達(dá)67.2%，如此高的耐藥率導(dǎo)致今后我們可能會(huì)面臨Hp根除失敗率越來(lái)越高的局面。因此，如何提高Hp的根除率成為了臨床關(guān)注的熱點(diǎn)。

一項(xiàng)報(bào)道顯示，較高的維生素D攝入量與較低的Hp感染發(fā)病率有關(guān)，且維生素D具有抗Hp作用[15]。維生素D3分解產(chǎn)物1(VDP1)僅對(duì)Hp有抑菌作用，而對(duì)其他細(xì)菌無(wú)抑菌作用。VDP1處理后可引起Hp細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞，最終使細(xì)菌細(xì)胞裂解，從而起到根除Hp的效果。Oguzhan等[9]納入了220例Hp陽(yáng)性患者進(jìn)行研究，結(jié)果顯示170例(77.3%)患者成功根除Hp，50例(22.7%)患者根除失敗，Hp根除成功組有25例(14.7%)患者維生素D缺乏[25(OH)D水平<10 ng/ml]，根除失敗組有42例(84%)患者維生素D缺乏；根除成功組與失敗組血清維生素25(OH)D平均水平分別為(19.0±8.1)ng/ml和(9.1±4.7)ng/ml(P=0.001)。該研究結(jié)果表明維生素D水平下降會(huì)降低Hp的根除率，維生素D缺乏是Hp根治失敗的危險(xiǎn)因素。EI Shahawy等[16]的研究結(jié)果也顯示Hp根除失敗組患者維生素D水平比根除成功組明顯降低。尹燕楠等[17]探討了補(bǔ)充維生素D或鈣劑對(duì)根除Hp的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單純補(bǔ)充維生素D及補(bǔ)充維生素D加鈣劑組能夠提高Hp的根除率，根除率分別為85.7%和87.5%，對(duì)照組Hp根除率為65.8%(P<0.05)，單獨(dú)補(bǔ)充鈣劑組根除率為71.8%，與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但因該研究為回顧性研究，樣本量偏小，因此上述結(jié)果還需大樣本的前瞻性研究來(lái)驗(yàn)證。

近期我國(guó)一項(xiàng)多中心觀察前瞻性隊(duì)列研究也證實(shí)Hp感染患者血清維生素D水平顯著低于Hp未感染者[18]。該研究共納入496例Hp陽(yáng)性患者和257例Hp陰性患者，分別檢測(cè)其血清維生素D水平，Hp陽(yáng)性組維生素D水平明顯低于Hp陰性組[(17.0±6.9)ng/ml比(19.2±8.0)ng/ml，P<0.001]。血清維生素D水平<10 ng/ml和≥10 ng/ml的患者Hp根除率也存在顯著差異(71.7%比7.3%，P=0.005)。多元分析結(jié)果顯示，血清維生素D水平≥10 ng/ml是成功根除Hp的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(優(yōu)勢(shì)比0.381，95%CI0.183～0.791，P=0.010)。但補(bǔ)充維生素D是否可有效提高Hp根除率及根除率是否跟劑量相關(guān)目前暫時(shí)還缺乏相關(guān)研究。

三、維生素D影響Hp根治的可能機(jī)制

影響Hp根除成功的因素是多方面的，既有細(xì)菌方面也有宿主相關(guān)影響因素，如抗生素耐藥性、細(xì)菌的毒力、宿主相關(guān)的基因改變等都能影響Hp的根除。在關(guān)于維生素D對(duì)Hp根除率影響的可能機(jī)制研究中，研究者們發(fā)現(xiàn)黏膜的免疫反應(yīng)受損能導(dǎo)致Hp感染的根治失敗[19]。維生素D在調(diào)節(jié)鈣磷代謝方面一直起重要的作用，同時(shí)也是先天免疫系統(tǒng)有效的免疫調(diào)節(jié)因子，發(fā)生感染時(shí)可刺激機(jī)體免疫應(yīng)答，從而在宿主保護(hù)中發(fā)揮重要作用[20]。若維生素D所誘導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)功能受損，當(dāng)發(fā)生感染時(shí)，機(jī)體將無(wú)法引發(fā)足夠的免疫反應(yīng)[9]。

Nasri等[21]研究發(fā)現(xiàn)，血清Hp IgG抗體與血清25(OH)D3水平之間存在正相關(guān)性，表明維生素D類似物可能有抗Hp作用。維生素D在抗感染免疫中起重要作用,可能與清除微生物感染和減輕組織損傷相關(guān)。探討維生素D抗菌機(jī)制之一可能是通過(guò)Hp抗原作用于細(xì)胞膜上的Toll受體(TLRs)參與介導(dǎo)的先天免疫實(shí)現(xiàn)的。激活的TLRs增加維生素D受體(VDR)基因和CYP27B的表達(dá)，而后者又可以促進(jìn)25(OH)D3向更具生物學(xué)活性的1,25(OH)2D3轉(zhuǎn)化，1,25(OH)2D3通過(guò)結(jié)合已被調(diào)高的VDR表達(dá)大量抗菌肽(CAMP)來(lái)增強(qiáng)巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞抗菌的能力。Hosoda等[22]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了維生素D3分解產(chǎn)物(VDP1)可以通過(guò)誘導(dǎo)Hp細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞并最終裂解細(xì)菌細(xì)胞而對(duì)Hp施加抗菌的作用。此外，維生素D3能夠直接通過(guò)調(diào)控周期蛋白依賴性激酶2(CDK2)和p53基因下游的細(xì)胞周期素依賴性激酶抑制基因p21致使G1期細(xì)胞周期中止[23]。同時(shí)，Hp感染也反過(guò)來(lái)影響維生素D的代謝。Antico等[10]研究表明，Hp胃炎患者的25(OH)D平均水平為(11.1±8.4)ng/ml(95%CI7.5～14.7)，與健康受試者[(21.3±12.2)ng/ml(95%CI19.7～22.9)]比較明顯降低，可能機(jī)制為宿主對(duì)慢性Hp感染的反應(yīng)是輔助性T細(xì)胞(Th)1型，其誘導(dǎo)損傷胃黏膜上皮，維生素D的缺乏不能有效將Th0分化成調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)，且不能調(diào)控核因子κB和早期反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白1的分泌，從而促進(jìn)Th攻擊。

Guo等[24]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生Hp感染時(shí)，維生素D能激活VDR從而抑制Hp的復(fù)制。VDR mRNA的表達(dá)水平在Hp感染患者中顯著上升。CAMP基因直接受VDR上位于啟動(dòng)子區(qū)域的VDRE基因直接調(diào)控，CAMP的表達(dá)水平在VDR發(fā)出激活信號(hào)后明顯上調(diào)，這種現(xiàn)象在多種細(xì)胞中均存在，如上皮細(xì)胞。CAMP在許多重要的細(xì)胞活動(dòng)中都起重要的作用，如殺菌和抗菌的過(guò)程、趨化作用、血管的生成和傷口的愈合。Hp感染后可通過(guò)刺激胃黏膜上皮而使CAMP的表達(dá)增加，CAMP又能促進(jìn)調(diào)控宿主黏膜防御與Hp對(duì)黏膜攻擊之間的平衡。在Hp感染的胃黏膜中，VDR和CAMP的mRNA表達(dá)量之間存在明顯的正相關(guān)性。VDR的siRNA可以減少Hp誘導(dǎo)CAMP的產(chǎn)生，另外還可以增加IL-6、IL8/趨化因子8(CXCL8)的表達(dá)水平。維生素D激動(dòng)劑1α，25(OH)2D3可通過(guò)激活VDP來(lái)增加CAMP的表達(dá)，并減少Hp感染后胃黏膜上皮細(xì)胞1(GES-1)細(xì)胞中細(xì)胞因子的活動(dòng)。此外，1α,25(OH)2D3可以增強(qiáng)免疫細(xì)胞對(duì)Hp繁殖的殺傷作用。總之，VDR在胃黏膜的免疫平衡和保護(hù)宿主來(lái)自Hp感染上起重要的作用。

Hu等[25-26]的研究揭示了人胃上皮細(xì)胞自噬現(xiàn)象與Hp之間的“對(duì)抗”關(guān)系，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)Hp隱藏在人自噬溶酶體失活的胃上皮細(xì)胞自噬小泡中內(nèi)生存并繁殖，從而抑制了自噬溶酶體酸化，而維生素D3可通過(guò)激活維生素D3受體PDIA3恢復(fù)這樣的抑制作用。維生素D3促進(jìn)Hp清除機(jī)制為其首先激活PDIA3受體，促進(jìn)PDIA3-STAT3蛋白復(fù)合體的核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，隨后通過(guò)PDIA3-MCOLN調(diào)控途經(jīng)的Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)通路，使自噬溶酶體的Ca2+外排，從而使其內(nèi)pH下降，進(jìn)而使自噬溶酶體酸化恢復(fù)正常，最終導(dǎo)致潛伏在胃上皮細(xì)胞的Hp在自噬溶酶體內(nèi)被清除。此研究結(jié)果揭示了Hp在體內(nèi)抗宿主免疫的新機(jī)制，證明維生素D3確實(shí)對(duì)胃上皮細(xì)胞清除Hp發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

四、維生素D根除Hp可能出現(xiàn)的不良反應(yīng)

目前關(guān)于維生素D輔助根除Hp是否會(huì)出現(xiàn)藥物不良反應(yīng)的相關(guān)報(bào)道較少。治療劑量的維生素D通常不會(huì)導(dǎo)致不良事件發(fā)生，長(zhǎng)期每天攝入過(guò)量維生素D將對(duì)人體有害?？赡茉斐傻暮蠊◥盒?、頭痛、腎結(jié)石、肌肉萎縮、關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈硬化、高血壓、輕微中毒、腹瀉、口渴、體重減輕、多尿及夜尿等癥狀。嚴(yán)重中毒時(shí)則會(huì)損傷腎臟，使軟組織(如心臟、血管、支氣管、胃、腎小管等)鈣化[27]。

綜上所述，雖然關(guān)于Hp與維生素D之間關(guān)系的不同研究得出的結(jié)果不同，但大部分研究結(jié)果還是傾向于Hp感染患者維生素D水平低于未感染者，維生素D的缺乏是Hp根治失敗的危險(xiǎn)因素。但補(bǔ)充維生素D是否可提高Hp根除率目前尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。因此除了提高患者的治療依從性外，可在給予Hp感染患者標(biāo)準(zhǔn)四聯(lián)根除Hp方案的同時(shí)，嘗試通過(guò)補(bǔ)充維生素D來(lái)觀察患者根除Hp的效果，這也將是臨床治療Hp感染的新的研究方向。同時(shí)，Hp根除率是否與維生素D劑量相關(guān)、維生素D輔助根除Hp是否會(huì)出現(xiàn)并發(fā)癥及出現(xiàn)并發(fā)癥的種類目前均無(wú)相關(guān)數(shù)據(jù)，有待更多的研究來(lái)解決這些疑問(wèn)。