维生素D与肝纤维化的关系研究

朱陇东，段钟平

1.兰州大学第一医院感染科，甘肃 兰州 730000;2.首都医科大学附属北京佑安医院人工肝中心

维生素D和多种器官组织纤维化相关，包括肾间质纤维化［1-2］、心肌纤维化(心室重构)［3］、肺纤维

化［4］、皮肤瘢痕形成［5］、骨髓纤维化［6］、肝纤维化等。肝脏是25(OH)D产生的场所，同时肝内多种非实质细胞又是维生素D活性形式1，25(OH)2D3作用的靶细胞，所以维生素D和肝脏功能有密切的关系。不同病因所致的慢性肝脏功能损害，终会影响维生素D的代谢而导致维生素D的缺乏，同时肝病患者维生素D缺乏又会加速肝病本身的进展。在慢性肝病向肝纤维化甚至肝硬化发展的过程中，维生素D缺乏与肝纤维化进展互为因果，形成恶性循环。近期的研究不仅揭示了维生素D缺乏与肝纤维化或肝硬化的病情严重程度、肝脏病理以及预后之间的相关性，而且阐述了维生素D缺乏影响肝纤维化或肝硬化进展的部分分子机制，这些研究成果对肝纤维化的发病机制及治疗提供了新的思路。本文就近期维生素D与肝纤维化/肝硬化的研究进展作一概述。

1 维生素D的概况

维生素D是一种脂溶性固醇类维生素，最早认为主要影响机体钙、磷的吸收和贮存，有预防和治疗佝偻病的作用。人体内的维生素D有两种来源;皮肤内的7-脱氢胆固醇，经270～300 nm紫外线照射转变成维生素D3，是人体维生素D的主要来源;其次为来自植物性食物中的维生素D2。D2和D3具有相同的功能，但是D3相对于D2较为稳定。D2和D3在血液中与维生素D结合蛋白(vitamin D binding protein，VDBP)结合被运输到肝脏，在25-羟化酶作用下生成25(OH)D［7］，之后在肾脏被1-羟化酶羟化成1，25(OH)2D3，成为具有生物活性的维生素D而发挥作用。

1，25(OH)2D3通过与靶细胞上的特异性受体(vitamin D receptor，VDR)相结合来进行信号转导，发挥生物学作用。VDR是类固醇激素/甲状腺激素受体超家族的成员，其配体结合区介导与1，25(OH)2D3结合并与视黄酸X受体(retinoid X receptor，RXR)形成异二聚体，其DNA结合区则通过两个锌指结构选择性地识别靶基因上DR3型维生素D反应元件(vitamin D response element，VDRE)并由此改变局部 DNA的构象，在其他协同转录激活/抑制因子和AF-1、AF-2两个亚区的共同参与下激活转录过程，调控靶基因转录。近几年来，VDR和1α-羟化酶在许多骨外组织已经被发现，超过900种基因发现存在VDRE［8］。目前已证实维生素D可以直接或间接影响体内约200个基因的表达［9］。维生素D的生物学功能远远超出了调控钙、磷和骨代谢的范畴。

2 维生素D与肝纤维化的关系

近年许多研究发现，肝硬化患者体内维生素D水平较正常人群明显降低，发生肝性代谢性骨病等严重后果。例如，Fisher等［10］测定100例肝病患者(51例肝硬化，49例无肝硬化)维生素D水平，发现维生素D缺乏发生率在肝硬化患者中明显高于无肝硬化患者(86.3%vs 49.0%，P=0.0001)，并且肝功能 Child 评分C组患者的维生素D水平显著低于Child A组者。Wibaux等［11］对病因多为酒精性肝硬化(75%)，等待肝移植的终末期肝病患者的研究发现，该患者群中普遍存在维生素D缺乏［88%，25(OH)D＜20 ng/ml］和并发相关骨病(骨质疏松发生率38%、X线可见的椎骨骨折发生率36%)。

近期多数研究发现肝硬化患者体内维生素D缺乏程度与肝硬化病情程度、肝脏病理、预后、并发症发生情况等密切相关。近期对维生素D与慢性丙肝及丙肝后肝硬化患者的研究相对比较集中。在对慢性丙肝患者的研究中，不同的研究者设定的维生素D缺乏的标准有所不同(＜20～32 ng/ml)，结果显示慢性丙肝及丙肝后肝硬化患者维生素D缺乏发生率为51%～92%［12-13］。维生素D与肝脏炎症及纤维化之间的关系显示维生素D水平越低，则患者肝脏炎症坏死和肝纤维化程度越高，提示维生素D缺乏可能加重慢性丙肝患者肝脏损害［14］。在慢性丙肝患者中，维生素D水平高者，肝纤维化和炎症程度都较低，反之亦然［15］。对HIV-HCV共感染患者进行聚乙二醇干扰素(Peg-IFN)联合利巴韦林抗病毒治疗，测定基线血清25(OH)D等指标，发现25(OH)D与组织学Metavir纤维化评分存在显著负相关。纤维化程度重者(Metavir F3/F4)血清25(OH)D水平明显低于轻者(Metavir F2/F1)。血清25(OH)D水平与无创性肝纤维化评分系统FibroTest结果显著负相关。但有趣的是在这批共感染患者中未发现25(OH)D水平与Peg-IFN抗病毒治疗后HCV持续病毒学应答(sustained virologic response，SVR)存在相关性［16］。而其他几个针对慢性丙肝患者的研究发现，维生素D能增强以Peg-IFN联合利巴韦林为基础的抗病毒作用，患者25(OH)D水平能预测抗病毒治疗的早期病毒学应答(early virologic response，EVR)和 SVR［17-21］。在 HCV 基因Ⅰ型患者中，白种人存在维生素D水平与抗病毒治疗SVR之间的正相关性，但是非洲后裔患者中未发现这种相关，提示维生素D的协同抗病毒作用可能存在种族的差异［22］。对HCV基因Ⅳ型感染包括不同程度肝硬化患者及合并肝癌患者研究发现，25(OH)D和1，25(OH)2D3水平在肝硬化和/或肝癌患者中明显低于轻度肝肿大或局部肝硬化者，而且25(OH)D和1，25(OH)2D3与 HCV 病毒载量、IL-17、IL-23 和 PⅢNP负相关，提示患者维生素D缺乏影响肝纤维化过程和免疫反应［23-24］。

目前亦有部分针对维生素D与丙肝关系的研究得出了与上述研究相左的结论。Corey等［25］对入组丙型肝炎抗病毒长期治疗临床实验的患者采取巢式病例对照研究方式进行了维生素D和肝病进展关系的研究，在45个月的随访过程中设置了4个随访时间点测定维生素D水平，随访结束后根据肝纤维化病理分级和有无并发症将患者分为病情进展组和对照组。该研究发现:(1)实验开始时病情进展组和对照组的基线水平之间无显著差异(44.8 ng/ml vs 44.0 ng/ml，P=0.74)，之后(27个月和45个月)两组血清维生素D水平均下降，而下降水平在两组间无显著差异(P=0.37)。(2)发现在伴有糖尿病的病情进展组血清维生素D水平高于对照组(P=0.03)，黑色人种患者病情进展组高于相应的对照组(P=0.08)。提示在一些具有其他危险因素的特殊群体中肝病进展与维生素D水平升高相关。(3)发现给患者补充维生素D并没有明显改善预后，相反提示维生素D水平升高与病情进展相关。Kitson等［26］对 HCVⅠ型患者进行48周的Peg-IFN联合利巴韦林抗病毒治疗的研究发现，季节、人种和所处地理纬度是25(OH)D水平的独立预测因素。多变量分析发现25(OH)D和肝脏炎症活动度之间有相关性，但是与SVR及纤维化程度并无相关。EI-Maouche等［27］对116例HIV/HCV共感染患者的研究发现，患者平均25(OH)D为19 ng/ml，普遍存在维生素D缺乏，但是维生素D水平与肝病严重程度或骨盐密度之间并无相关性，补充维生素D可能并不能改善骨病或肝病的预后。不同的实验中慢性丙肝及丙肝后肝硬化患者存在的这种看似矛盾的结论，可能与研究者所纳入的研究对象的人种、地理位置、饮食结构、生活方式、光照条件、年龄、性别、其他危险因素等有关。

Malham等［28］以酒精性肝硬化和原发性胆汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis，PBC)作为对照研究发现，在这两组患者中，酒精性肝硬化患者的维生素D缺乏程度要高于PBC患者，但是两组均表现出血清维生素D水平随着肝病严重程度(以Child-Pugh评分作为标准)而随之下降的趋势。对75例以酒精性病因为主的肝硬化患者的研究中，测定基线25(OH)D水平，用Child-Pugh(CP)和MELD评分来评价患者肝功能，进行平均 3.6年的随访。结果发现患者平均25(OH)D为(16.0 ±9.2)ng/ml，与 CP 评分(r=-0.21，P=0.080)和 MELD 评分(r=-0.34，P=0.003)负相关，随着25(OH)D水平降低，肝功能失代偿发生率和死亡率升高［29］。

3 维生素D影响肝纤维化的分子机制

维生素D缺乏对肝纤维化/肝硬化进展的影响可能存在基因易感性。正常人群中脱氢胆固醇还原酶7(dehydrocholesterol reductase，DHCR7)、CYP2R1(细胞色素P450酶亚族)、VDBP基因变异都会引起血清25(OH)D 水平下降。Grünhage等［30］对这些基因变异与肝纤维化进展的关系进行研究，发现血清25(OH)D水平与肝脏瞬时弹性成像(transient elastography，TE)以及肝纤维化组织学分级成负相关(P＜0.001)。DHCR7的基因变异与 TE ＜7.0 kPa和7.0～9.5 kPa之间患者的肝硬化程度相关。Baur等［31］对丙型肝炎患者血浆维生素D水平和VDR基因多态性与肝纤维化进展之间的相关性进行研究，根据HCV感染患者VDR的不同酶切位点进行基因分型(bat-单体型:BsmI rs1544410 C，ApaI rs7975232 A 和 TaqI rs731236 A)，发现bAt-单体型与纤维化快速进展及肝硬化显著相关(P=0.007，OR=2.02;P=0.022，OR=1.84)。ApaI rs7975232 CC基因型与纤维化快速进展及肝硬化明显相关，提示慢性丙肝患者中VDR的bAt-单体型和血浆25(OH)D水平降低这两者与肝纤维化快速进展/肝硬化之间存在相关性。Kempińska-Podhorecka 等［32］对PBC患者研究发现，PBC患者中VDR基因多态性与肝脏高度的纤维化/肝硬化相关。

在肝纤维化发生和发展过程中，肝星状细胞(hepatic stellate cells，HSCs)激活是关键环节。各种病因产生的刺激因子激活HSC，引起HSC分泌大量胶原以及非胶原糖蛋白，进一步引起细胞外基质(extracellar matrix，ECM)的成分和数量改变，ECM沉积和溶解失衡，最终导致肝硬化形成。Abramovitch等［33］分离培养大鼠HSC，发现静止期HSC表达VDR，激活的HSC的VDR表达下降40%。1，25(OH)2D3可抑制HSC增殖，分别使细胞周期蛋白(Cyclin)D1、组织金属蛋白酶抑制因子(tissue inhibitor of metallo-proteinase，TIMP)-1、I型胶原表达量减少至原来的50%、40%和60%。1，25(OH)2D3还降低了基质金属蛋白酶(matrix metalloprotease，MMP)-9的30%活性。随后在硫代乙酰胺(thioacetamide，TAA)诱导的肝纤维化大鼠模型中发现，1，25(OH)2D3能显著减少ECM沉积、降低肝纤维化程度，所以维生素D通过抑制HSC的增殖和分泌，减少ECM合成，促进ECM降解，表现出抗肝纤维化作用。

自然杀伤细胞(natural killer cell，NK)可以通过直接杀伤作用来清除激活的HSC，从而产生抗纤维化作用。HSC细胞表面分子 MICA/B，作为 NK细胞NKG2D受体(即CD314)的配体，介导NK细胞和HSC之间的识别。Seydel等［34］在非酒精性脂肪肝(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)体外实验中，首先发现在人肝星状细胞株LX-2细胞中维生素D2明显抑制了FFA诱导的TGF-β和α-SMA的表达，表现出维生素D2抗纤维化的作用。其次研究了维生素D2对HSC上MICA/B的影响，发现较高浓度FFA可以上调MICA表达，但是维生素D2却下调了MICA/B mRNA的表达。这可以理解为维生素D2对NK细胞杀死HSC的一种保护作用，由此也可以推测维生素D发挥抗纤维化的作用是复杂的，还需要深入研究。

如上所述，随着近几年对维生素D研究的升温，维生素D广泛的非钙、磷代谢调节的新作用逐渐被发现。这些研究成果已经被临床医师重视并开始得到应用，随之出现了近几年来国内外维生素D的临床使用量明显增加的现象。在多个细胞和动物实验中，维生素D表现出一定的抗纤维化作用，其抗纤维化作用的分子机制也被初步阐明。维生素D有希望成为一种潜在的预防和治疗肝纤维化的药物。但是鉴于维生素D在体内靶细胞种类广泛，各种反馈调节机制复杂，对其抗纤维化作用和临床应用还需要进一步深入的研究。

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