维生素D 及其受体与胃癌关系的研究进展

陈雨欣，时永全,2,3*

(1.西安医学院，陕西 西安 710021；2.空军军医大学第一附属医院消化内科，陕西 西安 710032；3.肿瘤生物学国家重点实验室，消化系疾病国家临床医学研究中心，陕西 西安 710032)

0 引言

胃癌是全球第五大常见恶性肿瘤，其死亡率居全球恶性肿瘤死亡率的第三位[1]。在我国，胃癌是最常见恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率分别居恶性肿瘤的第二和第三位[2]。已经证实幽门螺杆菌感染为胃癌的主要致病因素[3]，其他致病因素包括吸烟、饮酒、高盐饮食等。虽然全球年龄标准化胃癌发病率和死亡率正在下降，但由于老年人口逐步增加、城市人口稳步增长、生活方式持续改变，胃癌新发病例的数量仍然很高[4]。因此需要采取有效的防治措施，遏制胃癌高发状况。Garland 于1980 年首次提出UVB-维生素D-癌症假说，并指出维生素D 是抑制结肠癌进展的保护因素[5]。随之大量研究表明，维生素D 可预防结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌、食管癌等恶性肿瘤的发生，并延缓其进展。除此之外，有大量临床及基础研究提示，维生素D 水平及维生素D 受体与胃癌的发生、发展相关。其可通过维生素D 受体(VDR)依赖途径抑制胃癌细胞活性、促进其凋亡，或者通过提高幽门螺杆菌(Helicobacter pylori, Hp)根除率间接降低胃癌发生风险。维生素D 在抑制癌细胞生长、诱导细胞分化、促进细胞凋亡等方面的作用已成为包括胃癌在内的某些类型癌症防治的研究热点。本文就维生素D 及其受体在胃癌预防、治疗、预后中的作用及其抗癌机制进行总结，以便为临床工作提供帮助。

1 维生素D 与胃癌的相关性研究

Garland 于1980 年提出UVB- 维生素D- 癌症假说，并指出维生素D 是抑制结肠癌进展的保护因素[5]。多项生态学研究提示，紫外线暴露强度与多种恶性肿瘤(如：结肠癌、食管癌、胃癌、乳腺癌、前列腺癌等)的发生率和死亡率呈反比[6-8]。除此之外，白种人与黑种人相比，癌症存活率较高，这可能是由于较黑的皮肤导致中波紫外线(UVB)辐射产生维生素D 的速率降低所致[9]。尽管多项研究提示维生素D 具有抑制胃癌及其他类型恶性肿瘤发生的作用，但关于维生素D 摄入与血清维生素D 水平与胃癌关系的研究仍存在矛盾。

在血清维生素D 水平方面，我国食管癌高发地区河南林县进行的一项前瞻性研究提示[10]，血清25(OH)D 浓度与胃癌的发生风险无显著相关性。另一项荟萃分析也未发现血清25(OH)D3水平与胃癌风险之间的相关性[11]。然而一项回顾性病例对照研究证实，胃腺癌组维生素D 缺乏患病率显著高于对照组，提示维生素缺乏者患胃腺癌风险较大[12]。近期，韩国进行的一项包括33119 例研究对象的横断面研究表明[13]，血清25(OH)D3浓度与胃癌发生率有显著相关性，Logistic 回归分析显示，维生素D 充足发生胃癌的OR 值为0.84(95%CI: 0.72, 0.98)，维生素D 充足可能是胃癌发生的保护性因素。Kevin 等人发现[14]，胃粘膜肠上皮化生患者血清25(OH)D 水平显著低于健康受试者(19.7ng/dl vs 34.7ng/dl，P＜0.001)，血清低维生素D 水平可能在胃腺癌相关癌前病变进展中起作用。

关于维生素D 摄入与胃癌的关系，美国一项病例对照研究证明[15]，补充钙剂和维生素D 可以降低绝经后妇女恶性肿瘤发病风险。但意大利和韩国的两项研究[16,17]，通过饮食史问卷或食物频率问卷(FFQ)来评估膳食维生素D 的摄入量，结果表明膳食中维生素D 摄入量与胃癌发生风险无显著关系。这一结果与一项荟萃分析的结果一致[18]。

2 维生素D 及其受体(VDR)的抗癌机制

维生素D 一种脂溶性的类固醇激素，在钙磷代谢方面发挥重要作用，也参与细胞增殖、分化等多种生物学过程[19]。尽管关于血清维生素D 水平与胃癌关系的流行病学研究仍存在矛盾，但大量基础研究发现维生素D 具有抑制胃癌细胞的作用。维生素D 的潜在抗肿瘤机制可能与其特异性受体有关[20-22]。维生素D 受体(VDR)是类固醇/甲状腺激素受体超家族的一员，它与维生素D 结合，调节多种生物学功能[23]。VDR 包括膜VDR 和核VDR，因此可通过两种机制调节维生素D 的生物学功能[24]，一种是由核VDR 介导的基因组效应，维生素D、维生素D 受体(VDR)和视黄醇X 受体(RXR)结合形成维生素D-VDR-RXR 复合物。该复合体移位到细胞核并与其靶基因启动子中的维生素D 反应元件(VDRE)结合后，导致基因调控[25,26]。另一种是由膜VDR 介导的非基因组效应，又称直接效应，包括肠道吸收钙，胰腺β 细胞分泌胰岛素等[27]。

据报道，VDR 的遗传基因多态性可通过影响VDR 表达，改变维生素D 与其受体(VDR) 的亲和力，与胃癌的发生发展相关。伊朗一项病例对照研究显示[28]，Taql(TC) 型与胃癌易感性显著相关。另一项土耳其的病例对照研究显示[29]，Taql(TT)型和(Tt)型在晚期胃癌(Ⅲ/Ⅳ)患者中频率显著高于早于早期胃癌(Ⅰ/Ⅱ)患者(P=0.03)。Lei 等人发现[30]，携带f 等位基因的Fok I(Ff+ff)患者，患胃癌的风险较高(OR:2.73;95%CI：1.13-4.32)，并且入院是C 反应蛋白(CRP)水平较高。另外，Wen 等人研究了VDR 在一系列正常和恶性人类胃组织中的表达[31]，证明VDR 在胃组织中的表达从癌前病变阶段开始呈线性下降趋势，在胃癌组织中表达显著降低，并且在胃癌低分化组织中表达最低。除组织学分化程度外，VDR 的表达还与肿瘤大小呈正相关。

此外，维生素D 可通过维生素D 受体(VDR)调控相关信号传导通路，发挥抑制胃癌细胞的作用。胡倩等人发现[32]，维生素D 可通过激活维生素D 受体(VDR)，下调β-catenin 的磷酸化水平，调控Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路，进而抑制胃癌细胞增殖。chang 等人研究提示[33]，维生素D 受体(VDR)与miR-99b 启动子区域的维生素D 受体(VDR)结合，诱导miR-99b-3p 表达，进而抑制胃癌细胞活力，诱导细胞阻滞于S 期。除此之外，有研究发现BMP3 启动子高甲基化与胃癌发生高度相关，而转录因子VDR 与BMP3 启动子CpG 甲基化位点结合，抑制其甲基化，促进胃癌细胞中BMP3表达，进而影响胃癌进展[21]。Li 等研究发现[22]，1,25(OH)2D3通过VDR 和突变型P53 相互作用，诱导胃癌细胞TMK1 中p21 的表达，抑制细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)表达，促使胃癌细胞周期停滞，抑制胃癌细胞增殖。

维生素也可通过非依赖维生素D 受体(VDR)途径抑制胃癌细胞增殖。Baek 等[34]提出，1，25(OH)2D3 作为Hedgehog信号拮抗剂，通过抑制胃癌细胞中的Hedgehog 信号，降低Patched1、Gli1、cyclinD1 和bcl2 的表达水平，显著抑制胃癌细胞的活力。Albi 等[35]发现，人胃癌细胞株NCI-N87 经1,25(OH)2D3 处理后，aSMase(酸性鞘磷脂酶)和PTEN 表达增强，caspase8、CDKN2B、MAP3K5、细胞色素C 等凋亡基因过表达，通过激活胃癌细胞凋亡途径而发挥抗肿瘤作用。

3 维生素D 抗幽门螺杆菌作用

幽门螺杆菌为定植在胃粘膜的一种螺旋状革兰氏阴性微嗜氧菌，其感染是目前公认的胃癌主要致病因子，早在1994年世界卫生组织(WHO)已将幽门螺杆菌列为第一类致癌因素[36]。有研究指出，90%非贲门胃癌与HP 感染相关，而另3%-10%的非贲门胃癌则由遗传、E-B 病毒感染、自身免疫性胃炎、肥厚性胃炎等原因所致[37]。幽门螺杆菌可诱导DNA 高甲基化，从而使肿瘤抑制基因沉默[38]。一项对比HP 根除与不根除对胃癌发生率影响的Meta 分析提示，根除HP 能使胃癌发生风险下降34%[39]。在我国胃癌高发区山东临朐、福建长乐等地进行的研究也得到类似结果，即在胃粘膜发生萎缩、肠化之前根除HP 可降低胃癌发生率。因此，HP 感染为胃癌的可控危险因素，根除HP 作为胃癌的一级预防措施可预防大多数胃癌[4]。

维生素D 除了参与钙、磷代谢外，还作用于多种免疫细胞，包括单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞，以及T 淋巴细胞和B 淋巴细胞[40]。来自埃及和土耳其的两项研究表明[41,42]，HP 根除失败组平均25(OH)D 水平显著低于根除成功组，血清25(OH)D 水平低的患者HP 根除率明显降低。Han 等人[43]进行的一项纳入753 例受试者的多中心、前瞻性、队列研究也得到类似结果，并且多因素分析显示，血清维生素D 水平≥10 ng/mL 是根除HP 成功的独立危险因素(OR=0.381，95%CI=[0.183,0.791]，P=0.010)。一项纳入十项研究的荟萃分析显示[44]，HP 阳性患者的血清平均25(OH)D 水平低于HP 阴 性 患 者(SMD=-0.53 ng/mL，95%CI=(-0.91，-0.16 ng/mL))，并且维生素D 缺乏者HP 根除率较低(OR=0.09，95%CI=[0.02，0.41])。来自日本的一项研究发现[45]，接受维生素D 补充的受试者Hp 感染率明显低于未接受治疗的受试者。除此之外，在特殊人群老年人(年龄≧65 岁)和婴幼儿中[46,47]，维生素D 缺乏也会增加HP 感染风险。

维生素D 抗幽门螺杆菌的相关机制也得到大量研究。Guo 等人发现[48]，幽门螺杆菌感染时胃粘膜上皮细胞维生素D 受体(VDR)和CAMP 基因表达上调，胃粘膜VDR 表达水平与慢性炎症评分呈正相关，并发现1a，25(OH)2D3 可通过维生素D 受体(VDR))诱导β-防御素、Cathelicidin 产生，并对促炎因子IL-6 和IL8/CXCL8 具有抑制作用。一项体外研究发现[49]，维生素D3 的分解产物VDP1 对HP 有选择性杀菌作用，VDP1 通过与HP 细胞膜上的二肉豆蔻磷脂酰乙醇胺(DMPE，构成HP 细胞膜最常见的甘油磷脂)相互作用诱导HP 细胞膜崩解，达到抗菌作用[50]。另外，有研究称[51,52]，HP 能够隐藏在宿主细胞内，其产生的空泡毒素(VacA)可抑制自噬小体成熟，使其在溶酶体酸化受损的自噬小体中存活，从而发生免疫逃逸。Wei 等人研究表明[53]，维生素D3 可通过激活PDIA3 受体恢复溶酶体降解功能，促使PDIA3-STAT3 蛋白复合体的核转位和上调MCOLN3 通道，使溶酶体Ca2+释放增加，溶酶体酸化正常，从而使HP 通过自溶酶体途径被清除。

4 维生素D 及其类似物与化疗药物的协同作用

目前尽管在胃癌的发病机制、诊断和治疗方面的研究取得了很大进展，但其5 年生存率仍不到30%[54]。手术和化疗是胃癌的主要治疗方法，但根治性切除后复发率较高。因此，胃癌患者术后化疗在后续治疗中至关重要。而化疗药物的耐药性和药物对正常组织的毒性仍是胃癌治疗中的主要问题。

虽然维生素D 对癌细胞的直接杀伤作用较弱，但它可以增强某些抗癌药物(如紫杉醇、阿霉素和长春花碱)的细胞毒性，并可能协同抑制胃癌细胞的增殖[55]。1α，25(OH)2D3联合顺铂处理胃癌细胞BCG-823 可显著增强顺铂单药介导的胃癌细胞生长抑制和细胞凋亡作用，上调促凋亡蛋白Bax及P21、P27 蛋白表达，降低ERK 和AKT 磷酸化水平[20]。胃癌细胞中PTEN 启动子高甲基化，使PTEN 基因表达下调，研究发现PTEN 的启动子中存在有功能的维生素D 受体元件(VDRE)，提示维生素D3 可能作为一种核转录因子调控PTEN 基因的表达[56]。Pan 等人研究发现[57]，维生素D 通过维生素D 受体(VDR) 与PTEN 启动子结合上调PTEN 表达水平，进而诱导HGC-27 胃癌细胞凋亡，并且维生素D 受体、转录因子Egr-1 和组蛋白乙酰转移酶p300 协同诱导PTEN表达。此外，组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古菌素A 和丁酸钠以及甲基化抑制剂5-氮-2-脱氧胞苷在维生素D 通过上调PTEN 诱导的细胞凋亡中起重要作用。维生素D 类似物可避免骨化三醇所导致的高钙血症，因此对其抗肿瘤活性也得到广泛关注。维生素D 类似物EB1089 可上调SP 细胞(SGC-7901)促凋亡蛋白Bax、Bak、Bad 表达，下调抗凋亡蛋白Bcl-2、bcl-xl 表达，通过维生素D 受体(VDR)依赖途径和线粒体凋亡途径抑制SP 细胞(SGC-7901)增殖，促进其凋亡[58]。帕立骨化醇(19-nor-1, 25 (OH)2D2) 通过上调P21、P27 及促凋亡蛋白Bax 表达，降低STAT3 磷酸化水平，诱导MKN45 细胞周期停滞在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转移瘤的生长，对照组肠系膜肿瘤体积明显大于实验组(P＜0.01)[59]。

5 维生素D 与胃癌预后的相关性研究

已经证实维生素D 诱导胃癌细胞停滞分化、促进凋亡作用，其对胃癌患者预后的影响也得到广泛关注。

日本进行的AMATERASU 试验[60]共纳入417 例接受根治性手术的消化道肿瘤者(48%结直肠癌，42%胃癌，10%食管癌)，被随机分配到口服补充维生素D3 2000IU/d 组或安慰剂组，亚组分析表明血清25(OH)D 中水平组(20-40ng/mL)，实验组5 年无复发存活率显著高于安慰剂组(复发或死亡HR，0.66；95%CI，0.24-0.86；P=0.02)。风险比按年龄四分位数进行调整后，维生素D3 补充组的累积复发或死亡风险显著低于安慰剂组 (无复发存活率HR，0.66；95%CI，0.43-0.99；P=0.048)。一项纳入197 例胃癌患者的回顾性研究表明[61]，血清25(OH)D3 浓度与胃癌的临床分期和淋巴结转移呈负相关，维生素D 水平较高组(≧50nmol/L)总生存率较高，多因素分析提示提示血清维生素D 水平是胃癌的一个重要独立预后因素(P=0.019)，维生素D 缺乏与胃癌预后不良有关。一项纳入25 项研究、共计17332 名患者的荟萃分析表明[62]，诊断肿瘤时血清25(OH)D 水平与患者预后存在显著相关性，25(OH)D3 水平与癌症特异性死亡率呈负相关。最近的一项包含10 项随机对照研究的荟萃分析得到类似结果[63]，与安慰剂组相比，补充维生素D3 组癌症相关死亡率显著降低。

目前虽然有多项研究表明维生素D 水平与胃癌预后相关，但在临床工作中通过补充维生素D 改善胃癌患者预后仍受到限制，其维生素D 补充剂量、干预时间、干预方式及补充维生素D 潜在的副作用尚未明确，因此仍需大量临床研究进行探索。

6 总结与展望

近年，维生素D 与恶性肿瘤的关系得到广泛关注。目前大多数研究表明，维生素D 与胃癌的发病率和死亡率呈负相关，这种观点在细胞、动物模型水平、临床试验及生态学研究中都得到证实。然而，流行病学数据仍存在矛盾。关于血清25(OH)D3 水平与胃癌关系的研究结果仍不一致，这可能与血清维生素D 状态不精确和不连续的评估有关。尽管流行病学数据存在矛盾，但维生素D 潜在的抑制胃癌作用也应得到重视。实验室研究表明，VDR 是维生素D 细胞效应的重要介质，维生素D 及其代谢产物可激活VDR，抑制胃癌细胞的存活、增殖和转移。其次，维生素D 也可能通过抑制HP 感染降低HP 相关胃癌发病率。此外，维生素D 及其类似物与化疗药具有协同作用，可能在胃癌患者后续治疗中发挥重要作用。但维生素D 作为补充剂能否预防或协助治疗胃癌仍需大规模和长期的临床随机对照试验(RCT)来探索。