维生素D在幽门螺杆菌感染及根除中的研究进展

申洋 李昌平

幽门螺杆菌(Hp)是革兰阴性菌微需氧菌，选择性定植于人类的胃黏膜上皮，可诱发一系列胃肠道疾病，如慢性胃炎、消化性溃疡及萎缩、肠上皮化生、上皮内瘤变、胃黏膜相关淋巴瘤甚至胃癌等[1-2]。全球有高达50%的人群感染Hp，由于卫生条件和社会经济状况均是影响Hp感染的重要因素，因此在发展中国家Hp感染率更高[3]。Hp感染后症状无特异性，其中80%～90%的感染人群无症状，10%～15%被证明有胃或十二指肠溃疡，在这部分人群中只有约1%～2%的患者发现患有胃癌[4]。因75%的胃癌和Hp感染相关，世界卫生组织(WHO)将Hp归类为一类致癌原。

维生素D为类固醇衍生物，属脂溶性维生素。25羟维生素D[25(OH)D]是维生素D在体内的主要存在形式。维生素D在肝脏中通过羟基化作用转化成25(OH)D，然后在肾脏中转换为具有活性的1,25二羟基维生素D[1,25(OH)2D]。血清25(OH)D水平高低反映人体维生素D的储存水平，且与维生素D缺乏的临床症状相关,血清中可测的95%的25(OH)D都是典型的25(OH)D3，25(OH)D2只有在服用维生素D补充剂的情况下才能达到可测的水平。维生素D不仅影响钙磷代谢，且具有广泛的生理作用，不仅可以调节机体免疫功能，还可以调节细胞增值和分化[5]。因此，维生素D不再仅只与骨骼系统疾病相关，研究发现，其还与心血管疾病、代谢性疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病甚至和恶性肿瘤相关[6-8]。关于血清中25(OH)D最佳保持水平目前的研究及指南还未达成共识。血清25(OH)D水平<10 ng/ml时被定义为维生素D缺乏[9]。

随着全球Hp的根除率下降、耐药率升高，如何提高Hp根除率便成了研究的热点。目前已有许多研究报道维生素D和慢性胃炎、Hp感染之间的关系及对Hp根除的影响。大多研究结果一致认为，Hp感染人群维生素D水平较未感染者低，维生素D水平与Hp根除率呈正相关。

一、维生素D缺乏与胃炎及Hp感染的关系

Antico等[10]为了探讨维生素D缺乏症是否是自身免疫性胃炎(AIG)的诱发因素，研究了AIG患者维生素D的水平，并对比其他病因导致的胃炎患者和健康参照人群的维生素D水平，结果显示健康人群的维生素D水平为(21.3±12.2)ng/ml，AIG患者维生素D水平为(9.8±5.6)ng/ml；Hp感染人群的维生素D水平为(11.1±8.4)ng/ml，可以看出AIG和Hp感染性胃炎人群的维生素D水平明显低于健康人群。

土耳其的Mut等[11]研究分析了65岁以上老年人群Hp感染状态与血清25(OH)D水平的关系，254例患者中43例Hp阳性，211例Hp阴性，Hp阳性和阴性组分别有21例(48.8%)和92例(43.6%)患者有上消化道症状(P=0.529),两组分别有14例(32.6%)和19例(9.0%)患者有萎缩性胃炎(P=0.002)，Hp阳性和阴性的老年人群血清25(OH)D水平分别为9.0 ng/ml和13.6 ng/ml(P=0.008)，Hp阳性维生素D缺乏人群数量多于Hp阴性维生素D缺乏人群(86.0%比67.3%，P=0.014)。该研究也表明维生素D水平与Hp感染有关，但该研究纳入的变量中混杂因素较多，如年龄、胃的萎缩与肠化等，且未探讨65岁以下人群维生素D水平与Hp感染的关系，并与65岁以上人群进行对比，因此无法排除年龄本身是否是导致维生素D水平变化的危险因素。Antico等[10]的研究结果显示，健康人群的维生素D平均水平为(21.3±12.2)ng/ml，土耳其研究中Hp阴性的老年人群维生素D水平为13.6 ng/ml[11]，明显低于Antico的研究结果。此外，Mut等的研究同样无法排除胃黏膜的萎缩肠化是否是导致维生素D水平下降的原因之一，因为Hp感染可以导致胃黏膜萎缩肠化，但并非所有的Hp感染都导致萎缩肠化。

但在Rahel等[12]的一项关于拟行减肥手术患者出现的术前营养不良是否与Hp感染有关的研究中发现，血清维生素D水平在Hp阳性或阴性的严重肥胖患者中差异并无统计学意义。该研究共纳入404例肥胖患者，平均BMI为(45.8±8.3)kg/m2，其中85例为Hp阳性，319例Hp阴性，两组患者25(OH)D平均水平分别为(49±30)nmol/L和(52±29)nmol/L(P=0.374)，但Hp阳性组中25(OH)D水平<25 nmol/L的患者(17例，21%)多于Hp阴性组(48例，15.2%，P=0.239)。该研究纳入的营养指标并不全面，既往研究表明Hp感染与血清中维生素E、维生素C或β胡萝卜素水平下降有关，但这些指标均未纳入该研究。此外，该研究并未说明是否排除了有在服用营养补充剂的患者。该研究中虽然纳入了严重肥胖患者，但大部分患者无不适症状。

Chen等[13]研究了感染Hp的无症状人群血清25(OH)D平均水平，共筛选出1 325例Hp感染人群，其中仅182例无症状，先后对比无症状的男性和女性Hp感染人群、年轻和老年Hp感染人群中的血清25(OH)D3水平，结果表明血清25(OH)D3平均水平在这两组对照人群中差异均无统计学意义，之后再对比了无症状Hp感染人群与健康对照人群的血清中25(OH)D3水平，结果显示差异仍无统计学意义，但Hp感染人群的外周血白细胞、淋巴细胞和中性粒细胞水平较健康对照组升高，差异有统计学意义。虽然Hp感染人群无明显症状，但外周血中免疫细胞和炎症细胞水平的升高说明轻度的Hp感染仍然可诱发持续的慢性炎症。从Chen等[13]和Rahel等[12]的研究结果中可以得出，无症状的Hp感染不会改变患者机体维生素D水平。因此，推测维生素D水平变化与否可能和Hp感染后是否处于活动性胃炎期有关。

二、维生素D对Hp根除率的影响

近年来在Hp感染的患者中，标准四联方案对Hp的根除率随着抗生素耐药率的逐年增高而下降。Song等[14]一项全国性调查研究结果发现，抗生素中左氧氟沙星的耐药率为33.5%，克拉霉素为37.5%，甲硝唑高达67.2%，如此高的耐药率导致今后我们可能会面临Hp根除失败率越来越高的局面。因此，如何提高Hp的根除率成为了临床关注的热点。

一项报道显示，较高的维生素D摄入量与较低的Hp感染发病率有关，且维生素D具有抗Hp作用[15]。维生素D3分解产物1(VDP1)仅对Hp有抑菌作用，而对其他细菌无抑菌作用。VDP1处理后可引起Hp细胞膜结构的破坏，最终使细菌细胞裂解，从而起到根除Hp的效果。Oguzhan等[9]纳入了220例Hp阳性患者进行研究，结果显示170例(77.3%)患者成功根除Hp，50例(22.7%)患者根除失败，Hp根除成功组有25例(14.7%)患者维生素D缺乏[25(OH)D水平<10 ng/ml]，根除失败组有42例(84%)患者维生素D缺乏；根除成功组与失败组血清维生素25(OH)D平均水平分别为(19.0±8.1)ng/ml和(9.1±4.7)ng/ml(P=0.001)。该研究结果表明维生素D水平下降会降低Hp的根除率，维生素D缺乏是Hp根治失败的危险因素。EI Shahawy等[16]的研究结果也显示Hp根除失败组患者维生素D水平比根除成功组明显降低。尹燕楠等[17]探讨了补充维生素D或钙剂对根除Hp的影响，结果发现单纯补充维生素D及补充维生素D加钙剂组能够提高Hp的根除率，根除率分别为85.7%和87.5%，对照组Hp根除率为65.8%(P<0.05)，单独补充钙剂组根除率为71.8%，与对照组比较差异无统计学意义。但因该研究为回顾性研究，样本量偏小，因此上述结果还需大样本的前瞻性研究来验证。

近期我国一项多中心观察前瞻性队列研究也证实Hp感染患者血清维生素D水平显著低于Hp未感染者[18]。该研究共纳入496例Hp阳性患者和257例Hp阴性患者，分别检测其血清维生素D水平，Hp阳性组维生素D水平明显低于Hp阴性组[(17.0±6.9)ng/ml比(19.2±8.0)ng/ml，P<0.001]。血清维生素D水平<10 ng/ml和≥10 ng/ml的患者Hp根除率也存在显著差异(71.7%比7.3%，P=0.005)。多元分析结果显示，血清维生素D水平≥10 ng/ml是成功根除Hp的独立危险因素(优势比0.381，95%CI0.183～0.791，P=0.010)。但补充维生素D是否可有效提高Hp根除率及根除率是否跟剂量相关目前暂时还缺乏相关研究。

三、维生素D影响Hp根治的可能机制

影响Hp根除成功的因素是多方面的，既有细菌方面也有宿主相关影响因素，如抗生素耐药性、细菌的毒力、宿主相关的基因改变等都能影响Hp的根除。在关于维生素D对Hp根除率影响的可能机制研究中，研究者们发现黏膜的免疫反应受损能导致Hp感染的根治失败[19]。维生素D在调节钙磷代谢方面一直起重要的作用，同时也是先天免疫系统有效的免疫调节因子，发生感染时可刺激机体免疫应答，从而在宿主保护中发挥重要作用[20]。若维生素D所诱导的免疫调节功能受损，当发生感染时，机体将无法引发足够的免疫反应[9]。

Nasri等[21]研究发现，血清Hp IgG抗体与血清25(OH)D3水平之间存在正相关性，表明维生素D类似物可能有抗Hp作用。维生素D在抗感染免疫中起重要作用,可能与清除微生物感染和减轻组织损伤相关。探讨维生素D抗菌机制之一可能是通过Hp抗原作用于细胞膜上的Toll受体(TLRs)参与介导的先天免疫实现的。激活的TLRs增加维生素D受体(VDR)基因和CYP27B的表达，而后者又可以促进25(OH)D3向更具生物学活性的1,25(OH)2D3转化，1,25(OH)2D3通过结合已被调高的VDR表达大量抗菌肽(CAMP)来增强巨噬细胞和单核细胞抗菌的能力。Hosoda等[22]通过体外实验进一步验证了维生素D3分解产物(VDP1)可以通过诱导Hp细胞膜结构的破坏并最终裂解细菌细胞而对Hp施加抗菌的作用。此外，维生素D3能够直接通过调控周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)和p53基因下游的细胞周期素依赖性激酶抑制基因p21致使G1期细胞周期中止[23]。同时，Hp感染也反过来影响维生素D的代谢。Antico等[10]研究表明，Hp胃炎患者的25(OH)D平均水平为(11.1±8.4)ng/ml(95%CI7.5～14.7)，与健康受试者[(21.3±12.2)ng/ml(95%CI19.7～22.9)]比较明显降低，可能机制为宿主对慢性Hp感染的反应是辅助性T细胞(Th)1型，其诱导损伤胃黏膜上皮，维生素D的缺乏不能有效将Th0分化成调节性T细胞(Treg)，且不能调控核因子κB和早期反应转录因子激活蛋白1的分泌，从而促进Th攻击。

Guo等[24]研究发现，当发生Hp感染时，维生素D能激活VDR从而抑制Hp的复制。VDR mRNA的表达水平在Hp感染患者中显著上升。CAMP基因直接受VDR上位于启动子区域的VDRE基因直接调控，CAMP的表达水平在VDR发出激活信号后明显上调，这种现象在多种细胞中均存在，如上皮细胞。CAMP在许多重要的细胞活动中都起重要的作用，如杀菌和抗菌的过程、趋化作用、血管的生成和伤口的愈合。Hp感染后可通过刺激胃黏膜上皮而使CAMP的表达增加，CAMP又能促进调控宿主黏膜防御与Hp对黏膜攻击之间的平衡。在Hp感染的胃黏膜中，VDR和CAMP的mRNA表达量之间存在明显的正相关性。VDR的siRNA可以减少Hp诱导CAMP的产生，另外还可以增加IL-6、IL8/趋化因子8(CXCL8)的表达水平。维生素D激动剂1α，25(OH)2D3可通过激活VDP来增加CAMP的表达，并减少Hp感染后胃黏膜上皮细胞1(GES-1)细胞中细胞因子的活动。此外，1α,25(OH)2D3可以增强免疫细胞对Hp繁殖的杀伤作用。总之，VDR在胃黏膜的免疫平衡和保护宿主来自Hp感染上起重要的作用。

Hu等[25-26]的研究揭示了人胃上皮细胞自噬现象与Hp之间的“对抗”关系，研究结果发现Hp隐藏在人自噬溶酶体失活的胃上皮细胞自噬小泡中内生存并繁殖，从而抑制了自噬溶酶体酸化，而维生素D3可通过激活维生素D3受体PDIA3恢复这样的抑制作用。维生素D3促进Hp清除机制为其首先激活PDIA3受体，促进PDIA3-STAT3蛋白复合体的核内转运，随后通过PDIA3-MCOLN调控途经的Ca2+转运通路，使自噬溶酶体的Ca2+外排，从而使其内pH下降，进而使自噬溶酶体酸化恢复正常，最终导致潜伏在胃上皮细胞的Hp在自噬溶酶体内被清除。此研究结果揭示了Hp在体内抗宿主免疫的新机制，证明维生素D3确实对胃上皮细胞清除Hp发挥至关重要的作用。

四、维生素D根除Hp可能出现的不良反应

目前关于维生素D辅助根除Hp是否会出现药物不良反应的相关报道较少。治疗剂量的维生素D通常不会导致不良事件发生，长期每天摄入过量维生素D将对人体有害。可能造成的后果包括恶心、头痛、肾结石、肌肉萎缩、关节炎、动脉硬化、高血压、轻微中毒、腹泻、口渴、体重减轻、多尿及夜尿等症状。严重中毒时则会损伤肾脏，使软组织(如心脏、血管、支气管、胃、肾小管等)钙化[27]。

综上所述，虽然关于Hp与维生素D之间关系的不同研究得出的结果不同，但大部分研究结果还是倾向于Hp感染患者维生素D水平低于未感染者，维生素D的缺乏是Hp根治失败的危险因素。但补充维生素D是否可提高Hp根除率目前尚无相关报道。因此除了提高患者的治疗依从性外，可在给予Hp感染患者标准四联根除Hp方案的同时，尝试通过补充维生素D来观察患者根除Hp的效果，这也将是临床治疗Hp感染的新的研究方向。同时，Hp根除率是否与维生素D剂量相关、维生素D辅助根除Hp是否会出现并发症及出现并发症的种类目前均无相关数据，有待更多的研究来解决这些疑问。