维生素D与肝纤维化相关性的研究进展

赵荣楠，范松松，张阳，张兴元

维生素D与肝纤维化相关性的研究进展

赵荣楠，范松松，张阳，张兴元

滨州医学院附属医院肝胆外科，山东滨州 256603

肝纤维化是肝脏受各种慢性损伤反复刺激而出现的细胞外基质过度沉积、纤维瘢痕大量形成的一种病理过程较长的肝脏疾病。肝纤维化可进一步发展为肝硬化，甚至肝癌。维生素D是一种类固醇激素，其在调节钙、磷代谢的过程中起重要作用。成人缺乏维生素D可致骨质疏松，儿童缺乏维生素D可致佝偻病。研究证实，维生素D不仅可调节钙、磷代谢，其在调节免疫方面也有重要作用。维生素D与肝脏相关疾病的发生发展密切相关。本文对维生素D与肝纤维化的相关性研究进展进行综述。

肝纤维化；维生素D；肝硬化；作用机制

1 维生素D概述

1.1 维生素D的来源与合成

维生素D是一种脂溶性维生素，其主要功能是促进小肠黏膜细胞对钙和磷的吸收，在骨代谢和钙稳态调节中起主要作用，是包括人在内的高等动物生命所需的基本营养元素。维生素D对人体的骨骼健康具有重要作用，多数慢性肝病患者普遍存在维生素D不足或缺乏的情况[1]。低维生素D水平与肝纤维化发生风险增加存在显著相关性。研究认为，维生素D可作为生物标志物反映肝纤维化的进展情况[2]。

维生素D由维生素D原经紫外线照射转变而来。人体内的维生素D主要来源于食物和自身合成。富含维生素D的天然食物较少，膳食维生素D含量低，因此人体主要通过自身合成或通过强化食品、补充剂获取维生素D[3]。维生素D在直接被人体摄入时并不具有生物学活性。维生素D首先在肝脏中合成为25(OH)D3，然后再合成具有生物活性的1,25-(OH)2D3，其是维生素D生物活性最强的一种形态，可通过调控多种基因直接或间接地调节细胞的增殖、分化和凋亡等[4]。因此，维生素D是一种激素原，而不是真正的维生素。维生素D缺乏会增加佝偻病和骨软化的发生风险[5]。现已证实维生素D可调控体内200多个基因的表达。

1.2 维生素D的免疫作用

维生素D主要通过与维生素D受体（vitamin D receptor，VDR）结合而发挥生物学作用[6]。VDR于1974年被首次发现[7]；其可在多数细胞和组织中表达，不仅存在于骨、肾和肠等主要靶组织中，还存在于肌肉、大脑和肝脏等其他组织中。VDR是维生素D的生物活性形式，1,25-(OH)2D3与之结合发挥作用。近年来，多项研究证实其具有抗肝纤维化作用。但因缺乏配体，VDR基本上处于不活跃状态。当25(OH)D3转化成具有生物活性的1,25-(OH)2D3时，再与维生素D反应元件结合，从而促进基因转录。VDR是一种核激素受体，其配体结合区介导1,25-(OH)2D3与类视黄醇X受体形成异二聚体，从而促进基因转录[8]。在无类视黄醇X受体的情况下，VDR同源二聚体也可结合DNA调节基因表达。VDR在其无配体状态下也可能影响基因转录。VDR几乎在体内的每一个组织中均有表达，其表达水平在不同的细胞之间存在差异[9]。通常情况下，正常肝脏表面VDR非常少，但巨噬细胞、肝星状细胞（hepatic stellate cell，HSC）、库普弗细胞可强烈表达VDR，这些细胞可在非疾病状态下介导维生素D的功能[10]。当炎症增加时，VDR水平随之增加，促进肝纤维化的发生发展。

2 维生素D与肝纤维化的关系

乙肝肝硬化在临床中常见，是长期或反复作用形成的弥漫性肝损害。肝损伤的特征之一是进行性肝纤维化，是各种慢性肝病患者终末期肝病死亡的重要原因。肝纤维化是一个病理生理过程，任何肝损伤在修复愈合的过程中都有肝纤维化的过程，如果损伤因素长期无法去除，纤维化过程长期持续就会发展成肝硬化，因此其不是一种独立疾病[11]。肝纤维化是各类致病因素引起肝脏发生损伤–修复反应的结果，其主要病理改变为肝内弥漫性细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的过度沉积，是多种慢性肝病向肝硬化进展的共同反应[12]。肝纤维化是发展为肝硬化的重要病理过程，HSC的激活是主要通路。肝脏受损后，炎症因子释放可导致HSC活化，促进肝纤维化。

在全球范围内，肝硬化的发病率呈上升趋势。流行病学研究数据表明，维生素D缺乏人群中肝硬化的发病率明显高于正常人群；同样，肝硬化患者的维生素D水平常较低，在老年人和慢性病患者中更为多见[13]。临床上主要通过检测血清25(OH)D3来评估体内维生素D水平。相关实践指南建议，25～80ng/ml为维生素D的最佳范围[14]。维生素D缺乏与光照不足相关。维生素D的合成离不开紫外线照射。当今大部分人的时间都消耗在网络上，很少进行室外活动，大大减少阳光照射的时间。雌激素可增强VDR的表达，使女性体内的维生素D水平降低，因此女性较男性更易出现维生素D缺乏的情况[15]。研究表明，慢性肝病患者因门静脉高压引起肠水肿和胆汁酸分泌减少进而导致对维生素D的吸收不良，使血清维生素D水平降低，随着肝病的发展活化的维生素D水平继续降低，形成恶性循环，加剧肝纤维化的发展[16]。研究表明，慢性肝病患者维生素D缺乏的患病率比普通人群高64%～92%，Child-Pugh C级肝硬化患者的维生素D缺乏率明显高于Child-Pugh A级患者[1]。在一项207例不同慢性肝病患者的回顾性研究中，维生素D水平与患者的肝纤维化呈负相关，维生素D缺乏在慢性肝病患者中非常普遍，尤其是晚期纤维化患者[17]。

3 维生素D调控肝纤维化的分子机制

维生素D在调节纤维化过程中发挥作用，且越来越多的研究结论支持维生素D介导的VDR活性可能与抑制肝纤维化有关的假设。鉴于维生素D对肝纤维化具有调节作用，维生素D缺乏是否会增加慢性肝病患者发生肝纤维化的风险尚待明确。逆转肝纤维化有助于防止病情向肝硬化发展，而转化生长因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）是迄今为止发现的最有效的促纤维化细胞因子，是最强的肝纤维化诱导剂之一，其几乎参与肝纤维化的每一个过程[18]。调控TGF-β1的表达对肝纤维化的发生发展具有重要意义。Chen等[19]研究揭示VDR和假定的维生素D膜受体之间的相互作用，维生素D可抑制HSC中TGF-β1介导的纤维化，且上述作用在缺乏VDR的情况下参与。研究表明，在调节ECM组成方面，TGF-β1可通过上调纤维连接蛋白、胶原蛋白、整合素和基底膜蛋白的表达，导致ECM增多[20]。在TGF-β1信号通路中，激活的Ⅰ型受体磷酸酯细胞质蛋白被称为母体抗生物皮肤生长因子同源物（small mothers against decapentaplegic，Smad），该蛋白是TGF-β1的直接作用底物[21]。维生素D抑制肝纤维化形成的机制可能是通过抑制HSC的增殖减少ECM的合成，促进其降解，从而抑制肝纤维化；而维生素D缺乏或不足是导致或加剧纤维化的重要原因之一。邓文升等[22]研究1,25-(OH)2D3对肝纤维化大鼠肝组织TGF-β1和α-平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）表达的作用，结果显示正常组大鼠肝小叶区结构完整，肝细胞排列整齐，并无任何变性及坏死，而对照组大鼠的细胞变性坏死明显，出现增生的假小叶及纤维沉积；经1,25-(OH)2D3灌胃治疗组的大鼠细胞变性水肿较对照组轻，肝内纤维化程度减轻；关于α-SMA蛋白，正常组几乎未见表达，模型组表达大量α-SMA蛋白，治疗组大鼠肝组织中α-SMA的表达明显减少，且主要集中于纤维间隔处；关于TGF-β1，正常组仅有微量甚至无表达，对照组表达大量TGF-β1，而治疗组大鼠TGF-β1的表达显著减少，研究认为维生素D干预后的大鼠肝脏组织中TGF-β1表达明显降低。上述研究证实，维生素D水平与肝纤维化严重程度存在相关性，可通过抑制TGF-β1的表达而阻止肝纤维化的发展。

4 治疗

研究发现，维生素D-VDR复合物可作为HSC内的配体依赖性转录阻遏物，拮抗TGF-β1介导的Smad3向促纤维化基因调节位点的募集[23]。维生素D作为慢性肝炎患者肝纤维化发展的预防措施，其可能的益处也被提出[24]。无论是否存在骨病，可将维生素D补充剂的适应证扩大到所有慢性肝病患者。一项荟萃分析研究表明，30ng/ml的临界值是预防慢性丙型肝炎患者肝纤维化和治疗失败的合适阈值[14]。应对维生素D缺乏（<20ng/ml）的高危人群（包括肝衰竭患者）进行筛查，并建议此类人群补充维生素D，血清维生素D水平高于30ng/ml可能对降低各种疾病的风险有益处[25]。建议维生素D缺乏患者每周一次服用50 000IU的维生素D2或D3，持续8周，以达到30ng/ml以上的水平[14]。尽管关于维生素D对肝纤维化进展作用的临床研究较少，但补充维生素D可改善各种慢性肝病患者的临床结局并对减少肝纤维化形成产生潜在影响。此外，低维生素D水平与肝纤维化严重程度之间的关系支持补充维生素D可能是一种廉价的替代疗法，有助于延缓肝纤维化的进展。考虑到维生素D缺乏对肝纤维化患者的不利影响，需要进一步进行大规模前瞻性队列研究和随机试验，以充分阐明维生素D水平降低对肝纤维化发展的影响程度。

5 小结与展望

肝纤维化的发生和发展源于内源性和外源性因素的独特组合，包括遗传、饮食、环境因素、生活方式及细胞外或细胞内分子变化。维生素D是目前已知对肝纤维化起保护作用的可能分子之一。维生素D通过VDR发挥作用，可抑制TGF-β1诱导的HSC纤维化。流行病学研究表明，维生素D水平降低在慢性肝病患者中非常普遍。补充维生素D与促纤维化细胞因子的产生减少相关，由此确定低维生素D水平可作为肝纤维化发展的危险因素[2]。肝损伤能否加速维生素D体内平衡的紊乱或发挥相反作用的问题依旧存在。然而，无论维生素D在慢性肝病中扮演何种角色，维生素D仍被视为一种诊断工具和预后指标。不断有证据支持低维生素D水平与肝功能不全的相关性，并支持肝纤维化人群使用维生素D作为预后的标志之一[26]。

尽管维生素D在慢性肝病中的确切作用机制尚未完全阐明，但其在慢性肝病的治疗中具有潜在益处。近年来，随着对维生素D研究的不断深入，维生素D广泛的非钙、磷代谢调节的新作用逐渐被挖掘，这些研究已被重视并开始得到应用。在多项细胞和动物实验中，维生素D表现出一定的抗肝纤维化作用，其抗肝纤维化作用的机制也被逐渐阐明。维生素D有望成为一种潜在的预防和治疗肝纤维化的药物，但由于维生素D在体内靶细胞种类较广泛，各种反馈机制相对复杂，对其抗肝纤维化作用有待进一步深入研究。

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（2022–11–27）

（2023–09–13）

R575

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.28.030

山东省省级临床重点专科学科建设项目（SLCZDZK-2401）

张兴元，电子信箱：byfyzxy@163.com