维生素D是维生素家族中的重要成员之一,我们熟知其对于维持骨平衡具有极其重要的作用,发育中的幼儿维生素D缺乏会诱发佝偻症,中老年人则易发骨折。在特定人群(幼儿、中老年人)作为膳食补充剂广为使用,大大降低了儿童佝偻症的发病率以及中老年人严重性骨折发生率。自上个世纪以来,对于维生素D在骨组织之外的作用成为了研究的热点,越来越多的研究表明,维生素D与多种疾病密切相关,激发了人们对维生素D补充剂可能对健康产生影响的强烈兴趣甚至非理性的热情,甚至成为维生素D厂家销售的推手。维生素D真的包治百病吗?
维生素D与疾病(图片来自网络)
首先,我们了解一下维生素D究竟从哪里来到哪里去。人体内的维生素D主要通过紫外线照射皮肤中的7-脱氢胆固醇,使其转变为维生素D3摄入,因而称其为阳光维生素。除此之外,还可由动物性食品中补充,包括鱼肝油、牛奶等。但是真正起到活性作用的维生素D是其在体内的代谢产物,首先在肝脏微粒体中被单氧酶系统羟化为25-OH维生素D,随后进入血液循环进一步在肾脏,胰腺、胎盘、肺、结肠、乳腺、前列腺等脏器中经CYP27B1酶转化为1,25(OH)维生素D。活性形式的1,25(OH)维生素D在局部通过作用细胞表面的维生素D受体(VDR)发挥其生物学功能。
对与维生素D代谢相关的CYP27B1酶以及发挥效应密切相关的VDR在组织中的表达进行研究,发现二者在体内非骨组织区域分布十分广泛,甚至在肿瘤细胞中也具备维生素D代谢的酶及相应的受体,也就为维生素D的多功能性研究提供了物质基础。并且1,25(OH)维生素D可以调控大量的基因表达(约占所有基因的3%),而这些基因中很大一部分都与钙或骨稳态无关。在动物模型中,维生素D对多种系统疾病均表现出可喜的疗效,体外实验对其药理机制也有了深入的研究。那么,目前对于维生素D对各系统的疾病影响的研究究竟进展如何?下面对维生素D在几个主要的系统疾病中的作用现阶段进展分别进行介绍:
心血管疾病
在维生素D调节的基因中,肾素、血栓调节蛋白以及纤溶酶原激活物抑制剂等对维持心血管系统的稳定有重要的作用,维生素D缺陷的小鼠均表现出高肾素高血压以及心肌肥大,并且纤维蛋白溶解减少而形成血栓,以上结果从动物水平上证明维生素D对于维持心血管稳定极为重要,并且临床观察实验也提示血液中25OH维生素D低的人群患心血管疾病风险较高。但维生素D对心血管疾病的干预效果并不明确,几组临床研究并未发现补充维生素D可抑制心肌梗死的发生率,仅在一则黑色人种的实验中证明每天摄取1000IU维生素D可抑制高血压患者的收缩压,但对舒张压并无抑制。相反,有结果显示摄入过量的维生素D可能对心血管系统产生严重的负面影响,导致血管钙化,器官衰竭甚至死亡。
皮肤相关疾病
皮肤是维生素D产生的场所,也是其代谢活跃的组织。动物实验中我们可以看到,维生素D缺陷的小鼠表皮分化被严重破坏,并且对紫外线以及化学物质诱导的皮肤损伤更为敏感,机制研究表明1,25(OH)维生素D和钙共同参与刺激角质细胞分化,维持皮肤正常代谢。银屑病正是由于持续的炎症导致角质细胞过度增殖却不能正常分化引起的皮肤病,与动物实验一致,临床实验表明局部使用1,25(OH)维生素D或者其衍生物可以缓解银屑病的斑块。如今,外用维生素D衍生物的使用已成为治疗银屑病病变常见方法。
肿瘤
癌症是威胁人类生命的第一大杀手,因此也称为科学家关注的焦点。在上个世纪,就有流行病学研究显示太阳辐射与癌症发病率和死亡率之间关系。在许多肿瘤细胞以及肿瘤微环境中均可检测到与CYP27B1以及VDR的表达,提示维生素D活性形式及其介导的信号存在于肿瘤组织中。临床前基于细胞水平以及动物水平的实验均证明维生素D与抑制肿瘤生长密切相关,其可通过抑制肿瘤细胞生长,改变微环境中雌激素水平,抑制促肿瘤生长细胞因子的功能等机制抵抗肿瘤。但目前对于临床上维生素D与肿瘤的关系仍有争议,血液中维生素D低的人群罹患乳腺癌以及结肠癌的几率较高。与之相反,维生素D过高反而会增加人群患前列腺癌的风险,并且现有的干预研究仍然无法证明维生素D补充剂可以减小人类癌症的发病率。因此对于补充维生素D抗肿瘤的展望需要进行更大规模的研究以提供更具决定性的结论。
免疫系统疾病
在免疫细胞中同样蕴藏着维生素D代谢酶以及受体VDR,并且对免疫细胞的功能有显著的作用。体外研究表明维生素D具有增强天然免疫,免疫调节的作用。1,25OH维生素D可促进单核巨噬细胞分泌抗菌肽,帮助机体清除病原体,这一现象在临床上也得到了证实。许多临床研究也表明维生素D缺乏与感染风险增加相关,早在1800年人们就认识到阳光对患有结核病的患者有益。多项随机对照试验证明了维生素D补充可以增强维生素D缺乏人群对感染的抵抗力。此外,维生素D补充为免疫性肠炎患者也带来了曙光。免疫性肠炎患者均伴随着维生素D缺陷,进一步导致其靶基因表达缺陷,其中NOD2/DEB4的缺陷与肠炎发生密切相关,PDL1缺陷导致持续的炎症。最重要的是,多组临床干预实验也表明维生素D补充可以缓解免疫性肠炎。自身免疫病是由于免疫系统对自身抗原不能耐受,产生过度免疫应答的疾病,根据累积器官的不同分为不同的疾病类型,比如神经系统的多发性硬化症、关节滑膜组织的类风湿性关节炎等。维生素D可通过诱导调节性T细胞的分化控制疾病的进程,目前的临床实验证明维生素D可能对多发性硬化症有一定的改善效果,但并未明确其对类风湿性关节炎的改善作用。
除此之外,维生素D的研究还涉及肌肉系统(肌肉功能障碍)、神经系统(精神分裂症、抑郁症、睡眠等)、内分泌系统(糖尿病等),为维持人类的健康提供了新的思路。但是我们对于这些初步的研究必须理性对待,基于目前的数据,维生素D补充剂包治百病的宣传当然没有得到证实。当然,许多临床数据已经表明,补充维生素D对骨组织以外的疾病有一定的效果,如呼吸道感染、免疫性肠炎、多发性硬化症等。并且维生素D类似物对银屑病局部治疗效果已经充分证明。根据NIH临床实验的登记,目前大约有3000项关于维生素D的临床实验仍在进行中。因此,我们希望在未来十年内这些研究的结果将进一步阐明维生素D可能产生的有益作用。同时,维生素D摄入过高引起的不良影响也应得到重视,血液中维生素D的正常范围应进一步细化,指导人类科学地补充维生素D。