中科院上海生命科學(xué)研究院營養(yǎng)科學(xué)研究所 王慧研究員
1913年，美國科學(xué)家埃爾默·麥科勒姆(Elmer McCollum)和瑪格麗特·戴維斯(Marguerite Davis)在魚肝油里發(fā)現(xiàn)維生素A。后來，英國醫(yī)生愛德華·梅蘭比(Edward Mellanby)發(fā)現(xiàn)魚肝油可以預(yù)防佝僂病，于是認(rèn)為是維生素A或者其協(xié)同因子在其中發(fā)揮了作用。直到1921年，麥科勒姆發(fā)現(xiàn)，被破壞了維生素A的魚肝油具有同樣的預(yù)防佝僂病的功效，真正發(fā)揮該作用的一種脂溶性維生素由此浮出水面，它因為是第四種被發(fā)現(xiàn)的維生素而獲名“維生素D”。隨后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人體在陽光的照射下，能夠經(jīng)由皮膚將體內(nèi)的7-脫氫膽固醇合成為維生素D，因此，維生素D也被譽為“陽光維生素”。
維生素D主要包括5種化合物，分別為維生素D1、D2、D3、D4和D5，與人體健康關(guān)系較密切的是維生素D2和D3，通常所說的維生素D即指這兩種形式的維生素D。其中，維生素D2也稱“骨化醇”，由植物中的麥角固醇經(jīng)過紫外線照射轉(zhuǎn)化而成;維生素D3則由人和動物皮膚細(xì)胞中含有的7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射后光化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變而成，是人體內(nèi)維生素D的重要來源。食物中獲取的維生素D或經(jīng)皮膚合成的維生素D進(jìn)入肝臟后，在肝微粒體內(nèi)經(jīng)25-羥化酶的作用形成25(OH)D，并伴隨血液循環(huán)進(jìn)入腎臟，在腎細(xì)胞線粒體中1-羥化酶的作用下生成高生物活性形式1,25(OH)2D。
在維生素D發(fā)現(xiàn)后的相當(dāng)一段時間里，這種能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣、磷代謝平衡的“陽光維生素”與骨骼健康的關(guān)系受到了密切關(guān)注，科學(xué)家們系統(tǒng)而深入地對其生理學(xué)功能進(jìn)行了研究和探討。隨著科學(xué)的進(jìn)步，人們對于維生素D的生理學(xué)認(rèn)知也在不斷更新。近幾年來，關(guān)于維生素D在免疫調(diào)節(jié)、腫瘤預(yù)防、慢性代謝性疾病預(yù)防以及細(xì)胞微環(huán)境調(diào)控等方面的功能和作用的報道不斷涌現(xiàn)。美國《時代》雜志將“發(fā)現(xiàn)維生素D更多的健康益處”評為2007年全球醫(yī)學(xué)十大發(fā)現(xiàn)之一，同時也將維生素D缺乏列入未被認(rèn)識的流行病。尤其值得關(guān)注的是，近年來科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)維生素D缺乏可能與多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，使得維生素D與腫瘤的關(guān)系成為腫瘤預(yù)防研究領(lǐng)域的熱點。正如美國科學(xué)家丹尼斯·曼根(Dennis Mangan)所言：“如同癌癥藥物的圣杯，維生素D在降低癌癥的發(fā)生率方面所產(chǎn)生的效應(yīng)遠(yuǎn)大于戒煙和其他已知的策略?！?/p>
維生素D可能降低多種癌癥的發(fā)生風(fēng)險
早在1915年，美國科學(xué)家霍夫曼(Hoffman)發(fā)現(xiàn)，位于不同緯度的城市的居民癌癥死亡率與其所處地理緯度之間呈現(xiàn)階梯式下降的趨勢。1937年，美國學(xué)者派勒(Peller)等發(fā)現(xiàn)，增加陽光的暴露能降低癌癥的發(fā)生風(fēng)險。基于維生素D可經(jīng)日光照射在皮膚中生成的科學(xué)基礎(chǔ)，加蘭德(Garland)等提出，低水平維生素D可能與結(jié)直腸癌的高發(fā)生率存在相關(guān)性的假設(shè)。這一推論在隨后開展的大量流行病學(xué)研究中得到了驗證。研究顯示，維生素D缺乏和多種腫瘤發(fā)生顯著相關(guān)，包括結(jié)直腸癌、乳腺癌、胰腺癌、肺癌等。
人群研究還揭示，維生素D與胰腺癌、肺癌、卵巢癌、食管癌等的發(fā)生風(fēng)險同樣呈負(fù)相關(guān)。由12萬名男性和女性參與的衛(wèi)生專業(yè)人員隨訪研究(Health Professionals Follow-Up Study)和Nurses Health Study根據(jù)調(diào)查問卷采集到的飲食信息，對受訪者的維生素D攝入量進(jìn)行估計。在長達(dá)16年的隨訪中，共有365例確診為胰腺癌。研究結(jié)果顯示，飲食中攝入了較多維生素D的受訪者與維生素D攝入量較低的人群相比，其胰腺癌發(fā)病率較低。美國學(xué)者還發(fā)現(xiàn)，血清25(OH)D水平高于44nmol/L的非吸煙者比低于44nmol/L的非吸煙者患肺癌的風(fēng)險降低了近50%。
然而，現(xiàn)有的大多數(shù)維生素D相關(guān)的流行病學(xué)研究采用的是包括病例-對照研究和隊列研究觀察性研究方法，隨機(jī)干預(yù)人群研究報道較少。其中，最具影響的是拉佩(Lappe)等報道的在1179名婦女中開展的為期4年的隨機(jī)對照實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每天同時補充1100IU的維生素D3和1450 mg(毫克)鈣能降低癌癥的發(fā)生率達(dá)77%。然而，即使如此，仍亟待開展更多的臨床干預(yù)研究來證明維生素D對多種腫瘤的預(yù)防作用。
分子生物學(xué)機(jī)制研究揭示“陽光維生素”的巨大抗癌潛能
癌癥往往是機(jī)體正常細(xì)胞在多原因誘導(dǎo)下，經(jīng)多階段與多次突變所形成的。正常細(xì)胞在轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞的過程中需要獲得癌細(xì)胞的六大特征：持續(xù)性地?zé)o限制地增殖、逃避生長抑制、抵制細(xì)胞死亡信號、不朽的復(fù)制機(jī)制、血管生成能力、活躍的侵襲和遷移能力。另外，癌癥細(xì)胞還具有招募其他正常細(xì)胞為其生長提供有利的腫瘤微環(huán)境的能力。
目前，關(guān)于腫瘤的預(yù)防和治療手段的發(fā)展均是建立在清楚癌癥發(fā)生發(fā)展的特點，針對癌癥發(fā)展過程中的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將癌癥細(xì)胞清除。
那么，維生素D在抑制癌癥的發(fā)生發(fā)展過程中究竟能發(fā)揮哪些作用?
既然維生素D有如此巨大的抗癌潛能，補充維生素D是否是必不可少的?什么樣的人需要補充維生素D?又該如何補充呢?
通常，科學(xué)家以血清25(OH) D濃度作為人體維生素D的營養(yǎng)狀況衡量標(biāo)準(zhǔn)，25(OH)D水平高于20ng/ml(納克/毫升)視為維生素D充足，12ng/ml—20ng/ml為維生素D不足，小于12ng/ml則視為維生素D嚴(yán)重不足。以此為標(biāo)準(zhǔn)，美國加州大學(xué)河濱分校生物化學(xué)家諾曼(Norman)等估計，全球一半以上的人口維生素D缺乏。調(diào)查研究顯示，我國中老年人群中維生素D缺乏和不足人群分別占69.2%和24.4%之多。由此可見，維生素D缺乏是個相當(dāng)嚴(yán)峻的全球性問題。老年人、肥胖者、孕婦以及一些特定的患病人群更容易發(fā)生維生素D缺乏。
目前已知曬太陽是最簡單經(jīng)濟(jì)的獲取維生素D的方式。每天進(jìn)行足量的戶外活動，適當(dāng)?shù)乇┞队谔柟庀履軒椭つw合成能滿足我們?nèi)梭w大部分需求的維生素D。值得注意的是，涂抹防紫外線的防曬霜或撐遮陽傘會使獲得維生素D的量大大減少。另外，由于受生活區(qū)域的緯度、種族習(xí)俗、人種膚色、個人的穿衣習(xí)慣、季節(jié)變化等影響以及某些特定人群(如老年人等)自身合成維生素D的能力下降，單單依靠日光照射，很多時候并不能獲得足量的維生素D，此時膳食補充就顯得尤為重要。2010年，美國醫(yī)學(xué)研究院提出了最新的維生素D推薦膳食攝入量，1歲以下嬰兒每天適宜攝入量為400IU;1—70歲每日推薦攝入量為600IU;70歲以上每日推薦攝入量為800IU。動物性食物是天然維生素D的主要來源，如魚肝油、含脂肪高的海魚和魚卵、動物肝臟、蛋黃、奶油和奶酪等。由于富含維生素D的天然食物并不多，所以，在從天然食物獲取不足的情況下，通過維生素D強(qiáng)化食品或維生素D補充劑適當(dāng)?shù)匮a充也是必要的。
然而，上述維生素D推薦攝入量很大程度上是基于維生素D在維持骨健康及正常鈣代謝的功能的基礎(chǔ)上擬定的，很多學(xué)者指出這樣的劑量并不足以使維生素D發(fā)揮包括抗癌作用在內(nèi)的其他生理功能。為此，美國維生素D協(xié)會提出，在缺乏適量的陽光暴露的情況下，每日推薦補充維生素D3的量分別為：1歲以下的健康嬰兒1000IU;1歲以上健康兒童1000IU/25磅(約11.3千克)體重;健康青少年和成人至少5000IU;孕婦和哺乳期婦女至少6000IU。癌癥患者或肥胖者還應(yīng)在此基礎(chǔ)上適當(dāng)增加補充量。
當(dāng)然，過高劑量地攝入維生素D也可能引起高鈣血癥等毒副作用，因此，美國醫(yī)學(xué)研究院將維生素D的每日最高耐受量定為4000IU。但這個劑量的設(shè)定由于過于保守而備受爭議。有研究表明，持續(xù)20周，每天攝入10,000IU的維生素D，并沒有對人體產(chǎn)生明顯的毒副作用。實際上，在持續(xù)每天口服10,000IU的維生素D的情況下，血清25(OH)D的平均水平僅相當(dāng)于夏季長時間暴露于中緯度地區(qū)日曬后人體所正常反映出來的水平。不過，由于對維生素D的耐受可能存在地區(qū)和種族間的差異，因此，中國人群對維生素D的安全耐受量還有待確定。
總而言之，補充維生素D的最佳方案應(yīng)該是，接受充足的日光照射的同時，在咨詢醫(yī)師的基礎(chǔ)上，酌情適當(dāng)增加維生素D的攝入，最大限度地減少維生素D缺乏的發(fā)生并獲取足量的維生素D，以對我們的健康產(chǎn)生最大的益處。
責(zé)任編輯：李玲
