维生素D与甲状腺癌的研究现状

　　甲状腺癌是最常见的内分泌肿瘤，约占所有恶性肿瘤的1%，在我国甲状腺癌的发病率呈逐年上升趋势，在世界范围内亦是如此[1,2,3]。甲状腺癌的发病率持续快速增长使其成为发病率上升最快的肿瘤之一，并受到越来越多的关注。但是由于甲状腺癌的病因尚未明确，因此甲状腺癌的防治十分困难。

　　维生素D一直被学者们认为具有抗肿瘤的作用，因此在甲状腺癌领域也展开了许多研究。研究者们不仅发现维生素D缺乏可能增加罹患分化型甲状腺癌(DTC)的风险，而且证明维生素D可能通过作用于甲状腺癌细胞的增殖、分化、黏附性等抑制甲状腺癌的恶化进展[4,5,6,7,8,9]。此外，甲状腺滤泡上皮细胞内有维生素D受体(VDR)以及合成、降解1，25-二羟维生素D3[1，25-(OH)2D3]的酶的表达，VDR的水平在正常甲状腺组织与不同分化程度的甲状腺癌组织中存在一定的差异，分化好的甲状腺癌组织中VDR水平明显高于正常甲状腺组织，但是随着分化程度的降低VDR的水平发生了下降[10]，这提示VDR可能同样抑制甲状腺癌的恶化进展。因此探讨维生素D对甲状腺癌的作用与分子机制将为寻找甲状腺癌的新的防治措施提供更多的依据，具有十分重要的临床意义。

　　一、维生素D与肿瘤

　　1．维生素D代谢与功能：

　　维生素D3由皮肤内的7-脱氢胆固醇经紫外线照射后产生，并由维生素D结合蛋白(DBP)运送到肝脏，在线粒体维生素D25-羟化酶(CYP27A1)或微粒体维生素D25-羟化酶(CYP2R1)的作用下转化为25-羟维生素D[25-(OH)D]，这是血液循环中维生素D的主要存在形式，常常用来评估体内维生素D的营养状态[11,12]。随后，25-(OH)D在肾脏的1α-羟化酶(CYP27B1)的作用下转化为1，25-二羟维生素D[1，25-(OH)2D]，一旦转化完成即分泌入血作用于肠道、骨骼、肾脏，从而调节人体钙磷平衡。然而，经过几十年的研究发现，除了上述经典作用外，维生素D还通过自分泌和旁分泌途径调节多种细胞的增殖、分化和凋亡。

　　2．维生素D、VDR与肿瘤：

　　流行病学研究发现，低水平的25-(OH)D与高风险的肿瘤发生率有关，如结肠癌、乳腺癌、前列腺癌等[13,14,15]。同样，维生素D的活性产物1，25-(OH)2D可以降低动物体内肿瘤的发生率、缩小肿瘤的体积[8,16]。因此，越来越多的实验数据支持维生素D有肿瘤抑制作用这一观点，但其机制仍在进一步探索。

　　VDR是类固醇激素受体超家族中的一员，1，25-(OH)2D通过VDR激活或抑制靶基因的转录进而产生相应的生理效应。VDR广泛存在于人体各组织细胞内，作用的DNA结合位点至少有2776个，调节的基因至少有229个[17,18]。这些基因具有多种生理作用，包括抑制增殖、促进分化和凋亡、调节免疫以及一些其他组织、细胞特异性的调节功能等[19,20,21]。维生素D及其类似物能够抑制多种肿瘤细胞的增殖，而其中VDR的表达水平却能直接影响1，25-(OH)2D对前列腺癌、乳腺癌细胞的调节作用[22,23]。在结肠癌中VDR的表达水平与肿瘤恶性程度呈负相关，在上皮性卵巢癌中，VDR抑制癌细胞的侵袭，这种抑制作用不依赖于其配体1，25-(OH)2D[24,25]。这些说明VDR不仅介导维生素D的抑癌作用，而且还有独立的抑癌作用。

　　维生素D与甲状腺癌的相关研究显示，1，25-(OH)2D3能抑制癌细胞的增殖，增加癌细胞的黏附能力，并可能促进癌细胞的分化[5,6,8,9]。同样，甲状腺癌细胞中也存在VDR的表达。类似于结肠癌，VDR在分化好的甲状腺癌细胞中表达高，而在分化差的癌细胞中表达降低，甚至在未分化癌(ATC)中不表达[10]。除此之外，VDR在甲状腺乳头状癌(PTC)组织中的表达量高于其癌旁正常组织，且伴有细胞外基质蛋白1(EMC-1)和Ⅱ型跨膜丝氨酸蛋白酶(TMPRSS4)的高表达[26]。这些资料提示，维生素D和VDR可能在甲状腺癌的发生发展中具有重要作用，如能阐明其中的作用机制将有助于寻找新的防治措施。

　　二、维生素D与甲状腺癌

　　1．甲状腺癌：

　　滤泡上皮细胞来源的甲状腺癌主要包括DTC，DTC又分为PTC和甲状腺滤泡状癌(FTC)，约占所有甲状腺癌的90%以上。ATC则相对罕见，约占1%，可由正常的甲状腺直接癌变而来，或由已经存在的PTC与FTC进一步去分化而形成[27]。

　　甲状腺癌的病因及发病机制仍不清楚。正常甲状腺细胞在增殖、分化诱发因素与基因突变因素的共同刺激下可转变为肿瘤细胞。放射线是导致甲状腺癌风险增加的重要危险因素，有研究显示，长期头颈放射线照射易于诱发甲状腺癌[28]。此外，过量的碘摄入与PTC的发病率升高也存在一定的关系[29]，其他方面包括饮食如硒、致甲状腺肿物质和致癌物也可能起一定作用。因此，甲状腺癌可能是在众多因素的共同作用下而产生。

　　高分化甲状腺癌的传统治疗方式主要是手术切除肿瘤，即使肿瘤出现转移后，使用放射碘治疗仍可获得满意效果，但对于碘抵抗、低分化的肿瘤和ATC，放射碘的效果就不尽如人意了，此时化疗就成为术后复发或不能手术的甲状腺癌的重要治疗手段。不同类型的肿瘤细胞都普遍存有组蛋白乙酰化酶和去乙酰化酶的功能紊乱[30,31]。辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)是组蛋白去乙酰化酶抑制剂的一种，具有抗肿瘤效应，对甲状腺肿瘤细胞的生长有抑制作用[32]。并且有研究发现，1，25-(OH)2D3能够协同SAHA或紫杉醇抑制ATC的肿瘤细胞增殖，并且，1，25-(OH)2D3及其类似物MART-10能有效抑制ATC肿瘤细胞的侵袭和迁移[6,33]。这意味着1，25-(OH)2D3可能对ATC有治疗作用，尤其是与SAHA和紫杉醇联合应用时，能降低抗肿瘤药物的用量并减轻毒副作用。

　　2．维生素D缺乏与甲状腺癌的流行病学研究：

　　随着研究范围和深度的增加，人们普遍认为，低维生素D状态可以增加肿瘤风险，再加上维生素D缺乏又普遍存在，故每一个肿瘤患者体内维生素D的水平都需要得到重视。一项研究发现，紫外线的强度、体内血清25-(OH)D的水平与18种肿瘤的发生风险呈负相关[34]。尽管这类研究结论不足以使人们信服，但对大量人群的研究再次证实了维生素D可以预防肿瘤的观点[13,14,15,35]。因此，保证体内充足的维生素D对肿瘤的预防是有益的。

　　甲状腺癌作为人体最常见的内分泌肿瘤，维生素D的缺乏是否增加其风险引发了研究者们的关注。有研究发现，甲状腺癌患者外周血中1，25-(OH)2D3的浓度是偏低的，并且，肿瘤的恶性程度越高，1，25-(OH)2D3的浓度越低[36]。一项回顾性队列研究收集了212例DTC患者在甲状腺肿瘤切除术前的25-(OH)D检测数据，结果显示，维生素D缺乏(<37.5nmol/L)可能增加患DTC的风险[4]。另有一项回顾性研究针对548例已诊断为PTC并将进行甲状腺全切手术的女性患者，在术前2周采血测得25-(OH)D水平，并校正年龄、体重指数、季节、促甲状腺激素(TSH)等影响因素后进行数据分析，维生素D水平偏低(<18.57ng/ml)的患者的甲状腺肿瘤体积更大、更容易转移[37]。曾经还有报道使用活性维生素D衍生物(阿法骨化醇)治疗后甲状腺癌的瘤体缩小的个案[38]。但最新的一项研究又显示，维生素D缺乏与PTC的恶化与复发似乎并无明显关系[39]。这些研究结果的不一致可能与研究对象的选择、检测时间的差异、VDR多态性有关。因此，维生素D缺乏与甲状腺癌的关系还需要更多大样本的前瞻性随机临床研究进行证明。

　　3．维生素D信号通路与甲状腺癌：

　　1，25-(OH)2D主要通过结合VDR发挥基因调节作用，结合配体的VDR进入细胞核引发构象改变与维甲酸X受体(RXR)形成异二聚体，VDR-RXR复合体结合目标基因启动子区域的维生素D反应元件(VDRE)，激活或抑制基因的表达从而影响基因的转录，因此，VDR的表达异常将直接影响维生素D的生物学效应。VDR基因的多态性与结肠癌、乳腺癌、前列腺癌的发生风险有关[40,41,42]。甲状腺癌中的FTC也与VDR基因的多态性有联系，其中包括ApaI、TaqI、BsmI和FokI等4个单核苷酸多态性位点，ApaI、TaqI、BsmI的多态性影响VDR基因的表达与mRNA的稳定性，ApaI的AA与FokI的FF等位基因与单倍体tABF是FTC的保护因素[43,44]。此外，有研究报道，CYP27B1的罕见单体型rs10877012A/rs4646536T与24-羟化酶(CYP24A1)单体型rs2248137C/rs2296241A可能是PTC的保护因素，而CYP24A1单体型rs927650C/rs2296241G和rs927650C/rs2248137C/rs2296241G则与DTC发生风险增高相关[45]。其中单倍体型rs927650C/rs2248137C/rs2296241G与DTC患者体内低1，25-(OH)2D3浓度相关[46]。以上研究结果说明，维生素D途径的基因多态性与DTC的发生风险存在相关关系。

　　甲状腺癌中除了存在VDR基因多态性，研究者们还发现，对比正常甲状腺组织，DTC组织中的VDR表达量显著增高，当DTC发生局部浸润或远处转移时VDR的表达量又出现下降，ATC组织则基本为阴性表达[10]。VDR的这种差异性表达可能是肿瘤发生的一种代偿性改变，有助于增加甲状腺癌细胞对1，25-(OH)2D的反应性，也有可能是肿瘤进展过程中VDR产生独立于配体的自我保护作用，即阻止DTC恶化为增殖水平更高、分化水平更低的肿瘤。本研究组也发现了这一现象，当敲除FTC细胞的VDR时，肿瘤细胞的分化水平下降、增殖水平升高(未发表资料)。1，25-(OH)2D3代谢酶主要包括活化酶CYP27B1和灭活酶CYP24A1，CYP27B1和CYP24A1在DTC组织中的表达与VDR一致，也是明显高于正常甲状腺组织，因此，相比于正常甲状腺细胞，DTC细胞内1，25-(OH)2D3的代谢活性是增强的。并且，高分化的甲状腺癌与甲状腺腺瘤相比VDR表达增加，CYP24A1表达降低，CYP27B1则没有明显差别，DTC中高水平的VDR与低水平的CYP24A1能够增强1，25-(OH)2D3的抗肿瘤作用。而当PTC出现淋巴结转移时，CYP24A1的表达水平下降，CYP27B1表达则增加，其结果将可能提高细胞内1，25-(OH)2D3的整体水平。ATC组织中CYP24A1与CYP27B1表达水平与DTC无明显差异，但在有远处转移合并Ki67高表达的ATC则大多数缺失这两种酶[10]。总之，当肿瘤恶性程度进一步升高时，癌细胞内的1，25-(OH)2D3信号通路活性将会减弱。

　　4．维生素D作用于甲状腺癌的机制研究：

　　维生素D在甲状腺癌细胞中的抑癌机制仍不完全清楚。以往的研究结果显示，维生素D抑制甲状腺癌细胞的增殖、增加癌细胞的黏附性、促进癌细胞的分化，但是对癌细胞的凋亡的调节作用尚无实验依据[5,6,8,9]。

　　借助细胞体外实验，Liu等[5]在2002年发现，1，25-(OH)2D3及其类似物EB1089对甲状腺癌细胞的分化和凋亡均无作用，然而可以通过增加肿瘤抑制因子P27蛋白的表达抑制甲状腺癌细胞的增殖。3年后该研究小组又证明，1，25-(OH)2D3及其类似物EB1089作用于PTEN途径增加纤连蛋白的表达，纤连蛋白是一种细胞外基质蛋白，在细胞黏附、迁移、肿瘤侵袭性和转移等方面发挥重要作用，因此纤连蛋白表达增加最终抑制癌细胞迁移[9]。另有一项研究显示，1，25-(OH)2D3及其类似物CD578通过减少转录因子E2F1的表达使ATC细胞系的细胞周期停滞在G0-G1期，此外1，25-(OH)2D3单独培养或者与紫杉醇/SAHA联合培养癌细胞，分化指标钠/碘同向转运体(NIS)与甲状腺球蛋白(TG)的mRNA有轻度增加，但促甲状腺激素受体(TSHR)与甲状腺过氧化物酶(TPO)的mRNA表达无变化[6]。近期的一项研究显示，1，25-(OH)2D3通过作用于ATC类肿瘤干细胞的G2/M期从而抑制细胞增殖[47]。本研究组最近发现，1，25-(OH)2D3能够抑制DTC细胞的增殖，但对其分化指标NIS、TPO、TSHR等无论是mRNA还是蛋白表达均无明显作用(未发表资料)。

　　利用免疫缺陷小鼠，研究者将FTC细胞系WRO细胞注射于小鼠颈部，成功建立了原位的FTC小鼠模型[8]。在FTC小鼠的腹腔内注射1，25-(OH)2D3后，肿瘤的体积明显小于对照组，肺转移的发生率也显著降低，P27蛋白水平则增加，这与细胞实验结果相吻合，而且1，25-(OH)2D3干预组的TG水平是高于对照组的，这些结果说明1，25-(OH)2D3可以抑制FTC细胞在免疫缺陷小鼠体内的增殖、转移，并促进FTC细胞分化。

　　三、总结

　　甲状腺癌由于组织类型不同，临床病程和治疗方式也有所不同。在多数情况下，DTC可以成功手术治疗，然而，复发、转移、分化程度差的甲状腺癌则因去分化和快速增长等导致预后不良，故研究新的防治措施十分必要。

　　基于大量的研究资料表明，维生素D对DTC的增殖有抑制作用，VDR与维生素D代谢相关的酶(CYP24A1和CYP27B1)在甲状腺癌的形成与发展中也同样存在不可忽视的作用。因此，探索维生素D及其受体在甲状腺癌细胞中的作用机制，将有助于寻找甲状腺癌的新的治疗靶点并改进其防治策略。