指南共识 l 2020
维生素D的争议
第三届国际会议声明
编译：张慧
河南理工大学第一附属医院内分泌科
DOI: 10.1002/jbm4.10417
图表：陈康
摘要
第三届维生素D争议国际会议于2019年9月10日至13日在意大利古比奥举行。该会议是继2017年和2018年举行的前几次会议之后举行的，旨在解决维生素D研究中的争议话题。具体议题由会议指导委员会根据前几次会议中仍存在争议的领域选定。重新选择了其他主题，这些主题反映了自上次国际会议以来出现的特定主题。专家们在正式介绍和公开讨论后达成了共识。
正如本文将详细介绍的，在以下方面达成了共识：
营养性佝偻病的重要性和患病率
通常由阳光照射产生的维生素D量
全球维生素D缺乏的患病率
血清25OHD浓度作为维生素D储存最佳指数的重要性
维生素D缺乏的定义和阈值
维生素D类似物治疗银屑病的疗效。
不确定和争议的领域包括：
普通人群维持25OHD正常水平所需的每日维生素D剂量
代谢性骨病患者的补充建议
UVB暴露导致的皮肤维生素D生成
肝脏对25OHD代谢物的调节
维生素D过量的定义
急性疾病中的维生素D缺乏
生殖过程中的维生素D需求
在维生素D受体的影响下具有广泛的细胞和器官活动潜力
维生素D与人类主要疾病之间的潜在联系。
关于后一个领域，会议内容建议通过合理干预试验进行进一步的调查研究。
前言
2017年（J Clin Endo-crinol Metab. 2019;104(2):234–40）和2018年（Rev Endocr Metab Disord. 2020;21(1):89–116）第三届维生素D争议国际会议于2019年9月10日至13日在意大利古比奥举行。会议的目的是召集全球领先的维生素D研究专家，以解决维生素D研究中的持续争议和当前辩论话题。在就特定主题进行正式陈述之后，专家之间的讨论被用来帮助解决悬而未决的问题，并澄清不确定的领域。对2018年上一次会议的几个核心问题进行了重新讨论，如测定血清25OHD浓度的分析，这仍然是确定维生素D状态的关键和有争议的问题。对维生素D营养状况的定义也进行了回顾。讨论了新的领域，包括发展中国家维生素D的流行病学和25OHD阈值，以及如何根据人类发展不同阶段的健康和疾病确定这些阈值。还讨论了维生素D的治疗作用以及最近随机临床试验的结果对癌症、心血管疾病和糖尿病（DM）的治疗作用。很明显，由于设计、采用的治疗方案或受试者的基线维生素D状态存在疑问，最近试验的结果没有定论。在这里，我们还确定了有关骨骼和非骨骼疾病中维生素D的问题，这些问题的共识正在形成或仍然缺乏。
达成共识的议题
营养性佝偻病
营养性佝偻病，由单纯的维生素D或钙缺乏或两者兼而有之引起，仍然影响着全世界相当数量的婴儿和儿童。维生素D缺乏性佝偻病可以通过补充维生素D治疗。人们一致认为，婴儿和大多数儿童每天需要补充大约400国际单位（或大一点的儿童需要600国际单位）的维生素D来预防佝偻病，这是因为通常要避免直接暴露在阳光下，并且也不推荐非常年轻的人使用（Rev Endocr Metab Disord. 2020;21(1):89–116）。然而，这种补充政策在许多国家要么没有得到执行，要么没有得到充分执行。
尽管亚洲和中东国家最常受到营养维生素D缺乏的影响，但非洲和一些亚洲国家也发生钙缺乏引起的佝偻病（J Steroid Biochem Mol Biol. 2019;198: 105563）。对于0至6岁的新生儿和6至12个月大的婴儿，充足的钙摄入量分别为200毫克/天和260毫克/天，而对于12个月以上的儿童，膳食钙摄入量<300毫克/天会增加佝偻病的风险，且与血清25OHD水平无关（ Bone. 2020;136:115357）。对于12个月以上的儿童，根据膳食钙摄入量可分为：充足=>500mg/天；不足=300-500mg/天，缺乏=<300mg/天（ J Clin Endocrinol Metab. 2016;101(2):394–415）。
钙缺乏性佝偻病的发病机制可能比以前认为的更复杂。然而，我们确实知道减少钙摄入会增加PTH分泌，进一步导致FGF-23分泌增加。PTH和FGF-23的增加导致尿磷酸盐排泄增加。这一病理生理现象导致血清磷酸盐减少，磷酸盐与PTH一起增加了1,25（OH）D水平。升高的1,25（OH）D上调了许多基因，导致焦磷酸盐（一种已知的骨矿化抑制剂）以及骨桥蛋白和小整合素结合配体N连接糖蛋白增加（SIBLINGS；图1）（Ann Pediatr Endocrinol Metab. 2019;24(4):213–9；J Clin Endocrinol Metab. 2002;87(6):2467–73.；JBMR Plus. 2019;3(8):e10190 ）。这些异常，以及低钙和低磷酸盐水平，是钙缺乏性骨质软化症特征的主要原因。尽管这种病理生理序列已经在动物身上得到证明，但很可能人类也受到同样的影响。
图1 慢性低钙摄入引起佝偻病的发病机制。
目前，全球不同国家主要基于临床体征的软骨病发病率仍然很高（表1）。基于软骨病在全球的广泛流行，应成立一个工作队来处理这一问题。这样一个由国际内分泌学会、国际肌肉骨骼研究学会联合会、儿科内分泌学会和欧洲儿科内分泌学会等学会的代表以及维生素D会议的代表组成的工作队应编写并向世卫组织提交一份计划，在2030年前根除佝偻病。
表1 全球佝偻病流行情况
目前，在世界各地的不同国家，佝偻病的发病率仍然很高，主要是根据临床症状（表1）（J Steroid Biochem Mol Biol. 2013;136:201–6）。根据佝偻病在全球的普遍流行情况，应成立一个工作队来处理这一问题。该工作组由国际内分泌学会、国际肌肉骨骼研究学会联合会、儿科内分泌学会和欧洲儿科内分泌学会等学会的代表组成，以及来自维生素D会议的代表应制定并向世卫组织提交2030年前根除佝偻病的计划。
维生素D是由太阳的UVB光产生的
维生素D是由太阳UVB光（波长约280至310 nm）产生的UVB光打开7-脱氢胆固醇的B环，这是胆固醇从头合成的最后一步，并生成维生素D，在通过与血清维生素D结合蛋白（DBP）结合转移到循环中之前，其经历热诱导异构化成维生素D3。
UVB光（波长约为280至310nm）打开7-脱氢胆固醇的B环，这是胆固醇从头合成的最后一步，并产生前维生素D，在通过与血清维生素D结合蛋白（DBP）结合转移到循环中之前，其经历热诱导异构化成维生素D3。
短时间暴露在阳光下有利于维生素D的产生，而长时间暴露在紫外线下会导致晒伤和DNA损伤。更大的剂量会导致更强烈的峰值反应，大致呈线性关系，线条的实际斜率由个体变异性定义，而个体变异性反过来又可能至少部分由遗传决定因素解释。随着紫外线剂量的增加，简单的晒黑被更严重的晒伤所取代。相比之下，维生素D的形成是瞬间的，并且从非常小的紫外线照射到非常大的紫外线照射以时间依赖性的方式呈线性增加。维生素D皮肤光合作用的剂量反应在小剂量紫外线照射下呈线性增加，达到平台期的剂量远低于红斑阈值剂量，与其他剂量反应曲线有显著不同；（图2). (Sci-ence. 1980;210(4466):203–5.；Photochem Photobiol Sci. 2012;11(7): 1174–85 ) 。因此，短时间的紫外线照射可以增加维生素D光合作用。然而，有许多其他因素会影响维生素D皮肤光合作用，如年龄、肤色、防晒霜的使用、纬度、一天中的时间和季节。因此，对于普通人群安全有效的阳光暴露剂量目前还没有达成共识。此外，鉴于上述个体差异，尝试全面指导似乎是不明智的。
图2 紫外线照射的最小红斑剂量（minimal erythema dose，MED）与DNA损伤水平、晒黑/晒黑和维生素D合成之间的关系。
维生素D缺乏流行
尽管由于人类行为（室内工作、避光等）的原因，皮肤维生素D3的合成在阳光充足的情况下会迅速发生，但维生素D缺乏的情况非常普遍。使用<20ng/mL（<50 nmol/L）的定义，世界上多达三分之一的人口缺乏维生素D，欧洲的比例高达40%（表2）（Lancet Glob Health. 2020;8(1):e134–42）。
表2 全球维生素D缺乏症
全世界约7%的人口患有严重的维生素D缺乏症，定义为<30nmol/L（或<12 ng/mL），不同国家和人群之间存在显著差异。然而，全世界的高危人群中都存在严重的维生素D缺乏（ Br J Nutr. 2014;111(1):23–45）。维生素D缺乏的高危人群包括那些缺乏有效阳光照射的人群。这可能是由于各种气候、文化或宗教原因，以及皮肤色素沉着。长期以来，维生素D缺乏在非洲被认为是罕见的，但对非洲国家的系统分析表明，18%的非洲受试者存在严重的维生素D缺乏，根据文化/行为实践，缺乏维生素D的群体普遍存在
25OHD是维生素D状态的“最佳”标志物
目前已经广泛接受血清25OHD浓度作为反映个体维生素D状态的最佳指标，并已被许多机构用于确定维生素D饮食要求和监测维生素D缺乏或不足的人群。然而，血清25OHD至少在历史上，人们不认为维生素D具有生理调节作用，因此其他指标可能是维生素D状态的更好指标。值得注意的是，关于游离25OHD（未结合到载体蛋白）或24,25（OH）2D：25OHD的比值，是否更优于总的25OHD。目前仍存在争议。
25（OH）D3:24,25（OH）2D3的比率已被作为CYP24A1突变引起的特发性婴儿高钙血症的诊断工具。然而，维生素D缺乏患者这个比率也升高，这些患者因CYP24A1酶下调引起的慢性肾病而接受透析（J Clin Endocrinol Metab. 2014;99(7):2567–74；Clin Nutr. 2018;37(3):1041–5 ）。在某些情况下，1,25（OH）2D:25OHD的比率也可能是CYP27B1活性的有用标志。
重要的是，维生素D研究数据受到血清总25OHD测定方法质量变化的困扰，该方法已经损害并继续损害区分目前使用的不同指南的能力（Public Health Nutr. 2020;23(7): 1153–64）。同样，与血清总25OHD相比，游离25OHD测量质量的不确定性阻碍了其评估。对于25OHD和24,25（OH）D2，可使用参考方法改进这些分析物的标准化。维生素D标准化计划（VDSP）和维生素D外部质量保证计划（DEQAS）鼓励标准化。DEQAS在CDC标准化目标值的支持下，30年来每季度监测700到1000个实验室检测25 OHD的能力。几十年来，它记录了有问题的化验和试剂盒制造商（J Steroid Biochem Mol Biol. 2018;177:30–5；http://www.deqas.org/ ）。DEQAS还通过血清样本促进24,25（OH）2D3和1,25（OH）2D检测的准确性。
目前，VDSP正在协调一项通过开发“真实”控制来协调直接免费25OHD测量的努力（个人交流，克里斯·塞姆波斯教授）。最后，作为VDSP的一部分，美国国家卫生研究院膳食补充剂办公室正在赞助开发1,25（OH）2D的参考方法，这将有助于标准化其在维生素D研究中的测量，并使其作用更加清晰（Nutrition.. 2013;29(7-8):953–7）。这种标准化努力对于推进澄清什么是真正的维生素D依赖至关重要。
目前，VDSP正在协调通过开发“真实性”控制（个人通信，Chris T Sempos教授）来协调直接免费25OHD测量的工作。最后，作为VDSP的一部分，国家卫生研究院膳食补充剂办公室正在赞助1,25（OH）2D参考方法的开发，。（Nutrition.. 2013;29(7-8):953–7）此类标准化工作对于进一步澄清维生素D缺乏的真正原因至关重要。
目前，VDSP正在协调一项通过开发“真实”控制来协调直接免费测量25OHD的工作（个人交流，克里斯·塞姆波斯教授）。最后，作为VDSP的一部分，美国国立卫生院膳食补充剂办公室正在赞助开发1,25（OH）2D的参考方法，这将有助于使其在维生素D研究中的测量标准化，并明确其作用（Nutrition.. 2013;29(7-8):953–7）。这种标准化努力对于进一步明确什么是真正的维生素D缺乏至关重要。
然而，在维生素D代谢物的测定中，标准化并不是唯一的分析挑战。在许多25OHD免疫分析中，患者或矩阵相关偏差是一个众所周知的混杂因素，导致结果不准确，例如在孕妇或血液透析患者中。此外，在免疫分析中，25（OH）D3和25（OH）D2的药效或释放DBP的差异导致服用D2补充剂的受试者在测定血清25OHD浓度时出现重要问题（Endocr Pract. 2018;24(12):1099–102）。这些问题无法通过标准化措施解决，但在特定的免疫分析中是固有的；因此，这些免疫测定也必须改进。这在普遍使用麦角钙化醇的地区以及可能选择避免使用胆钙化醇的素食者中尤为重要。
维生素D缺乏的定义/阈值
正如各专家组提出的不同建议所指出的那样，关于维生素D缺乏的定义仍存在争议（Nat Rev Endocrinol. 2017;13(8):466–79）。然而，有两点是一致的：所有年龄段25OHD水平低于12ng/mL（30nmol/L）提示明显不足，而高于30 ng/mL（75 nmol/L）提示25OHD充足。相反，对于在12-30ng/mL（30-75nmol/L）之间的水平存在争议。一些指南建议阈值定为20ng/ml（50nmol/L）（ J Clin Endocrinol Metab. 2011; 96(1):53–8），而其他指南推荐≥30ng/ml（75nmol/L）（ J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(7): 1911–30）。这些讨论很大程度上基于25OHD缺乏的标准化分析。
这些切点对随机临床试验（RCT）具有关键意义。很少有临床试验纳入明确维生素D缺乏的受试者；其中一个例子是Chapuy及其同事的工作）（N Engl J Med. 1992;327 (23):1637–42；Osteoporos Int. 2002;13(3):257–64. ）。研究补充维生素D对营养缺乏的受试者的影响的重要性无论怎样强调都不为过，因为维生素D是一种临界营养素（Nutr Rev. 2014;72(1):48–54），这意味着生理终点，如钙吸收，以剂量依赖性方式增强，达到阈值，继续高于该阈值，更高的水平不会导致更大的效果。如果临床招募的受试者25OHD水平高于阈值，随机让受试者接受额外的维生素D大大降低了显示补充益处的可能性。最近在主要同行评议期刊上发表的广为宣传的随机对照试验很好地说明了这一混淆点（Lancet Diabetes Endocrinol. 2017;5(6):438–47.；Contemp Clin Trials. 2012;33(1):159–71.；J Steroid Biochem Mol Biol. 2016;164:318–25；Diabetes Care. 2014;37(12):3227–34 ）。如果对照组和补充组都在基线时开始摄入足够水平的25OHD，则人们不会期望看到阈值营养素的效果（PLoS One. 2017;12(7): e0180512）。
维生素D类似物是银屑病的首选局部疗法
维生素D类似物治疗银屑病的益处已得到公认（Arch Derma-tol. 1987;123(12):1677–83a；An Bras Derma-tol. 2015;90(3):430–2；Eur J Dermatol. 2002;12(5):463–8）。外用维生素D类似物是银屑病治疗的首选，可以单独使用，也可以与外用皮质类固醇联合使用（J Drugs Derma-tol. 2009;8(8 Suppl):s9–16；Skinmed. 2012;10(6):356–60； Cochrane Database Syst Rev. 2009;2:CD005028；Pharmacogenomics. 2013;14(13):1623–34；J Drugs Dermatol. 2013;12(8):906–10；J Adv Res. 2015;6(6):793–804 ）。与皮质类固醇不同，皮质类固醇可能与快速免疫有关，局部使用维生素D类似物治疗对所有年龄的患者都是长期有效的，没有副作用（Drugs Aging. 2014; 31(4):233–8；Dermatol Ther (Heidelb). 2016;6(2):125–42；Clin Exp Dermatol. 2016;41(5):564–6；J Dermatol. 2016;43(5):507–14；Der-matoendocrinol. 2011;3(3):180–6 ）。
未达成共识的主题
一般人群维持25OHD的正常水平，建议每天服用哪些剂量的维生素D？
如果婴儿、儿童/成人和老年人没有暴露在阳光下，医学研究所建议每天补充400-600-800国际单位的维生素D（ J Clin Endocrinol Metab. 2011; 96(1):53–8）。北欧和DACH(德语)国家、澳大利亚和新西兰、欧洲食品安全局、欧洲钙化组织协会和国际骨质疏松基金会制定的指南认可了这些建议（Food Nutr Res. 2013 Oct;3:57；Ann Nutr Metab. 2012;60(4):241–6；Med J Aust. 2013;198(3):142–3； European Food Safety Authority. Vitamin D: EFSA sets dietary refer-ence values. 2016；Eur J Endocrinol. 2019;180(4):P23–54.； Osteoporos Int. 2010;21(7):1151–4）。内分泌学会（美国）建议对所谓的风险群体每天600U至2000U（J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(7): 1911–30）。英国指南(营养科学咨询委员会)建议任何年龄每天400IU（GOV.UK. SACN vitamin D and health report. [cited 2018 Oct 17]）。其他一些组织建议更高的剂量(4000-10000U/天)（ J Am Coll Nutr. 2015;34(4):359–65）。这些建议适用于没有骨质疏松症或其他代谢性骨病的个人。不幸的是，这一点没有得到许多组织或从业者的赞赏。错误可能以两种方式出现。首先，如果遵循一些机构每天高达10，000国际单位的建议，过度关注骨骼健康的受试者可能会摄入过多。例如，据估计，美国有3%的成年人每天服用超过4000国际单位的维生素D补充剂（JAMA. 2017;317(23): 2448–50）。这种剂量可能是有害的，因为这种剂量可能会降低而不是增加骨密度或骨强度（JAMA. 2019; 322(8):736–45）。另一方面，使用相对较低的剂量可能对那些要求较高的人有害(例如，吸收不良或肥胖)。很明显，有必要维生素D不足定义并达成共识，以解决每日补充剂量建议中存在的差异。
代谢性骨病患者有哪些补充建议？
在患有骨质疏松症或其他代谢性骨病的患者中，关于维生素D的讨论与一般人群不同（Eur J Endocrinol. 2018;179(5): R239–59）。显然，更强调首先保证25OHD水平完全高于阈值，以随后的阈值为准，无论是20ng/ml或30ng/ml(50或75nmol/l)。此外，有证据表明，当维生素D和钙的充足性得到保证时，抗骨质疏松药物的反应可能会增强（Osteoporos Int. 2012;23(10):2479–87；Bone. 2012;51(1):54–8）。
博兰及其同事最近进行的一项荟萃分析对这一共识提出了质疑（Lancet Diabetes Endocrinol. 2014;2(4): 307–20）。在他们的综述中，他们指出:“我们的发现表明，补充维生素D不能防止骨折或跌倒，也不能对骨密度产生临床意义上的影响。他们以以下声明结束了他们的讨论:“使用维生素D补充剂来维持或改善肌肉骨骼健康几乎没有正当理由”和“这个结论应该反映在临床指南中（Lancet Diabetes Endocrinol. 2014;2(4): 307–20）。
首先，对他们的说法提出异议的其他专家质疑这种结论。Lips，Bilezikian和Bouillon( Lancet Diabetes Endocrinol. 2019;7(2):85–6)指出，该荟萃分析排除了所有将钙加维生素D与双安慰剂进行比较的研究。布恩和他的同事们多年前表明，有必要给予足量的钙和维生素D来观察骨折的减少情况（ J Clin Endocrinol Metab. 2007;92(4):1415–23）。韦弗及其代表国家骨质疏松症基金会的同事得出了相同的结论（Osteoporos Int. 2016; 27(1):367–76），姚及其同事在最近的荟萃分析中也得出相同的结论（JAMA Netw Open. 2019;2(12):e1917789）。
其次，超过60%的研究是短期的，不足1年。在如此短的时间内期望抗骨质疏松药物对骨折风险的有益效果是不合理的。
第三，缺乏维生素D的个体(25OHD <12ng/ml或30nmol/l)在整个研究人群中只占极小的百分比:<2.1%。
第四，构成骨折风险最高个体(18%)试验因依从性差(约50%)而受阻（Lancet. 2005;365(9471): 1621–8）。该荟萃分析的另一个缺陷是纳入了间歇性补充高剂量维生素D的研究，这可能会增加骨折风险（ JAMA. 2010;303(18):1815–22）。此外，这项荟萃分析的两位主要作者分别发表了独立的荟萃分析，他们得出结论，维生素D和钙补充剂联合使用可以降低老年人髋部和非脊椎骨折的风险（Lancet Diabetes Endocrinol. 2014;2(4): 307–20；Cochrane Database Syst Rev. 2014;4:CD000227）。在他们最新的荟萃分析中没有提到或讨论早期的综述。其他专家也得出了类似的结论（Lancet Diabetes Endocrinol. 2019;7(2):85–6；Lancet Diabetes Endocrinol. 2019;7(2):86–7 ）。尽管如此，直到2019年ASBMR会议，争论仍在激烈进行，相反的观点仍在表达（American Society for Bone and Mineral Research. Congratulations to Juliet Compston, M.D., for Winning the Golden Femur on Behalf of ASBMR in the ASBMR-ECTS Debate! 2019）。
紫外线照射皮肤产生维生素D
Holick及其同事领导的研究反复指出，一整天的阳光照射可以产生10，000到25，000国际单位的维生素D（ J Invest Med. 2011;59(6):872–80；J Nutr. 2005;135(11):2739S–48S.；J Steroid Biochem Mol Biol. 2010;121(1–2):328–30）。在这一点上，在其他研究中已经表明，土著，皮肤非常黑的马赛人据说每天能产生10，000或20，000国际单位的维生素D。最近的研究提出了阳光对皮肤维生素D产生的影响程度的问题。在加那利群岛，年轻的丹麦妇女暴露在强烈的阳光下，其25OHD增加，相当于每天仅600至1000IU。通过比较每周三次全身紫外线照射和每天仅口服800国际单位的维生素D，发现阳光照射可以导致血清25OHD浓度增加（Br J Dermatol. 2012; 167(1):160–4；Br J Dermatol. 2019;181(5):916–31）。另一项来自加那利群岛的丹麦年轻女性的研究显示，每天暴露在阳光下1周，血清中25OHD的水平仅增加20nmol/L（8ng/mL），相当于每天口服800IU的维生素D（J Invest Dermatol. 2014;134(11):2806–13）。在加那利群岛的另一项研究中，几乎全身暴露在阳光下的波兰年轻志愿者的25OHD变化为28nmol/L或约12ng/mL，相当于每天约600至1200IU（~15至30μg）的口服维生素D（Br J Dermatol. 2019;181(5):1052–62.）。最后，疗养院居民每周三次背部暴露1000cm2，剂量为最小红斑剂量的一半，在三个月内，血清25OHD中位数从7.2ng/mL增加到24ng/mL（18nmol/L到60nmol/L），相当于每天补充400IU/天（J Bone Miner Res. 1998;13(8):1238–42）。目前尚不清楚每天完全暴露在阳光下会产生什么。是1000IU左右还是更接近10000IU？这个问题的答案可能有助于解释很少暴露在阳光下的受试者每日维生素D的需要量。
肝脏对25OHD代谢的调节
肝脏对25OHD代谢的调节生化表明，组成性活性羟化酶CYP2R1使肝脏中的维生素D羟基化为25OHD。尽管这种酶是主要的转化酶，但它并不是羟化发生的唯一途径（Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(39):15650–5）。最近的数据也对这种反应的组成性质提出了质疑，证据表明这种酶受到几种不同的控制机制的影响。例如，在禁食状态下，可以观察到CYP2R1表达显著降低（Diabetes. 2019;68(5):918–31）。在糖尿病小鼠模型中，CYP2R1的mRNA和蛋白质表达减少了50%（Diabetes. 2019;68(5):918–31）。本研究确定了糖尿病患者维生素D缺乏的新分子机制（包括PPARγ共激活因子a1和雌激素相关受体），并显示了一种新的负反馈机制，调控能量稳态和维生素D之间的相互作用通路。糖皮质激素受体的激活（通过地塞米松或其他皮质类固醇）也抑制CYP2R1的活性。因此，与其将肝脏视为通过不受调控的CYP2R1酶将维生素D定量转化为25OHD的组成工厂，不如将代谢和激素机制视为有效的。显然需要更多的研究来更好地了解肝脏中25OHD的产生是如何调节的。
维生素D过量的定义
维生素D中毒的经典概念被认为是高钙血症可能发生的水平。血清25OHD水平超过100或150ng/ml（250或375nmol/l）可能导致高钙血症，因此，这些切入点成为许多权威机构的参考框架，如医学研究所、内分泌学会和参考实验室（Mayo Clin Proc. 2013;88(7):720–55）。
虽然将高钙血症确定为毒性阈值似乎是合理的，但其他毒性指标，如高尿钙，可能发生的水平要低得多（Menopause. 2014;21(11):1173–80.）。在Gallagher及其同事的研究中发现，30%的维生素D缺乏者在一年内每天仅服用800至2000IU的维生素D，而仅9%患者发生了高钙血症。
加拉格尔和他的同事进行了进一步的人体研究，并由考夫曼和他的同事进行了重新分析，研究表明，一年内每天高达4000IU的维生素D摄入量导致血清25OHD<90ng/mL（J Clin Endocrinol Metab. 2014;99(7):2567–74）。
维生素D的服用量与尿钙排泄或高钙血症水平之间没有关系。此外，高钙尿是暂时的。然而，这些数据并不能令人信服地支持这种低剂量方案可能有害的观点。维生素D的服用量与尿钙排泄水平或高钙血症之间没有关系。此外，在这些受试者中，半数受试者的高尿钙是暂时的。然而，进一步增加这些数据的不确定性的是，观察到服用安慰剂的患者也有同样的高钙尿症发生率。这些数据并不能令人信服地支持这种低剂量方案可能有害的观点。事实上，大多数专家都同意高达4000IU的剂量可能是安全的（Lancet Diabetes Endocrinol. 2017;5(6):438–47.；J Clin Densitom. 2011;14(2):79–84. ）。更引人注目的讨论集中在与高剂量维生素D相关的跌倒风险上（JAMA. 2019; 322(8):736–45；J Steroid Biochem Mol Biol. 2017;173: 317–22；JAMA Intern Med. 2016;176(2):175–83）。间歇性高剂量给药或定期给老年人服用维生素D，与25OHD>45ng/mL（>113nmol/L）的水平相关，可能导致跌倒风险增加（JAMA. 2010;303(18):1815–22）。需要进一步研究，以进一步澄清这种25OHD水平是否确实会增加跌倒风险。
骨骼健康也是与高剂量维生素D的副作用相关的最新研究的重点。在卡尔加里对无骨质疏松症的健康志愿者进行的研究中，其平均基线25OHD约为31至32ng/mL，与400 IU/天相比，以4000IU/天或10000IU/天的剂量使用维生素D治疗3年，在统计学上显著降低了桡骨体积BMD（ JAMA. 2019; 322(8):736–45）。然而，无论是桡骨还是胫骨，均未观察到显著的骨强度差异。Burt及其同事从这项研究得出结论，4000 IU或更高剂量的维生素D作为骨骼健康的辅助手段没有任何益处。
急性疾病中维生素D缺乏
在急性疾病的情况下，25OHD的水平可能较低，因为循环DBP急剧减少（Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012;15(2):188–93.）。血管内急性液体转移的稀释效应也可能是一个因素。此外，预先存在的维生素D营养状况也是一个因素。后一点表明，纠正不良的维生素D状态可以降低发病率和死亡率。Christopher及其同事建议，在重症监护室的病人中，可能需要非常高剂量的维生素D才能获益（Curr Opin Crit Care. 2016;22(4):332–8.）。可能需要更高的剂量，因为急性疾病患者可能分泌大量的皮质醇，这反过来会影响肝和肾脏对维生素D的羟基化（he principal vitamin D 25-hydroxylase, in vitamin D homeostasis. In Feldman D, ed. ；Ther Adv Endocrinol Metab. 2016;7(4):153–65. ）。
生殖过程中维生素D的需求
在生殖过程中使用维生素D的问题上缺乏共识。
一方面，孕妇对维生素D的需求在怀孕或哺乳期间没有增加。达到的25OHD水平不受任何一种生殖状态的影响，也没有证据表明妇女在怀孕或哺乳期间应保持高于健康非怀孕理想值的25OHD水平。
另一方面，孕期母体维生素D缺乏会影响胎儿和新生儿的健康；因此，确保孕妇在怀孕期间的维生素D状态得到优化肯定是有意义的。这并不意味着妇女怀孕时比未怀孕时需要“更多”的维生素D。
在哺乳期，母亲的维生素D状况并不直接重要，因为很少有维生素D进入母乳，特别是因为随机对照试验表明，在低至高25OHD水平范围内，母乳中的钙含量与母亲的维生素D状况无关。母乳喂养的婴儿需要补充维生素D，而配方奶粉喂养的婴儿需要补充配方奶粉中的维生素D。
尽管不同研究之间存在差异，但随机对照试验和系统评价的证据表明，维生素D摄入高达2000IU/天对先兆子痫和妊娠期糖尿病（J Clin Endocrinol Metab. 2018;103(8): 2936–48）以及新生儿结局都有好处（Health Technol Assess. 2014;18 (45):1–19.；Ther Adv Musculoskelet Dis. 2016;8(4):124–35； Curr Opin Obstet Gynecol. 2014;26(6):438–47；J Allergy Clin Immunol. 2018;141(1): 269-78.e1）。明确推荐在妊娠期维持生素D的正常水平似乎是合理的(BMJ. 2017;359:j5237.)。
在维生素D受体的影响下，细胞和器官活动的广谱性潜力
维生素D受体(VDR)几乎存在于所有细胞和组织中。1a‐羟化酶CYP27B1也存在于全身和许多细胞类型中(Arch Biochem Biophys. 2012;523(1):123–33)。据估计，脊椎动物(从斑马鱼到小鼠再到人类)所有基因的3%至10%受1，25(OH)2D3的直接或间接控制(Mol Endocrinol. 2005;19 (11):2685–95)。这种进化的无处不在表明维生素D在所有器官的功能中起着重要作用。在小鼠中以组织特异性方式删除该基因的实验证实了这一预期。对组织特异性KO实验的取样表明，乳腺更容易患乳腺癌（Breast Cancer Res. 2012;14(3):211），心肌发生心肌肥大（Circula-tion. 2011;124(17):1838–47），肝脏变得肥胖(非酒精性脂肪肝综合征)（J Hepatol. 2016;65(4):748–57；Hepatology. 2012;56(6):2180–7 ），前列腺发生增生（ J Steroid Biochem Mol Biol. 2010;121(1–2):368–71），动脉粥样硬化加速（Cell Rep. 2015;10 (11):1872–86），小鼠对饮食诱导的肥胖产生抵抗力（Endocrinology. 2009;150(2):651–61）。相反，VDR的过度表达导致小鼠肥胖(J Biol Chem. 2011;286(39):33804–10)，但不会导致人类肥胖（Nat Rev Endocrinol. 2014;10(2): 79–87）。需要更多的工作来理解这些小鼠中的KO和过表达模型如何与人类病理生理学相关。
最近的死亡率数据显示，低25OHD和全因死亡率风险增加之间存在关联（ J Clin Endocrinol Metab. 2013;98(7):3001–9.；Am J Epidemiol. 2017;185(8):720–6）。这些发现也在一个欧洲联盟中观察到（PLoS One. 2017;12(2):e0170791）。几项对25OHD与总体死亡率和心血管死亡率的相关分析显示，呈U形曲线（J Steroid Biochem Mol Biol. 2019;195: 105480.）。一项基于75,000名患者，纳入38项补充试验的的荟萃分析也显示死亡率轻度下降，但具有显著的统计学意义（相对风险[RR]，0.94；95%可信区间，0.91-0.98）（Cochrane Database Syst Rev. 2014;1:CD007470）。
孟德尔随机研究检验了维生素D对自身免疫性疾病的影响，三项独立的发现表明，维生素D水平的降低（比正常水平低5%到7%）显著增加了患多发性硬化症的易感性（Neurology. 2017 Apr 25;88(17):1623–9；PLoS Med. 2015;12(8): e1001866；Neurol Genetics. 2016 Sep 13;2(5):e97）。最后，一项孟德尔随机研究显示了维生素D和1型糖尿病（T1DM）风险的相关性（Diabetes. 2011;60(5):1624–31）。
关于小鼠癌症的数据也令人感兴趣。随着年龄的增长，1,25（OH）2D3基因敲除小鼠发生癌症的机会更大（Int J Cancer. 2018;143(2):368–82），而且肠和乳腺细胞的增殖率也增加。尽管VDR阴性小鼠通常不会自发地发生更多的癌症，但当暴露于癌基因、抗癌基因缺失或暴露于致癌物或UVB光时，它们更可能发生一系列恶性肿瘤，如乳腺癌（Mol Cell Endocrinol. 2017;453:88–95.）、结肠癌（Eur J Cancer. 1998;34(13):2119–25）、皮肤癌（Front Physiol. 2016;12:296；J Steroid Biochem Mol Biol. 2013;136:229–32），“癌症发展风险与多个事件相关。尽管这些小鼠的数据看起来很有说服力，但孟德尔随机研究在人类中并没有得到支持。”（Nat Rev Cancer. 2014;14(5):342–57；）
许多横断面、观察性和回顾性研究都显示维生素D水平低下与许多人类疾病相关（ PLoS One. 2018;13(3):e0194127；J Natl Cancer Inst. 2019;111(2):158–69；Sci Rep. 2018;8(1):9039； Circulation. 2008;117(4):503–11）。总的来说，这些报告表明维生素D对大多数人体器官系统的健康有广泛的影响。维生素D在免疫系统调节中作用的临床前证据可能是最强的，因为VDR和CYP27B1在免疫系统的先天和适应性臂细胞中都有表达。此外，免疫细胞中的CYP27B1表达受复杂的先天免疫和细胞因子网络的调节（ PLoS One. 2018;13(3):e0194127；J Natl Cancer Inst. 2019;111(2):158–69；Sci Rep. 2018;8(1):9039； Circulation. 2008;117(4):503–11；J Steroid Bio-chem Mol Biol. 2007;103(3–5):316–21；Science. 2006;311 (5768):1770–3）。儿童和成人人群中都有广泛的临床证据表明，充足的维生素D可以减低病毒或细菌感染感染率（BMJ. 2017;356: i6583）。积累的证据表明，维生素D在自身免疫疾病中的角色都将是预防性的，而非治疗性的。补充维生素D可能获益的一种情况是在炎症性肠病克罗恩病的治疗中，对一系列小规模临床试验的荟萃分析表明，补充维生素D可以降低疾病的严重程度（Medicine (Baltimore). 2018;97(46):e12662；Aliment Pharmacol Ther. 2019;50(11–12):1146–58）。对克罗恩病患者进行大规模RCT临床试验以巩固这些发现是很重要的。大规模RCT对于确定维生素D缺乏和疾病之间的关系是因果关系还是简单的关联至关重要。
另一种与维生素D缺乏有关的疾病是糖尿病。已经证明，维生素D通过作用于有缺陷的抑制细胞功能或通过调节细胞因子表达来预防胰岛炎和实验性糖尿病的进展。这些观察结果已经得到临床研究证实，研究表明，在儿童早期补充维生素D可能会降低患T1DM的风险（ Lancet. 2001;358(9292):1500–3；Nat Rev Endocrinol. 2017;13(4): 208–19）。然而，进一步的研究没有发现补充骨化三醇对新诊断的T1DM患者的胰岛素分泌、胰岛素敏感性或胰岛素需求或骨转换的改善有任何显著影响（ Diabetes Care. 2010;33(9):1962–3；PLoS One. 2013;8(2):e56488 ）。
目前尚不确定妊娠期或出生时25OHD水平是否能降低儿童期T1DM的风险。然而，当考虑到与遗传变异的相互作用时，出生时较高的25OHD水平预示着发生T1D或胰岛自身免疫的风险降低（Diabetes Care. 2019;42(4):553–9；Diabetes. 2018;67(1): 146–54）。儿童或母亲VDR单核苷酸多态性都可能降低VDR表达，从而抑制T细胞增殖，从而增加自身免疫的风险。
最近的维生素D评估（VIDA）、维生素D和ω-3（VITAL）以及维生素D和2型糖尿病（D2d）试验代表了将这些观察结果转化为临床相关性的尝试实例（J Steroid Biochem Mol Biol. 2016;164:318–25；N Engl J Med. 2019; 380(1):33–44；N Engl J Med. 2019; 381(6):520–30）。
心血管疾病
VIDA试验在5110名受试者中测试了平均3.4年内每月剂量为100000 IU的维生素D3与安慰剂对心血管疾病的影响（JAMA Cardiol. 2017;2(6):608–16）。两组之间没有统计学差异。在VITAL试验中，维生素D组和安慰剂组在任何单个心血管事件（如心肌缺血）或复合心血管终点方面均无显著差异（Lancet. 2001;358(9292):1500–3；）。
更大规模的VITAL试验（N Engl J Med. 2019; 380(1):33–44）对25,871名50岁以上的男性和女性进行了测试，测试了5年内每天2000国际单位的维生素D3对心血管事件和癌症的影响。在患任何侵袭性癌症的风险上维生素D组和安慰剂组没有显著差异，乳腺癌、前列腺癌或结直肠癌的风险两组之间也没有明显统计学差异。然而，在体重指数<25的人群中，任何侵袭性癌症的风险都有显著降低。排除前两年的研究，癌症死亡率也有所降低。拉普及其同事的研究在这方面值得注意；他们表明钙和维生素D似乎有降低新发癌症风险的作用，但没有达到统计学意义。
参与VITAL试验的一些研究人员随后进行的荟萃分析非常值得注意（ Ann Oncol. 2019; 30(5):733–43）。虽然VITAL试验显示一个“信号”，似乎补充维生素D可以提高生存率，但对VITAL和其他几项研究进行荟萃分析发现，补充维生素D的受试者生存率显著提高，但进展中的癌没有获益。对于癌症总发病率，纳入了10项试验（6537例；3至10年随访；干预组达到的25OHD水平为54-135nmol/L）。在受试亚组中，癌症风险总结仍然为零，包括达到的25OHD水平超过100 nmol/L。癌症总死亡率包括五项试验（1591例死亡；随访3至10年；54至135 nmol/L，达到干预组循环25OHD水平）。总RR为0.87（95%CI，0.79-0.96；p=0.005），这在很大程度上归因于每日给药的干预措施（与不经常给药相反）。因此，这项最新的随机对照试验荟萃分析表明，补充维生素D显著降低了癌症总死亡率，但并未降低癌症总发病率。在Torfadottir研究中，目的是探讨老年人诊断前循环25OHD水平是否与诊断后的总体和癌症特异性生存率相关（Cancer Causes Control. 2019;30(4):333–42）。他们使用了来自AGES（基因/环境易感性）雷克雅未克研究的数据，该研究对进入时未患癌症的参与者（n=4619）进行了研究，当时采集了血液样本进行25OHD标准化测量。在后来诊断为癌症的患者中，采用50-69.9nmol/L（20-28ng/mL）作为参考类别，比较四种25OHD类别，评估与癌症风险、所有原因和癌症特异性死亡率的相关性。
在初次抽样后平均8.3年，919名参与者被诊断出患有癌症。对照组和其他25OHD组与总癌症发病率之间未观察到相关性。平均诊断年龄为80.9（5.7）岁。在确诊患者中，552人在随访期间死亡：67%死于癌症。重要的是，25OHD<30 nmol/L（<12 ng/mL）的诊断前低水平与总死亡率增加显著相关（危险比[HR]，1.39；95%可信区间，1.03–1.88），与癌症特异性死亡率无显著相关性（HR，1.33；95%可信区间，0.93-1.90）。在诊断后存活2年以上的患者中，诊断前高水平25OHD(≥70 nmol/L）与总体低风险（HR，0.68；95%可信区间，0.46-0.99）和癌症特异性死亡率相关（HR，0.47；95%可信区间，0.26-0.99）。在老年癌症患者中，诊断前低血清25OHD水平（<30 nmol/L[<12 ng/mL]）与总体死亡率增加相关。
糖尿病
D2d试验检测每天4000国际单位的维生素D3对显性糖尿病发展的影响，该试验纳入了男女共2423名受试者，年龄大于30岁，伴有糖尿病危险因素。研究发现，维生素D组和安慰剂组在此期间糖尿病发病率没有明显差异。然而，对受试者进行后续的分析时发现，基线25OHD<12ng/ml(或< 30nmol/l )的受试者接受维生素D治疗组糖尿病发病率减少了62%（N Engl J Med. 2019; 381(6):520–30）。
肺部、血压和其他影响
此外，根据VIDA试验，补充维生素D的患者的中心血压显著降低(−7.5 mmHg，p=0.03）（J Am Heart Assoc. 2017;24;6(10):e006802），服用非甾体抗炎药的患者数量显著减少（RR，0.87，p=0.01）（Pain. 2018;159(6):1074–82）。此外，向正常人群和维生素D缺乏人群给予维生素D可改善肺功能（Nutrients. 2017;9(12):1353），并减少与年龄相关的骨质流失，和meta分析一致（J Intern Med. 2017;282(5):452–60；J Bone Miner Res. 2018;33(8):1464–9）。在15项随机对照试验的个体参与者数据荟萃分析中，维生素D缺乏者每日或每周补充维生素D，定义为血清25OHD水平<10 ng/mL，可将急性呼吸道感染风险降低30%（优势比，0.30；95%可信区间，0.17-0.53）（ BMJ. 2017;356: i6583）。
方法问题
不幸的是，VIDA、VITAL和D2d研究的共同缺点是大多数受试者中基线25OHD水平在并不确定。25OHD平均基线水平VIDA（24.2ng/mL或60.5 nmol/L）、VITAL（30.8 ng/mL或77.0 nmol/L）和D2d（28.2 ng/mL或70.5nmol/L）都在医学研究所定义的正常范围内。只有33%的VIDA、12.7%的VITAL和20.7%的D2d受试者25OHD水平低于20ng/mL（50 nmol/L）。这些研究的一个重要结论是，它们并没有显示维生素D缺乏的人群会因补充维生素D而受益，因为这些人群已经补足了维生素D。如前所述，如果受试者已经超过了阈值营养素的水平，给予更多不一定会获益更多。因此，基于这些研究，声称维生素D对癌症、心血管系统或糖尿病的发生没有影响是没有证据支持的。这一陈述重要性的线索来源是对D2d研究的事后分析，在该研究中，维生素D缺乏的受试者，即基线水平为25OHD<12 ng/mL（30 nmol/L）的受试者，如果在维生素D治疗组中，发现患糖尿病的风险降低（心率，0.38；95%可信区间，0.18-0.80）图3。上面提到的其他线索与血压和肺部感染有关，其中维生素D似乎确实具有有益的作用。
图3 可观察到积极影响的25OHD阈值
另一个方法论问题是研究的持续时间。人们必须考虑在癌症、心血管疾病或糖尿病发展之前多长时间必须进行干预以影响显性疾病的发展。例如，托法多蒂尔研究的平均持续时间为8.3年，从没有癌症迹象到癌症诊断。补充维生素D 5年或更短时间是否有可能改变癌症变得明显的时间进程？致癌作用通常是一个缓慢的过程，在未确诊的情况下以逐步的方式进行，甚至可能在确诊前很多年。因此，即使在5年的干预期内不能降低患癌症的风险，但是一旦发生癌症，补充维生素D可以提高生存率的发现，也是证明保持足够维生素D水平有益的一个主要因素。
需要对缺乏维生素D的受试者群体进行严格的维生素D补充研究，并将其与足够水平的维生素D进行比较，以解决围绕维生素D潜在/据称的非骨骼效应的争议。对于癌症和心血管疾病等终点，需要超过5年的研究，以清楚地证明风险效益的存在与否。癌症存活的益处似乎得到了确凿的证明。
结论
结论在这篇综述中，我们强调了维生素D作为一种营养素和细胞作用调节因子的共识和不确定性。虽然营养性佝偻病在全世界范围内定义明确且高度流行，但需要全球共同努力根除这种可治愈的疾病。更好地理解维生素D的内源性产生及其代谢调节，以及开发具有适当质量控制的通用分析方法，仍然是有价值的追求目标。尽管动物数据为维生素D的非骨骼效应的假说提供了有用的背景，但从一些荟萃分析以及最近的随机对照试验来看，人类研究并没有得出任何明确的结论。我们期待着未来精心设计的研究，能够清楚地确定维生素D的作用在多大程度上是无处不在的，并延伸到骨骼之外。
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