维生素D结合蛋白GC亚型对老年多族裔人群维生素D3补充后总与游离25(OH)D3反应的影响：MESA INVITe随机对照研究

《Frontiers in Endocrinology》：Influence of vitamin D binding protein isoforms on the total and free serum 25-hydroxyvitamin D responses to vitamin D supplementation in older adults in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis

　　

引言：决定维生素D结合蛋白（VDBP）亚型（GC）的遗传变异在横断面全基因组关联研究（GWAS）中与总血清25-羟基维生素D（25(OH)D）浓度一致相关。既往研究提示，GC亚型可能影响维生素D补充后总25(OH)D的增量。游离血清25(OH)D浓度可能更好地反映维生素D状态，但GC亚型是否改变补充对游离25(OH)D的影响仍需进一步研究。目的：该研究旨在确定老年成人中GC亚型与维生素D₃补充后总25(OH)D₃和游离25(OH)D₃增量之间的关联。方法：数据来源于多族裔动脉粥样硬化研究个体化维生素D治疗反应（MESA INVITe）研究（NCT02925195）。参与者（n=666）按3:1随机分配至每日2,000 IU维生素D₃或安慰剂，共16周。559名参与者（414名维生素D₃组；145名安慰剂组）的完整数据用于分析。总血清25(OH)D₃浓度、GC亚型和血清VDBP浓度采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）测定。游离血清25(OH)D₃经体积排阻分离制备样本后采用LC-MS/MS测定。此外，使用已建立的预测方程根据常用生化指标估算游离25(OH)D₃。采用线性回归模型分析GC亚型与基线、终点及16周时总25(OH)D₃和游离25(OH)D₃变化的关系。模型调整性别、年龄、季节、体重指数（BMI）、估算肾小球滤过率（eGFR）和遗传祖源。结果：参与者平均年龄（标准差）为72（8）岁；53%为女性，36%为白人，33%为黑人，18%为西班牙裔/拉丁裔，13%为华人。在两个治疗组的基线和终点，携带GC2亚型个体的总25(OH)D₃较低（每携带1个GC2等位基因低3～6 ng/mL），而无论实测还是计算的游离25(OH)D₃均不随GC亚型变化。补充显著增加总25(OH)D₃和游离25(OH)D₃，但两者的增量与GC亚型无关。讨论：在基线和终点，携带GC2亚型个体的总血清25(OH)D₃浓度较低，但游离25(OH)D₃不低。然而，总25(OH)D₃或游离25(OH)D₃对维生素D₃补充的反应均不随GC亚型变化。

研究背景与问题：25-羟基维生素D（25(OH)D）是循环中最丰富的维生素D代谢物，临床通常测定血清/血浆总25(OH)D来评估维生素D状态。循环中多数维生素D及其羟化代谢物与维生素D结合蛋白（VDBP，约85%～90%）和白蛋白（约10%～15%）结合，游离部分极少。游离激素假说认为，仅未结合形式可跨膜扩散进入多数靶细胞；VDBP基因敲除小鼠和GC基因纯合缺失罕见病例支持游离25(OH)D与生物活性相关，且VDBP缺乏时总25(OH)D可能误导判断。但游离25(OH)D与功能/临床结局的证据不一致，直接测量困难，现有方法存在交叉反应、缺乏标准化和参考范围、临床相关性争议；计算方程假定结合亲和力一致，可能受GC亚型、临床状况和药物影响。GC亚型由GC基因主要单核苷酸多态性（SNP）rs7041和rs4588决定，形成GC1f、GC1s和GC2单倍型及6种双单倍型；GWAS显示GC亚型与总25(OH)D和VDBP强相关，GC2与较低总25(OH)D相关。既往补充研究对GC亚型是否影响总25(OH)D增量结论不一致，且多数未测游离25(OH)D，因此需要随机试验评估游离25(OH)D反应。研究人员利用多族裔动脉粥样硬化研究（MESA）中嵌套的个体化维生素D治疗反应（INVITe）随机双盲安慰剂对照试验（NCT02925195），在老年多族裔成人中按3:1随机给予每日2,000 IU维生素D₃或安慰剂16周，分析GC亚型与基线和终点总及游离25(OH)D₃及其变化的关系。结果显示GC2携带者总25(OH)D₃较低而游离25(OH)D₃不低，补充后总及游离25(OH)D₃均升高，但增量与GC亚型无关。其意义是提示GC亚型主要影响基线维生素D状态，而非口服补充的个体反应性，并支持直接测量游离25(OH)D及方法标准化的必要性。

主要关键技术方法（≤250字）：研究基于MESA中嵌套的INVITe随机双盲安慰剂对照试验（NCT02925195），样本来源于MESA多族裔老年队列，666例随机按3:1接受维生素D₃ 2,000 IU/d或安慰剂16周，559例完整数据纳入分析。采用LC-MS/MS测定总血清25(OH)D₃、GC亚型及VDBP；经体积排阻分离后以LC-MS/MS直接测定游离25(OH)D₃；并用Bikle方程估算游离25(OH)D₃；同时测定24,25(OH)₂D₃计算维生素D代谢物比值（VDMR）。采用线性回归分析GC亚型与基线、终点及16周变化的关系，调整性别、年龄、季节、BMI、eGFR和遗传祖源。

3.1 参与者特征：INVITe共纳入666人，559人完整数据进入分析；55人因未完成研究缺少结局数据、49人缺少协变量数据、3人因GC亚型与推算基因型矛盾被排除。中位服药依从性98%。平均年龄72岁；36%白人、33%黑人、18%西班牙裔/拉丁裔、13%华人；治疗组与安慰剂组基线特征相似。GC1s、GC1f、GC2携带率分别为61.7%、56.7%、36.5%。

3.2 方法学比较：LC-MS/MS测定的rs7041（决定GC1s）和rs4588（决定GC2）与微阵列基因型一致率分别为98.54%和98.89%。直接测定与Bikle方程估算的游离25(OH)D₃正相关（Pearson r=0.62），但一致性差；Deming回归为Y=11.3x?62.9，平均差34 pg/mL，直接测定值偏高。

3.3 总25(OH)D₃：全参与者基线分析显示GC2携带与较低总25(OH)D₃相关；0、1、2个GC2等位基因者的模型均值分别为30.0、26.6、24.4 ng/mL（趋势p=0.004）。各治疗组基线和16周终点仍见GC2携带者总25(OH)D₃较低；GC1s与基线或补充后总25(OH)D₃无关。维生素D₃组总25(OH)D₃平均增加10.99 ng/mL，增量未随GC亚型变化。

3.4 游离25(OH)D₃：基线和16周时，实测或计算的游离25(OH)D₃均不随GC亚型变化；结合GC2携带者总25(OH)D₃较低，提示其游离比例较高。维生素D₃组实测游离25(OH)D₃平均增加13.93±28.68 pg/mL，计算值增加3.64±3.14 pg/mL，安慰剂组稳定；补充后游离25(OH)D₃变化与GC亚型无关。

3.5 24,25(OH)₂D₃与25(OH)D₃比值（VDMR）：基线和终点VDMR均不随GC亚型显著变化；维生素D₃补充使VDMR轻度升高，但变化不随GC亚型变化。

讨论总结：研究第一项发现为每个GC2等位基因与较低总25(OH)D₃和较高游离比例相关，与既往计算法/免疫法及直接质谱测定结果一致。第二项发现为总及游离25(OH)D₃对补充的反应均不随GC亚型变化；这与Sollid等的结果一致，该研究未检出总或游离25(OH)D反应在GC亚型组间有显著差异，仅见GC2携带者总25(OH)D增幅较小的趋势。该结果不同于原假设；既往静脉给予氘标记25(OH)D₃的研究发现GC2携带者清除更快，但GC亚型相关清除差异可能不足以为每个补充研究带来可检测的增量差异，其他遗传变异也影响反应。INVITe既往分析发现的与总25(OH)D补充反应相关的常见遗传变异均不在GC基因内或邻近；该分析校正多重比较。若存在GC亚型相关效应，可能较微弱。讨论还指出，rs4588和rs7041对25(OH)D₃循环半衰期影响可能有限，但可能更影响维生素D₃从表皮进入循环的效率及对日照的反应。实测与计算游离25(OH)D₃一致性差，提示计算法假定结合亲和力一致可能不准确，临床状况和药物可改变结合，需直接测量。研究优势包括大型随机对照试验、多族裔多中心、保留率和依从性良好、LC-MS/MS测定总25(OH)D和VDBP、直接测定游离25(OH)D₃以及基因型验证；局限性为探索性分析、原试验非专门为本目标设计、结果需重复验证、外推受限、实测游离值高于部分既往方法及方法学差异，需检测标准化和参考方法。

研究结论翻译：综上，尽管维生素D结合蛋白GC亚型在GWAS研究中显示与循环25(OH)D浓度有最强关联之一，该研究数据表明其与补充后25(OH)D增量无显著关联。这提示GC亚型可能在决定基线维生素D状态中作用更大，而非介导个体对口服补充的反应性。未来研究应评估GC亚型（或决定其的SNP）是否影响UVB暴露后25(OH)D变化；由于循环25(OH)D受多基因位点影响，未来个性化维生素D给药可能受益于整合多基因风险评分。