维生素D依赖性佝偻病的诊疗进展

2021-07-30徐明进综述朱岷审校

儿科药学杂志 2021年8期

徐明进综述，朱岷审校

(重庆医科大学附属儿童医院，儿童发育疾病研究教育部重点实验室，儿童发育重大疾病国家国际科技合作基地，儿科学重庆市重点实验室，重庆 400014)

小儿佝偻病是指由于钙、磷或维生素D的缺乏或者利用障碍引起的生长期骨组织矿化不全的疾病，以钙、磷代谢紊乱及特征性骨骼病变为特点，同时可合并有其他系统疾病，如免疫功能低下、生长发育迟滞等，为一种严重危害儿童健康的全身、慢性、营养性疾病，是我国儿科重点防治的四种疾病之一。据相关文献报道，我国佝偻病的发病率呈逐渐下降趋势[1-3]，其中维生素D缺乏性佝偻病(vitamin D deficiency rickets)，又称为营养性佝偻病(nutritional rickets)为最主要病因，但随着我国生活水平提高及佝偻病防治工作的进展，维生素D缺乏性佝偻病发病率逐年下降。但在某些佝偻病患儿的治疗过程中，即使加大维生素D及钙剂的补充剂量，患者的佝偻病表现仍无改善，此时需警惕非维生素D缺乏性佝偻病，如维生素D依赖性佝偻病(vitamin D-dependant rickets，VDDR)。

1 维生素D的合成代谢

维生素D在自然界中主要以2种形式广泛存在：维生素D2和维生素D3。维生素D2的来源较稀少，人体内存储的维生素D形式多为维生素D3，但无论哪种维生素D，都不能直接作用于人体，均需要经过2次羟化后才具有生物活性。

第1次羟化发生部位在肝脏，皮肤合成或食物来源的维生素D经由25羟化酶作用，生成25羟维生素D3[25-(OH)D3，骨化二醇]，本步骤中参与羟化的酶主要是CYP2R1、CYP3A4(均位于微粒体)及CYP27A1(位于线粒体)，其中最主要的羟化酶同时也是限速酶的是CYP2R1。第2次羟化发生部位在肾脏，25-(OH)D3经由1-α羟化酶(位于线粒体中，P450c1a，CYP27B1)转化为1,25二羟维生素D3[1,25-(OH)2D3，骨化三醇]，也即为具有生物活性的维生素D，它可与维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)结合，发挥生理作用。

维生素D的失活发生在肝脏之中，25-(OH)D3及1,25-(OH)2D3被24羟化酶分别转化为24,25-(OH)2D3和1,24,25-(OH)3D3，这一步主要是为了防止维生素D在人体内累积过多造成中毒以及保持维生素D的浓度在人体正常生理范围内。

2 维生素D的生理作用及维生素D受体

1,25-(OH)2D3是维生素D的活化成分，通过与VDR结合发挥生理作用。VDR在人体中广泛存在，它最主要也是最为人熟知的作用是维持人体的钙磷代谢平衡、骨质生成和细胞分化。1,25-(OH)2D3与VDR结合，可促进小肠黏膜细胞合成钙结合蛋白，进而促进小肠对钙的吸收，同时增加磷的吸收；在肾脏当中，可增加近端小管对钙磷的重吸收；而当它作用于骨矿物质代谢，则可促进破骨细胞分化，进而促进成骨细胞增殖。人体内的VDR除存在于我们熟悉的骨骼、肠道和肾小管上皮外，还广泛存在于心、脑、血管、呼吸系统、免疫系统等，故维生素D缺乏可造成多个系统的损伤，近年的研究发现，维生素D缺乏与心血管、呼吸道、血液、免疫系统疾病等多系统疾病均相关[4-6]。

3 维生素D依赖性佝偻病

VDDR因其临床症状与营养性佝偻病相类似，故又被称为假性维生素D缺乏性佝偻病(pseudoviatmin D-deficient rickets，PDDR)。根据病因的不同，又将维生素D依赖性佝偻病分为2种亚型：Ⅰ型病因为酶类缺陷或合成障碍；Ⅱ型的病因则是维生素D受体基因突变导致的受体失活，使得1,25-(OH)2D3无法发挥正常的生理作用。

3.1 维生素D依赖性佝偻病Ⅰ型

维生素D依赖性佝偻病Ⅰ型根据缺陷酶的不同，又分为2种类型：ⅠA型和ⅠB型。

3.1.1 维生素D依赖性佝偻病Ⅰ型发病机制及流行病学 ⅠA型(VDDR-ⅠA)是由于1α羟化酶缺陷引起，导致25-(OH)D3到1,25-(OH)2D3转化障碍；ⅠB型的病因在于25羟化酶失活导致的25-(OH)D3合成减少。这 2种酶类的缺乏或合成障碍最终结果均导致终产物 1,25-(OH)2D3生成不足，引起钙磷代谢紊乱及骨骼损害，临床上即表现为佝偻病。

在分子生物学层面，ⅠA型的致病基因为BYP27B1，ⅠB型为CYP2R1。VDDR-ⅠA在1961年由Prader A等[7]首次报道，突变的CYP27B1基因位于染色体12q13.3，属于细胞色素P450酶家族，总共有9个外显子，开放阅读框全长4 859 bp，对应的功能蛋白为1α羟化酶。到目前为止，已报道的CYP27B1基因突变已有78种，在超过100个患者身上找到[8]，涉及所有的9个外显子，主要包括错义及无义突变，也包括缺失突变、剪接突变等。此后该基因突变在各大洲和各个国家，均有病例文献报道[9-10]，故可由此推测，该基因突变可能为人类共有的 1个热点突变。而人们对ⅠB型的认识更晚，直到1994年，才在1对尼日利亚兄弟的病例中首次被报道[11]。至2017年为止，人们总共报道了5种CYP27R1基因突变导致25羟化酶活性丧失：c.296 T>C(p.Leu99Pro)，c.726 A>C(p.Lys242Asn)， c.768dup(p.Leu257Serfs*6)，2c.367+1 G>A 及c.124_138delinsCGG(p.Gly42_Leu46delinsArg)[12]。

VDDR-Ⅰ是一种常染色体隐性遗传病，男女发病率相似。由于国内外的报道均罕见，故在流行病学方面，尚无确切报道。目前已知的报道中，丹麦的发病率为每年0.3/100 000[13]。在韩国，截止2011年，经文献报道的仅有5例[14]，而在我国通过知网检索文献，目前通过基因确诊的病例只有12例。同时有报道指出，在某些特定民族或地域中，在 Ⅰ A型中某些突变更为常见，如核苷酸序列958处的7-bp重复及鸟嘌呤缺失更广泛地见于来自魁北克查尔沃瓦地区的法裔加拿大患者[15]。

3.1.2 临床症状 VDDR-Ⅰ起病年龄通常较小，最早可在2～3个月即发病，最晚也有报道3岁左右[16]。在肝脏进行的羟化步骤与肾脏不同，CYP2R1并不是唯一参与的酶类，这或许可以解释有些ⅠB型患者的发病年龄较ⅠA型更晚，通常在2岁以后。本病临床表现早期可与正常儿童无异，后逐渐表现为肌肉无力、发育迟滞、婴儿期发作的低钙惊厥，部分患儿儿童期以反复的低钙惊厥为首发表现[17]，影像学检查可示典型的佝偻病征象，如先期钙化带的模糊甚至消失、骨小梁稀疏、干骺端膨大呈杯口状、毛刷样改变等。实验室检查则提示低钙血症，甲状旁腺激素及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)明显升高，其中1,25-(OH)2D3是反映体内维生素D水平的最佳指标，其水平明显下降为最重要的实验室结果，碱性磷酸酶代表了软骨生长板的活化，它的升高提示了骨矿化的减弱，升高幅度的大小和疾病严重程度正相关[18]。VDDR ⅠA和ⅠB由于缺陷酶不同，在实验室检查中，前者的25-(OH)D3水平多升高或正常，而后者多明显下降。

3.1.3 维生素D依赖性佝偻病Ⅰ型的治疗该病的治疗主要依靠补充活性维生素D，由于VDDR罕见，国内外尚无统一治疗指南或共识指导诊疗。由于部分患者只是羟化酶的部分失活致病，故有人认为这部分患者补充骨化二醇即可达到治疗效果。但仍有更多患者为羟化酶的完全失活引起，此时骨化三醇的替代治疗更为重要。Cesur1 Y等[18]对8个VDDR-Ⅰ患儿进行了长期的跟踪随访(随访时间从12～36个月不等，平均为18个月)，他们认为骨化三醇平均治疗剂量应达到1.2 μg/(kg·d)，范围为0.5～2.0 μg/(kg·d)。Sahay M等[19]提出，VDDR-Ⅰ骨化三醇的治疗起始剂量应为每天 1 μg，直至病理性骨折愈合后逐渐减量至每天0.25～1 μg；Özcabi B等[20]报道了1例病例，初始剂量为1.0 μg/d，分2次给药，并根据病情逐渐调整用药，但需注意的是在治疗随访过程中，该例患儿曾出现无症状的高钙血症，在后期减量过程中高钙尿症消失，用药剂量下降至0.25 μg/d。国内作者[21]研究后认为，骨化三醇剂量在 1～2 μg/(kg·d)时，可使佝偻病临床症状消失，各项实验室指标恢复正常。由此可见，骨化三醇的剂量需要个体化。治疗目标是既要使血钙、血磷及PTH等实验室指标恢复正常水平, 同时使患者的生长发育相较正常同龄儿有所追赶。同时，在VDDR的治疗随访中，应定期B超检查肝肾，防止高钙尿症及结石的发生，根据患儿的血钙、血磷、PTH、尿钙/肌酐比等情况以调节剂量[21]，也是国内外治疗VDDR的共识。有研究报道，24 h尿钙应定期检测，并维持在4 mg/(kg·d)以下，以防止高钙尿症，若出现高钙尿症，骨化三醇需要逐渐减量甚至停用，直至血钙恢复正常[22]。有相关文献建议同时口服钙剂补充元素钙 30～75 mg/(kg·d)[23]。

3.2 维生素D依赖性佝偻病Ⅱ型

3.2.1 维生素D依赖性佝偻病Ⅱ型的发病机制及流行病学 VDDR-Ⅱ型又称为低钙维生素D抵抗性佝偻病(hypocalcemic vitamin D resistant rickets，HVDDR)，它是一种罕见的常染色体隐性遗传病，男女发病率相似，在文献报道方面较Ⅰ型更加罕见。其核心病因是VDR的失活突变，因此虽人体内1,25-(OH)2D3明显升高，但因为活性维生素D无法与受体结合发挥生理作用，故仍表现为佝偻病。VDR的缺陷主要表现包括：(1)1,25-(OH)2D3与VDR的结合失败；(2)正常VDR结合位点的数量减少；(3)1,25-(OH)2D3与受体的结合亲和力异常；(4)1,25-(OH)2D3与VDR结合后的复合物在细胞核内的移位不足；(5)1,25-(OH)2D3与VDR的复合物对DNA结合域的亲和力降低，并因此继发了受体锌-结合指结构的变化。

HVDDR最初报道见于1978年[24]，在分子生物学层面，研究人员通过建立VDR基因敲除小鼠模型，揭示了VDR基因突变导致VDDR-Ⅱ的分子致病机制。至今为止，国内外已有超过50种位于VDR结构域的不同突变报道，主要为错义突变、无义突变、缺失突变、剪接突变[25]。VDDR-Ⅱ的突变基因位于12q12-q14，VDR基因全长约75 kb，其中包括了11个外显子，其转录产物VDR包含有5个结构域，按照基因突变的部位主要可分为以下种类的突变：发生在DNA结合区(DNA binding domain，DBD)的突变使得VDR与DNA无法正常结合，导致人体对1,25-(OH)2D3的抵抗；发生在配子结合区(ligand binding domain，LBD)的突变则使得VDR不能与配体结合或不能与RXR聚合形成异源二聚体，也可导致人体对1,25-(OH)2D3的抵抗。

3.2.2 维生素D依赖性佝偻病Ⅱ型的临床表现 VDDR-Ⅱ的临床症状与Ⅰ型相仿，出生时患者可完全正常，在2岁左右发病，也可发病年龄较早，在出生几个月后发病，且症状严重且典型，口腔检查可见龋齿或牙釉质钙化不全。影像学方面也表现为典型的佝偻病表现，实验室检查结果表现为低钙血症，低磷血症和继发性甲状旁腺功能亢进，同时1,25-(OH)2D3显著升高是它和Ⅰ型的最大不同。特征性脱发是Ⅱ型独有的临床特征[19]，Li Y C等[26]利用小鼠建立了VDDR-Ⅱ脱发的动物模型，脱发的原因是VDR在人体皮肤亦有分布，大约有2/3的病例中角蛋白细胞内缺乏VDR，因此脱发也被视为是疾病严重程度的标志[27]，在某些偏远地区或国家，该临床表现可作为诊断VDDR-Ⅱ的重要证据。

3.2.3 维生素D依赖性佝偻病Ⅱ型的治疗 VDDR-Ⅱ为罕见病，临床上尚无统一治疗标准，但有报道认为，Ⅱ型治疗量较Ⅰ型更大，Sahay M等[19]提出，VDDR Ⅱ的骨化三醇治疗剂量则为每天2 μg，元素钙每天1 g，甚至有些病情严重的患者，为了控制病情，需要增加更大的剂量：骨化三醇可增量至每日60 μg，元素钙最大可增量至每日3 g，但即使如此大剂量的骨化三醇及元素钙治疗，仍有部分患者表现出维生素D耐药和治疗效果不佳，尤其是合并有脱发的患者[28]。有报道[29]认为，VDDR-Ⅱ的治疗效果主要与VDR的突变位置有关，如DNA结合结构域的无义突变经常对治疗效果反应欠佳。

大剂量静脉注射钙剂也被认为是本病的一种治疗方法，有文献推荐剂量为0.04～0.14 g/(m2·d)，但静脉注射钙剂需长期住院治疗，且可能有合并心律失常、导管相关性败血症等并发症的风险。因此在长期大量的静脉注射钙剂治疗中，需注意患者的心功能检测。国外有文献报道[30]拟钙剂西那卡塞联合钙剂也可用于治疗VDDR-Ⅱ，尤其是大剂量静脉注射钙剂疗效不佳或合并有继发性甲状旁腺激素功能亢进的患者可以考虑。Ayehan A等[31]报道了2例患儿在继发甲状旁腺功能亢进且静脉注射钙剂疗效不佳时，加用西那卡塞0.25～0.40 mg/(kg·d)治疗，患者脱发症状虽无明显改善，但影像学检查结果及实验室指标均提示佝偻病好转。该治疗方案相对传统大剂量静脉注射钙剂来说，患者的依从性及安全性均更佳，钙剂治疗只需每天1～2次口服，同时用低剂量的骨化三醇(2 μg/d)维持治疗即可[16]。