在具有抗癌免疫系统的患者中，补充维生素D能使消化道癌（包括结直肠癌）患者的生存率提高1.5倍以上，但这一作用在有抗癌基因p53突变患者才会看到。因此，在这群对的人身上，透过补充维生素D改善本身的维生素D状态，可能是提高癌症尤其是消化道癌包括结直肠癌存活率的有效策略。
Urashima 等人于2019 年发表了一项随机、双盲、安慰剂对照性的临床试验的结果，该试验探讨了每天补充维生素D3 2000 IU 长达 8 年的时间，是否可以改善消化道癌症患者无复发存活率；但根据这项临床试验的结果，作者得出以下的结论，补充补充维生素D3并不会提高消化道癌症患者的 5 年无复发生存率。
而在2023年的 JAMA Network Open 期刊上，Kanno 等学者报告了该项临床试验的事后亚组分析。 他们评估具备有抗癌基因p53突变的亚组患者，该亚组定义为病患血清中抗p53 抗体呈阳性，并且透过免疫组织化学在超过99% 的癌细胞上有p53 的核积聚，这被认为是p53 错义突变的生物标志物。 与安慰剂组相比，具有可检测到的血清抗 p53 抗体患者如果每天接受维生素D3 2000 IU 治疗的患者，其癌症复发或死亡率可以显著改善2.5 倍以上，并且可以因此降低 27% 的癌症复发或死亡率绝对风险。对于那些没有 抗癌基因p53突变的的患者，每天服用维生素D3 2000 IU 对 5 年的无复发存活率上则没有任何显著的帮忙。
第一项研究，发表于1916 年，首度发现阳光照射（维生素D状态改善的替代指标）与癌症风险降低之间存在着关联性。之后大量的其他研究也发现，生活在高纬度地区(日照时间较短)，反而与癌症死亡风险增加有关。
在20 世纪90 年代，在美国也观察到结直肠癌的死亡率与平均每日太阳照射量呈现显著的负相关。 随后，一项为期 8 年的前瞻性的病例对照研究也观察到，血清 25-羟基维生素D 或 25(OH)D 的水平高于 20 ng/mL 的人，其罹患结直肠癌的风险会降低 3 倍。
多项流行病学研究和其他临床研究也观察到，维生素D 缺乏与结直肠癌发生风险增加有相关。关于预防结直肠癌的最佳维生素D 状态的定量荟萃研究分析显示，当血清25(OH)D 浓度为34 ng/mL 时，结直肠癌发的风险降低50%。维生素D受体(简称VDR) 的基因多态性也与结直肠癌的风险相关。
身体中最重要的抗癌基因P53 基因会产生蛋白质 p53，其可以透过控制细胞分裂、DNA 的修复和细胞的凋亡来抑制癌症，p53更被称为“基因组的守护者”。维生素D3透过其活性形态的 1,25-二羟基维生素 D3，或1,25(OH)2D3，结合维生素D受体来调节细胞的增殖、分化、凋亡和血管的生成，所有这些都与其潜在的抗癌活性有关。
大约 50% 的人类癌症会具备有抗癌基因p53 的突变，会导致突变 p53 (mutp53) 的过量产生。 这些突变不仅会导致身体抑制肿瘤的活性丧失，而且还会让野生型的 p53 失活。 有趣的是，突变 p53与 VDR 的反应组件上的启动子区域相结合。 这种相互作用会引发抗凋亡的状态，并且降低促凋亡基因的表达能力。
一项名为VITAL的临床试验，是以随机双盲安慰剂对照的方式评估了维生素 D3 2000 IU和海洋来源 Omega-3 脂肪酸对癌症结果的影响，该试验的结论为补充维生素 D3 可以降低患癌症的风险。 然而，作者承认癌症死亡率因此显著降低了 25%。 这项研究的二次分析结果显示，每天补充维生素 D3 2000 IU可以适度降低整个受试者出现转移性和致命性癌症的发生率。 然而，当该群受试者按体重指数（BMI）分析时，发现BMI小于25的人的风险比为0.62，而对于BMI 大于30的参与者，风险比为1.05，表明正常体重的受是者（BMI <25）从维生素 D3 的补充中获益最多。
另一项随机对照双盲的临床试验，维生素 D3 补充剂不同剂量（每天600 、4000 或10000 IU，）持续6 个月对广泛基因表达的影响，广泛基因的表达与25(OH)D3水平之间存在有剂量依赖性的关系。每天接受维生素 D3 10000 IU 且将体内的血液浓度提高到 50 至 100 ng/mL 范围内的人群中，有一半人的基因组中有超过 5% 的基因表达强劲，而其他一半的人仅表达其基因组的2% 至5%。 这表明基因对相同维生素 D3的补充剂量所产生的反应存在有个体上的差异。这一观察结果可能有助于解释为什么化疗中使用高剂量维生素 D 后，会导致不同的疾病控制时间，出现了使用高剂量维生素 D表达出统计学上不显著，但有支持性趋势上的改善疾病控制时间的效益。
2023年的 JAMA Network Open 期刊上 Kanno 等人的研究之观察结果，彻底改变了维生素 D和癌症的关系。 让我们了解改善维生素 D的 状态是否会有利于降低患罹患癌症的风险，以及改善癌症患者的无癌症复发率和死亡率结果提供了额外的讯息。 100 多年来，阳光和维维生素 D缺乏一直与许多致命癌症的风险有关，包括结直肠癌、前列腺癌和乳癌。
然而，人们对维维生素 D这种营养素(或称之为荷尔蒙)是否能降低癌症的风险与癌症相关的发病率和死亡率，一直存在有很大的怀疑。多项随机临床试验支持了这一个怀疑。然而却有多种变量可以影响维维生素 D 预防和应对癌症的结果，包括BMI、维生素D受体的基因多态性、增强的维生素D 分解代谢、对1,25( OH)2D3 的基因反应性，以及p53突变体对1,25(OH)2D3-维生素D受体的负面相互作用，都会或多或少地维生素 D预防和控制癌细胞生长的能力。
更重要的是，未来评估维生素 D的补充剂对于预防癌症和改善癌症治疗结果的研究，不仅应该考虑包括上述的许多变量以外，还应包括测量肿瘤是否具备有抗癌基因p53的突变。 Kanno 等人的研究结果得出的结论是，改善维生素 D的状态，确实可以成为促进癌症缓解和降低癌症死亡率的有效策略。 同样重要的是要认识到，大多数已经证明维生素 D对降低癌症风险和改善临床结果具有帮助作用的研究，每天建议要补充维生素 D的剂量是至少使用2000 IU，并将血液中的25(OH)D 的浓度提高到至少30 ng/mL 以上，该浓度只能通过维生素 D的营养补充剂达成或是马赛牧民和哈扎人的狩猎采集者中的血液中才可以获得相同的数值，这些民族由于每天暴露在阳光下，使得其血液中的25(OH)D 的浓度经常性地维持在30 ng/mL 以上。
然而2023年的 JAMA Network Open 期刊上 Kanno 等人的研究的这一重要的新观察结果还需要更多的研究来确认。 根据现有的所有证据，谨慎的做法是，癌症患者可以考虑每天服用维生素 D 2000 IU的营养补充剂来改善维生素得D 状态，有助于降低与癌症相关的发病率和死亡率。而对维生素D 过敏的患者，以及患有肉芽肿性疾病和一些淋巴瘤的患者，则应该谨慎维生素 D的营养补充剂。
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