研究表明,維生素D可以在調(diào)節(jié)免疫功能、減少細(xì)胞因子風(fēng)暴等方面發(fā)揮作用;隨機對照的臨床試驗(前瞻性研究)證明,維生素D水平與新冠感染嚴(yán)重程度以及死亡率之間存在相關(guān)性。
對于普通人,保持合理膳食和良好的生活習(xí)慣即可獲得充足的維生素D,過度補充可能造成藥物不良反應(yīng)。
撰文 | 維羅妮卡
新冠感染后,身體基礎(chǔ)情況良好的年輕人可能會經(jīng)歷“不堪回首”的一周,好在絕大多數(shù)人都能靠自己的免疫力扛過去。而很多老年人,沒能挺過年關(guān),令人悲傷。
除了接種疫苗、保持身體健康、努力提高自身免疫力外,我們還有什么能對抗新冠病毒的幫手嗎?答案或許有些出乎意料——是我們都不陌生,但往往容易忽視的維生素D。
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維生素D缺乏與新冠感染有關(guān)嗎?
多項研究表明,維生素D水平與新冠感染存在相關(guān)性。一個基于23項研究的薈萃分析(總病例數(shù)n=2692)顯示[1],維生素D缺乏與新冠感染重癥發(fā)生率和死亡率的增加相關(guān),但二者間的因果關(guān)系尚未得到證實。
一項巴塞羅那的觀察性研究表明[2],在460萬遵醫(yī)囑服用膽鈣化醇(cholecalciferol,維生素D3)或骨化二醇(calcifediol)的社區(qū)居民中,治療后血清25-羥維生素D(25OHD,維生素D在體內(nèi)的主要存在形式)水平達到30ng/mL以上的患者,與未補充維生素D的患者相比,新冠感染的發(fā)病率、重癥發(fā)生率和死亡率都降低了一半左右。
另一項在美國4599名退伍軍人中進行的研究顯示[3],當(dāng)患者的血清25OHD水平從15ng/mL升至60ng/mL時,新冠感染導(dǎo)致的住院率可以從24.1%降至18.7%(p=0.009),新冠死亡率由10.4%減少到5.7%(p=0.001)。這項觀察性研究,是證明血清25OHD水平與COVID-19嚴(yán)重程度間存在因果關(guān)系的有力證據(jù)。
現(xiàn)有證據(jù)大部分來自于觀察性研究,而隨機對照的臨床試驗(前瞻性研究),才是能證實維生素D缺乏與新冠感染存在相關(guān)性的直接證據(jù)。2022年5月,一項在法國9間醫(yī)療中心進行的多中心、隨機、對照、非盲、優(yōu)效性臨床試驗(總病例數(shù)n=254)發(fā)表[4],首次揭示高危人群中,在感染新冠的72小時內(nèi)口服高劑量(400,000IU,IU為國際單位,1IU=0.025μg)維生素D3組與口服標(biāo)準(zhǔn)劑量(50,000IU)維生素D3組相比,高劑量組感染后14天死亡率明顯降低(6% vs 11%,HR=0.33),但28天死亡率無明顯差別(15% vs 17%, HR=0.70)。研究者認(rèn)為,如果持續(xù)而非僅單次補充維生素D,可能提高長期生存率。除此之外,與標(biāo)準(zhǔn)劑量組相比,高劑量組的藥物副作用并未增加。
眾所周知,維生素D在骨的形成和血鈣代謝中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它在機體中還扮演著許多重要角色。早在新冠疫情暴發(fā)以前,已有臨床研究證實,血清低25OHD水平與急性呼吸道感染(包括流感病毒感染)、社區(qū)獲得性肺炎發(fā)生率的增加相關(guān)[5]。
此外,多項研究表明,維生素D缺乏與許多疾病的發(fā)生存在關(guān)聯(lián),包括感染性疾病、自身免疫病、冠心病、糖尿病和癌癥。這些基礎(chǔ)疾病都會導(dǎo)致新冠感染重癥及死亡風(fēng)險的增加,但有研究者認(rèn)為,在這其中更關(guān)鍵的因素是與之相伴的維生素D缺乏狀態(tài),而非基礎(chǔ)疾病本身[6]。
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其他維生素對新冠有作用嗎?
除維生素D以外,其他維生素與新冠感染是否有相關(guān)性呢?根據(jù)體外分子研究和動物研究模型,多種維生素均具有抗新冠病毒感染的潛能,但缺乏臨床證據(jù)支持。
維生素A能夠刺激T細(xì)胞的增殖和分化、減少氧自由基和增加肺泡表面活性物質(zhì);維生素B1參與糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝,它的缺乏會損傷細(xì)胞膜功能、誘發(fā)炎癥反應(yīng);維生素C與吞噬細(xì)胞的吞噬作用、白細(xì)胞的趨化作用及T細(xì)胞的增殖和分化相關(guān),還具有抗氧化功能;維生素E能夠延緩“免疫衰老”, T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和NK細(xì)胞隨年齡增長而作用減退,維生素E能改善免疫細(xì)胞功能、對抗氧自由基[7]。
1級和2級循證醫(yī)學(xué)證據(jù)支持維生素B1、維生素C和維生素D在急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)和膿毒癥的治療中的應(yīng)用,而ARDS和膿毒癥與新冠感染的臨床表現(xiàn)有一定相似之處。目前的臨床研究證據(jù)表明,維生素C在新冠感染中的作用仍不確定,有待大樣本量、設(shè)計良好的隨機對照試驗進一步證實[8]。而維生素A、維生素B1和維生素E在新冠感染中的作用,尚缺乏相關(guān)的臨床證據(jù)。
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維生素D對抗新冠病毒感染的可能機制
維生素D在機體免疫功能的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著雙重作用。一方面,維生素D可以激活非特異性免疫,增強機體的抗病毒能力;另一方面,維生素D能夠抑制炎癥反應(yīng),阻止細(xì)胞因子風(fēng)暴的發(fā)生。
研究顯示[5],維生素D可以增強細(xì)胞間連接,鞏固皮膚黏膜的物理防護屏障。并且,維生素D可以誘導(dǎo)組織蛋白酶抑制素(cathelicidin,又名抗菌肽)和防御素(defensin)的分泌,阻止細(xì)菌、真菌和病毒入侵細(xì)胞,同時抑制病毒的自我復(fù)制。維生素D還能增加toll樣受體(TLR)的表達[9],幫助識別入侵的微生物,進而激活非特異性免疫應(yīng)答,可能起到抗新冠感染的作用。
炎癥細(xì)胞因子大量分泌引起的細(xì)胞因子風(fēng)暴,是導(dǎo)致新冠感染向重癥發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。而維生素D能夠抑制1型輔助性T細(xì)胞(Th1細(xì)胞)的增殖,從而減少干擾素(IFN-γ)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、IL-1、IL-6等促炎細(xì)胞因子的分泌。與此同時,維生素D能影響T細(xì)胞的分化,促進17型輔助性T細(xì)胞(Th17細(xì)胞,促炎性)向調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(T-reg細(xì)胞,抗炎性)轉(zhuǎn)變,并促進巨噬細(xì)胞分泌IL-10等抗炎細(xì)胞因子。由此,維生素D能夠減少細(xì)胞因子風(fēng)暴的發(fā)生,阻止或延緩新冠感染向重癥發(fā)展[5]。
此外,維生素D在對抗新冠感染中發(fā)揮的作用,還與ACE2受體相關(guān)。ACE2即血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2,是新冠病毒感染肺泡細(xì)胞與腸道上皮細(xì)胞的主要結(jié)合受體。維生素D能夠增加可溶性ACE2的酶濃度[6],可溶性ACE2與新冠病毒結(jié)合,可以降低游離病毒的含量,從而減少病毒與細(xì)胞表面ACE2受體結(jié)合的機會,阻止病毒入侵。
ACE2在腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS系統(tǒng))中發(fā)揮著重要作用,能夠直接催化血管緊張素2(Ang II)的代謝,降低Ang II的含量。在新冠感染發(fā)生后,機體會下調(diào)細(xì)胞表面的ACE2受體,造成Ang II水平的升高。高水平的Ang II具有強烈的縮血管效應(yīng),可以導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、心肌炎及急性腎損傷(AKI)的發(fā)生。而高水平的維生素D一方面能增加可溶性ACE2,另一方面可以降低血清中腎素的濃度[10],從而增加Ang II的代謝、減少Ang II的生成,減輕新冠感染引起的組織損傷。
與此同時,有研究表明[11],維生素D對受損的上皮組織和器官損傷具有直接的修復(fù)作用,且可能起到抗纖維化的效果。上述機制已在體外實驗和動物實驗中得到初步證實,但想要弄清在人體中維生素D對抗新冠感染的具體機制,仍需更多的臨床證據(jù)。
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人群中維生素D缺乏十分普遍
人體內(nèi)的維生素D,約20%來自于日常飲食(主要為奶制品、魚肝油),80%來自于紫外線的作用。維生素D是一種類固醇激素,當(dāng)我們曬太陽時,人體皮膚中的7-脫氫膽固醇(7-dehydrocholesterol)在紫外線(UVB)的照射下能轉(zhuǎn)化為維生素D。
黑色素(melanin)是由黑素細(xì)胞產(chǎn)生的一種含吲哚的聚合物,決定了我們皮膚和頭發(fā)顏色的深淺。黑色素能夠減少UVB的穿透,這一方面降低了皮膚癌的發(fā)生率,另一方面也減少了維生素D的產(chǎn)生。不同人種的皮膚黑色素含量存在差異,維生素D的合成速率也不盡相同。通常而言,有色人種中維生素D缺乏更為常見。
據(jù)估計,在全世界人口中,約有十億人存在維生素D缺乏[12]。一項基于40個國家的人群統(tǒng)計研究顯示[13],超過50%的人口存在維生素D缺乏(血清25OHD<20ng/mL)。在印度,維生素D缺乏的人數(shù)超過全國總?cè)丝诘?0%,這可能與他們生活習(xí)慣有關(guān)。在歐洲,這個數(shù)字約為40%,加拿大約為47%,美國約為24%[14]。在我國,情況也同樣不容樂觀。2009年,有學(xué)者綜合了過去20年來我國發(fā)表的有關(guān)人群維生素D營養(yǎng)資料,發(fā)現(xiàn)39.2%的人群存在維生素D缺乏,其中80%的孕婦和全部新生兒都存在維生素D缺乏[15]。過去的十余年間,我國人民營養(yǎng)保健意識和營養(yǎng)水平有所提升,但尚缺乏能反映我國民眾維生素D營養(yǎng)狀況的大樣本人群研究。
新冠疫情暴發(fā)以來,人們的生活方式經(jīng)歷了巨大的變化,許多人居家辦公、減少戶外活動。由于曬太陽的時長減少,人群維生素D缺乏的比例可能進一步增加。與年輕人相比,老年人更易患維生素D缺乏,最主要原因是老年人皮膚中7-脫氫膽固醇含量下降,導(dǎo)致維生素D生成量減少;還與室外活動較少、不良生活方式(如喝酒等)和睪酮水平下降等因素相關(guān)[16]。
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我們需要常規(guī)補充維生素D嗎?
既然維生素D有這么多潛在好處,在治療新冠感染時,我們應(yīng)該常規(guī)使用維生素D嗎?
法國的臨床研究表明[4],在確診新冠的72小時內(nèi)口服高劑量維生素D,能夠減少高危患者的14天死亡率(但不改變28天死亡率),且未發(fā)現(xiàn)副作用的增加。另一項西班牙的臨床研究顯示[17],早期補充高劑量維生素D能降低新冠住院患者進入ICU的比例。但要注意的是,目前為止的研究數(shù)據(jù)多是基于德爾塔毒株,而非現(xiàn)在流行的奧密克戎毒株。
許多研究者認(rèn)為,雖然維生素D在對抗新冠病毒感染中的具體作用機制有待進一步研究,但維生素D對免疫功能的調(diào)節(jié)作用已得到證實。鑒于維生素D安全性高、價格便宜,且為易獲取的常用藥劑,將其加入高危患者的新冠感染治療方案中是一個好的選擇(目前我國《新型冠狀病毒感染診療方案(試行第十版)》中未提及加入維生素D治療)。但在臨床應(yīng)用時,需要注意特殊人群用藥(如藥物代謝酶及受體基因多態(tài)性)、合并用藥情況,避免脫水、高鈣血癥等藥物毒性的發(fā)生。
然而,根據(jù)現(xiàn)有證據(jù),補充維生素D對治療新冠后遺癥效果不佳。但另一方面維生素D缺乏在一般人群中被證實與疲倦、乏力相關(guān)[18],而這恰恰是新冠最常見的后遺癥。新冠病毒感染后會下調(diào)細(xì)胞核內(nèi)的維生素D受體(VDR)表達量[6],因而在感染初期維生素D或許能發(fā)揮較大作用,在感染后期卻作用有限。除新冠病毒外,VDR表達量的下調(diào)在巨細(xì)胞病毒感染、乙肝病毒感染和丙肝病毒感染中也有報道。
那么對于普通人而言,有沒有必要常規(guī)補充維生素D來預(yù)防新冠呢?維生素D補劑也是一種藥物,如果本身不存在維生素D缺乏,過度補充可能造成藥物不良反應(yīng)。根據(jù)我國《維生素D與成年人骨骼健康應(yīng)用指南》推薦[19],血清25OHD低于20ng/ml,且具有下列高危因素者建議接受維生素D補充治療:
1. 具有維生素D缺乏的危險因素,如室外活動少、黑皮膚等;
2. 骨質(zhì)疏松病史;
3. 應(yīng)用抗骨吸收藥物治療骨病;
4. 應(yīng)用抗癲癇藥物或口服糖皮質(zhì)激素;
5. 血清甲狀旁腺激素升高。
如果血清25OHD水平在安全范圍內(nèi),無需額外補充維生素D,可通過增加日光暴露和日常飲食來維持充足的維生素D水平。每日日曬時間以10~30分鐘為宜,日常飲食中維生素D含量豐富的食品包括動物肝臟、蛋黃、魚肝油、奶制品、堅果及海產(chǎn)品。
根據(jù)《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》推薦,成年人建議每日攝入10~15μg維生素D、2600單位維生素A(男性,女性為2300單位)、1.4mg維生素B1(男性,女性為1.2mg)、100mg維生素C、23.4單位維生素E,以及800~1000mg鈣。美國國家醫(yī)學(xué)院的推薦值與此稍有差異:成年人建議每日攝入15~20μg維生素D、3000單位維生素A(男性,女性為2310單位)、1.2mg維生素B1(男性,女性為1.1mg)、90mg維生素C(男性,女性為75mg)、22.4單位維生素E,以及1000~1200mg鈣。