维生素D至少30 ng/mL可降低新冠肺炎不良结局的风险

探讨血清25-羟基维生素D水平与SARS-CoV-2感染不良临床结局、免疫功能指标和死亡率的关系。

根据疾病预防控制中心的标准，在我们的研究中，74%的患者有严重的新冠肺炎感染，32.8%的患者维生素D充足。在调整混杂因素后，维生素D充足与临床严重程度的降低、住院死亡率、血清C反应蛋白(CRP)水平和淋巴细胞百分比的增加显著相关。在40岁以上的维生素D充足的患者中，只有9.7%死于感染，相比之下，循环水平为25(OH)D&30 ng/ml的患者有20%死于感染。血清炎症标志物CRP的显著降低以及淋巴细胞百分比的增加表明，维生素D充足也可能通过降低应对这种病毒感染的细胞因子风暴的风险来帮助调节免疫反应。

因此，建议改善普通人群，特别是住院患者的维生素D状况，对于降低与感染新冠肺炎相关的发病率和死亡率具有潜在的好处。

新冠肺炎冠状病毒病是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型引起的呼吸系统疾病，其严重程度从轻微的呼吸道症状到严重的肺损伤、多器官衰竭和死亡[1]。3月11日，新冠肺炎疫情被世界卫生组织定性为大流行[2]。目前，它正在影响世界上212个国家和地区，大约有5041,620例确诊的冠状病毒病例，其中截至2020年5月20日有327,062例死亡。

病毒在伊朗传播迅速，到2020年3月20日，31个省份全部感染。截至2020年5月20日，确诊病例总数为126,949例，死亡7,183例；每百万人口中有86例死亡(https://www.worldometers.info/coronavirus/Iran).。

新冠肺炎的迅速蔓延已确定为国际关注的突发公共卫生事件。新冠肺炎的完整临床情况尚不完全清楚，但与明显的呼吸道症状有关，在某些情况下可诱发急性呼吸窘迫综合征合并多器官功能衰竭，特别是在有慢性病治疗史的老年患者中[3]。

最近，一些临床试验已经进行，如恢复期血浆、群集规则间隔短回文重复序列、骨髓间充质干细胞、雷米德韦作为抗病毒治疗和地塞米松作为抗炎药物治疗新冠肺炎。这些抗病毒策略的安全性和有效性尚未被证明是有效的，正在考虑中[4-7]。

在美国食品和药物管理局(FDA)确认的治疗方法中，雷米西韦和地塞米松是唯一被证明有可能减少新冠肺炎患者死亡和改善主要结果的治疗方法[6，7]。

值得注意的是，不仅非常需要开发一种疫苗来预防感染，而且还需要更多的治疗药物来治疗所有新冠肺炎患者的感染，以及其他干预措施，以帮助降低感染的风险及其严重的健康后果。

该病毒感染II型肺泡上皮细胞和肠上皮细胞，作为主要的靶细胞[8]。病毒的刺突蛋白通过与细胞表面的血管紧张素转换酶2(ACE-2)结合，促进病毒进入靶细胞[9]。ACE-2是一种肾素-血管紧张素系统的调节因子，分布于体内许多组织，包括肺、肾、胃肠(GI)和心血管系统[10]，可以解释易感患者的多器官衰竭。

有人认为维生素D对新冠肺炎有保护作用。维生素D已被证明具有免疫调节活性。维生素D[1，25-二羟基维生素D；1，25(OH)2D]与免疫细胞中的VDR受体相互作用，调节先天和获得性免疫系统，以应对细菌和病毒病原体的入侵。[11]。它还作为肾素-血管紧张素途径的调节剂，下调ACE-2[12]。因此，维生素D可能通过预防细胞因子风暴和随后的急性呼吸窘迫综合征(通常是死亡的原因)来帮助治疗新冠肺炎[13]。

伊朗是一个阳光充足的国家，但维生素D缺乏症的患病率很高，特别是在老年人中[14，15]，他们在接触SARS-CoV-2后出现了更严重的临床表现。我们的假设是，充足的维生素D将降低与新冠肺炎感染相关的临床严重程度和不良临床结果的风险，包括死亡率。

目前的研究得到了德黑兰医科大学伦理审查委员会(IR.TUMS.VCR.REC.1399.338)的批准。

对新浪医院新冠肺炎登记处(SHCO-19R)住院病历资料进行分析[16]。SHCO-19R是德黑兰医科大学附属新浪医院急诊科诊断为新冠肺炎的患者的持续的、预期的、基于医院的登记。

传染病专家根据世卫组织临时指南和新冠肺炎伊朗全国委员会的建议作出诊断[16]。这些患者年龄在18岁及以上，有急性呼吸道感染症状(例如发烧、咳嗽、呼吸困难)，没有其他病因可以完全解释临床表现。诊断得到了与新冠肺炎相符的胸部CT扫描结果的支持，或者通过实时聚合酶链反应(RTPCR)对新冠肺炎的明确诊断。

疾病的严重程度和预后采用疾病预防控制中心的标准，其中包括轻-中度(轻度呼吸道症状和发热，平均感染后5-6天)，严重疾病(呼吸困难，呼吸频率≥30/分钟，血氧饱和度≤93%，和/或24-48小时内肺野的50%)和/或重症(呼吸衰竭、感染性休克和/或多器官功能障碍/衰竭)。急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、急性心脏损伤(ACI)、急性肾损伤(AKI)或急性肝损伤等至少两种并发症的患者被认为是多器官损害。低氧定义为动脉血氧饱和度低于90%。在数据分析中，严重和危急类别被定义为“严重”。

数据包括以下信息：人口统计信息(年龄、性别、体重指数(BMI))、吸烟习惯、病史、主要临床症状及其发病时间、RT-PCR结果、放射学结果、实验室检查结果、合并症和疾病进展。

入院时或入院后不久的实验室检查包括全血细胞计数、血生化(总25-羟基维生素D[25(OH)D]、钙(Ca)、磷(P)、镁(Mg)、钠(Na)、钾(K)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸磷酸激酶(CPK)、C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、肌钙蛋白I和血沉(ESR)，以及动脉血气(PO2、pCO2、HCO3、pH)。

血清总25(OH)D采用电化学发光法(Abbott Architect)测定，定量限为2.2 ng/ml，变异系数(CV)为20%。

总体而言，根据内分泌协会的维生素D实践指南，将维生素D缺乏和不足定义为循环水平分别为25(OH)D、20 ng/mL和20-29 ng/mL，使用了30 ng/mL的截止点来定义维生素D充足[17]。

胸部CT扫描的诊断结果由两位放射科医生独立提供，然后交叉核对。对诊断结果不一致或疑似患有新冠肺炎的患者，经两位放射科医生商议后作出最终诊断。

本研究仅使用首次实验室检查结果和入院后的CT扫描结果。

数据采用SPSS统计软件(版本20)进行统计分析。25(OH)D、CPK和LDH水平均不呈正态分布，采用对数变换校正其正态分布。连续变量为正态分布的均值(标准差[SD])或非正态分布的中位数(四分位数范围[IQR])，正态和非正态分布变量的比较采用学生t检验和Mann-Whitney U检验。分类变量以百分比表示，卡方检验检验有无维生素D缺乏/不足患者的体征和症状、需要机械通气、休克、多器官衰竭、需要重症监护和住院死亡率的百分比差异。

采用后向Logistic回归模型来确定维生素D充足程度与疾病严重程度的独立关联。P值<；0.05被认为是显著的。

新冠肺炎患者登记在新浪医院新冠肺炎数据库中，截止到2020年5月1日。其中，235名患者在这项横断面研究中被分析，他们在住院时有25(OH)D水平的实验室记录。年龄20~90岁，平均58.7岁±15.2SD，≥65岁者占37.4%。所有患者均有CT扫描报告，但31.06%的患者有RT-PCR结果。在所有患者中，66%至少有慢性病病史，36.6%糖尿病，44.4%高血压，1.3%免疫疾病，1.3%COPD，22.1%心脏病，0.9%恶性肿瘤，5.5%肺部疾病，4.3%哮喘，3%风湿病。此外，0.4%的患者患有肝硬化，0.9%的患者HIV阳性。表1和表2列出了235名患者的基线特征。

以大于或等于30 ng/mL的25(OH)D作为维生素D充分性的定义。总体而言，67.2%的患者25(OH)D水平低于30 ng/mL。

为了评估维生素D状态与疾病临床特征的关系，根据25(OH)D水平小于或30 ng/mL将所有数据分为两个亚组。

根据动脉血氧饱和度低于90%的定义，维生素D充足与昏迷和缺氧的风险在统计学上显著降低有关。在维生素D充足的患者中，血清CRP和血液中淋巴细胞百分比分别显著降低和升高(表3和表4)。维生素D充足和不充足的患者在住院时间和ICU入院方面没有显著差异(表3)。

对患者群体死亡率的评估显示，40岁以下的人没有因感染COVID19而死亡。然而，40岁及以上的患者中有16.3%死于这种感染。在206名40岁以上的患者中，20%的患者血中25(OH)D水平为30 ng/mL，而死亡的患者中只有9.7%的患者血中(25OH)D水平至少为30 ng/mL(p=0.04)。此外，血25(OH)D水平在40 ng/mL或更高时，40岁以上的患者中只有6.3%死亡(图1)。

根据疾病预防控制中心的标准，在我们研究的患者中，74%的患者有严重的新冠肺炎感染。数据分析显示，严重疾病感染在维生素D充足的患者中较少(63.6%vs.77.2%，p=0.02)。

在调整了年龄、性别、BMI、吸烟和慢性病病史后的Logistic回归模型中，维生素D充足(p=0.01)和较低的BMI(p=0.02)与疾病严重程度的降低有显著的独立关联。

为了评估维生素D充足与疾病严重程度之间的关系，按照内分泌学会的建议，所有患者都根据25(OH)D的临界点30 ng/mL进行了分类。14我们的数据显示，25(OH)D水平至少为30 ng/mL与新冠肺炎感染相关的临床结局的严重程度显著降低有关。

根据不同的指南，为了骨骼健康，血清25(OH)D的阈值被设定为20-30 ng/mL[17-20]。关于维生素D的非骨骼效应，包括对免疫系统的影响，有人建议血液中25(OH)D的水平需要更高，至少为30 ng/mL[21-23]。

在我们的研究中，记录在案的新冠肺炎感染患者中只有32.8%的人维生素D充足。值得注意的是，新冠肺炎疫情始于冬季。1981年，有人提出“季节性刺激”假说来解释冬至前后甲型流感的流行[24]。维生素D的生物学、生理学和流行病学表明，维生素D可能是“季节性刺激”的候选者，因为25(OH)De的血液水平在冬季结束时最低[25]。

在1958年英国全国范围内的出生队列中，Berry等人。[26]报告了维生素D状况与季节性感染之间的关系。作者评估了来自45岁的6789名参与者的25(OH)D、肺功能、用力肺活量和呼吸道感染。作者报告说，“呼吸道感染的流行具有强烈的季节性模式，与25(OH)D浓度的模式相反”。此外，他们还显示维生素D状态与季节性感染和肺功能之间存在线性关系。血清25(OH)D水平每升高10nmol/L(4 ng/mL)，感染风险降低7%。

最近，一些研究人员提到维生素D对预防新冠肺炎的影响，或将维生素D作为干预策略用于感染SARS-CoV2的患者。这一建议在很大程度上是基于维生素D状态对流感传染病的影响。随机对照试验的荟萃分析表明，改善儿童和成人的维生素D状况与降低上呼吸道或下呼吸道感染的风险相关[27]。

维生素D对获得性免疫和先天免疫的调节作用解释了维生素D在新冠肺炎等传染病中的可能作用[11]。维生素D、感染和免疫系统之间存在复杂的相互作用。为了帮助调节先天免疫，巨噬细胞产生1，25(OH)2D，以响应Toll样受体结合感染剂的刺激。1，25(OH)D与巨噬细胞中的VDR结合，导致具有抗病毒作用的抗菌肽(AMPs)的产生增加，如防御素和盲肠肽[28]。在获得性免疫途径中，1，25(OH)2D的调节作用更强。1，25(OH)2D抑制B细胞活化[29]和免疫球蛋白合成[29]。这种荷尔蒙还能促进Treg细胞，而Treg细胞通过诱导IL-10的产生来起到抗感染的作用。这导致Th1、Th17细胞和干扰素γ、IL-17、IL-6、IL-23和IL-2的产生受到抑制，使Th2细胞占优势。Th2细胞通过抑制Th1细胞介导的细胞因子和肿瘤坏死因子α(肿瘤坏死因子α)来限制炎症过程[11，30，31]。值得注意的是，维生素D的活性形式调节不变NK T细胞(INKT)，后者是连接天然免疫系统和获得性免疫系统的调节细胞[30]。我们的结果与维生素D的免疫调节作用非常一致。我们的结果表明，维生素D缺乏/不足患者的淋巴细胞百分率低于维生素D充足患者。最近的一项研究表明，淋巴细胞百分比可以作为一个可靠的指标来分类中度、重度和危重的疾病类型，而不依赖于任何其他辅助指标[32]。

事实上，1，25(OH)2D的抗炎作用可以解释维生素D对重症新冠肺炎患者的免疫高反应和细胞因子风暴的保护作用。这也与最近的观察一致，即C反应蛋白，维生素D状态的替代物，与新冠肺炎的严重程度相关[33]。他们得出结论，与维生素D缺乏相关的高C反应蛋白水平与严重新冠肺炎的风险增加有关[33]。他们的发现与我们的结果一致。我们的研究结果表明，血清25(OH)D水平较高的患者的CRP水平低于血清25(OH)D水平为30 ng/mL的患者(表3和表4)。维生素D充足的患者新冠肺炎感染的严重程度低于25(OH)D水平较高的患者，这一发现可以通过本研究观察到的维生素D降低炎症标志物如C反应蛋白的抗炎作用来解释。维生素D的这种抗炎作用可能会阻止新冠肺炎患者的细胞因子风暴，并可能解释我们观察到的维生素D充足的患者严重程度和死亡率降低的风险。最近的研究表明，在新冠肺炎早期，C反应蛋白水平与肺部病变呈正相关，并可

在最近的一项研究中，20个欧洲国家25(OH)D的平均水平与新冠肺炎造成的发病率和死亡率有关[37]。各国25(OH)D平均水平(平均56 mmol/L，SD10.61；22.4 ng/mL，SD4.2)与新冠肺炎病例数/1M(平均295.95，SD 298.7)和死亡率/1M(平均5.96，SD15.13)呈负相关。他们的结果与我们的发现一致，即维生素D充足的患者死亡风险较低(图1)。

我们研究中的一些局限性值得注意。首先，我们包括记录了25(OH)D水平的患者。一些混杂因素，如吸烟和社会经济状况，并没有记录到所有的患者，可能会对新冠肺炎的严重程度产生可信的影响。此外，并不是所有有新冠肺炎临床症状的患者都进行了RTPCR检测。其次，我们研究的设计是横断面的。因此，我们不能解释维生素D充足和新冠肺炎感染降低严重风险之间的因果关系。设计大规模研究和随机临床试验(RCT)需要评估它们之间的相互作用。

本研究揭示了新冠肺炎的维生素D充足[25(OH)D≥30 ng/mL]与降低不良临床结局风险之间的独立关联。服用维生素的患者新冠肺炎的临床结果严重程度和死亡率降低。

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