ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Correlation between vitamin D concentration and severity of community-acquired pneumonia in patients from the Amur region

Luchnikova T.A., Prikhodko O.B., Voytsekhovskiy V.V.

Amur State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia, Blagoveshchensk
Abstract. Currently available data on the effect of vitamin D at the clinical course of pneumonia are insufficiently reliable and contradictory. The aim: to identify or refute the correlation between serum vitamin D concentrations and the severity of community-acquired pneumonia (CAP). Material and methods. Main study group included 86 patients with CAP (53,4% males and 46,51% females), who were divided into two subgroups: 1st – 48 patients with moderate CAP; 2nd – 38 patients with severe CAP. The control group consisted of 50 relatively healthy volunteers. All patients underwent a standard examination according to existing recommendations. Vitamin D levels ≥30 ng/ml were considered to be sufficient, between 29–20 as insufficient, <20 as vitamin D deficiency, <10 as severe deficiency. Results. Total concentration of vitamin D in the blood serum in patients with CAP was significantly lower than in control group – 15,02 (8,47–21,64) versus 27,47 (24,25–30,15) ng/ml (р=0,00001). Moreover, among patients with pneumonia, sufficient levels of vitamin D were observed in 15%, insufficient – in 17%, deficiency – in 42%, severe deficiency – in 26% of cases. In severe CAP, the average vitamin D level was significantly lower than in patients with moderate CAP: 11,08 (9,95–11,72) versus 19,08 (14,01–26,83) ng/ml (p <0,05). In addition, vitamin D levels were significantly lower in patients with bilateral or multisegmental lung damage (p=0,0001). All patients who died from CAP (n=6) had severe vitamin D deficiency – 4,89 (3,38–7,06) ng/ml. It was found that lower serum vitamin D levels were associated with longer overall disease duration and with longer radiographic resolution of pneumonia (r=-0,47, p=0,04). Conclusion. The study found that vitamin D deficiency in blood serum can affect the severity of CAP and increase the risk of unfavorable outcomes and death.

Keywords

vitamin D
community-acquired pneumonia
vitamin D deficiency
severity degree of pneumonia

ВВЕДЕНИЕ

Пневмонии – группа различных по этиологии, патогенезу, морфологической характеристике острых инфекционных (преимущественно бактериальных) заболеваний, характеризующихся очаговым поражением респираторных отделов легких с обязательным наличием внутриальвеолярной экссудации [1, 2]. Наиболее важный с клинической точки зрения принцип предусматривает подразделение пневмонии на внебольничную (ВП) и нозокомиальную (НП). Внебольничной считают пневмонию, развившуюся вне стационара либо диагностированную в первые 48 ч с момента госпитализации [1, 2].

ВП относятся к наиболее распространенным острым инфекционным заболеваниям. Согласно официальной статистике (Роспотребнадзор), заболеваемость ВП в 2017 г. составила 412,3 на 100 тыс. населения со снижением ростом этого показателя по сравнению с 2016 г. на 1,4% [3]. Наиболее высокие цифры заболеваемости были отмечены в Дальневосточном и Поволжском федеральным округах (565,3 и 510,2 на 100 тыс. населения соответственно) [3].

По данным зарубежных эпидемиологических исследований, заболеваемость ВП у взрослых (≥18 лет) колеблется в широком диапазоне: у лиц молодого и среднего возраста она равняется 1–11,6‰, в старших возрастных группах – 25–44‰ [4, 5]. В США ежегодно регистрируется 5–6 млн случаев ВП, при этом >1,5 млн пациентов нуждаются в госпитализации [6, 7]. В структуре смертности от болезней органов дыхания в России в 2017 г. на долю пневмоний приходилось 42%, а связанная с ними смертность в 2017 г. составила 17,3 на 100 тыс. населения [8].

Витамин D имеет большое значение в поддержании функций опорно-двигательного аппарата, а также, как выяснилось, иммунной системы. Он регулирует рост и дифференцировку нескольких типов клеток, участвующих в иммунной реактивности, проявляя противовоспалительные и иммунорегуляторные свойства [9–11]. Эпидемиологические исследования свидетельствуют, что дефицит витамина D увеличивает риск заболевания гриппом, COVID-19 и другими острыми инфекциями дыхательных путей. Согласно экспериментальным данным, он вовлечен в развитие противовирусного и противобактериального ответа, особенно против оболочечных вирусов. По всей вероятности, вирулицидная и бактерицидная активность витамина D опосредована его способностью индуцировать экспрессию антимикробных пептидов [12]. Следовательно, это соединение может играть ключевую роль во взаимодействии между врожденными и адаптивными путями иммунной системы [13].

В то же время ряд работ опровергает влияние уровня витамина D на развитие пневмонии.

В ходе исследований авторы добавляли к стандартной антимикробной терапии однократно высокие дозы данного витамина, при этом достоверных результатов по уменьшению длительности заболевания и рентгенологическому разрешению пневмонии получено не было [14–17].

Исследования влияния витамина D на течение пневмонии у детей также имели противоречивые результаты. Отдельные авторы говорят о снижении продолжительности заболевания и риска повторной пневмонии [18]. Неубедительные данные, возможно, обусловлены постепенным увеличением концентрации витамина D в организме у детей, без учета генетических особенностей полиморфизма генов к рецептору этого витамина.

В целом, все известные на сегодняшний день данные о влиянии витамина D на течение пневмонии являются недостаточно достоверными и противоречивыми.

Цель исследования – выявить или опровергнуть зависимость между концентрацией витамина D в сыворотке крови и тяжестью течения ВП.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В основную группу исследования были включены 86 пациентов с ВП различной этиологии среднетяжелого и тяжелого течения, находившиеся на лечении в пульмонологическом отделении и ОРИТ ГАУЗ АО «Амурская областная клиническая больница»: 46 (53,4%) мужчин и 40 (46,51%) женщин европеоидной расы (средний возраст 52,8+4,8 лет). Группу контроля составили 50 относительно здоровых добровольцев без бронхолегочной и другой тяжелой сопутствующей патологии – 30 (60%) мужчин и 20 (40%) женщин (средний возраст 48,7+3,6 лет).

Критериями невключения служили декомпенсированная хроническая сопутствующая патология, онкологический процесс, другие инфекционные заболевания (ВИЧ, туберкулез, гепатиты), включая COVID-19. Все участники исследования в течение 3 мес до начала и во время исследования не принимали добавки витамина D.

Диагноз ВП выставлялся на основании соответствующих клинических рекомендаций от 2018 г.

Всем амбулаторным пациентам с ВП для оценки прогноза рекомендуется использовать шкалу CURB/CRB-65; у госпитализированных пациентов наряду с CURB/CRB-65 может применяться индекс тяжести пневмонии/шкала PORT. Для оценки тяжести и определения показаний к госпитализации в ОРИТ всем госпитализированным пациентам с ВП рекомендуется использовать критерии IDSA/ATS или шкалу SMART-COP.

В зависимости от тяжести ВП пациенты основной группы были разделены на две подгруппы: 1-я – 48 человек со среднетяжелым, 2-я – 38 больных с тяжелым течением заболевания.

Участникам исследования проводилось стандартное обследование согласно существующим рекомендациям. Уровень витамина D в сыворотке крови определялся с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. Показатели ≥30 нг/мл расценивались нами как достаточный уровень этого витамина, 29–20 нг/мл – как недостаточный, <20 нг/мл – как дефицит витамина D, <10 нг/мл – как тяжелый его дефицит [19, 20].

Продолжительность исследования составила 6 мес. Первичной точкой был набор пациентов с ВП различной степени тяжести, обследование в соответствии со стандартом оказания медицинской помощи при ВП и обследование этих пациентов на содержание витамина D в сыворотке крови. Конечной точкой служило определение зависимости между витамином D и тяжестью течения пневмонии, а также выявление у витамин-D-дефицитных пациентов осложнений и неблагоприятных исходов ВП.

При проведении исследования авторы руководствовались принципами Хельсинкской декларации «Этические принципы проведения медицинских исследований с участием людей в качестве субъектов исследования» с поправками от 2013 г. и нормативными документами Правила надлежащей клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава России № 200 от 01.04.2016.

Процедура статистической обработки осуществлялась с помощью прикладного пакета программ STATISTICA 10.0 и электронных таблиц Excel 2007. Оценка соответствия признака закону нормального распределения проводилась с применением критериев Колмогорова–Смирнова, Лиллиефорса, Шапиро–Уилка. Методы описательной статистики включали вычисление среднего арифметического (М) и стандартного отклонения (SD) при нормальном распределении данных и использование медианы (Ме), верхнего и нижнего квартилей (Ме [Q25%–Q75%]) для представления данных, не подчиняющихся закону нормального распределения. С целью оценки межгрупповых различий независимых групп использовались U-критерий Манна–Уитни и t-критерий Стьюдента. Сравнение групп по категориальному признаку производилось методом χ2 с поправкой Йетса. Корреляционный анализ выполнялся с применением коэффициента ранговой корреляции Спирмена (Rs). Результаты исследования считались статистически значимыми при значении р <0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

При поступлении в стационар у всех участников был взят анализ крови на содержание витамина D. У больных ВП, вне зависимости от возраста и степени тяжести заболевания, общее содержание этого витамина в сыворотке крови в начале исследования оказалось достоверно ниже, чем в контрольной группе: 15,02 [8,47–21,64] против 27,47 [24,25–30,15] нг/мл (р=0,00001). При этом в основной группе достаточный уровень витамина D отмечался у 15%, недостаточный – у 17%, дефицит – у 42%, тяжелый дефицит – у 26% пациентов.

Нами была определена зависимость между течением ВП и уровнем витамина D. При ВП тяжелого течения (2-я подгруппа основной группы) средний его уровень равнялся 11,08 [9,95–11,72] нг/мл, что было достоверно ниже, чем у больных ВП средней степени тяжести (1-я подгруппа основной группы), где этот показатель составил 19,08 [14,01–26,83] нг/мл (р <0,05). Полученные данные указывают на зависимость между концентрацией витамина D и тяжестью течения пневмонии.

87-1.jpg (32 KB)

На рисунке отражена взаимосвязь основных клинических признаков и содержания витамина D в сыворотке крови у больных ВП при поступлении. Отметим, что у пациентов, имевших при поступлении температуру тела более 38,5 °С, выраженный кашель с мокротой гнойного характера и сатурацию ниже 90%, уровень витамина D составил 15,85+6,83 нг/мл, тогда как у больных с температурой меньше 38,5 °С, невыраженным кашлем и SpO2 в диапазоне 91–93% – 22,3+4,87 нг/мл (р=0,02).

С помощью компьютерной томографии была обнаружена отрицательная связь между уровнями витамина D в сыворотке крови и объемом поражения легочной ткани: в частности, содержание этого витамина оказалось значительно ниже у больных с двусторонним поражением легких либо с полисегментарной или долевой пневмонией (p=0,0001), чем у пациентов с односторонним очаговым поражением легких.

Также было выявлено, что чем ниже у пациентов уровень витамина D, тем чаще у них имели место осложнения пневмонии, такие как плевриты, дыхательная недостаточность, абсцесс легкого, сепсис. Все умершие пациенты (6 человек), причиной смерти которых стала ВП, имели тяжелый дефицит витамина D – 4,89 [3,38–7,06] нг/мл. Отношение шансов летального исхода при содержании витамина D менее 10 нг/мл составило 3,28 (доверительный интервал: 0,9–11,97).

В 1-й подгруппе исследованных больных (со среднетяжелым течением ВП) при наличии дефицита витамина D (менее 20 нг/мл) абсолютный риск развития осложнений пневмонии составил 0,48, или 48%, тогда как при уровне достаточном уровне витамина D (более 30 нг/мл) – 0,21, или 21%. При этом во 2-й подгруппе основной группы (тяжелое течение ВП) в случае дефицита витамина D (<20 нг/мл) абсолютный риск возникновения осложнений возрастал до 0,68, или 68%, а при недостаточном его содержании (20–29 нг/мл) составлял 0,43, или 43%.

Наконец, в нашем исследовании более низкие уровни витамина D в сыворотке крови были ассоциированы с большей общей продолжительностью и с более длительным рентгенологическим разрешением ВП (r=-0,47, p=0,04).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленном исследовании мы подтвердили, что дефицит витамина D в сыворотке крови влияет на тяжесть течения ВП, увеличивает риск неблагоприятных исходов и смерти. Полученные результаты, по-видимому, связаны с ролью витамина D в регуляции обмена антимикробных пептидов и их влиянии на течении ВП. Поскольку дефицит этого витамина служит фактором риска развития пневмонии, а также связан с недостаточным ответом врожденной иммунной системы, рекомендовано тестирование на его содержание в сыворотке крови при признаках снижения активности иммунного ответа. Дефицит витамина D необходимо лечить до достижения оптимального диапазона его значений (40–60 нг/мл) в течение всего года.

References

1. Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Козлов Р.С. с соавт. Внебольничная пневмония у взрослых. Практические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике (пособие для врачей). Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2010; 12(3): 186–225. [Chuchalin A.G., Sinopalnikov A.I., Kozlov R.S. et al. Community-acquired pneumonia in adults. Practical recommendations for diagnosis, treatment and prevention (a manual for physicians). Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2010; 12(3): 186–225 (In Russ.)]. EDN: MUDOCX.

2. Внебольничная пневмония. Клинические рекомендации. Российское респираторное общество. 2018. Доступ:https://spulmo.ru/obrazovatelnye-resursy/federalnye-klinicheskie-rekomendatsii/ (дата обращения – 01.11.2022). [Community-acquired pneumonia. Clinical guidelines. Russian Respiratory Society. 2018. URL: https://spulmo.ru/obrazovatelnye-resursy/federalnye-klinicheskie-rekomendatsii/ (date of access – 01.11.2022) (In Russ.)].

3. Статистические материалы Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Форма 2). Москва. 2018. [Statistical materials of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Form 2). Moscow. 2018 (In Russ.)].

4. Welte T., Torres A., Nathwani D. Clinical and economic burden of community-acquired pneumonia among adults in Europe. Thorax. 2012; 67(1): 71–79. https://dx.doi.org/10.1136/thx.2009.129502.

5. Jackson M.L., Neuzil K.M., Thompson W.W. et al. The burden of community-acquired pneumonia in seniors: Results of a population-based study. Clin Infect Dis. 2004; 39(11): 1642–50. https://dx.doi.org/10.1086/425615.

6. File T.M. Jr, Marrie T.J. Burden of community-acquired pneumonia in North American adults. Postgrad Med. 2010; 122(2): 130–41. https://dx.doi.org/10.3810/pgm.2010.03.2130.

7. Ramirez J.A., Wiemken T.L., Peyrani P. et al. Adults hospitalized with pneumonia in the United States: Incidence, epidemiology, and mortality. Clin Infect Dis. 2017; 65(11): 1806–12. https://dx.doi.org/10.1093/cid/cix647.

8. Российский статистический ежегодник. Статистический сборник Росстата. М. 2018: 694 с. [Russian statistical year book 2018. Statistical collection of Federal State Statistics Service (Russia). Moscow. 2018; 694 pp. (In Russ.)].ISBN: 978-5-89476-456-6.

9. Cutolo M., Pizzorni C., Sulli A. Vitamin D endocrine system involvement in autoimmune rheumatic diseases. Autoimmun Rev. 2011; 11(2): 84–87. https://dx.doi.org/10.1016/j.autrev.2011.08.003.

10. Cutolo M., Plebani M., Shoenfeld Y. et al. Vitamin D endocrine system and the immune response in rheumatic diseases. Vitam Horm. 2011; 86: 327–51. https://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-386960-9.00014-9.

11. Adorini L., Penna G. Control of autoimmune diseases by the vitamin D endocrine system. Nat Clin Pract Rheumatol. 2008; 4(8): 404–12. https://dx.doi.org/10.1038/ncprheum0855.

12. Watkins R.R., Lemonovich T.L, Salata R.A. An update on the association of vitamin D deficiency with common infectious diseases. Can J Physiol Pharmacol. 2015; 93(5): 363–68. https://dx.doi.org/10.1139/cjpp-2014-0352.

13. Dall’Ara F., Cutolo M., Andreoli L. et al. Vitamin D and systemic lupus erythematous: A review of immunological and clinical aspects. Clin Exp Rheumatol. 2018; 36(1): 153–62.

14. Li-Ng M., Aloia J.F., Pollack S. et al. A randomized controlled trial of vitamin D3 supplementation for the prevention of symptomatic upper respiratory tract infections. Epidemiol Infect. 2009; 137(10): 1396–404.https://dx.doi.org/10.1017/S0950268809002404.

15. Manaseki-Holland S., Qader G., Isaq Masher M. et al. Effects of vitamin D supplementation to children diagnosed with pneumonia in Kabul: A randomised controlled trial. Trop Med Int Health. 2010; 15(10): 1148–55.https://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3156.2010.02578.x.

16. Urashima M., Segawa T., Okazaki M. et al. Randomized trial of vitamin D supplementation to prevent seasonal influenza A in schoolchildren. Am J Clin Nutr. 2010; 91(5): 1255–60. https://dx.doi.org/10.3945/ajcn.2009.29094.

17. Jorde R., Witham M., Janssens W. et al. Vitamin D supplementation did not prevent influenza-like illness as diagnosed retrospectively by questionnaires in subjects participating in randomized clinical trials. Scand J Infect Dis. 2012; 44(2): 126–32. https://dx.doi.org/10.3109/00365548.2011.621446.

18. Principi N., Marchisio P., Terranova L. et al. Impact of vitamin D administration on immunogenicity of trivalent inactivated influenza vaccine in previously unvaccinated children. Hum Vaccin Immunother. 2013; 9(5): 969–74.https://dx.doi.org/10.4161/hv.23540.

19. Holick M., Binkley N., Bischoff-Ferrari H.A. et al. Evaluation, treatment, and prevention of vitamin D deficiency: An Endocrine Society clinical practice guideline. J Clin Endocrinol Metab. 2011; 96(7): 1911–30.https://dx.doi.org/10.1210/jc.2011-0385.

20. Пигарова Е.А., Рожинская Л.Я., Белая Ж.Е. с соавт. Клинические рекомендации Российской ассоциации эндокринологов по диагностике, лечению и профилактике дефицита витамина D у взрослых. Проблемы эндокринологии. 2016; 62(4): 60–84. [Pigarova E.A., Rozhinskaia L.Ya., Belaya Zh.E. et al. Russian Association of Endocrinologists recommendations for diagnosis, treatment and prevention of vitamin D deficiency in adults. Problemy endokrinologii = Problems of Endocrinology. 2016; 62(4): 60–84 (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.14341/probl201662460-84. EDN: WMZICF.

About the Authors

Tatyana A. Luchnikova, PhD in Medical Sciences, associate professor of the Department of hospital therapy with a course in pharmacology, Amur State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 675000, Blagoveshchensk, 95 Gorkogo St.
E-mail: tanechkaluch89@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8319-9291
Olga B. Prikhodko, MD, professor of the Department of hospital therapy with a course of pharmacology, Amur State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 675000, Blagoveshchensk, 95 Gorkogo St.
E-mail: prik0806@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9846-1574
Valery V. Voytsekhovskiy, MD, professor, head of the Department of hospital therapy with a course of pharmacology, Amur State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 675000, Blagoveshchensk, 95 Gorkogo St.
E-mail: voitsehovsckij@yandex.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9617-2733

Similar Articles