极早产儿维生素D水平动态监测及其对肺部疾病的影响
Dynamic Monitoring of Vitamin D Levels in Extremely Premature Infants and Its Effect on Pulmonary Diseases
DOI: 10.12677/ACM.2021.117449, PDF, HTML, XML, 下载: 171  浏览: 204 
作者: 杨丽娟:青岛大学,山东 青岛
关键词: 极早产儿维生素D肺部疾病Very Premature Infants Vitamin D Lung Disease
摘要: 目的:动态监测极早产儿维生素D水平并探讨其对极早产儿肺部疾病的影响。方法:选取2019年6月~2020年12月期间于青岛大学附属医院NICU住院、并经得家长的知情同意的胎龄 < 32周的极早产儿共126例,极早产儿在喂养耐受后均给予维生素AD (维生素D 500 IU,维生素A 1500 IU)每日1粒,及维生素D3 400 IU。生后24 h及生后1月、2月分别测血清25-(OH)D水平。根据血清25-(OH)D水平,收集极早产儿住院期间临床资料。进行统计学处理。结果:(1) 极早产儿间胎龄、胎龄分组、出生时的体重和体重分组等一般资料比较,组间差异均无统计学的意义(P > 0.05)。(2) 维生素D水平与肺部疾病:出生时各组间的呼吸窘迫综合征(respiratory distress syndrome, RDS)、支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia, BPD)发生率比较,结果示差异有统计学意义(P < 0.05),维生素D严重缺乏组发生率最高。生后2月龄时维生素D严重缺乏组的BPD比例明显增加,组间比较差异有统计学的意义(P < 0.05)。(3) 出生时维生素D水平缺乏率达92.86%,2月龄时缺乏率为53.17%。对126例极早产儿补充900 IU维生素D后,不同月龄间进行统计学分析示:三组间分别在1月龄、2月龄维生素D水平比较,结果示差异有统计学的意义(P < 0.05)。结论:(1) 极早产儿出生时维生素D缺乏增加RDS、BPD的风险,2月龄时维生素D缺乏增加BPD的风险。(2) 极早产儿出生补充维生素D后,在1月龄、2月龄测得维生素D有所提高。针对早产儿不同的维生素D基础水平需要个体化补充。
Abstract: Objective: To dynamically monitor the vitamin D level of very preterm infants and to explore its effect on lung diseases of very preterm infants. Method: A total of 126 very preterm infants with gestational age less than 32 weeks admitted to NICU of Affiliated Hospital of Qingdao University from June 2019 to December 2020 were selected. After feeding tolerance, all the very preterm infants were given vitamin AD (vitamin D 500 IU, vitamin A 1500 IU), 1 capsule per day, and vitamin D3 400 IU. Serum 25-(OH)D levels were measured 24 hours after birth, 1 month and 2 months after birth. According to the level of serum 25-(OH)D, clinical data of very preterm infants during hospitalization were collected. Statistical analysis was performed. Results: (1) There were no significant differences in gestational age, gestational age group, birth weight, weight group and other general data among very preterm infants (P > 0.05). (2) Vitamin D level and lung disease: there were significant differences in the incidence of respiratory distress syndrome and bronchopulmonary dysplasia among the groups at birth (P < 0.05), and the incidence of severe vitamin D deficiency group was the highest. The proportion of BPD in severe vitamin D deficiency group was significantly increased at 2 months after birth, and the difference was statistically significant (P < 0.05). (3) The vitamin D deficiency rate was 92.86% at birth and 53.17% at 2 months old (or discharged). 126 cases of very preterm infants were given 900 IU vitamin D, the results showed that there were significant differences in vitamin D levels among the three groups at 1 month and 2 months (P < 0.05). Conclusion: (1) Vitamin D deficiency at birth increases risk of RDS, BPD, in very premature infants, and vitamin D deficiency at 2 months of age increases BPD’s risk. (2) Very preterm infants were given vitamin D after birth, and vitamin D was increased at 1 month and 2 months old. Different levels of vitamin D in preterm infants need individualized supplement.
文章引用:杨丽娟. 极早产儿维生素D水平动态监测及其对肺部疾病的影响[J]. 临床医学进展, 2021, 11(7): 3097-3107. https://doi.org/10.12677/ACM.2021.117449

1. 引言

RDS和BPD是早产儿的主要肺部并发症。在极早产儿中,RDS仍然是一种严重的危及生命的呼吸道疾病。相当一部分早产儿可能伴有BPD。BPD是在炎症反应的基础上导致的肺泡及肺血管发育受损的慢性疾病,其发病机制复杂,多种原因导致肺损伤后的异常修复,往往导致长期住院,生长发育延迟,神经落后,肺功能异常等,严重影响早产儿的远期预后。维生素D是一种脂溶性类固醇生物衍生物,除对骨质矿化的重要作用外,还参与调节多种免疫细胞的生长和分化,抑制免疫调节和抗炎反应 [1]。动物和实验研究表明,维生素D对成纤维细胞增殖、表面活性剂合成、肺泡II型上皮细胞和肺泡化具有显著的积极作用。有研究认为早产儿维生素D缺乏与RDS、BPD和败血症的发生率增加可能相关 [2],但也有研究显示,不同维生素D水平对BPD等肺部疾病无明显影响。目前早产儿添加维生素D的剂量不统一。美国儿科学会2008年指南认为,生后数日的新生婴儿即需要添加维生素D 400 IU/d [3],欧洲儿科胃肠病、肝病和营养学会建议早产儿每天摄入800~1000 IU/d [4]。本研究动态监测极早产儿维生素D水平,并探讨维生素D对极早产儿肺部疾病的影响。

2. 研究对象与方法

2.1. 研究对象

选取2019年6月~2020年12月期间于青岛大学附属医院NICU住院符合标准的单胎极早产儿(胎龄 < 32周) 126例为研究对象。纳入研究的患儿家属对此知情同意,并取得青岛大学附属医院伦理委员会批准。

2.2. 排除标准

出生后24 h内放弃治疗,先天畸形、遗传性代谢性疾病等,未进行25-(OH)D检测。

2.3. 判定标准

出生胎龄 < 32周,出生2 h内于NICU住院,住院时间1月以上,住院资料完整。

3. 方法

3.1. 资料采集

所有符合条件的极早产儿生后24小时内测定血清25-(OH)D、ALP、血P、血Ca水平,极早产儿在喂养耐受后均给予维生素AD (维生素D 500 IU,维生素A 1500 IU)每日1粒及维生素D3 400 IU,分别于生后1月龄、2月龄时复查。所有极早产儿喂养首选母乳,母乳强化剂为统一品牌,维生素D含量为150 IU/100ml (全量强化),75 IU/100ml (半量强化),无法提供母乳者选用医院统一规定的早产儿配方奶,极早产儿的PN参照2013年的中国新生儿营养支持临床应用指南 [5],脂溶性维生素中维生素D含量为400 IU/10ml (1支)。收集患儿住院期间PN持续时间、呼吸支持(机械通气、无创通气、吸氧)时间、咖啡因使用时间,RDS、早期肺动脉高压、BPD、PDA等临床资料。

3.2. 分组

根据血清25-(OH)D水平,将极早产儿分为四组。维生素D严重缺乏组:血清25-(OH)D < 10 ng/ml;缺乏组:血清25-(OH)D ≥ 10~<20 ng/ml;不足组:血清25-(OH)D ≥ 20~≤30 ng/ml;适宜组:血清25(OH) > 30 ng/ml。因该126例极早产儿出生时维生素D水平无达到30 ng/ml者,所以出生时分组分为维生素D严重缺乏组、缺乏组和不足组。

3.3. 相关诊断标准

RDS:指呼吸的室内空气时患儿血氧分压(PaO2) < 50 mmHg (6.6 kPa),存在中央性紫绀,需吸氧才可维持PaO2 > 50 mmHg (6.6 kPa),并伴有典型胸部X线表现 [6]。

BPD:胎龄 < 32周并具有持续性实质性肺疾病(影像学确诊为肺实质病变)的早产儿在矫正胎龄36周时连续3天内仍有赖氧现象 [7]。

BPD严重程度取决于确诊时连续3天维持动脉氧饱和度在91%~95%之间所需FiO2范围/氧气水平/氧浓度等指标,具体见表1

Table 1. Diagnostic and grading criteria of bronchopulmonary dysplasia

表1. 支气管肺发育不良诊断及分度标准

IPPV,间歇正压通气;NCPAP,经鼻持续气道正压;NIPPV,无创正压通气。

无创通气指征:出生后出现三凹征、呼吸困难;动脉血氧分压 < 50 mmHg或经皮监测氧饱和度 < 90%,需要吸氧;呼吸暂停。

机械通气指征:频繁呼吸暂停,经药物治疗及无创通气干预无效;吸氧浓度 > 60%,动脉血氧分压< 50 mmHg或经皮监测氧饱和度 < 85% (除外紫绀型先天性心脏病);动脉血二氧化碳分压 > 60 mmHg,伴PH < 7.20。

早期肺动脉高压:生后3~5天测得,标准:三尖瓣喷射速度下的肺动脉收缩压 > 35 mmHg,则诊断为早期肺动脉高压 [8]。超声心动图由超声科经验丰富的心脏超声科医生完成。

3.4. 统计学方法

应用SPSS 20.0软件分析处理数据分析,计量的资料首先进行正态性检验,符合正态分布的用均数 ± 标准差来表示,两组间比较采用独立样本t检验,多组均数间的比较采用单因素方差分析;不符合正态分布的用中位数M(P25, P75)表示,两组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料用构成比(%)描述,组间比较采用卡方检验或Fisher确切概率法,相关性分析采用Spearman相关分析。结果以P < 0.05差异有统计学的意义。

4. 结果

4.1. 极早产儿的一般资料分析

本研究符合标准的单胎极早产儿共126例。其中男65例(51.59%),女61例(48.41%);胎龄为26~31+6周,胎龄平均(29.75 ± 1.52)周,其中胎龄 < 28周19例,28~29+6周37例,30~31+6周70例;出生体重平均(1221.58 ± 302.49) g,其中<1000 g 39例,1000 g~1499 g 65例,1500 g~1999 g 20例,>2000 g 2例;剖宫产101例(80.16%),顺产25例(19.84%)。维生素D严重缺乏组、缺乏组、不足组间的性别、生产方式、头围身长、出生体重、胎龄无显著差别(P > 0.05)具体见表2

Table 2. Comparison of general data of very preterm infants

表2. 极早产儿一般资料比较

注:a表示x ± s描述,统计量为F,其余以n (%)描述,统计量为χ2*表示Fisher精确检验所得P值。

4.2. 极早产儿维生素D水平与肺部疾病关系

出生时维生素D水平与肺部疾病:RDS总发生率为95.24%,BPD总发生率为46.80%,出生时各组间RDS、BPD发生率比较差异有统计学意义(P < 0.05),维生素D严重缺乏组发生率最高。1分钟Apger、5分钟Apger评分、咖啡因使用时间、无创通气的时间、机械通气的比率、早期肺高压、总用氧的时间、PDA和住院总时间组间比较,结果示差异无统计学的意义(P > 0.05)具体见表3

Table 3. Relationship between different vitamin D levels and lung diseases in very preterm infants at birth

表3. 出生时极早产儿不同维生素D水平与肺部疾病关系

注:a表示x ± s描述,统计量为F,其余以n (%)描述,统计量为χ2*表示Fisher精确检验所得P值。RDS:呼吸窘迫综合征,BPD:支气管肺发育不良,PDA:动脉导管未闭。

Spearman相关分析显示,不同维生素D水平与BPD的严重程度无明显相关性(rs = 0.005, P = 0.971),具体见表4

生后2月龄时维生素D水平与BPD:维生素D严重缺乏组的BPD比例明显增加,组间比较结果示,差异有统计学的意义(P < 0.05)。1月龄时、2月龄时不同维生素D分组在咖啡因使用时间、无创通气所用的时间和总用氧的时间组间比较,结果示差异无统计学的意义(P > 0.05)。具体见表5表6

Table 4. Correlation between different vitamin D levels and severity of BPD in very preterm infants at birth

表4. 出生时极早产儿不同维生素D水平与BPD严重程度的相关性

注:rs = 0.005,P = 0.971,BPD:支气管肺发育不良。

Table 5. Comparison of BPD in very preterm infants with different vitamin D levels at 1 month of age

表5. 1月龄时极早产儿不同维生素D水平的BPD情况比较

*表示Fisher精确检验所得P值。BPD:支气管肺发育不良。

Table 6. Comparison of BPD in very preterm infants with different vitamin D levels at 2 months of age

表6. 2月龄时极早产儿不同维生素D水平的BPD情况比较

*表示Fisher精确检验所得P值。BPD:支气管肺发育不良。

4.3. 极早产儿维生素D水平动态监测

出生时维生素D水平缺乏率达92.86%,2月龄维生素D缺乏率为53.17%。严重缺乏组出生时平均水平为7.13 ± 1.73 ng/ml,1月龄平均水平为11.39 ± 3.30 ng/ml,2月龄平均水平为16.07 ± 4.03 ng/ml;缺乏组出生时平均水平为13.42 ± 2.49 ng/ml,1月龄平均水平为17.65 ± 3.34 ng/ml,2月龄平均水平为25.99 ± 5.42 ng/ml;不足组出生时平均水平为21.79 ± 2.09 ng/ml,1月龄平均水平为17.65 ± 3.34 ng/ml,2月龄平均水平为34.03 ± 3.74 ng/ml,无适宜组。对126例极早产儿补充900 IU维生素D后,不同月龄间进行统计学分析示:三组间分别在1月龄、2月龄维生素D水平差异有统计学意义(P < 0.05)。母乳喂养、母乳 + 强化剂喂养、早产儿配方奶喂养比例分别为28.57%、44.44%、26.99%;维生素AD平均添加时间分别为14.40 ± 6.60 d,13.62 ± 6.88 d,12.33 ± 3.93 d,维生素D平均添加时间为10.95 ± 5.76 d,11.14 ± 6.37 d,8.44 ± 3.28 d。三组间的喂养方式、肠外喂养时间、维生素AD、维生素D添加时间无统计学意义(P > 0.05)。具体见表7表8

Table 7. Vitamin D levels in different months

表7. 不同月龄维生素D水平

Table 8. Feeding of very preterm infants

表8. 极早产儿喂养情况

*表示Fisher精确检验所得P值。ALP:碱性磷酸酶,Ca:钙,P:磷。

5. 讨论

在过去的几十年里,围产期医学的进步对极早产儿的预后有了极大的改善,其中胎龄 < 32周的早产儿存活率的增加最为显著 [9]。在新生儿重症监护室中,肺部的疾病是早产儿最常见的问题。RDS和BPD是早产儿的主要肺部并发症。有研究人员认为,维生素D在间充质细胞和肺泡II型上皮细胞之间的相互作用中发挥作用,并参与胎儿肺的成熟,肺泡II型上皮细胞表达维生素D受体(vitamin D receptor, VDR),参与肺的表面活性物质(pulmonary surfactant, PS)的合成和分泌等 [10]。早产儿出生后很大一部分维生素D缺乏,本研究结果显示,极早产儿刚出生时的维生素D缺乏率为92.86%,并发现维生素D缺乏导致早期肺部疾病风险增加。

5.1. 维生素D缺乏与极早产儿肺部并发症

维生素D与RDS:我们的研究显示,维生素D缺乏与RDS发生率密切相关,这与既往相关研究一致。Adham等人 [11] 对胎龄为34周的65例早产儿(40例RDS和25例无RDS)生后24 h内的血清25-(OH)D进行测定,并进行比较。结果显示:RDS组新生儿的平均血清25-(OH)D水平明显低于对照组(10.6 ng/dl vs 13.9 ng/dl, P = 0.028)。Logistic回归分析显示,生后24 h内血清25-(OH)D水平低是RDS的独立危险因素。另外,Xuefei Zhang等人 [12] 在2020年对93名极早产儿(胎龄 < 32周)研究维生素D水平与肺部疾病的关系,研究显示:三组极早产儿RDS发生率差异有统计学意义(43.6% VS 35.9% VS 20.5%, p = 0.029),严重缺乏组RDS发生率最高。

维生素D代谢的活性形式是1,25-二羟维生素D3 (1,25-Dihydroxyvitamin D3, 1,25-(OH)2D3),其促进肺泡II型上皮细胞合成、分化,并促进成纤维细胞的分化 [13]。VDR介导了1,25-(OH)2D3的生物活性。目前报道的已知的,有3000多个基因含有维生素D反应元件,其中大部分与肺的分化、发育有关 [14]。Ustun等人 [15] 报道VDR-TaqI-CT基因型和CC基因型与呼吸窘迫综合征的风险增加有关。Zosky [16] 等人和Mandel [17] 等人都报道了维生素D的缺乏与啮齿类动物出生时的肺发育和成熟有关。

维生素D与早期肺动脉高压:出生后肺循环血流动力学发生改变,出生后数小时内肺血流量增加10倍,肺动脉压力从全身水平下降至全身血压的50%以下 [18]。早产儿由于肺泡、肺血管等发育不成熟,各种原因导致胎儿–新生儿循环转换延迟,容易造成肺动脉高压。有关维生素D与早产儿早期肺高压的临床研究未见报道。有动物实验研究显示:孕鼠注射内毒素后,致使生后幼鼠肺血管生长受损,出生时增加了肺动脉高压的风险,而通过产前补充维生素D,可降低肺动脉高压的风险 [17]。产前内毒素可通过下调肺部VDR,干扰肺的维生素D的代谢,影响肺血管形成,致生后肺发育受损。我们的研究显示,三组之间的生后早期肺动脉高压比较无统计学意义(P > 0.05),目前关于维生素D水平对早期肺动脉压力的影响的临床研究尚少,需要更多、更大的研究进一步论证维生素D与早期肺动脉压力之间的关系。

维生素D与BPD:早产儿肺发育包括五个阶段:胚胎期(4~7周);假腺管期(7~17周);小管期(17~26周);囊形期(27~36周)和肺泡期(36周~2岁) [19]。早产儿由于肺发育不成熟,产前或生后各种不利因素引起的炎症反应导致肺损伤,肺泡发育延迟,肺间质纤维化,长期赖氧,长期依赖呼吸机,延长住院时间。BPD发病机制复杂,常常是多种因素共同介导肺损伤。动物模型研究发现,相较于维生素D充足的小鼠,宫内维生素D水平越低的小鼠,2周龄时的肺的容量越小、气道的阻力越高 [16]。另外一项测定幼鼠血清25-(OH)D水平和肺功能的研究,结果发现,孕期鼠补充维生素D不仅促进肺成熟,还能改变气道的收缩功能,从而降低新出生幼鼠的气道对乙酰胆碱的敏感性 [20]。动物实验及临床相关研究维生素D与BPD的相互关联性尚不一致。1,25-二羟维生素D [1,25-Dihydroxyvitamin D, 1,25-(OH)2D]可通过促进肺发育、降低气道敏感性及抑制炎症因子活化等多个途径降低BPD发生 [21]。在欧洲,胎龄 < 30周早产儿的BPD患病率在30%以上 [22]。Yang Yang等人 [23] 研究发现,出生胎龄 ≤ 30周的BPD与非BPD组的维生素D水平分别为:33.20 ± 16.51 vs.39.21 ± 16.65 nmol/l,差别有显著意义(P < 0.05)。另外,Cetinkaya等人 [24] 报道,通过单变量分析,土耳其出生的100名早产儿(胎龄 < 32周)队列中,较低的脐血25-(OH)D水平与BPD相关。然而,多元回归分析没有显示脐血25-(OH)D水平和BPD之间的独立相关性。KE Joung等人 [25] 研究胎龄 < 29周的44例早产儿,结果显示:维生素D水平与BPD的发生率无明显相关性(P > 0.05)。

我们的研究显示,BPD的总发生率为46.83%,出生时各组间比较显示,BPD的发生率差异有统计学的意义(P < 0.05),发生率最高的是维生素D严重缺乏组(56.52% vs 37.50 vs 22.22%, P = 0.039)。一项对94例的极早产儿(胎龄 < 32周)研究发现,出生时25-(OH)D水平越低,其需氧量越高、应用间歇正压通气的时间越长、以及需要更高级的呼吸支持 [26]。我们的研究显示,相对于缺乏组与不足组,严重缺乏组应用无创通气时间长、机械通气比率高,住院时间长,但无统计学意义(P > 0.05)。

进一步对极早产儿生后1月龄、2月龄维生素D水平进行统计学分析显示,生后2月龄(或出院时)时维生素D严重缺乏组的BPD发生率明显增加(100% vs 53.97% vs 33.33%, P = 0.029)差异有统计学的意义(P < 0.05)。本研究是首次对生后1月龄、2月龄维生素D水平对BPD的影响进行比较。出生时维生素D水平与母孕期维生素D水平密切相关 [27],出生时维生素D缺乏导致RDS及BPD的发生率增加,提示宫内维生素D缺乏影响宫内肺发育。同时由于极早产儿生后仍处于肺发育关键期,生后维生素D补充不足可以影响肺脏继续发育,导致肺泡肺血管发育延迟。因此对于极早产儿,出生后及时添加维生素D对促进肺发育有重要作用。

5.2. 极早产儿维生素D水平动态监测

我们的研究显示,极早产儿出生时维生素D水平为10.57 ± 4.79 ng/ml,维生素D缺乏率高达92.86%,口服补充维生素D 900 IU/d,生后1月龄时平均水平为14.89 ± ng/ml,生后2月龄时平均水平为21.13 ± 7.48 ng/ml,维生素D缺乏率仍然占53.17%。Sang等人 [28] 对体重 < 1500 g的早产儿补充维生素D研究显示,出生水平为25-(OH)D ≥ 10 ng/mL的早产儿中,在纠正36周时,早期补充800 IU维生素D可安全地实现88%的维生素D充足率(>30 ng/mL)。Grant等人 [29] 确定了800 IU/d剂量的维生素D在3个月大的婴儿中有81%达到25-(OH)D > 30 ng/mL,而400 IU/d剂量的维生素D在55%的婴儿中可维持维生素D水平不下降。而我们的研究显示,2月龄时维生素D充足率仅达14.28%,尽管补充后的维生素D缺乏明显改善,但补充900 IU维生素D仍不足以达到最佳的维生素D水平,考虑与本研究极早产儿出生时维生素D水平基础太低有关,严重缺乏率达54.76%。另外,维生素D受体基因多态性可部分解释对维生素D补充的不同反应 [28]。

在补充维生素D的过程中,早产儿需要密切监测血清Ca、P、ALP等指标。每天摄入900 IU可能导致血清25-(OH)D过多,随后升高血清Ca并增加尿Ca排泄。特别是,肾成熟延迟和矿化紊乱的早产儿易患高钙尿症和肾钙质沉着症,这是由肾脏的排泄不成熟引起的。在我们的研究中,监测的血清Ca、P、ALP结果大致都在正常范围内,也无维生素D水平过量或中毒情况。

总之,极早产儿出生时维生素D普遍缺乏,出生时及2月龄(或出院时)维生素D缺乏增加极早产儿RDS、BPD风险。目前维生素D补充剂量尚未统一,我们的研究显示针对早产儿不同的维生素D基础水平需要个体化补充。

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