1. 引言
维生素(Vitamin, V)是人体生长、代谢、发育过程中不可或缺的微量营养物质,人类常见疾病有135种,其中106种疾病与维生素摄取不足有关,婴幼儿及未成年人缺乏对其生长发育的影响则更为明显[1] [2]。维生素D调节钙磷代谢,维持骨骼神经肌肉系统的正常功能。近年来大量研究表明,维生素D不足和缺乏与患多种常见疾病的风险增加均有一定的关联,包括肌肉骨骼疾病、代谢性疾病、心血管疾病、恶性疾病、自身免疫性疾病和传染病等[3]。另外有研究表明,低维生素D水平可能还会影响人的认知能力[4]。2024版《中国儿童维生素A、维生素D临床应用专家共识》指出,我国0~18岁健康儿童中维生素D缺乏和不足现象较为普遍,维生素缺乏的早期预防尤为关键,主要防治措施包括膳食摄入、户外活动、维生素制剂的补充等[5]。本研究采用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)法对惠州市儿童维生素D水平进行了分析,为维生素D缺乏和不足儿童及时合理补充提供参考。
2. 对象与方法
2.1. 对象
2022年9月~2024年12月在惠州市第二妇幼保健院就诊并进行25-(OH)D水平检测的3719名儿童作为研究对象。53.4% (1986/3719)为常规体检儿童,30.5% (1136/3719)为不同临床诊断(症状),其他诊断占16.1% (597/3719)。纳入标准:年龄为0~15岁儿童。排除标准:>15岁检测者。分别对6种变量维生素水平和营养情况进行分析(详见图1)。本研究经院内医学伦理委员会批准(伦理号:HZEFY-LL-2023092-KS202306-001)。
Figure 1. Sample extraction flowchart
图1. 样本抽取流程图
2.2. 检测方法
1) 采集静脉血3 ml,2 h内分离血清并置−80℃冰箱保存。采用液液萃取方法提取血清中目标维生素分子,再利用液相色谱串联质谱(API 3200MD, AB Sciex, USA)分离并检测目标维生素分子和内标特异性的离子对,用维生素和对应同位素内标峰面积比计算血清中脂溶性维生素浓度。
2) 过敏原特异性IgE检测采用免疫印迹法进行检测(杭州浙大迪讯生物基因工程有限公司)。检测项目包括吸入性10项(户尘螨、屋尘、蟑螂、猫毛皮屑、狗毛皮屑、艾蒿、矮豚草、桑树、霉菌组合、树花粉组合)、食物性10项(鸡蛋白、牛奶、牛肉、羊肉、虾、蟹、鳕鱼、腰果、芒果、菠萝)和食物吸入性28项(鸡蛋白、牛奶、牛肉、羊肉、虾、蟹、鳕鱼、腰果、芒果、菠萝、户尘螨、屋尘、蟑螂、猫毛皮屑、狗毛皮屑、艾蒿、矮豚草、桑树、霉菌组合、树花粉组合、屋尘螨/粉尘螨、鲑鱼、贝、龙虾/扇贝、花生、黄豆、混合草、苋、葎草)。
2.3. 判断标准
维生素D营养状况判定采用25-(OH)D水平[5]。血清25-(OH)D适宜浓度的判定按照专家共识推荐参照2016年全球营养性佝偻病管理共识[6],即血清25-(OH)D < 30 nmol/L为维生素D缺乏,30~50 nmol/L为维生素D不足,≥50 nmol/L则为适宜。
2.4. 统计分析
采用SPSS 25.0进行数据分析,计量资料经Kolmogorov-Smirnov test正态性检验发现数据均不符合正态分布,故采用非参数检验,以M (P25, P75)表示,其中两组间的比较采用Mann-Whitney U检验,多组间用Kruskal-Wallis检验,相关性分析采用Spearman相关。计数资料以例数和百分率表示,采用c2检验进行比较。采用肯德尔相关系数检验未来是否住院与维生素D营养状况的相关性。所有统计分析均已P<0.05作为差异有统计学意义的界限。
3. 结果
3.1. 不同年龄段25(OH)D水平及维生素D营养状况
3719名儿童血清25(OH)D水平为69.0 (51.25, 92.25) nmol/L。0~1岁组儿童血清25(OH)D水平最高为100.25 (78.94, 119.31) nmol/L,≥10~15岁组血清25(OH)D水平最低为50.5 (39.5, 65) nmol/L。且随着年龄的增加,血清25(OH)D水平呈下降趋势(见表1),进一步统计分析显示,年龄对25(OH)D水平的影响存在统计学差异(b = −0.38, t = 123.748, P < 0.001)。维生素D缺乏和不足率为22.5%,6组维生素D缺乏和不足率分别占同组的5.2%、5.1%、7.5%、24.9%、39.2%和48.0%,≥10~15岁组维生素D缺乏和不足最为严重,且随着年龄的增加有增加趋势,维生素D缺乏和不足可能与年龄呈正相关(r = 0.366, P < 0.001)。
Table 1. 25(OH)D levels and vitamin D nutritional status in Children aged 0~15 years
表1. 0~15岁儿童25(OH)D水平及维生素D营养状况
年龄 |
n |
25(OH)D [M (P25, P75), nmol/L] |
维生素D营养状况[n(%)] |
维生素D不足 |
维生素D缺乏 |
维生素D正常 |
0~1岁组 |
542 |
100.25 (78.94, 119.31) |
22 (4.1) |
6 (1.1) |
514 (94.8) |
≥1~2岁组 |
646 |
91.38 (73.69, 110) |
30 (4.6) |
3 (0.5) |
613 (94.9) |
≥2~3岁组 |
371 |
78.75 (64.25, 99.75) |
25 (6.7) |
3 (0.8) |
343 (92.5) |
≥3~6岁组 |
928 |
62.75 (49.75, 79) |
211 (22.7) |
20 (2.2) |
697 (75.1) |
≥6~10岁组 |
865 |
55 (43.5, 67.75) |
315 (36.4) |
24 (2.8) |
526 (60.8) |
≥10~15岁组 |
367 |
50.5 (39.5, 65) |
154 (42.0) |
22 (6.0) |
191 (52.0) |
Z/c2值 |
|
1207.112 |
540.716 |
P值 |
|
<0.001 |
<0.001 |
3.2. 不同性别25(OH)D水平及维生素D营养状况
3719名儿童中,男童占61.5% (2289/3719),女童占38.5% (1430/3719)男女童血清25(OH)D水平分别为68.25 (51.25, 90.25) nmol/L、70.0 (51.25, 95.25) nmol/L,男女童血清25(OH)D水平差异无统计学意义(Z = 1.605, P = 0.109)。男童女童缺乏和不足率分别为22.6%和22.2%,两组无统计学差异(c2 = 1.736, P = 0.420)。
3.3. 不同季节25(OH)D水平及维生素D营养状况
春夏秋冬季例数、25(OH)D水平及维生素D营养状况详见表2。不同季节25(OH)D水平有显著差异(Z = 29.588, P < 0.001),具体表现为秋季最高,其次为夏季、冬季,春季最低。与春季25(OH)D水平相比,夏季、秋季有统计学差异(Z = −4.309, P < 0.001; Z = −4.923, P < 0.001)。不同季节维生素D营养状况差异有统计学差异(Z = 30.789, P < 0.001),维生素D营养状况夏季最佳,与夏季相比,春季、冬季维生素D 营养状况有统计学差异(c2 = 23.268, P < 0.001; c2 = 12.141, P < 0.001)。
Table 2. Children’s 25(OH)D levels and vitamin D nutritional status in different seasons
表2. 不同季节儿童25(OH)D水平及维生素D营养状况
季节 |
n |
25(OH)D [M (P25, P75), nmol/L] |
维生素D营养状况[n (%)] |
维生素D不足 |
维生素D缺乏 |
维生素D正常 |
春季 |
876 |
64.25 (47.5, 87.0) |
219 (25.0)# |
22 (2.5)# |
635 (72.5)# |
夏季 |
1030 |
69.75 (55.0, 94.81)* |
172 (16.7) |
16 (1.6) |
842 (81.7) |
秋季 |
1128 |
71.0 (53.0, 94.5)* |
214 (19.0) |
19 (1.7) |
895 (79.3) |
冬季 |
685 |
69.5 (48.75, 91.0) |
152 (22.2)# |
21 (3.1)# |
512 (74.7)# |
Z/c2值 |
|
29.588 |
30.789 |
P值 |
|
<0.001 |
<0.001 |
注:与春季相比,*P < 0.001;与夏季相比,#P < 0.001。
3.4. 不同临床诊断(症状)儿童25(OH)D水平及维生素D营养状况
根据临床诊断(症状)将就诊儿童进行分组,以同时段入学体检的儿童为对照组,分析不同临床诊断(症状)儿童25(OH)D水平及维生素D营养状况(具体分组及例数见表3)。对照组儿童25(OH)D水平为68.25 (52.5, 85.63) nmol/L,25(OH)D水平低于对照组儿童的临床诊断包括矮小症、抽动障碍、活动与注意失调、脊髓性肌萎缩症(Spinal Muscular Atrophy, SMA)、生长发育迟缓、童年情绪障碍、维生素缺乏、下肢疼痛、性早熟、言语和语言发育障碍(Language Development Disorder, LD)、运动障碍、注意缺陷与多动障碍(attention-deficit/hyperactivity disorder, ADHD)和积滞,具有统计学差异的临床诊断包括矮小症、抽动障碍、活动与注意失调、生长发育迟缓、童年情绪障碍、ADHD。对照组儿童25(OH)D缺乏和不足率为22.6%,维生素D营养状况低于对照组儿童的临床诊断组别包括矮小症(28.8%)、抽动障碍(33.0%)、活动与注意失调(42.6%)、SMA (40.0%)、痉挛型脑性瘫痪(42.8%)、生长发育迟缓(28.6%)、童年情绪障碍(35.0%)、性早熟(60.0%)、LD (45.0%)、运动障碍(40.0%)、ADHD (35.5%)和积滞(30.7%),具有统计学差异的包括活动与注意失调、SMA、性早熟、LD、ADHD。
3.5. 疑似患过敏性疾病儿童25(OH)D水平及维生素D营养状况
3719名儿童中,125人进行了过敏原特异性IgE检测,其中至少一项过敏原特异性IgE阳性的有57人,为疑似患过敏性疾病。疑似患过敏性疾病儿童维生素D水平为75.0 (57.0, 100.88) nmol/L,68名过敏原特异性IgE检测阴性的儿童维生素D水平为96.5 (79.57, 119.06) nmol/L,疑似为过敏性疾病儿童维生素D水平明显低于过敏原特异性IgE检测阴性的儿童,两组具有显著统计学差异(Z = −3.743, P < 0.001)。疑似患过敏性疾病儿童维生素D缺乏和不足占17.5% (10/57),过敏原特异性IgE检测阴性的儿童维生素D不足占4.4% (3/68),两组具有统计学差异(c2 = 5.739, P = 0.017)。
Table 3. 25(OH)D levels and vitamin D nutritional status in Children with different clinical diagnoses (symptoms)
表3. 不同临床诊断(症状)儿童25(OH)D水平及维生素D营养状况
临床诊断(症状) |
n |
25(OH)D [M (P25, P75) nmol/L] |
Z值 |
P值 |
维生素D营养状况 |
c2 |
P值 |
维生素D不足 |
维生素D缺乏 |
维生素D正常 |
|
|
入学体检 |
93 |
68.25 (52.5, 85.63) |
|
|
19 (20.4) |
2 (2.2) |
72 (77.4) |
|
|
矮小症 |
208 |
59.13 (47.38, 74.38) |
−2.63 |
0.01 |
55 (26.4) |
5 (2.4) |
148 (71.2) |
1.28 |
0.26 |
抽动障碍 |
100 |
56.13 (48.31, 69.31) |
−3.57 |
<0.001 |
33 (33.0) |
0 |
67 (67.0) |
2.60 |
0.11 |
高危儿 |
25 |
101.00 (68.25, 118.25) |
- |
- |
1 (4.0) |
0 |
24 (96.0) |
- |
- |
佝偻病 |
55 |
73.25 (54.75, 92.00) |
- |
- |
10 (18.2) |
2 (3.6) |
43 (78.2) |
- |
- |
活动与注意失调 |
80 |
55.50 (43.06, 73.50) |
-3.63 |
<0.001 |
33 (41.3) |
1 (1.3) |
46 (57.5) |
7.87 |
0.01 |
SMA |
25 |
55.00 (46.75, 74.38) |
-1.93 |
0.54 |
8 (32.0) |
2 (8) |
15 (60.0) |
3.09 |
0.08 |
痉挛型脑性瘫痪 |
14 |
70.00 (43.31, 86.50) |
- |
- |
5 (35.7) |
1 (7.1) |
8 (57.1) |
1.69 |
0.19 |
生长发育迟缓 |
322 |
61.5 (47.44, 75.50) |
−2.58 |
0.01 |
82 (25.5) |
10 (3.1) |
230 (71.40) |
1.31 |
0.25 |
童年情绪障碍 |
20 |
59.00 (41.88, 70, 88) |
−2.12 |
0.03 |
6 (30.0) |
1 (5.0) |
13 (65.0) |
0.78 |
0.38 |
维生素缺乏 |
44 |
63.75 (52.56, 89.13) |
−0.26 |
0.80 |
6 (13.6) |
1 (2.3) |
37 (84.1) |
- |
- |
下肢疼痛 |
22 |
65.13 (49.69, 93.69) |
−0.32 |
0.75 |
2 (9.1) |
2 (9.1) |
18 (81.8) |
- |
- |
性早熟 |
15 |
47.75 (40.50, 66.50) |
−2.53 |
0.11 |
9 (60.0) |
0 |
6 (40.0) |
7.25 |
0.01 |
LD |
20 |
55.38 (40.38, 79.13) |
−1.88 |
0.06 |
8 (40.0) |
1 (5.0) |
11 (55.0) |
4.24 |
0.04 |
运动障碍 |
25 |
60.25 (42.25, 78.25) |
−1.67 |
0.10 |
8 (32.0) |
2 (8.0) |
15 (60.0) |
3.09 |
0.08 |
ADHD |
135 |
54.5 (44.25, 66.50) |
−4.51 |
<0.001 |
47 (34.8) |
1 (0.7) |
87 (64.4) |
4.39 |
0.04 |
积滞 |
26 |
62.88 (45.56, 86.19) |
−0.71 |
0.48 |
7 (26.9) |
1 (3.8) |
18 (69.2) |
0.74 |
0.39 |
3.6. 儿童25(OH)D水平及维生素D营养状况与未来是否住院的相关性分析
3719名儿童中,未来因疾病住院的儿童约占11.9% (443/3719),维生素D水平为68.25 (51.25, 92.5) nmol/L,未住院儿童维生素D水平为69.0 (51.25, 92.19) nmol/L,两组无统计学差异(Z = 0.065, P = 0.948)。未来因疾病住院儿童维生素D缺乏占20.5% (673/3276),不足占2.0% (67/3276),未住院儿童维生素D缺乏占19.0% (84/443),不足占2.5% (11/443),未来是否住院与维生素D营养状况无相关性(r = −0.008, P = 0.630)。
4. 讨论
维生素D作为广泛调节细胞和分子功能的一种类固醇激素,对肌肉骨骼系统有有益影响,缺乏可引起佝偻病和骨质疏松症[7]。摄入正常量维生素D对免疫系统、心血管系统疾病、抑郁症、多发性硬化症、Ⅱ型糖尿病和癌症均有裨益,同时具有抗病毒、抗感染、协同参与炎症反应等免疫调节作用[7]。维生素D缺乏是一个全球性的公共卫生问题,有研究调查了81个国家7,947,359人维生素D水平,发现维生素D缺乏率为15.7%,不足率为47.9%,其中中低收入国家的患病率较高[8]。我国0~18岁儿童维生素D严重缺乏率为2.46%,缺乏率为21.57%,不足率为28.71%,维生素D缺乏不仅会影响儿童当下的健康状况,可能还会对成年后的健康造成长期影响[5]。因此,了解儿童维生素D水平及其营养状况,对儿童的健康成长至关重要。
本研究按样本抽取流程图(图1)对3719名儿童维生素D水平及营养情况进行了分析。3719名儿童血清25(OH)D水平为69.0 (51.25, 92.25) nmol/L,高于山东[9]、杭州[10]、福建厦门[11]、陕西西安[12]、黑龙江佳木斯[13]、内蒙古呼伦贝尔[14]等地报道的维生素D水平,低于云南[15]、广州[16]等地的报道水平。有研究表明南方地区维生素D水平高于北方地区[17],从以上结果可以看出,高于本研究维生素D水平的城市,以南方居多,低于本研究维生素D水平的城市以北方城市居多,结果基本相符。0~1岁组儿童血清25(OH)D水平最高为100.25 (78.94, 119.31) nmol/L,≥10~15岁组血清25(OH)D水平最低为50.5 (39.5, 65) nmol/L,且随着年龄的增加,血清25(OH)D水平呈下降趋势(见表1)。该趋势与黑龙江佳木斯[13]、福建厦门[11]、陕西西安[12]等地的研究结果相符。≥10~15岁组维生素D缺乏和不足最为严重,且随着年龄的增加有增加趋势,维生素D缺乏和不足可能与年龄呈正相关(r = 0.366, P < 0.001)。具体而言,年龄每增加1个月,25(OH)D水平将降低0.385 nmol/L (b = −0.38, t = 123.748, P < 0.001)。3719名儿童中,男童占61.5% (2289/3719),女童占38.5% (1430/3719),男女童血清25(OH)D水平分别为68.25 (51.25, 90.25) nmol/L、70 (51.25, 95.25) nmol/L,男女童血清25(OH)D水平差异无统计学意义(Z = 1.605, P = 0.109)。男童女童缺乏和不足率分别为22.6%和22.2%,两组无统计学差异(c2 = 1.736, P = 0.420)。目前,关于维生素D营养状况的性别差异,现有研究结果尚不一致,需进一步验证[17] [18]。维生素D缺乏和不足率为22.5 %,低于黑龙江[13]、山东[9]、内蒙古[19] [20]、西藏[21]等地报道,高于杭州[10]、云南[15]等地的研究报道。另外,25(OH)D水平和维生素D营养状况均存在显著的季节性差异,秋季25(OH)D水平最高,夏季维生素D营养状况最佳,而春季和冬季的25(OH)D水平和维生素D营养状况均较差(见表2)。以上结果可能是因为与强紫外线环境暴露相比,弱紫外线地区儿童的维生素缺乏率较高有关[22],且空气质量也会影响皮肤对紫外线的吸收,阻碍维生素D的合成[23]。中国南方日照时间较北方长,紫外线暴露较多,北方一些地区室外空气污染较重,因此维生素D缺乏率北方总体相对较高[24]。但不同季节的研究对象不一样,也可能是因为对象的不同而导致季节的变化。按年龄组分析,6组维生素D缺乏和不足率分别占同组的6.6%、5.1%、7.5%、24.9%、39.2%和48.0%,其中≥10~15岁组不足和缺乏率最高。这可能与随着儿童的成长,儿童及家长更多精力在于应付学业,户外活动时间明显减少,而且此年龄段父母不重视定期进行儿童保健有关[25]。
根据临床诊断(症状)分组分析显示,具体分组及例数见表3,25(OH)D水平低于对照组(入学体检儿童)的临床诊断包括矮小症、抽动障碍、活动与注意失调、SMA、生长发育迟缓、童年情绪障碍、维生素缺乏、下肢疼痛、性早熟、LD、运动障碍、ADHD和积滞,具有统计学差异的临床诊断包括矮小症、抽动障碍、活动与注意失调、生长发育迟缓、童年情绪障碍、ADHD。对照组儿童25(OH)D缺乏和不足率为22.6%,维生素D营养状况低于对照组儿童的临床诊断组别包括矮小症、抽动障碍、活动与注意失调、SMA、痉挛型脑性瘫痪、生长发育迟缓、童年情绪障碍、性早熟、LD、运动障碍、ADHD和积滞,具有统计学差异的包括活动与注意失调、SMA、性早熟、LD、ADHD。有研究表明维生素D对健康个体认知功能(如语言记忆和语言工作记忆、学习记忆、注意力、执行功能等)存在一定影响[4];此外,研究发现,发育行为障碍儿童(包括LD、抽动障碍、全面发育迟缓、ADHD、孤独症谱系障碍、特定性学习障碍、对立违抗性障碍、睡眠障碍)的维生素D水平显著低于典型发育儿童,其中以孤独症谱系障碍(ASD)和ADHD患儿的维生素D水平降低尤为显著[26],以上结果与本研究部分结果基本相符。目前,已有研究主要集中于维生素D与ASD及ADHD的相关性,而对其他发育行为障碍的关注相对较少[26]。进一步探讨维生素D与发育行为障碍之间的关联性,可能为临床干预策略的制定及营养指导提供重要的理论依据和实践参考。125名同时进行过敏原特异性IgE检测的儿童中有57人为疑似患过敏性疾病,维生素D水平为75.0 (57.0, 100.88) nmol/L,68名过敏原特异性IgE检测阴性的儿童维生素D水平为96.5 (79.57, 119.06) nmol/L,疑似为过敏性疾病儿童维生素D水平明显低于过敏原特异性IgE检测阴性的儿童,两组具有显著统计学差异(Z = −3.743, P < 0.001)。疑似患过敏性疾病儿童维生素D缺乏和不足率占17.5% (10/57),过敏原特异性IgE检测阴性的儿童维生素D不足占4.4% (3/68),两组具有统计学差异(c2 = 5.739, P = 0.017)。已有许多研究表明维生素D水平与过敏性疾病之间存在相关性,当体内维生素D水平正常时,有助于维持免疫系统的平衡,降低过敏性疾病的发生风险,维生素D缺乏则会增加过敏性疾病的发生率[27]。对3719名儿童门诊号进行住院号匹配,发现未来因疾病住院的儿童约占11.9% (443/3719),维生素D水平为68.25 (51.25, 92.5) nmol/L,未住院儿童维生素D水平为69.0 (51.25, 92.19) nmol/L,两组无统计学差异(Z = 0.065, P = 0.948)。未来因疾病住院儿童维生素D缺乏占20.5% (673/3276),不足占2.0% (67/3276),未住院儿童维生素D缺乏占19.0% (84/443),不足占2.5% (11/443),未来是否住院与维生素D营养状况无相关性(r = −0.008, P = 0.630)。有研究表明,保持100 nmol/L以上的维生素D水平对健康和疾病预防至关重要[28]。但本研究3719名儿童中,仅有356名儿童的维生素D水平在100 nmol/L以上。最新证据表明,维生素D可能存在阈值效应,需针对不同维生素D缺乏或不足人群开展研究,以更全面评估维持充足维生素D水平对预防慢性疾病的影响[29]。
综上所述,虽本研究数据有限且无法掌握患者院外就医数据,但在一定程度上提示了惠州地区不同年龄段、不同性别、不同季节均存在维生素D缺乏的情况,尤其以春冬季和≥10~15岁儿童维生素D不足和缺乏最为普遍,而且本研究提示维生素D缺乏可能与多种疾病相关,以上结果均提示家长需密切关注,合理补充。本研究本中心拥有惠州市唯一一台液相色谱串联质谱仪,该研究采用液相色谱串联质谱法,使检测结果更加准确可靠。同时,本研究与全国多地研究报道相符,后期研究希望纳入临床多因素进一步分析讨论惠州地区儿童的维生素水平和缺乏情况及其相关影响因素,发现与部分其他研究报道不符的原因。并综合分析惠州地区儿童维生素D水平营养状况与疾病之间的关系。为惠州市儿童合理补充维生素D、预防疾病提供有力的科学依据。
基金项目
广东省惠州市医疗卫生领域科技计划项目(编号2023CZ010191)。
NOTES
*通讯作者。