Une nouvelle étude publiée sur le serveur de préimpression medRxiv * en mai 2020 montre que la vitamine D pourrait avoir un effet bénéfique sur l'évolution de la maladie chez les patients COVID-19.
Sommaire
Qu'est-ce qui décide des résultats de COVID-19?
Même si l'épidémie de COVID-19 continue de coûter des vies et de causer d'énormes maladies dans presque tous les pays du monde, les scientifiques sont aux prises avec un manque d'informations sur les raisons pour lesquelles le virus se développe et comment ils peuvent bloquer sa propagation.
La présente étude vise à trouver une association causale entre les niveaux de vitamine D et les résultats de COVID-19, en tenant compte du lien observé entre la situation géographique au-dessus des latitudes tropicales et la gravité de la maladie. Les chercheurs modélisent également la relation entre la vitamine D et la pandémie de deux manières. Enfin, ils analysent comment les mécanismes de la maladie dans COVID-19 impliquent la vitamine D et comment ils peuvent être utilisés pour atténuer la gravité de la maladie.
Les flambées les plus graves de COVID-19 ont été associées à des latitudes supérieures à 30oN. Les rapports mondiaux révèlent que la propagation du virus et les décès sont significativement liés à la latitude de la région.
Dans le passé, les flambées de coronavirus et de virus grippaux ont suivi une tendance nettement saisonnière. Les saisons sont, bien sûr, liées aux latitudes, ce qui explique une partie de cette variation.
La transmission hivernale est plus élevée avec les virus enveloppés comme les coronavirus car ils sont plus facilement détruits par la chaleur et par les rayons ultraviolets que les autres virus. Cependant, cela ne tient pas compte des taux de mortalité plus élevés aux latitudes plus élevées.
La vitamine D est impliquée dans le métabolisme du calcium mais également dans la régulation du système immunitaire. Comme la vitamine D est produite dans la peau par un processus activé par la lumière du soleil, une carence peut survenir de façon saisonnière dans les zones tempérées.
Les faibles niveaux de vitamine D sont associés à la vieillesse, à la peau foncée, aux faibles niveaux d'exposition au soleil, aux carences alimentaires et aux aliments non enrichis. L'Italie, le pays européen, qui a connu le nombre le plus important de cas graves et mortels de COVID-19, a également les niveaux les plus élevés de carence en vitamine D.
Comment l'étude a-t-elle été réalisée?
Les chercheurs, médecins indépendants, ont recueilli des données sur les cas de COVID-19, les récupérations et les décès à partir du référentiel public John Hopkins, et des données démographiques basées sur la latitude du Center for International Earth Science Information Network, Columbia University.
Les décès dus à la maladie ont été analysés par latitude jusqu'au 28 mars 2020, en mettant le nombre total de décès pour chaque emplacement dans des ensembles de données distincts couvrant 5 degrés de latitude chacun, de 40 oN à 70 oN. Ceci a été utilisé pour calculer les décès par million à chaque incrément de latitude.
La gravité de la maladie a également été comparée à la chronologie de la propagation virale mondiale, afin de déterminer si le moment du début de l'infection joue un rôle dans la gravité de l'épidémie.
L'étape suivante consistait à analyser la gravité par emplacement pour près de 240 emplacements où des cas ont été signalés, en examinant le rapport des récupérations aux décès, ainsi que le nombre total de décès. Ils ont également évalué l'indice de gravité épidémique (ESI), en comparant la gravité à un taux de survie à l'hôpital de référence S, qui est environ le double de la gravité de la grippe saisonnière aux États-Unis.
Les scores ESI sont tracés de manière linéaire et logarithmique. Le tracé linéaire montre le nombre total de décès, tandis que le formulaire de journal montre les emplacements qui ont des valeurs ESI minimales qui échappent au graphique linéaire.
Les emplacements où des cas ont été signalés dans les six premières semaines de la première flambée de Wuhan sont examinés en profondeur et des valeurs aberrantes sont identifiées.
Modélisation avec des cadres causaux et non causaux
À l'aide d'un cadre formel d'inférence causale (IC), ils ont tracé des graphiques acycliques dirigés (DAG) pour trouver des relations causales. La pandémie à grande échelle facilite l'utilisation de ces modèles avec des variables d'entrée multiples, distinctes et indépendantes. Ceux-ci permettent une analyse qualitative, avec la génération de prédictions qui peuvent être comparées aux données observées pour arriver à des conclusions causales solides.
Des modèles d'IC plus conventionnels quantifient la force d'une relation causale à travers un modèle unique. Le modèle actuel vise à identifier une relation causale en créant deux modèles opposés pour exprimer les deux réponses contrastées à l'hypothèse. Il en résulte des prédictions testables qui peuvent être comparées aux observations pour tester l'ajustement du modèle.
Les variables exogènes se répartissent en trois catégories: les sources de vitamine D, les causes de carence en vitamine D et les causes de maladies non liées à la vitamine D.Les maladies sont également classées de la même manière que celles qui réduisent la vitamine D, celles qui sont causées ou aggravées par la vitamine D carence et celles qui ne sont pas liées aux niveaux de vitamine D.
Après ajustement pour les biais et les facteurs de confusion, les prévisions générées par les deux modèles ont été testées et les différences tabulées. Celles-ci ont ensuite été comparées aux observations disponibles.
Qu'est-ce que l'étude a montré?
Les chercheurs ont trouvé plusieurs observations intéressantes qui soutiennent l'hypothèse causale.
Différences de gravité liées à la latitude
Toutes les flambées graves entraînant un grand nombre de décès (3% à 37%) sont survenues au-dessus de + 30 ° N de latitude, dans des endroits hivernaux, pour une mortalité moyenne de 11% pour des latitudes de 30 ° N à 55 ° N.
Les épidémies dans les pays tropicaux et de l'hémisphère sud ont été légères, avec un taux de mortalité de 0,2% par million. Cela ne peut pas être dû au calendrier des épidémies, qui se sont également produites dans 35 endroits asiatiques près de la Chine dans les 14 jours suivant le début de la notification systématique le 22 janvier 2020. S'étendant au-delà des frontières internationales, la pandémie a touché la plupart des autres endroits au cours des trois prochains semaines.
ESI par emplacement
Les scores ESI de pointe ont montré que 9 sites avaient des scores d'épidémie sévères supérieurs à 2,5, et tous se trouvaient à des latitudes supérieures à 30 ° N. Au-dessus de cette ligne, la chronologie est en corrélation avec la gravité, mais pas en dessous. En d'autres termes, les emplacements plus au sud ont connu de nombreuses épidémies, mais aucune n'est devenue grave.
Carence en vitamine D
L'Italie présente l'un des taux d'hypovitaminose D et de gravité COVID-19 les plus élevés. Les femmes entre 60 et 80 ans ont de faibles niveaux de vitamine D dans jusqu'à 76% des cas, ainsi que 82% des patients inscrits à divers programmes de réadaptation pour les déficits neurologiques.
Emplacements aberrants
Le Canada, l'Allemagne, le Japon et la Corée du Sud sont des endroits aberrants au-dessus de 35 ° N, mais avec des sévérités légères jusqu'au 28 avril 2020. Tous ont des niveaux adéquats de vitamine D, en moyenne.
D'un autre côté, l'Iran a connu une grave épidémie bien qu'il se trouve à une latitude ensoleillée de 31 ° N à 32 ° N, tandis qu'Israël, bien qu'à la même latitude, a fait moins de morts. Cependant, l'Iran a une prévalence très élevée de carence en vitamine D mais pas Israël.
Encore une fois, le Brésil et les Philippines sont des valeurs aberrantes dans la région en dessous de 30 ° N. Les deux sont connus pour avoir des niveaux très élevés de carence en vitamine D et également de grandes populations d'origine mixte et noire.
Index UV maximum par mois et latitude
Une carence en vitamine D pourrait augmenter la gravité de COVID-19
Les chercheurs ont constaté que de nombreuses prédictions du modèle causal correspondent aux données observées. Par exemple:
- Épidémies graves et taux de mortalité élevés dans les sites d'hiver de l'hémisphère nord uniquement
- Les latitudes tropicales et méridionales connaissent des flambées légères même sans mesures de quarantaine ou d'isolement
- Les valeurs aberrantes dans les latitudes nord ont des niveaux élevés de vitamine D et des épidémies moins graves
- Les valeurs aberrantes dans les latitudes méridionales ont de très grandes proportions de carence sévère en vitamine D et donc des épidémies plus graves
- La grossesse et la petite enfance ne sont pas très inattendues à risque dans les pays développés des latitudes nordiques en raison de la supplémentation systématique en vitamine D
- Les communautés à la peau foncée aux États-Unis et au Royaume-Uni (emplacements de l'hémisphère d'hiver) ont le double du taux moyen de létalité
- Des facteurs qui inhibent ou abaissent les niveaux de vitamine D tels que l'âge avancé, l'utilisation d'un écran solaire, certaines conditions médicales et certains comportements (comme l'évitement de la lumière du soleil ou l'utilisation constante de vêtements complets), une carence alimentaire ou certains médicaments, ont été observés pour augmenter le nombre de décès. taux même dans les endroits à basse latitude
Le deuxième modèle non causal, qui suppose que la vitamine D n'est pas une cause de COVID-19 sévère, prédit:
- Pas de corrélation entre le taux de mortalité et la latitude
- Les sites d'hiver afficheront des taux de propagation plus faibles uniquement en présence de quarantaine, d'isolement et de distanciation sociale
- Des niveaux adéquats de vitamine D et des apports élevés de poisson aux endroits d'hiver ne seront pas liés à une baisse du nombre de décès
- La grossesse et la petite enfance seront à haut risque malgré la supplémentation systématique en vitamine D
- Des facteurs comme l'âge avancé, l'utilisation d'un écran solaire et d'autres comportements ou conditions qui réduisent les niveaux de vitamine D ne montreront pas de corrélation avec les taux de létalité chez les personnes en bonne santé
- Les taux de létalité ne montreront une corrélation avec d'autres maladies que s'ils ne sont pas liés à la vitamine D, après prise en compte des facteurs de confusion
La leçon historique
Les données historiques à l'appui incluent le fait que la pandémie de grippe espagnole, qui a causé 50 à 100 millions de décès, s'est produite à un moment où de faibles niveaux de vitamine D ont été trouvés chez 80% à 90% des enfants en Europe du Nord et dans le nord-est des États-Unis. Le soleil et l'air frais étaient conseillés, et étaient les seules thérapies efficaces, pour des raisons alors inconnues.
Après que la vitamine D eut été confirmée en 1925 et qu'elle était anti-rachitique, l'enrichissement des aliments en vitamine D est devenu courant, conduisant à l'éradication de faibles niveaux de vitamine D. Cependant, des niveaux élevés de calcium ont conduit à l'interdiction de l'ajout de vitamine D dans de nombreux pays européens dans les années 1950.
Les niveaux de vitamine D ont de nouveau chuté et ont empiré à mesure que les crèmes solaires avec des composés absorbant les ultraviolets sont entrées en service dans les années 1970.
Il est intéressant de noter que la seule période où il n'y a eu aucune épidémie et aucune nouvelle souche de grippe a été la période de 37 ans entre 1920 et 1957, qui est la seule période de l'histoire où une supplémentation en vitamine D à grande échelle a eu lieu.
Mécanisme biochimique des maladies graves et de la mortalité par carence en vitamine D
La carence en vitamine D est présente chez 90% des patients atteints du syndrome de détresse respiratoire aiguë et est liée à un mauvais résultat. Une carence chronique en vitamine D active le système rénine-angiotensine et provoque une fibrose pulmonaire. Il est également lié aux maladies cardiovasculaires, au diabète et à la démence.
COVID-19 provoque des blessures au muscle cardiaque ainsi que des dommages cardiovasculaires à long terme, de sorte qu'il est sûr d'augmenter le nombre de décès chez les patients qui ont déjà de telles conditions sous-jacentes.
La vitamine D rétablit l'équilibre du RAS et réduit la gravité de la lésion pulmonaire en inhibant la cascade d'inflammation induite par l'activation du RAS. Il atténue également la réponse immunitaire innée en commençant par l'inhibition des cellules dendritiques et améliore la production de cytokines anti-inflammatoires.
Au moins chez les patients gravement malades présentant des niveaux déficients en vitamine D, des doses orales élevées de vitamine D réduisent les taux de mortalité.
Certaines études récentes montrent que la carence en vitamine D augmente les décès de toutes causes et du cancer, même sans réduire l'incidence. Les avantages sont difficiles à démontrer car la supplémentation en vitamine D prend des jours ou des semaines pour montrer un effet positif sur les réponses inflammatoires et immunitaires.
L'étude conclut: «Les données récentes et historiques sont très cohérentes avec un rôle protecteur causal de la vitamine D dans le risque de maladie respiratoire et en particulier dans le cas de COVID-19. En revanche, les mêmes preuves entrent en conflit avec les prédictions faites par un modèle de causalité / spectateur. »
Bien que la conception de l'étude soit bonne, la taille de l'effet ne peut être quantifiée que par le biais de jeux de données plus volumineux. Cependant, la supplémentation en vitamine D est un moyen peu coûteux mais efficace de conférer une protection contre les maladies respiratoires saisonnières, ainsi que contre la pandémie de COVID-19.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas examinés par les pairs et, par conséquent, ne sont pas considérés comme concluants, guident la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou sont traités comme des informations établies.
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