Влияние дотации холекальциферола на уровень провоспалительных цитокинов у детей с бронхиальной астмой

Введение. На сегодняшний день недостаточно исследований, демонстрирующих влияние обеспеченности витамином D на продукцию провоспалительных цитокинов у детей с аллергическими заболеваниями, что явилось предпосылкой для выполнения исследования.

Цель. Проанализировать динамику показателей интерферона-_γ, интерлейкина-17А и 33 у детей с бронхиальной астмой в зависимости от уровня кальцидиола в сыворотке крови до и на фоне дотации препаратами холекальциферола.

Материалы и методы. Обследован 71 ребенок в возрасте от 3 лет до 18 лет: 51 пациент с бронхиальной астмой и 20 детей контрольной группы. Всем детям назначался 3-месячный курс холекальциферола в профилактической дозе в соответствии с национальной программой. У обследованных детей двукратно определялись показатели 25(ОН)D, интерферона-_γ, интерлейкина-17А и 33.

Результаты и обсуждение. Медиана 25(ОН)D у пациентов с бронхиальной астмой не достигала уровня здоровых детей ни до, ни после дотации препаратами холекальциферола в профилактических дозах. Прием витамина D приводил к снижению интерферона-_γ у здоровых детей с 3,07 [2,29; 4,81] пг/ мл до 2,18 [1,74; 3,45] пг/ мл (р < 0,05). У пациентов с бронхиальной астмой данных изменений в исходной популяции выявлено не было, однако после дотации холекальциферола уровень интерферона-_γ у них был значимо выше, чем у здоровых детей: 3,11 [0,89; 5,0] пг/ мл и 2,18 [1,74; 3,45] пг/ мл соответственно (р < 0,05). При анализе интерлейкина-17А у детей с бронхиальной астмой до дотации холекальциферола медиана цитокина была значимо выше, чем после дотации: 2,03 [0,1; 10,01] пг/ мл и 0,96 [0,1; 12,87] пг/ мл соответственно (р = 0,03). Медиана интерлейкина-17А у детей с бронхиальной астмой значимо выше, чем у здоровых детей как до, так и на фоне дотации холекальциферола. Медиана интерлейкина-33 значимо выше у детей с бронхиальной астмой по сравнению со здоровыми детьми как до, так и на фоне дотации витамином D.

Заключение. Выявлено наличие у холекальциферола модулирующего эффекта в отношении интерферона-_γ и интерлейкина-17А у пациентов с бронхиальной астмой. Уровни интерлейкина-33 у детей с бронхиальной астмой на фоне приема холекальциферола значимо не изменялись.

1. Бяловский ЮЮ, Глотов СИ, Ракитина ИС, Ермачкова АН. Патогенетические аспекты фенотипирования бронхиальной астмы. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2024;32(1):145–158. https://doi.org/10.17816/PAVLOVJ181606.

2. Лошкова ЕВ, Кондратьева ЕИ, Малиновская МГ, Янкина ГН. Современное представление о витамине D и генетической регуляции воспаления на примере бронхиальной астмы. Вопросы практической педиатрии. 2022;17(3):147–155. https://doi.org/10.20953/1817-7646-2022-3-147-155.

3. Ненашева НМ. Т2-бронхиальная астма: характеристика эндотипа и биомаркеры. Пульмонология. 2019;29(2):216–228. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2019-29-2-216-228.

4. Hammad H, Lambrecht BN. The basic immunology of asthma. Cell. 2021;184(6):1469–1485. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.016.

5. Van der Ploeg EK, Krabbendam L, Vroman H, van Nimwegen M, de Bruijn MJW, de Boer GM et al. Type-2 CD8+ T-cell formation relies on interleukin-33 and is linked to asthma exacerbations. Nat Commun. 2023;14(1):5137. https://doi.org/10.1038/s41467-023-40820-x.

6. Ильенкова НА, Степанова ЛВ, Коноплева ОС, Федоров МВ. Роль витамина D в формировании бронхиальной астмы у детей и ее течении. Педиатрия. Журнал имени Г.Н. Сперанского. 2020;99(2):249–255. https://doi.org/10.24110/0031-403X-2020-99-2-249-255.

7. Schröder A, Lunding LP, Zissler UM, Vock C, Webering S, Ehlers JC et al. IL-37 regulates allergic inflammation by counterbalancing pro-inflammatory IL-1 and IL-33. Allergy. 2022;77(3):856–869. https://doi.org/10.1111/all.15072.

8. Van der Ploeg EK, Golebski K, van Nimwegen M, Fergusson JR, Heesters BA, Martinez-Gonzalez I et al. Steroid-resistant human inflammatory ILC2s are marked by CD45RO and elevated in type 2 respiratory diseases. Sci Immunol. 2021;6(55):eabd3489. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abd3489.

9. Ketelaar ME, Portelli MA, Dijk FN, Shrine N, Faiz A, Vermeulen CJ et al. Phenotypic and functional translation of IL33 genetics in asthma. J Allergy Clin Immunol. 2021;147(1):144–157. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2020.04.051.

10. Zhao R, Shi Y, Liu N, Li B. Elevated levels of interleukin-33 are associated with asthma: A meta-analysis. Immun Inflamm Dis. 2023;11(4):e842. https://doi.org/10.1002/iid3.842.

11. Yang Q, Zheng Y, Dong J, Xu Q, Li S, Li A et al. Serum interleukin-33 combined with FEF75% z-score and FeNO improves the diagnostic accuracy of asthma in children. J Pediatr (Rio J). 2024;100(1):81–87. https://doi.org/10.1016/j.jped.2023.08.004.

12. Ritzmann F, Lunding LP, Bals R, Wegmann M, Beisswenger C. IL-17 cytokines and chronic lung diseases. Cells. 2022;11(14):2132. https://doi.org/10.3390/cells11142132.

13. Liu Z, Niu C, Ying L, Zhang Q, Long M, Fu Z. Exploration of the serum interleukin-17 and interleukin-27 expression levels in children with bronchial asthma and their correlation with indicators of lung function. Genet Test Mol Biomarkers. 2020;24(1):10–16. https://doi.org/10.1089/gtmb.2019.0155.

14. Song J, Zhang H, Tong Y, Wang Y, Xiang Q, Dai H et al. Molecular mechanism of interleukin-17A regulating airway epithelial cell ferroptosis based on allergic asthma airway inflammation. Redox Biol. 2023;68:102970. https://doi.org/10.1016/j.redox.2023.102970.

15. Bosco A. Emerging role for interferons in respiratory viral infections and childhood asthma. Front Immunol. 2023;14:1109001. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1109001.

16. Raju A, Luthra G, Shahbaz M, Almatooq H, Foucambert P, Esbrand FD et al. Role of vitamin D deficiency in increased susceptibility to respiratory infections among children: a systematic review. Cureus. 2022;14(9):e29205. https://doi.org/10.7759/cureus.29205.

17. Kilic A, Halu A, De Marzio M, Maiorino E, Duvall MG, Bruggemann TR et al. Vitamin D constrains inflammation by modulating the expression of key genes on Chr17q12-21.1. eLife. 2024;12:RP89270. https://doi.org/10.7554/eLife.89270.2.

18. Bastyte D, Tamasauskiene L, Golubickaite I, Ugenskiene R, Sitkauskiene B. Vitamin D receptor and vitamin D binding protein gene polymorphisms in patients with asthma: a pilot study. BMC Pulm Med. 2023;23(1):245. https://doi.org/10.1186/s12890-023-02531-3.

19. Bastyte D, Tamasauskiene L, Stakaitiene I, Ugenskiene R, Gradauskiene Sitkauskiene B. The association of vitamin D receptor gene polymorphisms with vitamin D, total IgE, and blood eosinophils in patients with atopy. Biomolecules. 2024;14(2):212. https://doi.org/10.3390/biom14020212.

20. Goncalves-Mendes N, Talvas J, Dualé C, Guttmann A, Corbin V, Marceau G et al. Impact of vitamin D supplementation on influenza vaccine response and immune functions in deficient elderly persons: a randomized placebo-controlled trial. Front Immunol. 2019;10:65. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.00065.

21. El Abd A, Dasari H, Dodin P, Trottier H, Ducharme FM. The effects of vitamin D supplementation on inflammatory biomarkers in patients with asthma: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Front Immunol. 2024;15:1335968. https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1335968.

22. Papamichael MM, Itsiopoulos C, Katsardis C, Tsoukalas D, Erbas B. Does BMI modify the association between vitamin D and pulmonary function in children of the mild asthma phenotype? Int J Environ Res Public Health. 2022;19(24):16768. https://doi.org/10.3390/ijerph192416768.

23. Gaudet M, Plesa M, Mogas A, Jalaleddine N, Hamid Q, Al Heialy S. Recent advances in vitamin D implications in chronic respiratory diseases. Respir Res. 2022;23(1):252. https://doi.org/10.1186/s12931-022-02147-x.

24. Li Q, Zhou Q, Zhang G, Tian X, Chen Y, Cun Y et al. Long-term effects of vitamin D on exacerbation rate, health care utilization and lung function in children with asthma. Ann Transl Med. 2022;10(20):1094. https://doi.org/10.21037/atm-22-2750.

25. Luo C, Sun Y, Zeng Z, Liu Y, Peng S. Vitamin D supplementation in pregnant women or infants for preventing allergic diseases: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Chin Med J (Engl). 2022;135(3):276–284. https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000001951.

26. Tareke AA, Hadgu AA, Ayana AM, Zerfu TA. Prenatal vitamin D supplementation and child respiratory health: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. World Allergy Organ J. 2020;13(12):100486. https://doi.org/10.1016/j.waojou.2020.100486.

27. Brustad N, Chawes B. Vitamin D primary prevention of respiratory infections and asthma in early childhood: evidence and mechanisms. J Allergy Clin Immunol Pract. 2024;12(7):1707–1714. https://doi.org/10.1016/j.jaip.2024.02.005.

28. Sharma S, Garg M. Investigating the role of vitamin D in asthma. eLife. 2024;13:e97031. https://doi.org/10.7554/eLife.97031.

29. Shimizu M, Kato T, Adachi Y, Wada T, Murakami S, Ito Y et al. Maternal dietary vitamin D intake during pregnancy is associated with allergic disease symptoms in children at 3 years old: the Japan environment and children’s study. Int Arch Allergy Immunol. 2023;184(11):1106–1115. https://doi.org/10.1159/000531970.

30. Abi-Ayad M, Nedjar I, Chabni N. Association between 25-hydroxy vitamin D and lung function (FEV1, FVC, FEV1/FVC) in children and adults with asthma: A systematic review. Lung India. 2023;40(5):449–456. https://doi.org/10.4103/lungindia.lungindia_213_23.

31. Grant WB. Vitamin D and viral infections: Infectious diseases, autoimmune diseases, and cancers. Adv Food Nutr Res. 2024;109:271–314. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2023.12.007.

32. Долбня СВ, Дятлова АА, Климов ЛЯ, Кондратьева ЕИ, Захарова ИН, Енина ЕА. Взаимосвязь между обеспеченностью витамином D и уровнем интерферона-γ у детей с хроническими заболеваниями легких. Медицинский совет. 2023;17(12):231–239. https://doi.org/10.21518/ms2023-221.

33. Williamson A, Martineau AR, Sheikh A, Jolliffe D, Griffiths CJ. Vitamin D for the management of asthma. Cochrane Database Syst Rev. 2023;(2):CD011511. https://doi.org/10.1002/14651858.CD011511.pub3.

34. Aierken A, Yusufu B, Xu P. Correlation between asthmatic infants with rickets and vitamin D, inflammatory factors and immunoglobulin E. Exp Ther Med. 2020;20(3):2122–2126. https://doi.org/10.3892/etm.2020.8949.

35. Shabana MA, Esawy MM, Ismail NA, Said AM. Predictive role of IL-17A/IL-10 ratio in persistent asthmatic patients on vitamin D supplement. Immunobiology. 2019;224(6):721–727. https://doi.org/10.1016/j.imbio.2019.09.005.

36. Боровик ТЭ, Громова ОА, Захарова ИН, Мальцев СВ, Мошетова ЛК, Намазова-Баранова ЛС. и др. Недостаточность витамина D у детей и подростков Российской Федерации: современные подходы к коррекции: национальная программа. 2-е изд. М.: Педиатръ; 2021. 116 с.

37. Maboshe W, Macdonald HM, Wassall H, Fraser WD, Tang J, Fielding S et al. Low-Dose Vitamin D3 Supplementation Does Not Affect Natural Regulatory T Cell Population but Attenuates Seasonal Changes in T Cell-P roduced IFN-γ: Results From the D-SIRe2 Randomized Controlled Trial. Front Immunol. 2021;12:623087. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.623087.

38. Xing X, Li A, Tan H, Zhou Y. IFN-γ+ IL-17+ Th17 cells regulate fibrosis through secreting IL-21 in systemic scleroderma. J Cell Mol Med. 2020;24(23):13600–13608. https://doi.org/10.1111/jcmm.15266.

39. Xie H, Zeng J, Yan X, Shen N, Zheng X, Luo H. Clinical Significance and Properties of IFN-γ+IL-17+ Th17 Cells in Liver Injury Associated with Chronic Hepatitis B Virus Infection. Digestion. 2022;103(6):438–450. https://doi.org/10.1159/000526924.

40. Stern DA, Guerra S, Halonen M, Wright AL, Martinez FD. Low IFN-gamma production in the first year of life as a predictor of wheeze during childhood. J Allergy Clin Immunol. 2007;120(4):835–841. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2007.05.050.

41. Tian M, Zhou Y, Jia H, Zhu X, Cui Y. The Clinical Significance of Changes in the Expression Levels of MicroRNA-1 and Inflammatory Factors in the Peripheral Blood of Children with Acute-Stage Asthma. Biomed Res Int. 2018:7632487. https://doi.org/10.1155/2018/7632487.

42. Nanzer AM, Chambers ES, Ryanna K, Richards DF, Black C, Timms PM et al. Enhanced production of IL-17A in patients with severe asthma is inhibited by 1α,25-dihydroxyvitamin D3 in a glucocorticoid-independent fashion. J Allergy Clin Immunol. 2013;132(2):297–304.e3. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2013.03.037.

43. Shabana MA, Esawy MM, Ismail NA, Said AM. Predictive role of IL-17A/IL-10 ratio in persistent asthmatic patients on vitamin D supplement. Immunobiology. 2019;224(6):721–727. https://doi.org/10.1016/j.imbio.2019.09.005.