Der Einfluss von Vitamin D auf die spezifische humorale Immunantwort

Abstract

Hintergrund: Vitamin D wird primär endogen UV-abhängig gebildet, nur ein relativ geringer Anteil wird über die Nahrung zugeführt. Daher wird in den Wintermonaten in der Bevölkerung häufig eine relative Vitamin D-Unterversorgung beobachtet. Ein Vitamin D-Mangel wird in der Fachliteratur mit einer Reihe chronischer Erkrankungen in Zusammenhang gebracht. Aus diesem Grunde stellt sich die Frage der Notwendigkeit einer prophylaktischen Vitamin D-Supplementation zumindest während der Wintermonate. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, zu prüfen, ob eine zeitlich begrenzte Vitamin D-Supplementation die saisonal auftretende Vitamin D-Defizienz verhindern kann. Gleichzeitig sollte geprüft werden, ob - und wenn ja, wie - die spezifische humorale Immunantwort von einer solchen Supplementation beeinflusst wird. Da Vitamin D in einem engem metabolischem Zusammenspiel mit dem Immunsystem steht, betrachteten wir in weiterführenden Analysen inwieweit sich auch bei Patienten mit Störungen des Immunsystems (Typ-I-Allergie, kutaner Lupus erythematodes - CLE) bezüglich des Vitamin D-Status jahreszeitliche Schwankungen finden und ob sich diese im Vergleich zur normalen Population unterscheiden. Als Referenzwerte wurden die pseudonymisierten Daten einer Patientenkohorte der Charité – Universitätsmedizin Berlin herangezogen. Untersuchungsdesign: Während der UV- Licht-armen Jahreszeit von Oktober bis März erhielten 23 gesunde Probanden doppelblind und placebokontrolliert über zehn Wochen täglich oral 2000 IE Vitamin D3 einschließlich einer Tetanus-Auffrischimmunisierung in der neunten Woche. Die Serumkonzentration des den Vitamin D-Status bestimmenden Metaboliten, 25-Hydroxyvitamin D, und die humorale Tetanustoxoid-spezifische Immunantwort (die Immunglobulin- und Zytokinprofile peripherer Immunzellen) wurden ausgewertet. Der Vitamin D-Status wurde darüber hinaus – ex vivo – auch bei den 48 Patienten der Referenzgruppe, bei 14 Typ-I-Allergiepatienten und bei 34 CLE-Patienten, in Seren aus Winter- sowie Sommermonaten analysiert. Resultate: 1. Während der 10-wöchigen Vitamin D-Supplementation (2000 IE/Tag) stieg die durchschnittliche 25-Hydroxyvitamin D-Konzentration in der Verumgruppe um 43,2 nmol/l an (p <0,0001). 2. Zwischen der Placebo- und der Vitamin D-Gruppe wurden nach der Tetanus-Auffrischimmunisierung keine signifikanten Unterschiede in der Freisetzung spezifischer Immunglobuline und/oder Zytokine festgestellt. 3\. Patienten mit Typ-I-Allergie unterschieden sich bezüglich des Vitamin D-Status nicht signifikant von gesunden Probanden. Bei CLE-Patienten wurden dagegen ganzjährig deutlich reduzierte Vitamin D-Serumwerte beobachtet, was vermutlich auf die UV-Abstinenz der Patienten aufgrund der krankheitsbedingten Photosensibilität zurückzuführen ist. Schlussfolgerungen: Die Resultate der vorliegenden Untersuchung zeigen, dass eine 10-wöchige Vitamin D-Supplementation (2000 IE/Tag) zur Prophylaxe der winterlichen Vitamin D-Defizienz eingesetzt werden kann. Es zeigten sich keine Hinweise auf einen Einfluss von Vitamin D-Gaben auf die spezifische humorale Immunantwort. Aufgrund der begrenzten Teilnehmerzahl ist die Validierung in einem größeren Kollektiv, optimalerweise einem Multicenterkollektiv, sinnvoll.

Objectives: Vitamin D is mainly synthesised by the human body in an ultraviolet (UV)-light dependent manner, only a relatively small proportion is supplied through the diet. Therefore, a clinically relevant vitamin D deficiency is frequently observed during the winter season. Vitamin D deficiency has been suggested to correlate with a number of chronic diseases. Therefore, the potential benefit of prophylactic vitamin D supplementation has been increasingly discussed. The aim of this pilot study was to evaluate whether a temporary vitamin D supplementation is suitable to prevent seasonal vitamin D deficiency. Furthermore we investigated whether (and if so, how) the specific humoral immune response is influenced by such supplementation. As it is known that vitamin D interacts with the immune system, we studied additionally if patients with disorders of the immune system (type I allergy, cutaneous lupus erythematosus - CLE) differ with regard to their vitamin D status and its seasonal variations from the general population. As a reference a large cohort of patients from the Charité Berlin was used. Subjects and Methods: During the UV-light deprived season (October to March on the northern hemisphere) 23 healthy volunteers received orally 2000 IU vitamin D3 daily over ten weeks in a double-blinded and placebo-controlled manner. A tetanus booster immunization was envisaged for all volunteers in the ninth week of the study. The vitamin D status was determined by the serum concentration of the metabolite 25-hydroxyvitamin D. Tetanustoxoid-specific humoral immune response (immunoglobulin and cytokine peripheral immune cells) were determined ex vivo. Furthermore, the vitamin D status was analysed from 14 patients with type I allergies and 34 patients with CLE. Results: 1. During ten weeks of vitamin D supplementation (2000 IU / day) the average 25-hydroxyvitamin D concentration increased by 43.2 nmol/l (p <0.0001) in the treated group. 2. No differences were detected in the release of tetanus-specific immunoglobulins and / or cytokines between the placebo and the vitamin D group after the tetanus booster immunization. 3. The vitamin D status of patients with type I allergy does not differ significantly from the general population. In contrast the vitamin D serum levels in patients with CLE were significantly lower than in the general population throughout the year, which is probably due to the UV- light abstinence which is typically seen in these patients because of their photosensitivity. Conclusions: The results of our pilot study suggest that a 10-week vitamin D supplementation (2000 IU / day) prevents winter-related vitamin D deficiency. There is no evidence that the vitamin D supplementation affects specific humoral immune responses. Multicenter studies in larger cohorts including patients and healthy volunteers are necessary to confirm our findings.