Giả thuyết về tác động của Vitamin D như một con dao hai lưỡi trong đại dịch COVID-19

1. TÓM TẮT

Virus SARS-CoV-2 xâm nhập vào tế bào chủ bằng cách gắn vào ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2). Vitamin D (VitD) có thể góp phần vào sự điều hòa ACE2 và có tác dụng đối kháng với Renin, có tác dụng giãn mạch và chống viêm, và giúp chống lại bệnh do coronavirus (COVID-19). Tuy nhiên, nó cũng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập của virus bằng cách làm tăng ACE2 và làm trung gian sản xuất ROS thông qua NADPH oxidase, chính tác dụng này làm VitD giống như một con dao hai lưỡi. Chức năng phổi và hệ thống miễn dịch cũng bị ảnh hưởng bởi VitD thông qua một số cơ chế, bao gồm tăng các chất kháng khuẩn tự nhiên (như Defensin và Cathelicidin) và điều hòa yếu tố tăng trưởng chuyển dạng β (TGF- β). Tỷ lệ IgA, Th2 / Th1 và tế bào T điều hòa cao hơn là do tác động của VitD lên các tế bào miễn dịch, nhưng những thay đổi này cũng có thể là con dao hai lưỡi trong đại dịch COVID-19. Mặc dù việc bổ sung VitD có thể được khuyến khích trong COVID-19, nhưng liều lượng cần thiết và cách sử dụng có thể còn nhiều thách thức. Hơn nữa, vấn đề này vẫn chưa được đề cập trong nhiều nghiên cứu khác nhau cho đến nay. Vì vậy, báo cáo này nhằm giải thích những thách thức hiện tại với việc sử dụng VitD trong COVID-19.’

2. BÀN LUẬN

Virus SARS-CoV-2 (gây ra đại dịch COVID-19), rất giống với coronavirus gây ra đại dịch SARS. Các coronavirus này sử dụng vùng liên kết thụ thể (RBD) của gai glycoprotein để gắn kết và dung hợp đi vào tế bào chủ (Chen et al., 2020; Xu et al., 2020). Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng cả tác nhân gây bệnh SARS và SARS-CoV-2 có sự tương đồng 72% về amino acid của chúng, nhưng các mô hình phân tử đã cho thấy RBD của SARS-CoV-2 tương tác mạnh hơn với ACE2. ACE2 được biểu hiện rộng rãi từ các loài động vật từ cá, lưỡng cư, bò sát và chim đến động vật có vú. Phân tích cấu trúc cho thấy rằng ACE2 từ những loài động vật này có thể liên kết với RBD của SARS-CoV-2 và khiến chúng trở thành vật chủ tiềm năng của virus. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ACE2 có nhiều ở người, đặc biệt là ở biểu mô phổi và ruột non. Biểu hiện ACE2 đã được tìm thấy ở màng đáy của lớp tế bào biểu mô vảy không sừng hóa ở niêm mạc mũi, miệng và vòm họng (Xu et al., 2020; Wu et al., 2020) . Việc giảm điều hòa ACE2 do quá trình xâm nhập SARS-CoV-2 và sự nhân lên của virus ở các tế bào biểu mô phế nang đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh lý bệnh của COVID-19 (Vaduganathan et al., 2020) vì ACE2 giúp chuyển đổi angiotensin II (AngII) thành angiotensin 1-7 (Ang1-7), do đó có tác dụng có lợi chống lại tổn thương phổi và tổn thương mạch máu (Vaduganathan et al., 2020). Ngoài tác dụng giãn mạch, Ang1-7 có thể làm giảm hoạt động oxy hóa NADPH, làm giảm các loại oxy phản ứng (ROS) và có tác dụng chống viêm (Lovren et al., 2008).

Trong một nghiên cứu trên mô hình chuột, việc bổ sung vitamin D (VitD) làm tăng sự phiên mã tạo mRNA ACE2 (Yang et al., 2016), trong khi tình trạng thiếu VitD lại không ảnh hưởng đến hoạt động của ACE2 (Andersen et al., 2015). Các nghiên cứu khác cũng cho thấy tác động đối kháng của VitD trên Renin (Li et al., 2004), có nghĩa là VitD có thể làm giảm AngII và cho thấy được vai trò chống viêm và bảo vệ của VitD chống lại bệnh lý mạch máu; tuy nhiên, nó cũng cũng giống như con dao hai lưỡi,VitD có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập của virus thông qua việc điều hòa tăng cường ACE2. Giảm ROS có thể làm suy giảm khả năng miễn dịch bẩm sinh ban đầu, nhưng nó cũng thể hiện rằng tác dụng kháng khuẩn của các tế bào thực bào được trung gian bởi quá trình NADPH oxy hóa do VitD tạo nên (Sly et al., 2001)

Một khía cạnh miễn dịch khác của VitD là sự điều hòa biểu hiện hai phân tử kháng khuẩn tự nhiên là Defensin và Cathelicidin (Wanget et al., 2004). Các phân tử này có một số tác dụng đối với hệ thống miễn dịch ở phổi và các tác dụng tiềm tàng chủ yếu chống lại mầm bệnh vi khuẩn gây ra, nhưng một nghiên cứu đã tiết lộ tác dụng kháng influenza virus của chúng (Tecle et al., 2010); do đó, chúng cũng có thể có hiệu quả trong việc chống lại SARS-CoV-2.

VitD có thể làm tăng yếu tố tăng trưởng chuyển dạng β (TGF- β). (Goncalves-Mendes et al., 2019); cytokine này là một tín hiệu chuyển đổi isotype quan trọng để tế bào B thay đổi thay đổi lớp immunoglobulin thành IgA là một chất bảo vệ niêm mạc mạnh mẽ (Cazac & Roes, 2000). TGF-β được tạo thuận lợi cho sự tăng lên của tế bào T điều hòa (Treg), nhưng VitD cảm ứng tế bào Treg bằng con đường indoleamine 2,3-dioxygenase và cũng điều hòa âm tính Th-17 theo một số cơ chế (Di Rosa et al., 2011; Goncalves-Mendes et al., 2019). Kiểu hình này có vai trò bảo vệ chống lại một số sinh bệnh học tự miễn của COVID-19 (Megna et al., 2020; Lyons-Weiler, 2020). VitD là cần thiết để kích hoạt tế bào T (Von Essen et al., 2010) và cũng có thể thay đổi sự cân bằng Th1 / Th2 theo hướng con đường Th2 (Di Rosa et al., 2011; Goncalves-Mendes và et al., 2019). Đây cũng là một con dao hai lưỡi khác, trong khi Th1 cần thiết cho sự hình thành kháng thể trung hòa và miễn dịch tế bào, và các đáp ứng miễn dịch kiểu Th1 được coi là yếu tố tăng khả năng sống sót trong SARS (Li et al., 2008). Tuy nhiên, dấu vết của các phản ứng loại Th1 cũng rõ ràng trong các tình trạng bệnh lý nguy hiểm và tình trạng COVID-19 nặng này bắt nguồn từ các phản ứng miễn dịch bẩm sinh chậm trễ và sự nhân lên của virus không kiểm soát dẫn đến cơn bão tocytokine và ARDS (Huang et al., 2020; Saghazadeh & Rezaei, 2020a, 2020b; Hình 1).

Hình 1: Tác dụng của Vitamin D trên ACE2, hệ miễn dịch bẩm sinh và hệ miễn dịch thu được trong sinh lý bệnh COVID-19.Bên cạnh đó, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng VitD có thể đóng một vai trò nào đó trong chức năng cơ thể, và sự thiếu hụt của nó có thể dẫn đến giảm lưu lượng thể tích khí thở ra gắng sức trong 1 giây đầu tiên (FEV1) ở bệnh nhân hen. Mối liên quan giữa thiếu hụt VitD và nhiễm trùng đường hô hấp trên và dưới, bao gồm cả cúm theo mùa, đã được báo cáo trong các nghiên cứu (Gilbert et al., 2009; Janssens et al., 2011; Li et al., 2011; Zosky et al., 2011).

Trên cơ sở đó, việc bổ sung VitD có thể hữu ích ở những tình trạng thiếu hụt vitD, mặc dù đường dùng, chẳng hạn như tiêm bắp, có thể có vấn đề vì nó có thể thay đổi tác dụng sinh lý của VitD (Zheng et al., 2015); như được nhấn mạnh bởi một số thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng (RCT) và các nghiên cứu quan sát, liều cao (highdose) VitD có liên quan đến việc tăng tỷ lệ gãy xương bệnh lý ở người cao tuổi (Sanders et al., 2012), có thể là hậu quả của sự tham gia của tế bào thần kinh tiểu não do VitD mật độ cao các thụ thể và độc tính thần kinh trung ương (Harms et al., 2011) và mức VitD cao cũng dẫn đến kích hoạt 24 ‐ hydroxylase, dẫn đến tình trạng kháng VitD, do đó cũng có thể gây ra tỷ lệ mắc ung thư cao hơn (Tuohimaa et al., 2004). Một đánh giá mới được công bố cũng coi các chất bổ sung VitD trên 100.000 IU như một liều lớn (megadose) có liên quan đến một số tác dụng phụ và không có liều lượng khuyến nghị tiêu chuẩn ngoại trừ phạm vi liều thường dùng là từ hơn 800 đến 6000 IU / ngày dựa trên VitD huyết thanh ban đầu của cá nhân và các yếu tố nguy cơ (Narvaez et al., 2020)

Mặc dù không có bằng chứng về tác dụng của liều lớn VitD đối với các bệnh truyền nhiễm và viêm nhiễm và tác dụng có hại đã đề cập ở trên của liều lớn VitD, chúng tôi cho rằng tác động như một con dao hai lưỡi có thể có của VitD đối với hệ thống miễn dịch và các tình trạng nhiễm trùng cũng có thể xuất phát từ việc sử dụng liều cao / liều lớn nằm ngoài các khuyến cáo tiêu chuẩn. Vì vậy, chúng tôi đề nghị rằng trong các nghiên cứu bệnh chứng và nghiên cứu thuần tập với thiết kế lấy mẫu đa trung tâm, nồng độ VitD huyết thanh, đường dùng và liều lượng bổ sung VitD cũng sẽ được đánh giá ở bệnh nhân COVID-19 được nhâp viện và nhóm chứng phù hợp của họ cùng với cận lâm sàng kèm theo. Hơn nữa, chúng tôi khuyên bạn nên theo dõi kết quả sau cùng của bệnh nhân, so sánh họ ở những người dương thật, âm thật và cả trong một nhóm bệnh nhân dương tính khác có biểu hiện khác nhau của COVID-19. Cách tiếp cận này có thể tạo ra bằng chứng sơ bộ về cách sử dụng VitD để ngăn ngừa các tác dụng phụ hoặc cải thiện tiên lượng của bệnh nhân COVID-19.

3. TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Andersen, L. B., Przybyl, L., Haase, N., von Versen‐Höynck, F., Qadri, F., Jørgensen, J. S.,…&Gollasch, M. (2015). Vitamin D Depletion Aggravates Hypertension and Target‐Organ Damage. Journal of the American Heart Association, 4(2), e001417.https://doi.org/10.1161/JAHA.114.001417
2. Cazac, B. B., & Roes, J. (2000). TGF-β receptor controls B cell responsiveness and induction of IgA in vivo. Immunity, 13(4), 443-451. https://doi.org/10.1016/S1074- 7613(00)00044-3
3. Chen, Y., Guo, Y., Pan, Y., & Zhao, Z. J. (2020). Structure analysis of the receptor binding of 2019-nCoV. Biochemical and Biophysical Research Communications, 525(1), 135.https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.02.071
4. Di Rosa, M., Malaguarnera, M., Nicoletti, F., &Malaguarnera, L. (2011). Vitamin D3: a helpful immuno‐modulator. Immunology, 134(2), 123-139. https://doi.org/10.1111/j.1365- 2567.2011.03482.x
5. Gilbert, C. R., Arum, S. M., & Smith, C. M. (2009). Vitamin D deficiency and chronic lung disease. Canadian respiratory journal, 16(3), 75-80.https://doi.org/10.1155/2009/829130
6. Goncalves-Mendes, N., Talvas, J., Dualé, C., Guttmann, A., Corbin, V., Marceau, G.,…&Vasson, M. P. (2019). Impact of vitamin D supplementation on influenza vaccine response and immune functions in deficient elderly persons: a randomized placebo-controlled trial. Frontiers in immunology, 10, 65.https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.00065
7. Harms, L. R., Burne, T. H., Eyles, D. W., & McGrath, J. J. (2011). Vitamin D and the brain. Best practice & research Clinical endocrinology & metabolism, 25(4), 657-669. https://doi.org/10.1016/j.beem.2011.05.009
8. Huang, C., Wang, Y., Li, X., Ren, L., Zhao, J., Hu, Y.,…& Cheng, Z. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The lancet, 395(10223), 497 506.https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5
9. Janssens, W., Mathieu, C., Boonen, S., &Decramer, M. (2011). Vitamin D deficiency and chronic obstructive pulmonary disease: a vicious circle. Vitamins and hormones, 86, 379- 399.https://doi.org/10.1016/b978-0-12-386960-9.00017-4
10. Li, C. K. F., Wu, H., Yan, H., Ma, S., Wang, L., Zhang, M.,…&Douek, D. C. (2008). T cell responses to whole SARS coronavirus in humans. The Journal of Immunology, 181(8), 5490- 5500.https://doi.org/10.4049/jimmunol.181.8.5490

11. Li, F., Peng, M., Jiang, L., Sun, Q., Zhang, K., Lian, F.,…& Gao, X. (2011). Vitamin D deficiency is associated with decreased lung function in Chinese adults with asthma. Respiration, 81(6), 469-475.https://doi.org/10.1159/000322008
12. Li, Y. C., Qiao, G., Uskokovic, M., Xiang, W., Zheng, W., & Kong, J. (2004). Vitamin D: a negative endocrine regulator of the renin–angiotensin system and blood pressure. The Journal of steroid biochemistry and molecular biology, 89, 387-392. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2004.03.004
13. Lovren, F., Pan, Y., Quan, A., Teoh, H., Wang, G., Shukla, P. C.,…&Slutsky, A. S. (2008). Angiotensin converting enzyme-2 confers endothelial protection and attenuates atherosclerosis. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 295(4), H1377-H1384. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00331.2008
14. Lyons-Weiler, J. (2020). Pathogenic priming likely contributes to serious and critical illness and mortality in COVID-19 via autoimmunity. Journal of Translational Autoimmunity, 3, 100051.https://doi.org/10.1016/j.jtauto.2020.100051
15. Megna, M., Napolitano, M., &Fabbrocini, G. (2020). May IL-17 have a role in COVID-19 infection?. Medical hypotheses, 140, 109749. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2020.109749
16. Narvaez, J., Maldonado, G., Guerrero, R., Messina, O. D., & Rios, C. (2020). Vitamin D Megadose: Definition, Efficacy in Bone Metabolism, Risk of Falls and Fractures. Open Access Rheumatology: Research and Reviews, 12, 105-115. https://dx.doi.org/10.2147%2FOARRR.S252245
17. Sanders, K. M., Nicholson, G. C., & Ebeling, P. R. (2013). Is high dose vitamin D harmful?. Calcified tissue international, 92(2), 191-206. https://doi.org/10.1007/s00223-012- 9679-1
18. Saghazadeh, A., &Rezaei, N. (2020). Immune-epidemiological parameters of the novel coronavirus–a perspective. Expert Review of Clinical Immunology, 1-6. https://doi.org/10.1080/1744666X.2020.1750954
19. Saghazadeh, A., &Rezaei, N. (2020). Towards treatment planning of COVID-19: Rationale and hypothesis for the use of multiple immunosuppressive agents: Anti-antibodies, immunoglobulins, and corticosteroids. International immunopharmacology, 84, 106560.https://doi.org/10.1016/j.intimp.2020.106560
20. Sly, L. M., Lopez, M., Nauseef, W. M., & Reiner, N. E. (2001). 1α, 25-Dihydroxyvitamin D3-induced monocyte antimycobacterial activity is regulated by phosphatidylinositol 3-kinase and mediated by the NADPH-dependent phagocyte oxidase. Journal of Biological Chemistry, 276(38), 35482- 35493.https://doi.org/10.1074/jbc.M102876200
21. Tecle, T., Tripathi, S., &Hartshorn, K. L. (2010). Defensins and cathelicidins in lung immunity. Innate immunity, 16(3), 151-159. https://doi.org/10.1177%2F1753425910365734
22. Tuohimaa, P., Tenkanen, L., Ahonen, M., Lumme, S., Jellum, E., Hallmans, G.,… & Dillner, J. (2004). Both high and low levels of blood vitamin D are associated with a higher prostate cancer risk: a longitudinal, nested case‐control study in the Nordic countries. International journal of cancer, 108(1), 104-108. https://doi.org/10.1002/ijc.11375
23. Vaduganathan, M., Vardeny, O., Michel, T., McMurray, J. J., Pfeffer, M. A., & Solomon, S. D. (2020). Renin–angiotensin–aldosterone system inhibitors in patients with Covid-19. New England Journal of Medicine, 382(17), 1653-1659.https://doi.org/10.1056/NEJMsr2005760
24. Von Essen, M. R., Kongsbak, M., Schjerling, P., Olgaard, K., Ødum, N., & Geisler, C. (2010). Vitamin D controls T cell antigen receptor signaling and activation of human T cells. Nature immunology, 11(4), 344-349.https://doi.org/10.1038/ni.1851
25. Wang, T. T., Nestel, F. P., Bourdeau, V., Nagai, Y., Wang, Q., Liao, J.,…& White, J. H. (2004). Cutting edge: 1, 25-dihydroxyvitamin D3 is a direct inducer of antimicrobial peptide gene expression. The Journal of Immunology, 173(5), 2909- 2912.https://doi.org/10.4049/jimmunol.173.5.2909
26. Wu, C., Zheng, S., Chen, Y., & Zheng, M. (2020). Single-cell RNA expression profiling of ACE2, the putative receptor of Wuhan 2019-nCoV, in the nasal tissue. medRxiv.https://doi.org/10.1101/2020.02.11.20022228
27. Xu, H., Zhong, L., Deng, J., Peng, J., Dan, H., Zeng, X.,…& Chen, Q. (2020). High expression of ACE2 receptor of 2019-nCoV on the epithelial cells of oral mucosa. International journal of oral science, 12(1), 1-5. https://doi.org/10.1038/s41368-020-0074-x
28. Yang, J., Jun, X. U., & Zhang, H. (2016). Effect of vitamin D on ACE2 and vitamin D receptor expression in rats with LPS-induced acute lung injury. Chinese Journal of Emergency Medicine, 25(12), 1284-1289.https://doi.org/10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2016.12.016
29. Zheng, Y. T., Cui, Q. Q., Hong, Y. M., & Yao, W. G. (2015). A Meta-Analysis of High Dose, Intermittent Vitamin D Supplementation among Older Adults. PLoS ONE, 10, e0115850. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0115850
30. Zosky, G. R., Berry, L. J., Elliot, J. G., James, A. L., Gorman, S., & Hart, P. H. (2011). Vitamin D deficiency causes deficits in lung function and alters lung structure. American journal of respiratory and critical care medicine, 183(10), 1336-
1343.https://doi.org/10.1164/rccm.201010-1596OC 

Nguồn: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32990980/

Bài viết được dịch thuật và biên tập bởi CLB Nội tiết trẻ trên DEMACVN.COM – vui lòng không reup khi chưa được cho phép!

Người dịch: ToanTran.