介绍
唐氏综合症 (DS) 是智力障碍最常见的遗传原因，大约每 700 名活产儿中就有 1 人患有唐氏综合症 [ 1 , 2 ]。DS 患者一生中可能会出现多种并发疾病，桥本甲状腺炎、乳糜泻和一型糖尿病等自身免疫性疾病非常普遍 [ 3 , 4 ]。

据报道，DS 患者的维生素 D 含量较低，但几乎所有这些研究都来自小型且同质的队列[ 5,6,7 ]。此外，患有 DS 和相关自身免疫性疾病或肥胖症的个体维生素 D 缺乏症的发生率特别高 [ 5 ]。维生素 D 与调节 T 细胞增殖 [ 8 , 9 ]、细胞因子调节 [ 10 ] 以及预防多种自身免疫性疾病的发展有关 [ 11]]并且越来越多地被视为自身免疫性疾病的重要促成因素。鉴于在该人群中观察到自身免疫性疾病的高发病率，了解维生素 D 状态可以为潜在的治疗干预提供机会。

尽管其他神经发育障碍，例如自闭症谱系障碍 (ASD)，也有类似发现的报道，但 DS 患者维生素 D 缺乏的原因仍不清楚 [ 12 , 13 ]。此外，该人群中似乎也存在与维生素 D 缺乏症类似的炎症信号 [ 14 ]。尽管自闭症谱系障碍患者的基因更加多样化，但他们与 DS 患者有一些相似的神经系统和医学合并症，作为类似的比较组。尽管此类干预措施的结果好坏参半，但关于维生素 D 补充剂在该人群中的作用的研究比 DS 文献更为先进 [ 15 , 16 ]。

本研究的目的是评估 DS 患者队列中的维生素 D 状况，并将其与 ASD 患者和未诊断出神经发育障碍的对照组（神经典型 (NT) 对照）进行比较。此外，我们还调查了 DS 患者维生素 D 状态与自身免疫性疾病和神经系统疾病之间是否存在关联。

方法
批准和研究设置
在每个中心分别获得机构审查委员会批准后，进行了多中心、回顾性图表审查。这三个临床地点是马萨诸塞州波士顿；加利福尼亚州帕洛阿尔托；和加利福尼亚州洛杉矶，均位于美国。所有地点都是三级学术医疗中心，设有专门治疗 DS 和 ASD 的中心。

数据可用性
在 IRB 批准和授权后，合格研究人员可以合理请求获得本研究的匿名数据。

患者身份识别
电子病历（EMR）用于识别患者。对具有 DS 国际疾病分类 (ICD)-9 (758.0) 或 ICD-10 (Q90) 代码的个体进行了查询。研究人群中，任何至少具有一种维生素 D 25-OH (25(OH)D) 水平的患者都包括在内。对照群体是通过询问在主要临床中心卫生系统的门诊环境中进行的 25(OH)D 水平的任何患者来获得的。从该组中，ASD 患者被隔离为单独的患者群体，并通过 ASD 的 ICD-9（299.0 和/或 299.01）或 ICD-10（F84.0 和/或 F84.5）代码进行识别。使用以下 ICD-9 中的任何一个来识别神经典型对照：V20.2、V20.31、V320.32、V70、V70.5、V70.6、V73 或 ICD-10 代码：Z00.0、Z00.129 、Z00.11、Z00.8、Z01.0、Z01.4、Z01.81、Z02.89、Z71.84 或 Z13.3，无其他相关代码。这些都是与儿童保育相对应的代码（补充1）。医疗记录中本次检索的日期范围为 01/01/2000–06/01/2019。

纳入/排除标准和组
本研究分析了三组患者：患有 DS 的个体、患有 ASD 的个体以及没有 DS 或 ASD 并且没有其他慢性医学或神经发育疾病的对照。所有患者的出生年龄必须为 26 岁，并且至少记录有一项 25(OH)D 水平。患有 DS 和/或 ASD 的个体如果有肿瘤病史，则被排除在外，无论化疗或放疗状态如何。这是通过查看病历中列出的同时出现的 ICD-9 或 ICD-10 代码来确定的。对照者年龄和性别匹配，如果他们的病历中列出的筛选代码之外有任何 ICD-9 或 ICD-10 代码，则被排除在外。补充维生素 D2 或 D3 并不排除参与该队列，因为几乎所有记录中补充状态未知或未报告。

数据提取
所有 DS 患者的图表均经过人工审核。几乎所有患者的维生素 D 补充状况和依从性都不容易获得或记录不正确，因此没有得到利用。自闭症谱系障碍患者和对照组的个体提取了人口统计和生物特征数据，但其他信息不易获得。还记录了获得 25(OH)D 水平的月份，以评估季节性变化。

维生素 D 测量、多次记录和缺乏症定义
胆钙化醇（维生素 D3）和麦角钙化醇（维生素 D2）均由肝脏代谢为 25(OH)D，通过在血清中测量 25(OH)D 来确定一个人的维生素 D 状态。由于 25(OH)D 水平反映了维生素 D 的膳食和紫外线来源，因此它是维生素 D 状态评估最常用的指标之一。

在本研究中，使用了 EMR 中记录的第一个 25(OH)D 水平，因为它被认为最能反映自然和未补充的状态。这很重要，因为无法获得补充数据。所有提取的 25(OH)D 水平均为 0 至 200 ng/mL 之间的连续变量。根据美国儿科学会指南，25(OH)D 水平低于 30 ng/mL 被认为存在缺陷 [ 17 ]。

统计分析
对人口统计和临床表现进行了描述性统计。计算连续变量的平均值和标准差以及分类变量的比例。进行卡方分析以评估亚组之间的差异。应用多变量线性回归模型研究 25(OH)D 水平与患者人口统计、招募部位和临床特征之间的关联。患者特征每单位增加 25(OH)D 水平的调整平均差异以及相应的 95% 置信区间被估计。对于每个统计检验， p标称值 < 0.05 被认为具有统计显着性。

结果
总共有 37,607 名个体被确定至少达到一种维生素 D 25-OH 水平，其中包括 1624 名 DS 患者、5208 名 ASD 患者和 30,775 名对照者。在神经典型对照组中，94% ( n = 28,928) 的就诊被编码为 Z00.129（例行儿童健康检查）、Z00.8（其他一般检查）或 Z00.0（一般检查）成人体检）。人口统计数据报告于表1中。总体而言，有 18,920 名男性参与者（50.4%）和 18,687 名女性参与者（49.6%），组间没有统计学上的显着差异（p= 0.14，95% CI：0.78–2.36）。所有三组的平均年龄为 13.9 岁（标准差 ± 9.8 岁）。所有三个组的参与者均以白人为主，尤其是 DS 队列中的比例 (83.31%) 显着高于 ASD 组和对照组（分别为 40.8% 和 41.7%）（p < 0.001, 95%） CI：0.34–0.78）。西班牙裔 DS 患者 (59.05%) 也多于 ASD 和 NT 队列（分别为 41.8% 和 42.8%）（p < 0.001，95% CI：0.33-0.88）。三个中心的患者数量一致，没有统计学上的显着差异（p = 0.21，95% CI：0.59-2.04）。

表 1 唐氏综合症、自闭症谱系障碍和对照儿童的人口统计和维生素 D 状况
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表1和图1报告了各研究组的维生素 D 状况。与 ASD 个体 (23.48 ng/mL) 和 NT 对照个体 (29.20 ng/mL) 相比，DS 个体的 25(OH)D 平均水平最低 (20.67 ng/mL)（p < 0.001，95% CI：− 8.97 至 -6.44)。共有 399 名 DS 患者（24.6%）被认为缺乏维生素 D，而 ASD 患者为 1472 名（28.3%），对照组为 12,397 名（40.3%）（p < 0.001，95% CI：-5.43 至 -2.36）。

图。1
图1
按组平均 25(OH)D 水平。图例：三组的平均 25(OH)D 水平。单向方差分析F检验值与相应的p值一起呈现。置信区间（条形）说明平均 25(OH)D 水平的潜在值范围，并允许比较任意两组之间的平均水平，这两个组在统计上均显着不同

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表2列出了人口统计和临床特征对 DS 患者平均 25(OH)D 水平的影响。多变量线性分析显示，老年人的维生素 D 25-OH 水平较高（0.18 ng/mL/年，p < 0.05，95% CI：0.04–0.32）。研究发现，BMI 较高的 DS 个体的 25(OH)D 平均水平较低（−0.27 ng/mL/kg/m 2，p < 0.001，95% CI：−0.3849 至 −0.1509）。此外，与没有神经系统疾病的人相比，患有神经系统疾病的个体的 25(OH)D 水平降低（−3.15 ng/mL，p< 0.001，95% CI：-5.02 至 -1.28）。尽管不具有统计显着性，但与白种人相比，美洲原住民的 25(OH)D 平均水平较高（2.81 ng/mL，95% CI：-0.492–10.55），而亚洲人、黑人和其他种族的平均 25(OH)D 水平低于白种人（分别为-0.17、-1.63 和-1.85 ng/mL）。患有 DS 和自身免疫性疾病的个体的 25(OH)D 水平较低（−3.11 ng/mL，p < 0.001，95% CI：-6.22 至 -1.55）。同样，一级亲属的自身免疫病史也与 DS 患者较低的 25(OH)D 水平相关（−1.83 ng/mL，p= 0.01，95% CI：-2.45 至 -0.63）。甲状腺机能亢进、阻塞性睡眠呼吸暂停、先天性心脏病、性别、西班牙裔或非西班牙裔、同时患有 DS 和 ASD 以及限制饮食摄入与 DS 患者的 25(OH)D 水平没有统计学上的显着相关性。

表 2 人口统计学和临床​​特征对唐氏综合症患者维生素 D 状态的影响
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表3列出了自闭症谱系障碍 (ASD) 人群中人口统计学特征与 25(OH)D 水平之间的关联。多元线性回归分析发现，老年 ASD 患者的 25(OH)D 平均水平较低（−0.19 ng/mL/年，p < 0.001，95% CI：−0.26 至 −0.12）。报告为“未知种族”的个体的 25(OH)D 平均水平高于西班牙裔（参考类别）（2.69 ng/mL，p = 0.01，95% CI：0.93–4.44）。种族、BMI 和性别对平均 25(OH)D 水平没有显着影响。与 ASD 队列一样，对照组在年龄较大时 25(OH)D 水平较低（-0.39 ng/mL/年，p < 0.001，95% CI：-0.45 至 -0.33），如表3所示。

表 3 ASD 儿童与非 ASD 儿童和 DS 儿童的调整后平均 25(OH)D 水平差异
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患有 DS 和 ASD 的个体全年 25(OH)D 水平的变异性低于对照组的个体。DS 队列的标准差为 12.39 ng/mL，ASD 队列的标准差为 11.96 ng/mL。对照的 DS 和 ASD 变异性为 27.43 ng/mL，是其两倍多。图2显示了 1 月至 12 月所有三个队列的 25(OH)D 水平。总体而言，所有三组的水平均保持稳定，其中 DS 水平在 9 月（第 9 月）至 12 月（第 12 月）期间略有下降。

图2
图2
25(OH)D 状态的时间趋势

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在所有群体中，与非西班牙裔人相比，西班牙裔人的平均 25(OH)D 水平较低（-2.16 ng/mL，p < .001，95% CI：-2.68 至 -1.64）。种族的多变量分析与个体的 25(OH)D 水平没有统计学上的显着相关性 ( p = 0.17 95% CI: −8.97–0.35)。

讨论
在这项关于维生素 D 状态的大型多中心研究中，观察到 DS 患者的 25(OH)D 水平低于 ASD 和 NT 对照个体。这一发现与之前的小型研究一致，并提供了高质量的多中心数据，在种族和神经发育多样化的队列中证实了这些发现[ 5,7,18,19,20,21 ]。据我们所知，这是针对 DS 患者维生素 D 状况的最大规模研究。此外，通过利用来自美国三个独特地理位置的站点的数据，研究结果得到了加强。

我们发现低维生素 D 与自身免疫性疾病之间存在统计学上显着的关联。在我们的 DS 队列中，自身免疫性疾病的个人史和家族史与维生素D水平较低密切相关。之前的多项研究已将 DS 患者的自身免疫性疾病与维生素 D缺乏症联系起来[ 6,22,23,24,25,26 ] 。由于维生素 D 发挥免疫调节作用，缺乏维生素D可能会导致自身免疫性疾病的发生，尽管本研究的目的或动力不是为了评估因果关系[ 27、28、29、30、31 ]]。然而，患有 DS 和自身免疫性疾病的个体维生素 D 缺乏症的发生率较高，可能为该人群提供潜在的治疗靶点，以预防或辅助治疗自身免疫性疾病。维生素 D 对于免疫调节至关重要，因为其受体在各种免疫细胞中表达，包括 T 细胞和树突状细胞[ 32,33,34,35 ]。维生素 D 有助于调节 T 细胞增殖并促进大脑的抗炎反应 [ 36 , 37 ]。因此，维生素 D 缺乏症与多种自身免疫性疾病存在因果关系，其中一些疾病涉及神经系统疾病，例如多发性硬化症 [ 38，39 ]。鉴于DS 患者维生素 D 缺乏症和自身免疫的双重关联，这一点尤其重要，尽管这种关系的确切机制仍不清楚[ 3,40,41 ]。这项研究令人兴奋的下一步是前瞻性评估服用维生素 D 补充剂和不服用维生素 D 补充剂的 DS 患者的自身免疫性疾病发生率。

有趣的是，在这项研究中，种族和族裔并没有显着影响 25(OH)D水平，这与先前发现的黑人、亚洲人和西班牙裔人群维生素 D 缺乏症发生率较高的发现相反[ 42,43,44 ]。在我们的研究中，西班牙裔种族与对照组中较高的 25(OH)D 水平相关，尽管这可能是次要的，因为该研究中的大多数西班牙裔参与者居住在气候较为温和的地区；由于维生素 D 的主要来源是皮肤暴露于太阳 UVB 辐射，因此研究地点的位置可能解释了这些观察结果 [ 36 ]。

在患有 DS 的个体中，年龄较大与较高水平的维生素 D 相关。这种关联与 ASD 和 NT 对照个体相反，其中年龄较大与较低的 25(OH)D 水平相关。患有 DS 的人会出现发育里程碑延迟，这可能会导致年轻时户外活动减少，从而减少皮肤暴露于太阳 UVB 辐射导致的天然维生素 D 生成。在患有 ASD、DS 或 NT 对照的个体中，性别对 25(OH)D 水平没有统计学上的显着影响。尽管在之前的研究中已经观察到维生素 D 存在性别差异，但结果相互矛盾，但由于评估的青春期前个体数量较多（中位年龄：13），因此这种差异在我们的队列中可能不存在[42 , 45 ]。

各种临床因素可能是我们观察到的 DS 队列中 25(OH)D 水平差异的原因。正如我们的研究发现，较高的 BMI 在 DS 患者中更为常见 [ 46 , 47 ]，并且与 DS 患者中较低的 25(OH)D 水平相关。较高的 BMI 与体内脂肪增加有关，这也会吸收维生素 D，这可能为这一发现提供了解释 [ 48 , 49 ]。在我们的研究中，限制饮食摄入并不影响 DS 患者的 25(OH)D 水平，尽管考虑到该人群限制饮食和质地敏感性的报道，这是一个先验问题 [ 50 , 51 , 52]]。对于自闭症谱系障碍患者来说，这也是一个类似的问题，但在该人群的临床文件中并不经常报道这一点。之所以没有观察到这种情况，是因为该人群可能更有可能接受营养补充，尽管本研究中没有对此进行评估。

在之前研究 ASD 或单独 DS 的研究中，与 NT 对照相比，同时患有 DS 和 ASD 的个体的 25(OH)D 水平较低 [ 5 , 7 , 18 , 19 , 20 , 21 ]，但我们目前的研究结果表明DS 患者的平均 25(OH)D 水平低于 ASD 患者。25(OH)D 缺乏可能会阻碍典型的神经增殖过程，并可能影响长期发育结果 [ 36 ]。然而，自闭症谱系障碍患者补充维生素 D 并没有产生任何健康或认知益处 [ 16 , 53 , 54 , 55 ,56 ]。自闭症谱系障碍 (ASD) 人群的基因型和表型异质性、发现维生素 D 缺乏的年龄以及补充维生素 D 的时间都可能导致自闭症谱系障碍 (ASD) 患者补充维生素 D 的治疗效果报告存在差异。这可能会导致治疗效果的报告存在一些差异，尽管补充的时间和识别时的年龄也可能是这种情况下的调节因素。

未来研究的一个领域将是确定 DS 本身（特别是 21 号染色体三体性）是否可能在 25(OH)D 水平较低的病因学中发挥一定作用。新出现的证据可能将干扰素驱动失调视为维生素 D 稳态的可能改变机制，尽管尚未对此进行直接研究 [ 57 , 58 , 59 ]。此外，进一步的调查需要解决诸如基线体力活动、活动能力、平均户外时间和营养补充的可能性等因素，所有这些都可能影响该人群中维生素 D 缺乏症的患病率 [ 60 , 61 ]。

这项研究并非没有局限性。这项研究本质上是回顾性的，有限的临床数据或 25(OH)D 测试的基本原理是从现有记录中确定的。因此，个体参与者存在许多未知因素，包括暴露于 UVB 辐射的补充状况、运动量和饮食习惯，所有这些都会影响 25(OH)D 水平。虽然这些都是显着的局限性，但本研究的大型、多中心、多年队列设计强化了这些人群中维生素 D 缺乏症的主题趋势。由于本研究涉及的三个主要中心是具有 DS 项目的三级学术医疗中心，因此队列中可能存在严重程度偏差，因为它们不代表经典的社区抽样。这可能会导致所有群体报告维生素 D 缺乏症的可能性更高。尽管在患有 DS 和 ASD 的个体中发现维生素 D 缺乏症具有统计学意义，但较低水平的 25(OH)D 与维生素 D 缺乏症发生率的增加并不相关，NT 对照者维生素 D 缺乏症的发生率最高，其次是个体患有 ASD 的人，然后是患有 DS 的人。这可能是数据传播的产物，其中我们的 DS 队列的四分位数范围大大低于 ASD 和对照队列。NT 对照者维生素 D 缺乏症的发生率最高，其次是自闭症谱系障碍 (ASD) 患者，最后是 DS 患者。这可能是数据传播的产物，其中我们的 DS 队列的四分位数范围大大低于 ASD 和对照队列。NT 对照者维生素 D 缺乏症的发生率最高，其次是自闭症谱系障碍 (ASD) 患者，最后是 DS 患者。这可能是数据传播的产物，其中我们的 DS 队列的四分位数范围大大低于 ASD 和对照队列。

总之，与患有 ASD 和 NT 对照的个体相比，患有 DS 的个体患有维生素 D 缺乏症。在患有 DS 的个体中，维生素 D 缺乏症也与自身免疫性疾病的存在相关。这些发现值得进一步研究 DS 患者维生素 D 缺乏的病因，以及补充维生素 D 的影响，特别是它与在整个生命周期预防自身免疫性疾病有关。