基于常规实验室大数据揭示COVID-19大流行期间维生素D水平下降及老年女性易感性增加

《Nature Communications》：Monitoring changes in vitamin D levels during the COVID-19 pandemic with routinely-collected laboratory data

本研究利用德国巴伐利亚地区292,187例患者的常规实验室数据，通过描述性统计、倾向评分匹配和因果森林模型分析COVID-19大流行前后维生素D水平变化。研究发现大流行期间平均维生素D水平显著降低（从26.7μg/L降至26.0μg/L，p<0.001），缺乏率从31.2%升至35.2%（p<0.001），其中老年女性群体下降最为明显。该研究凸显了常规实验室数据在公共卫生监测中的价值，为限制户外活动期间营养干预策略制定提供了重要依据。

　　

维生素D作为维持骨骼健康和免疫调节功能的关键营养素，其水平变化与人体健康密切相关。COVID-19大流行的暴发引发全球范围内封锁措施和户外活动减少，这可能导致维生素D合成受限和营养摄入变化，进而引起维生素D缺乏风险上升。尽管已有研究关注特定人群（如儿童、慢性病患者）的维生素D状况，但缺乏基于大规模人群数据的系统性评估。为此，来自德国慕尼黑大学等单位的研究团队开展了一项基于常规实验室数据的大规模研究，成果发表于《Nature Communications》。

研究团队主要运用了三大技术方法：一是从德国巴伐利亚地区大型实验室链获取292,187例患者的首次维生素D检测数据；二是采用多变量调整策略（包括年龄、性别、季节等因素），通过倾向评分匹配（PSM）和因果森林机器学习模型控制混杂偏倚；三是依据WHO定义划分大流行前（2018年3月–2020年2月）和大流行期间（2020年3月–2022年2月）两个时期进行比较分析。

研究结果

研究人群特征

最终纳入分析的样本中，大流行前组153,829人，大流行期间组138,358人。两组在年龄和性别分布上存在轻微差异，大流行期间组中18–39岁年轻人比例较高（27.4% vs. 22.9%），女性比例略低（64.3% vs. 63.5%）。

大流行期间维生素D水平和缺乏率的变化

通过三种统计方法均发现，维生素D平均水平从大流行前的26.7μg/L显著下降至26.0μg/L（降低幅度2.6%），缺乏率（定义为＜20μg/L）从31.2%上升至35.2%（p<0.001）。这一结果表明大流行相关措施对维生素D状态产生了负面效应。

不同亚组中维生素D水平变化的异质性

按年龄分层发现，所有年龄组维生素D水平均下降，但18–39岁组平均下降幅度较小（25.4μg/L→24.9μg/L），而该组缺乏率上升更明显（34.6%→37.8%）。性别分析显示，女性维生素D水平始终高于男性，但女性下降幅度更大（-0.8μg/L vs. -0.5μg/L）。老年女性是受影响最严重的亚组。

季节性波动的影响

春季维生素D水平下降最显著（26.2μg/L→23.9μg/L），冬季次之（24.5μg/L→23.8μg/L）。缺乏率也在春季和冬季上升最为明显。季节因素被因果森林模型识别为最重要的变异来源（贡献77.9%方差）。

混杂因素调整后的估计

PSM分析和因果森林模型进一步验证了描述性结果。PSM调整后平均水平下降0.5μg/L（1.9%），缺乏率增加3.6%；因果森林估计平均处理效应（ATE）为-0.678μg/L，缺乏率增加4.08%。多种方法结果一致，证实大流行对维生素D水平的负面影响具有鲁棒性。

维生素

维生素D下降的预测因素分析

特征重要性分析显示，季节、年龄和性别是维生素D水平变异的主要预测因子。春季和老年人群变化幅度最大，进一步证实了大流行限制措施与季节性因素叠加效应。

讨论与结论

本研究通过大规模实时实验室数据揭示，COVID-19大流行导致人群维生素D水平显著下降，缺乏率上升，其中老年女性、春季时段以及城市居民受影响更为明显。与早期德国全国调查（DEGS1）相比，本研究人群维生素D水平较高，可能源于健康意识提升和补充剂使用增加，但也凸显了数据来源差异对结果的影响。

该研究的优势在于利用常规收集的实验室数据（RWD），具备实时性、代表性和高外部效度，能为公共卫生决策提供依据。局限性包括数据局限于巴伐利亚地区、无法完全排除未测量混杂因素以及非二元性别群体数据不足。

结果强调在突发公共卫生事件中需重点关注营养监测与干预策略，尤其针对维生素D缺乏高风险人群。此外，研究表明整合多源医疗大数据有助于构建更精准的公共卫生监测体系，为未来健康危机管理提供范例。

综上，该研究不仅证实大流行对维生素D状态的负面影响，也展示了实时数据平台在全球健康挑战中的重要作用，为维生素D补充和阳光暴露促进策略提供了科学依据。