Связь между региональным статусом селена и исходами случаев COVID-19

Связь между региональным статусом селена и зарегистрированными исходами случаев COVID-19 в Китае

Селен заинтересовал вирусологов, занимающихся COVID-19

Примечание: В продолжение ниже изложенного материала по докладу британских вирусологов дополнительно рекомендуем к прочтению статью об исследовании противовирусной активности селена, ссылка на которую упоминается в докладе [14]: «Селен, селенопротеины и вирусная инфекция».

Как отмечают британские специалисты, в регионах Китая с дефицитом селена смертность от коронавирусной инфекции была самой высокой. Микроэлемент Селен важен для работы иммунитета. И в зависимости от его концентрации может меняться реакция на вирусные инфекции. На фоне дефицита селена инфекции протекают тяжелее и иногда с летальным исходом. В частности, это актуально для ВИЧ. Недавние исследования показали, что из-за особенностей состава почвы в отдельных частях Китая у населения отмечается дефицит селена.

Оказалось, у жителей областей с высоким уровнем селена была максимальная вероятность выздороветь после коронавирусной инфекции. Так, в городе Эньши (провинция Хубэй), где отмечен самый высокий уровень потребления селена в стране, доля полностью выздоровевших от COVID-19 почти в 3 раза выше, чем средний показатель по всем другим городам провинции.

А в провинции Хэйлунцзян, где потребление селена одно из самых низких в мире, уровень смертности от COVID-19 был почти в 5 раз выше, чем средний показатель. Анализ уровня селена в телах пациентов (оценивали по волосам) подтверждает сделанные выводы.

Статья исследователей из Университета Саррея (Великобритания) опубликована в журнале American Journal of Clinical Nutrition. Адаптированный перевод статьи-обращения представлен ниже:

Уважаемый Редактор:

Потенциально важным для недавнего появления COVID-19 в Китае является тот факт, что в стране существует пояс дефицита селена, проходящий с северо-востока на юго-запад, и, действительно, в Китае есть популяции, которые имеют как самый низкий, так и самый высокий статус селена в мире (1). Ряд интересных исследований, опубликованных лабораторией Бека в 1990-х годах, показал, что дефицит селена хозяина повышает вирулентность РНК-вирусов, таких как коксакиевирус В3 и грипп А (2, 3). Прохождение через животное с дефицитом селена, которое не могло продуцировать достаточное количество антиоксидантных селенопротеинов для собственной защиты, привело к мутированию вируса в вирулентную форму, что привело к более серьезной патологии (2, 3). Эти данные проливают свет на болезнь человека, страдающего дефицитом селена, кардиомиопатию, известную как болезнь Кешана, названную в честь района на северо-востоке Китая, где она была эндемичной. Болезнь проявляла сезонную вариабельность, предполагая наличие вирусного кофактора, который позже был идентифицирован как вирус Коксаки В3 (2). Когда население было дополнено селеном, заболеваемость болезнью Кешана резко снизилась (1, 2).

Значительные клинические преимущества добавок селена также были продемонстрированы при других вирусных инфекциях, как было рассмотрено ранее (4, 5), включая ВИЧ-1 [где установлена отрицательная корреляция между состоянием селена и смертностью (1, 6)]; при раке печени, связанном с гепатитом В; и у пациентов с «эпидемической геморрагической лихорадкой», которые были успешно вылечены пероральным селенитом натрия, что привело к общему снижению смертности на 80% (4, 7). Таким образом, селен, по-видимому, имеет отношение к ряду эволюционно различных вирусов благодаря потенциальным иммуномодулирующим эффектам, которые полностью согласуются со многими существенными ролями селена в иммунной системе (2) и его способностью (особенно при дефиците) влиять на вирусную мутацию и эволюцию (3). Эти и другие исследования подтолкнули нас к предположению, что статус селена был связан с исходом заболевания COVID-19 в Китае.

В этом популяционном ретроспективном анализе мы собрали данные в режиме реального времени с веб-сайта Baidu, неправительственного веб-сайта, который ежедневно обновляет отчеты комиссий здравоохранения каждой провинции, муниципалитета или города о количестве подтвержденных случаев заболевания COVID-19, количестве вылеченных и количестве умерших (8). [По данным Национальной комиссии здравоохранения Китая, вылеченные пациенты - это те, у кого температура вернулась к норме в течение >3 дней, респираторные симптомы значительно улучшились, визуализация легких показывает значительное уменьшение воспаления, а также существует отрицательный нуклеиновокислотный тест респираторного патогена в 2 последовательных случаях с интервалом отбора проб не менее 1 дня (9).] Частота излечения и смертность были определены как процент пациентов, вылеченных или умерших, соответственно, от инфекции SARS-CoV-2. Мы включили провинции или муниципалитеты с более чем 200 случаями заболевания и города с более чем 40 случаями заболевания (дополнительная таблица 1)

Самые большие наборы данных о статусе селена в Китае относятся к концентрации селена в волосах (дополнительная таблица 2), которая, как было установлено в предыдущем исследовании, тесно связана с потреблением селена в различных районах Китая (R² = 0,74) (10). Данные по селену волос, как правило, более доступны для городов. В семнадцати городах за пределами провинции Хубэй, включенных в исследование, были задокументированы данные по селену волос (дополнительная таблица 2).

Мы сравнили уровень излечения и смертности с помощью теста Stata для сравнения двух пропорций (Статистическое программное обеспечение StataCorp 2019: выпуск 16). При проверке разности 2 пропорций используется асимптотически нормально распределенная тестовая статистика, полученная из пропорций и SE разности. Ассоциации между показателями излечения и средней концентрацией селена в волосах по региону или городу были проанализированы с помощью соответствующих взвешенных линейных регрессионных моделей, взвешенных по количеству случаев. Представлены значения P (2-х сторонние тесты) из теста F общей значимости.

Уровень излечения внутри провинции Хубэй, столицей которой является Ухань, был значительно ниже, чем во всех других провинциях вместе взятых (обозначенных за пределами провинции Хубэй): 13,2% против 40,6% соответственно (P <0,0001; дополнительная таблица 1). Соответственно, уровень смертности внутри провинции Хубэй был достоверно выше, чем в провинциях за ее пределами-Хубэй: 3,0% против 0,6% соответственно (P < 0,0001; дополнительная таблица 1). Эти анализы показывают, что исходные данные по Хубэю и за его пределами статистически различны, что требует отдельного лечения Хубэя (где смертность была намного выше) и за пределами Хубэя в наших последующих анализах.

При проверке данных Хубэй, следует отметить, что уровень излечения в городе Эньши, 36,4%, был намного выше, чем в других городах Хубэй, где общий показатель излечения составил 13,1% (дополнительная таблица 1); действительно, показатель излечения Энши значительно отличался от показателя в остальной части провинции Хубэй (P <0,0001). Энши известен своим высоким потреблением селена и статусом [среднее значение ± SD: 3,13 ± 1,91 мг / кг для женщин и 2,21 ± 1,14 мг / кг для мужчин (11)] - сравните типичные уровни в Хубэй 0,55 мг / кг (10) - настолько, что токсичность селена наблюдалась там в 1960-х годах (11, 12). Потребление селена в Эньши в 2013 году составляло 550 мкг / день (11).

Аналогичная проверка данных из провинций за пределами провинции Хубэй показывает, что в провинции Хэйлунцзян на северо-востоке Китая, печально известном регионе с низким содержанием селена, в котором расположен Кешань, уровень смертности был значительно выше-2,4%, чем в других провинциях (0,5%; P <0,0001). Потребление селена было зарегистрировано как всего 16 мкг / день в публикации 2018 года (13), тогда как содержание селена в волосах на равнине Сонгнен в Хэйлунцзяне составляло всего 0,26 мг / кг (дополнительная таблица 2) (10, 13).

Наконец, мы обнаружили значительную связь между уровнем излечения и фоновым статусом селена в городах за пределами Хубэй (R² = 0,72, F-тест P <0,0001; Рисунок 1, Дополнительная таблица 2). Корреляционный анализ не проводился для городов внутри провинции Хубэй, потому что статус селена был доступен только для 2 городов.

Рис. 1. Корреляция между частотой излечения COVID-19 в 17 городах за пределами Хубэй, Китай, 18 февраля 2020 года и состоянием селена в городских популяциях (концентрация селена в волосах), проанализированная с использованием взвешенной линейной регрессии (среднее ± SD = 35,5 ± 11,1, R² = 0,72, F-тест Р <0,0001). Каждая точка данных представляет частоту излечения, рассчитанную как количество вылеченных пациентов, деленное на количество подтвержденных случаев, выраженное в процентах. Размер маркера пропорционален количеству случаев.

Наши результаты показывают связь между зарегистрированными показателями излечения для COVID-19 и статусом селена. Эти данные согласуются с данными о противовирусных эффектах селена из предыдущих исследований (2, 5–7, 14). Действительно, множественные клеточные и вирусные механизмы, включающие селен и селенопротеины, могут влиять на вирусную патогенность, включая кодируемые вирусом селен-зависимые глутатионпероксидазы [rev. (14, 15)]. Такие вирусные механизмы могут способствовать хорошо документированному окислительному стрессу, связанному со многими РНК-вирусными инфекциями (2, 5, 6, 14, 15); увеличенная репликация вируса (следовательно, увеличенная частота мутаций); и наблюдали более высокую патогенность или смертность при дефиците селена, как сообщалось здесь для SARS-CoV-2.

Как и в большинстве экологических исследований, наше исследование имеет несколько важных ограничений. Отметим, что связь между селеном волос и уровнем излечения COVID-19, которую мы отмечаем, основана на данных о состоянии селена у городского населения, в основном датированных 2011 годом, хотя некоторые данные значительно старше. Кроме того, нам не удалось собрать данные на уровне города или пациента по следующим вероятным причинам: возраст и сопутствующие заболевания, такие как сердечно-сосудистые заболевания, диабет, хронические респираторные заболевания, гипертония и рак (16). Нам также не хватает информации о различиях в медицинских учреждениях и протоколах терапии (в том числе об использовании традиционной китайской медицины или противовирусной терапии). Ясно, что мы не смогли приспособиться к этим возможным путаницам в анализе.

Поэтому мы полностью осознаем, что показанная связь далека от критики смешения. В лучшем случае это указывает на необходимость дальнейших исследований, особенно если рассматривать их в контексте связи между статусом селена и исходом заболевания, обнаруженным у других вирусов (3, 5-7). Со временем появится больше данных на индивидуальном уровне, и можно будет исследовать связь между тяжестью COVID-19 и многими факторами, включая селен.

Дополнительная статья [14] к основной теме раздела:

На заметку

Разумеется, Селен не является панацеей от коронавирусной инфекции, однако пренебрегать полученными данными нельзя. Среди источников селена в биодоступной форме можно отметить биоконцентрат «Селенпропионикс», в котором Se присутствует в виде селенсодерждащих аминокислот (селеноцистеин и селенометионин), облегчая тем самым включение Se в селенопротеины в организме человека (см. селенсодержащие формы глутатионпероксидазы). Стоит отметить, что многие люди не испытывают дефицит селена (благодаря рациональному питанию), который (Se) также можно проверить по анализу волос. Однако дополнительное усиление противовирусного антиоксидантного статуса организма является не лишним, и оно достигается не только данным минералом. Более того, на первом месте в линии обороны против вирусного патогена стоит наша иммунная система, и пробиотические микроорганизмы как никто другой являются наиболее эффективным средством в данном вопросе, учитывая в т.ч. их антиоксидантные возможности различной природы.

Известно, что самой мощнейшей антиоксидантной защитой нашего организма является собственная особая система ферментов, в которую входит, в частности, СОД (SOD) - супероксиддисмутаза. В человеческом организме СОД синтезируется в эукариотических клетках из гистидина и металлов - цинка, меди и марганца. Однако этот синтез тоже может давать сбой. Из пищевых источников получить СОД практически невозможно - при замораживании, переработке, нагревании или высушивании изоферменты могут полностью или частично дезактивироваться, т.е. происходит самоокисление продуктов. В связи с этим примечательно то, что получить СОД и др. антиоксидантные ферменты извне можно с помощью пропионовокислых бактерий P. freudenreichii, которые синтезируют гемм-содержащие аналоги - супероксиддисмутазу (SOD), каталазу, а также пероксидазу. В тоже время указывалось, что антиоксидантный статус можно повысить и другими молочнокислыми бактериями, например, бифидобактериями B. longum. С учетом продукции бифидогенных стимуляторов роста (BGS) молочными пропионибактериями можно рекомендовать совместное применение P. freudenreichii и B. longum, т.к. в результате синергизма стимулируется рост и развитие обеих бактерий, а соответственно повышается антиоксидантная, антимутагенная и антибиотическая активность комбинации этих культур. При этом пробиотики играют важную роль в регуляции врожденной и адаптивной иммунной системы, активируя макрофаги, NK-клетки и цитотоксические Т-лимфоциты, модулируя продукцию IgA, стимулируя toll-подобные рецепторы и модифицируя профиль экспрессии цитокинов. 

• О бифидогенном стимуляторе роста (BGS) см. здесь→
• Об антиоксидантной активности пробиотиков см. здесь→

Дополнительно см.:

• Питание пациентов и пробиотическая терапия при COVID-19
• Ферментированное молоко, обогащенное мёдом, и его польза для здоровья (в контексте COVID-19)
• Без сероконверсии: Т-клетки сформировали иммунитет против COVID-19
• Микробиом и COVID-19
• Пробиотики при острых инфекциях дыхательных путей
• Иммунорегуляторная роль пробиотиков при легочных заболеваниях
• О важной роли диеты при коронавирусной инфекции
• Гонконгские ученые разработали пробиотик, который поможет бороться с COVID-19
• Грипп и борьба с пневмококовой инфекцией с помощью микробиоты

Литература:

1. Rayman MP. Selenium and human health. Lancet 2012;379: 1256–68.
2. Hoffmann PR, Berry MJ. The influence of selenium on immune responses. Mol Nutr Food Res 2008;52:1273–80.
3. Beck MA, Handy J, Levander OA. Host nutritional status: the neglected virulence factor. Trends Microbiol 2004;12:417–23.
4. Taylor EW, Ruzicka JA, Premadasa L, Zhao L. Cellular selenoprotein mRNA tethering via antisense interactions with Ebola and HIV-1 mRNAs may impact host selenium biochemistry. Curr Top Med Chem 2016;16:1530–5.
5. Steinbrenner H, Al-Quraishy S, Dkhil MA, Wunderlich F, Sies H. Dietary selenium in adjuvant therapy of viral and bacterial infections. Adv Nutr 2015;6:73–82.
6. Baum MK, Shor-Posner G, Lai S, Zhang G, Lai H, Fletcher MA, Sauberlich H, Page JB. High risk of HIV-related mortality is associated with selenium deficiency. J Acquir Immune Defic Syndr Hum Retrovirol 1997;15:370–4.
7. Hou JC. Inhibitory effect of selenite and other antioxidants on complement-mediated tissue injury in patients with epidemic hemorrhagic fever. Biol Trace Elem Res 1997;56:125–30.
8. Baidu. Epidemic real-time big data report [Internet] [cited 18 February, 2020].
9. Baidu. Commission answered the questions of covered journalists: the discharge standard of patients with new coronary pneumonia is unified nationally [Internet] [cited 18 February, 2020].
10. Li S, Banuelos GS, Wu L, Shi W. The changing selenium nutritional status of Chinese residents. Nutrients 2014;6:1103–14.
11. Huang Y, Wang Q, Gao J, Lin Z, Banuelos GS, Yuan L, Yin X. Daily dietary selenium intake in a high selenium area of Enshi, China. Nutrients 2013;5:700–10.
12. Yang GQ, Xia YM. Studies on human dietary requirements and safe range of dietary intakes of selenium in China and their application in the prevention of related endemic diseases. Biomed Environ Sci 1995;8:187–201.
13. Dinh QT, Cui Z, Huang J, Tran TAT, Wang D, Yang W, Zhou F, Wang M, Yu D, Liang D. Selenium distribution in the Chinese environment and its relationship with human health: a review. Environ Int 2018;112:294–309. See also Online Supplementary Material, Table S5, Human daily dietary Se intake in China.
14. Guillin OM, Vindry C, Ohlmann T, Chavatte L. Selenium, selenoproteins and viral infection. Nutrients 2019;11:2101.
15. Zhao L, Cox AG, Ruzicka JA, Bhat AA, Zhang W, Taylor EW. Molecular modeling and in vitro activity of an HIV-1- encoded glutathione peroxidase. Proc Natl Acad Sci USA 2000;97: 6356–61.
16. Epidemiological Group of Emergency Response Mechanism of New Coronavirus Pneumonia, Chinese Center for Disease Control and Prevention. The epidemiological characteristics of an outbreak of 2019 novel coronavirus diseases (COVID-19) in China [J]. Chinese J Epidemiol 2020;41(2):145–51.