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Vitamin D traces in later life

This is basically an update of my 2017 Allergy paper where I asked about sequelae of early vitamin D supplementation.

Two extensively examined hypotheses are the hygiene hypothesis (lack of protective bacterial exposure which leads to subsequent allergy) and the vitamin D hypothesis (early vitamin D supplementation sensitizes newborns against allergens) …  The interesting question is: Are these concepts exclusive? …  There is some preliminary evidence that – like many other environmental factors –vitamin D may modify the human microbiome.

Only yesterday a paper popped up during a presentation of Amelie Baud about the influence of social partners and the gut microbiome. This 2018 study  tested gut microbial composition from 16S rRNA sequencing during the first year of life and subsequent risk of asthma in 690 participants

1-year-old children with an immature microbial composition have an increased risk of asthma at age 5 year … the microbial composition was not affected by maternal asthma status suggests that only susceptible children, exposed to inappropriate microbial stimulation during the first year of life, may express their inherited asthma risk …. The five most discriminating indicator OTUs for each cluster were identified for PAM cluster 1 as Enterobacteriaceae, Staphylococcus, Streptococcus, Bifidobacterium and Enterococcus, and for PAM cluster 2 as Faecalibacterium, Bacteroides(x3), and Anaerostipes … the risk of developing persistent asthma was increased (adjusted hazard ratio (aHR) 2.87 (1.25−6.55), P = 0.013) if the microbiome remained in PAM cluster 1 at age 1.

IMHO this doesn’t look very much like direct microbiome effects but some colliding  factor. The authors discuss cesarean section-birth and antibiotics as relevant factors while I wonder why the last author (who is a known pro vitamin D lobbyist ) doesn’t take into account vitamin D here?

My 2017 review summarized only early results, where there are now many more robust studies like the 2019 Naderpoor study

there was a significant association between community composition and vitamin D supplementation at the genus level. The vitamin D group had a higher abundance of genus Lachnospira, and lower abundance of genus Blautia (linear discriminate analysis >3.0). Moreover, individuals with 25(OH)D >75 nmol/L had a higher abundance of genus Coprococcus and lower abundance of genus Ruminococcus compared to those with 25(OH)D <50 nmol/L.

or the 2020 Singh paper

Vitamin D supplementation significantly increased gut microbial diversity. Specifically, the Bacteroidetes to Firmicutes ratio increased, along with the abundance of the health-promoting probiotic taxa Akkermansia and Bifidobacterium. Significant variations in the two-dominant genera, Bacteroides and Prevotella, indicated a variation in enterotypes following supplementation.

So is the microbiome just an indicator of vitamin D exposure in genetic susceptible children?

Vitamin D Kids Asthma Study – Criticism is not justified

On Aug 12,  Science magazine published a strange journalistic article of an ongoing vitamin D asthma study.  I responded on the next day

while now also the former editor-in-chief of Science Jeremy Berg noted


Science printed the rebuttal of Berg

Piller minimizes the rationale used to select the placebo-controlled trial design and suggests that there is agreement that such a design is unethical… The News story notes that the majority of children in the trial were Black and states that this constitutes overrepresentation… Rather than being criticized, this trial should be commended for inclusion of appropriate trial participants…. Piller writes that participants were at increased risk of fractures and that the nine bone fractures experienced by study participants were more than anticipated, without specifying the magnitude of any increased risk or the anticipated number of fractures. However, there is no consensus that any increased risk exists…
as well as that of Celedon in the same issue
Piller misrepresents the Vitamin D Kids Asthma Study (“Vit-D-Kids” or “VDKA”) . He reports concerns about the study’s design, participant safety and selection, consent forms, and report trans-parency. These doubts are unfounded. VDKA ethically investigated a potentially important treatment for childhood asthma.

Unfortunately the response of the news editor Tim Appenzeller is so weak that I would recommend to search now not only for a new correspondent but also a new editor.

HiPP, HiPP, kein hurra

Eine Pressemitteilung des Bundesverbandes aller Verbraucherzentralen weist auf ein Urteil des Landgerichts München I hin:

Erfolg gegen irreführende Werbung bei Nahrung für Kleinkinder: Das Landgericht München I hat einer Klage des Verbraucherzentrale Bundesverbands (vzbv) gegen die Hipp GmbH & Co. Vertrieb KG Recht gegeben. Demnach sind mehrdeutige Werbeaussagen zum angeblichen Vitamin D- und Calciumbedarf von Kindern bei Milchersatzprodukten untersagt. „Verbraucherinnen und Verbraucher müssen bei Lebensmitteln für Kleinkinder darauf vertrauen können, dass die Unternehmen besonders verantwortungsbewusst handeln. Dazu gehören klare und deutliche Informationen über Vitamine und Nährstoffe“, sagt Susanne Einsiedler, Rechtsreferentin beim vzbv. „Eltern sollten nicht den Eindruck bekommen, dass bestimmte Produkte nötig sind, damit ihr Kind ausreichend versorgt wird. Kinder über einem Jahr brauchen in der Regel keine speziellen Lebensmittel“.

Auch wenn das Urteil noch nicht rechtskräftig ist, gehe ich noch einen Schritt weiter, es braucht überhaupt keinen Vitamin D Zusatz in der Säuglingsmilch, auch nicht in der Anfangsmilch, es wird längst zuviel direkt supplementiert.

Hipp Werbung zu Vitamin D, die erst am 14.7.2020 von gelöscht wurde

Der Vitamin D Hype schadet mehr, als dass er nützt. Orales Vitamin D kann zu späteren Allergien führen, auch wenn Fachgesellschaften die Vitamin D Supplementierung aus Tradition weiterhin unkritisch sehen.

Es ist ja ein lustiger Experte, dieser Dr. med Jürgen Hower, den HiPP da auf der Webseite in einem “Interview” präsentiert neben der hauseigenen Wissenschaftlerin. Seine wissenschaftliche Leistung in der Endokrinologie besteht darin, bei Kindern in seiner Gemeinschaftspraxis Vitamin D Spiegel bestimmt zu haben. Ansonsten vermarktet er mit Vitamin D gepanschte Schokolade als “Dr. Chococo”.

Nichts Neues also unter der Sonne – ich erinnere mich an Aktenberge im Bundesarchiv Berlin, in denen sich einschlägige Geschäftemacher schon vor 80 Jahren einen jahrelangen Streit mit den Behörden lieferten.

Is the Loomis Hypothesis wrong?

I remember an old vitamin D book – I believe it was Feldman’s Vitamin D – that argues that if we are going down the Transsahara Route (Algier-Lagos) human skin color gets always darker towards Tamanrasset due to increased solar power- also known known as the  Loomis hypothesis (Science 1967).

So , let’s have a look at three maps. Solar power first.

1. Solar power. Source:

Second, skin tones – the Tamanrasset observation is correct but the overall picture does not match the Loomis hypothesis.

2. Skin tone. Source For full details see the original paper

Neither does the new vitamin D map published last week in the Lancet.

3. Vitamin D map. Source: For full details see the original paper

Maps are still patchy but let me already believe that the Loomis hypothesis is wrong.

VDR variants are associated with asthma

It is always nice to see an own study 15 years later appearing in a meta-analysis. A new paper in the Annals of Allergy, Asthma and Immunology now shows the results of 17 case–control studies.

Pooled odds ratio (OR) and 95% confidence interval of individual studies and pooled data for the association between TaqI polymorphism and asthma risk in overall populations and B for tt vs. TTof the TaqI variant.

We are in line #1…

Another nice paper on a genetic interaction is Vimaleswaran et al.

Primary prevention of cow’s milk sensitization and food allergy by avoiding supplementation

A new study by Urashima et al. shows that sensitization to cow’s milk and food allergy, including CMA and anaphylaxis, is preventable by avoiding CMF (cow milk formula) supplementation for at least the first few days of life. Although examined only indirectly in this study, vitamin D supplementation seems to be involved in the sensitization process.

Note to self – this is now study no 5 of vitamin D related clinical trials on allergy
1. De Montis G, Gendrel D, Chemillier-Truong M, Dupont C. Sensitisation to peanut and vitamin D oily preparations. The Lancet 1993;341(8857):1411.6.
2. Norizoe C, Akiyama N, Segawa T, Tachimoto H, Mezawa H, Ida H, Urashima M. Increased food allergy with vitamin D: A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Pediatr Int 2014; 56:6-12.7.
3. Rueter K, Jones AP, Siafarikas A, Lim EM, Bear N, Noakes PS, et al. Direct infant UV light exposure is associated with eczema and immune development. J Allergy Clin Immunol 2018; in press, doi: 10.1016/j.jaci.2018.08.037.
4. Rosendahl J, Pelkonen AS, Helve O, et al. . High-Dose Vitamin D Supplementation Does Not Prevent Allergic Sensitization of Infants. J Pediatr. 2019 Jun;209:139-145.e1. doi: 10.1016/j.jpeds.2019.02.021
5. Urashima M, Mezawa H, Okuyama M, et al. Primary Prevention of Cow’s Milk Sensitization and Food Allergy by Avoiding Supplementation With Cow’s Milk Formula at Birth. JAMA Pediatr. 2019;173(12):1137-1145. doi:10.1001/jamapediatrics.2019.3544

The Urashima study is accompanied by a valuable editorial of George du Toit and Kari Nadeau

There is currently a lack of consensus among national allergy societies .. Although the EAACI3 and American Academy of Allergy, Asthma and Immunology (AAAI) currently recommend the use of hypoallergenic formulas in infants at high risk of allergy, the Australian Society of Clinical Immunology and Allergy does not. The EAACI and the AAAI are likely to reconsider their guidelines because results of more re- cent studies have been contradictory. …
Guidelines in the United States and United Kingdom recommend routine vitamin D supplementation in all breastfed infants, whereas guidelines in Australia recommend supplementation only in breastfed infants at high risk of vitamin D insufficiency.

Medizin ist keine Wissenschaft sondern eine Kunst

Fragil ist das wissenschaftliche Fundament in der Medizin ja schon immer auch wenn es die hauptsächliche Abgrenzung zur Quacksalberei ist.
Aber auch wenn man sich manche Fragen der Schulmedizin genauer anschaut, wie zum Beispiel letzte Woche die Empfehlung zu Säuglingsnahrungen oder heute ein Artikel zu Verschreibungen auf Säuglingsstationen, dann ist das weder Wissenschaft noch Kunst sondern bestenfalls industriegeleiteter Aktionismus.
Mesek et al. untersuchten dabei in 21  europäischen Ländern die Verschreibungspraxis auf 89 Stationen. Versorgungsforschung ist ja noch am nähesten an der Realität.

Vitamine sind die am häufigsten verschriebene Pharmaka, wobei unklar ist, warum in machen Regionen 74% und in andern nur 5% Vitamine verschreiben. Wenn es generall notwendig wäre, warum dann nicht 100%? Und wenn es nicht notwendig ist, warum dann nicht 0%?

What is wrong with the 2011 NEJM paper?

N Engl J Med 2011;364:701-9 is another paper with 1000+ citations  that had a lasting impression on some but not all people.

First, I can’t remember of any study with such an enormous selection bias  where >94% of individuals have been lost.

Second, we should not forget that farm is not protective per se – farmers may just avoid a known allergy risk factor.  PARSIFAL participants in this study included Steiner schools — anthroposophic medicine mostly avoids vitamin D (ref). This is of course a major issue for any cross-sectional study that doesn’t take into account the temporality of events.

Third, in PARSIFAL dust from children’s mattresses were collected by vacuuming — it is not very likely that many helminthic eggs were transported  from stable to bedroom. In GABRIELA, only airborne dust samples  were collected which again may miss helminth eggs although being certainly present in stable dust.

Fourth, more  microbial exposure and more fungal taxa on farms are a trivial finding.

The inverse associations of the diversity scores with asthma were not confounded by status with respect to living on a farm because adjustment did not change the respective point estimates for asthma (Table 2), although the associations became nonsignificant.

Small sample size, borderline p-values even after a long fishing expedition?

What do these strange “probability” plots  really show – the probability of asthma or the probability to live on a farm?

N Engl J Med 2011;364:701-9 Figure 3 Does it refute any general effect of diversity?

The plots are misleading if adjustment for farm living does not change the parameter estimates for bacterial/fungal diversity.

Sixth – even many years later, the main findings of this study have not been independently replicated. There is not any single study that shows listeriosis (Listeria) or diphtheria (Corynebacterium)  to be protective.

Es gibt keine Menschenrassen

Es gibt keine Menschenrassen, von Rassen spricht man nur noch im Zusammenhang mit der Tierzucht, wo bestimmte Gruppeneigenschaften gezüchtet werden.

Trotzdem habe ich Probleme mit der Jenaer Erklärung (zitiert nach

Aus genetischer Sicht gebe es im Genom des Menschen “keinen einzigen fixierten Unterschied, der zum Beispiel Afrikaner von Nicht-Afrikanern trennt. Es gibt – um es explizit zu sagen – somit nicht nur kein einziges Gen, welches ‘rassische’ Unterschiede begründet, sondern noch nicht mal ein einziges Basenpaar”. Äußere Merkmale, an denen Rassisten ihre Abwertung von bestimmten Menschengruppen festmachen, seien oberflächliche und biologisch leicht wandelbare Anpassungen an geographische Gegebenheiten. Bis vor 8000 Jahren seien die Menschen in Europa noch “stark pigmentiert” gewesen. Erst durch die Einwanderung von Menschen mit hellerer Hautfarbe aus Anatolien und dem damit einsetzenden Beginn der Landwirtschaft habe sich dies geändert, da es sich bei einer stark pflanzenbasierten Kost im dunklen Winter Europas als evolutionärer Vorteil erwies, hellere Haut zu haben und damit genügend Vitamin D produzieren zu können.
“Die helle Hautfarbe der Menschen im nördlichen Europa ist jünger als 5000 Jahre”, hält die Jenaer Erklärung fest. “Die Verknüpfung von Merkmalen wie der Hautfarbe mit Eigenschaften oder gar angeblich genetisch fixierten Persönlichkeitsmerkmalen und Verhaltensweisen, wie sie in der Blütezeit des anthropologischen Rassismus verwendet wurden, ist inzwischen eindeutig widerlegt. Diese Argumentation heute noch als angeblich wissenschaftlich zu verwenden, ist falsch und niederträchtig. Es gibt auch keinen wissenschaftlich nachgewiesenen Zusammenhang zwischen Intelligenz und geographischer Herkunft, aber einen deutlichen mit sozialer Herkunft.”

Die Erklärung hat natürlich recht, insofern der Rassebegriff nur noch von Rassisten verwendet wird.

Es gibt aber durchaus fixierte phänotypische und genetische Unterschiede in geographischen Regionen – also einzelnen Volksgruppen oder Populationen.

M9 ist nach gängiger Forschung der “out of Africa” Marker, siehe Wikipedia

Die Erklärung sagt schliesslich auch, dass Europäer näher verwandt sind mit Ostafrikanern, als Ostafrikaner mit Südafrikanern. Wie sollte eine solche Aussage möglich sein, wenn man keine Marker dafür hätte?

Für Abstammungstheorien wird oft die Kombination von SNP Marker verwandt. Mit Hilfe der “principal component analysis” wurde zum Beispiel der ursprüngliche afrikanische Stammbaum  im letzten Jahr revidiert.

Quelle und Details auf

“Helle Hautfarbe / bessere Vitamin D Konversion” auch bekannt als Loomis Hypothese als Triebfeder der Evolution ist strittig. Ohne die Literatur zur Pigmentierung der Haut zu rekapitulieren – der Zweck der Pigmentierung ist eher Schutz der Basalzellschicht vor UV Strahlung als eine Limitierung der Vitamin D Produktion. Vitamin D Konversion ist auch ganz ohne starke Pigmentierung selbst limitierend. Sie setzt allenfalls früher, nämlich ca 20 Minuten nach Bestrahlung statt nach 40 Minuten ein.

Nach aktuellem Kenntnisstand stimmt auch nicht, dass dunkle Hautfarbe die ursprüngliche Hautfarbe von H. sapiens in Afrika ist und Europäer mit heller Hautfarbe Mutanten sind (auch wenn es die SZ erneut verbreitet). Helle und dunkle Hautfarbe sind wohl eher die Extreme einer ansonsten mittleren Helligkeit. Der letzte Stand steht dabei  in dem Science 2017 Paper von Sarah Tishkoff.

Examining ethnically diverse African genomes, we identify variants in or near SLC24A5, MFSD12, DDB1, TMEM138, OCA2, and HERC2 that are significantly associated with skin pigmentation. … Functional analyses indicate that MFSD12 encodes a lysosomal protein that affects melanogenesis in zebrafish and mice, and that mutations in melanocyte-specific regulatory regions near DDB1/TMEM138 correlate with expression of ultraviolet response genes under selection in Eurasians.

In dieser Liste steht jedenfalls kein einziges Vitamin D – Gen, so dass die Jenaer Erklärung auch hier nicht dem Wissenstand entspricht.

Nachtrag 25.6.2020

Am Sachstand ändert sich nichts wenn die Argumente jetzt wiederholt werden.

The end of the vitamin D deficiency debate? 8 facts

Most recently, a NEJM paper “Vitamin D Deficiency — Is There Really a Pandemic?” by Manson, Brannon, Rosen, and Taylor explains the big misunderstandings that let some authors conclude that whole populations are being vitamin D deficient. Just to recall, the IOM recommended in 2010 serum concentrations of vitamin D (i.e., 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D]) above 20 ng per milliliter (or 50 nmol per liter) as appropriate level and supplementation with 600 to 800 IU per day as Recommended Dietary Allowance (RDA). And here are the 8 facts: The end of the vitamin D deficiency debate? 8 facts weiterlesen

SMAD3, Vitamin D and asthma

A new JACI paper claims

in three independent birth cohorts (N=60, N=30, N=28) DNA methylation at the SMAD3 promoter was selectively increased in asthmatic children of asthmatic mothers and was associated with risk of childhood asthma.

and argues

although associations between SMAD3 variants rs17228058, rs744910, rs17294280 and asthma have been reported in GWAS, asthma-related SMAD3 methylation differences were unlikely to be influenced by SMAD3 genotype

while I am not convinced as it is common wisdom that

If a SNP interferes with or alters a TF binding site, it could potentially affect both DNA methylation and gene expression independently.

So this possibility needs to be excluded before drawing any conclusions. BTW, SMAD3 is a well know vitamin D target…

1,25-dihydroxyvitamin D3–bound [1,25(OH)2D3-bound] vitamin D receptor (VDR) specifically inhibits TGF-β–SMAD signal transduction through direct interaction with SMAD3.

while so far only IL2 methylation was linked to asthma  (another super Vitamin D target).

You get what you pay for

Finally, the Copenhagen and Boston clinical trials of vitamin D supplementation in pregnancy have been published in JAMA today. There is no protection against asthma or wheezing when comparing  4400 IU or 2800 IU vitamin D vs 400 IU vitamin D.
From basic pharmacology and immunology, this is an expected result: the only interesting point would have been to compare vitamin vs placebo. Even the editorial missed the most important point – what happens to the newborn immune system when being supplemented with vitamin D?

A step forward in allergy research

The most recent paper of my Australian collaborators is a relevant step forward: Polymorphisms affecting vitamin D-binding protein modify the relationship between serum vitamin D (25[OH]D3) and food allergy. Basically they show an

… association between serum 25-hydroxyvitamin D3 (25[OH]D3) levels and food allergy at age 1 year (338 challenge-proven food-allergic and 269 control participants) and age 2 years (55 participants with persistent and 50 participants with resolved food allergy)… Analyses were stratified by genotype at rs7041 as a proxy marker of DBP levels… Low serum 25(OH)D3 level (<50 nM/L) at age 1 years was associated with food allergy, particularly among infants with the GG genotype (odds ratio [OR], 6.0; 95% CI, 0.9-38.9) … Maternal antenatal vitamin D supplementation was associated with less food allergy, particularly in infants with the GT/TT genotype (OR, 0.10; 95% CI, 0.03-0.41)… This increases the biological plausibility of a role for vitamin D in the development of food allergy.

Maybe it would be helpful to have also “real” DBP levels for estimating bioavailability (and even data of supplement use) but already the reported results are another strong argument for the vitamin D – allergy axis. This is also largely in line with what I predicted back in 2012

Both vitamin D insufficiency and vitamin D supplementation have been linked to allergy and asthma. This apparent paradox is explained by epigenetic programming in pregnancy by low vitamin D levels and the excessive high supplementation in the newborn period.

Maybe I should have emphasized that genetic variants in the vitamin D pathway are also important for biological effects.