Introduction
片頭痛と緊張型頭痛は、世界中の80％の人が罹患する最も一般的な一次性頭痛疾患です。1 世界的な片頭痛の有病率の推定では、片頭痛は世界の10人に1人が罹患していることが示されています2。 2015年に行われたGlobal Burden of Disease（GBD） Studyのシステマティックな分析では、片頭痛はすべての神経疾患の中で障害調整生存年（DALYs）の2番目に大きな原因であるとされています4。
片頭痛の発作は、中等度から重度で、脈動性があり、片側性で、吐き気、嘔吐、音恐怖症、光恐怖症を伴うのが特徴です。 また、片頭痛患者の約25％は、片頭痛発作に先行する視覚、感覚、言語、運動機能の一過性の障害である前兆を自覚しています。 片頭痛は、脳神経や血管の周囲に痛みを誘発する炎症性メディエーターが放出されることで起こります。 このようなメディエーターは、血管平滑筋の機能障害を引き起こします6,7。 8
近年、ビタミンDの欠乏が世界的な公衆衛生問題として報告されています。 ビタミンD欠乏症の有病率は健常者でも30〜50％である9,10。中近東諸国は日射量が多いにもかかわらず、世界的に見てもビタミンD欠乏症の多い地域とされている11
ビタミンD欠乏症と慢性疼痛との関連性を裏付ける強い証拠がある12。-また、Motaghiらは、ビタミンD受容体（VDR）遺伝子多型が前兆のない片頭痛の発症リスクを高める可能性を明らかにしています18。
本研究の目的
本研究の目的は、片頭痛患者と健常対照者との間の25-ヒドロキシビタミンD（25(OH)vit D）の血清レベルの違いを調べることであった。 副次的な目的は、ビタミンDの状態に応じた頭痛の特徴の違いを明らかにすることと、血清25(OH)-ビタミンDレベルと片頭痛発作の期間、頻度、重症度との相関関係を明らかにすることであった。
Materials and methods
Study design
本研究はケースコントロール研究である。 本研究は、前兆のある、あるいは前兆のない片頭痛と診断された40人の患者と、40人の健常対照者を対象に実施された。 患者は、2017年10月から2018年10月の期間に、エジプトのBeni-Suef University HospitalのNeurology outpatient clinicおよびPain clinicから募集した。 本研究の各参加者から、または18歳未満の参加者については親または法定後見人から、書面によるインフォームドコンセントを得た。 本研究は、ヘルシンキ宣言に基づいて実施されました。 本研究は，エジプト・ベニスエフ大学医学部の倫理委員会によって承認された。
対象者
対象者はInternational Classification of Headache Disorders-II (ICHD-II)の診断基準に基づく片頭痛の診断基準を満たしていました7。
除外基準
片頭痛群の患者は、二次性頭痛、両側の乳頭浮腫、磁気共鳴画像（MRI）で脳の構造的病変が認められる場合は研究から除外した。 また、感染症、肝臓や腎臓の病気、胃腸の病気、がん、サルコイドーシス、結核など、ビタミンD濃度に影響を与えることが知られている内科的・代謝的な病気を併発している患者も除外しました。 両群とも、過去3ヵ月間にビタミンDサプリメントを摂取していた場合（摂取量は問わない）、グルココルチコイド、サイアザイド系利尿薬、スタチン系薬剤など、ビタミンDの血清レベルに影響を与える可能性のある薬剤を服用していた場合は、本試験から除外した。
本研究の参加者は、以下のような調査を受けました
頭痛発作の頻度/月、頭痛発作の持続時間、前兆の有無、吐き気/嘔吐、羞恥心/光恐怖症、自律神経症状、アロディニア、薬への抵抗感などに関する履歴の聴取
このような調査は、本研究の対象となっています。
片頭痛の評価
Headache Impact Test-6 (HIT-6)
痛み、役割機能、社会機能、活力、心理的苦痛、認知機能の6項目で構成されている。 痛み、役割機能、社会機能、活力、心理的苦痛、認知機能の6項目で構成されており、患者は6つの質問に対して、以下の5つのうち1つの回答を行う。 “常に」、「非常に頻繁に」、「時々」、「まれに」、「全く」の5つの回答を用いて回答する。 HIT-6のスコアは36〜78点で、スコアが高いほど、片頭痛が日常生活に与える影響が大きいことを示している。 MIGSEVは、片頭痛の重症度を評価するためのもので、吐き気、忍容性、日常生活の障害、痛みの強さなどの項目があります。 21
臨床検査評価
対象者全員から早朝の空腹時静脈血（5mL）を6mLのプレーンチューブに採取し、採取後30分以内に遠心分離を行った。 血清サンプルは-20℃で凍結した。 血清25-ヒドロキシビタミンDは、ビタミンDの状態を評価するための最も信頼性の高い指標であると考えられ、Stat Fax 303Plus装置を用いた酵素結合免疫吸着法（ELISA）により測定した。 測定範囲は5～120ng/mLであった。
統計学的手法
サンプルサイズの計算は、本研究に先立って行われたパイロットスタディに基づき、G*Power version 3.1.9.2 Softwareを用いて行った。 I型エラーの確率(α)は5%、検出力(1-β)は80%とした。 統計的有意性を得るためには、合計80名の参加者が必要であった（患者40名、年齢・性別をマッチさせた健常対照者40名）。 データは、社会科学のための統計パッケージVer.18（SPSS v18）を用いてコード化し、入力しました。 片頭痛群と対照群の量的変数の平均値の比較には、独立標本Student t-testを用いた。 また、片頭痛群と対照群、およびビタミンD正常群とビタミンD欠乏群のカテゴリーデータの比較には、カイ二乗検定を用いた。 25(OH)-ビタミンD血清レベルと、片頭痛発作の持続時間（時間）、発作の頻度（月）、MIGSEVスケール、HIT-6スケールとの関係の程度を表すために、ピアソン相関係数（r）を用いた。
結果
片頭痛群（n=40）の平均年齢は32.18±7.47歳、対照群（n=40）の平均年齢は28.8±8.25歳であった。 また、片頭痛群では男性が30％（n=12）、女性が70％（n=28）であったのに対し、対照群では男性が35％（n=14）、女性が65％（n=26）であった。 年齢（P値=0.059）、性別（P値=0.633）のいずれにおいても、両群間に統計的に有意な差はありませんでした（表1）。
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表1 患者群と対照群の人口統計学的特徴 |
片頭痛の臨床的特徴として、発作の持続時間（時間）、発作の頻度（月）、副作用の有無などが挙げられます。
発作時間（時間）、発作回数（月）、片頭痛側、前兆、羞恥心・羞明、自律神経症状、アロディニア、薬への抵抗感、MIGSEVスケール、HIT-6スケールなどの臨床的特徴を表2、3に示した。
片頭痛群の患者（n=40）の25(OH)-ビタミンD血清レベルの平均値は32.11±18.93ng/mLであったのに対し、対照群の被験者（n=40）の25(OH)-ビタミンD血清レベルの平均値は41.86±17.52ng/mLであった。 両群間には統計的に有意な差が認められた（P値=0.019）（表4）。 片頭痛群では、35％（n=14）がビタミンD正常値（≧30ng/mL）、65％（n=26）がビタミンD欠乏症（<30ng/mL）であった。 一方、対照群では、70％（n=28）がビタミンD正常値（≧30ng/mL）、30％（n=12）がビタミンD欠乏症（<30ng/mL）であった。 両グループの間には、統計的に有意な差がありました（P値=0.002）（表5）。
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Table 2 Clinical 患者群における片頭痛の特徴 |
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表3 片頭痛評価のための尺度 |
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表4 25(OH)-?vitamin D in migraine patients and control group |
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表5 片頭痛患者と対照群におけるビタミンD欠乏症の頻度 |
片頭痛患者と対照群は、25(OH)-ビタミンD血清レベルによって層別された。ビタミンDの血清レベルに応じて、重度のビタミンD欠乏症（<12 ng/mL）の被験者に層別しました。 重度のビタミンD欠乏症（12ng/mL）、軽度のビタミンD欠乏症（12-24ng/mL）、最適なビタミンD（≧25ng/mL）に分けた。 片頭痛患者と対照者の間には、統計的に有意な差がありました（P値=0.023）（表6、図1）。
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表6 25(OH)-ビタミンD血清レベルによる片頭痛患者と対照群の層別化 tdビタミンD血清レベルによる片頭痛患者と対照者の層別化 |
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図1 25(OH)-ビタミンD血清レベルに応じた片頭痛患者と対照者の層別。 |
ビタミンDレベルが正常な片頭痛患者とビタミンD欠乏症患者の間には、前兆の有無に関して統計的に有意な差が見られました（χ2=3.913, P-value=0.048, Odds ratio=4.28、95%CI=0.963-19.007）、電話恐怖症・羞恥心（χ2=6.593、P値=0.01、オッズ比=6、95%CI=1.445-24.919）、自律神経症状（χ2=5.358, P-value=0.021, オッズ比=9.533, 95% CI=1.08-84.139）、アロディニア（χ2=3.956, P-value=0.047, オッズ比=4, 95% CI=0.983-16.271）、薬剤への耐性（χ2=3.913、P値=0.048、オッズ比=4.28、95%CI=0.963-19.007）がありました（表7）。
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表7 片頭痛の臨床的特徴に対するビタミンD欠乏の影響 |
25(OH)-ビタミンD血清レベルと発作持続時間の間には、統計的に有意な負の相関がありました。ビタミンD血清レベルと発作持続時間（時間）との間には、統計的に有意な負の相関が認められた（r係数＝-0.552, P-value ˂0.
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表8 25(OH)-ビタミンD血清レベルと臨床特性との相関関係ビタミンDの血清レベルと片頭痛の臨床的特徴との相関関係 |
議論
ビタミンDの役割は、最近、神経血管疾患における重要な因子として議論されている。22,23 ビタミンD欠乏と片頭痛の因果関係は、主に研究数の少なさ、矛盾した結果、片頭痛におけるビタミンD補給の有益な効果を評価した大規模な無作為化臨床試験の欠如により、いまだ不明である24
本研究の目的は、片頭痛患者と健常対照者との間の25(OH)-ビタミンDの血清レベルの違いを調べることであった。 副次的な目的は、ビタミンDの状態による頭痛の特徴の違いを明らかにすることと、血清25(OH)-ビタミンDレベルと片頭痛発作の持続時間、頻度、重症度との相関関係を明らかにすることであった。
本研究により、片頭痛患者は対照者と比較して、血清25(OH)-ビタミンDレベルが有意に低いことが明らかになった。 また、25(OH)-ビタミンD血清レベルと発作持続時間（時間）、発作頻度（月）、MIGSEVスケール、HIT-6スケールとの間には、統計学的に有意な負の相関が認められました。 Wheeler氏は、慢性片頭痛患者では対照群に比べてビタミンDの血清レベルが有意に低下していることを報告しました。 彼の研究では、慢性片頭痛患者の14.8%がビタミンDの血清レベルが20ng/mL未満であり、25.9%が20〜30ng/mLであったことが明らかになった13。さらに、Toghaらは、血清ビタミンD濃度が50〜100ng/mLの場合、血清25(OH)D濃度が20ng/mL未満の場合に比べて、片頭痛の発生確率が80〜83%低いことを明らかにしています25
ビタミンD欠乏症を患う月経性片頭痛の女性患者2名を対象とした症例報告が行われました。 ビタミンD（1日1600〜1200IU）を2ヶ月間摂取したところ、両患者の片頭痛発作の頻度が有意に減少しました。15また、閉経後の片頭痛患者でビタミンD欠乏症の人を対象とした研究もあります。 14
同様の結果がGazeraniらによっても得られており、ビタミンDのサプリメントを摂取した片頭痛患者は、プラセボを摂取した患者と比較して、片頭痛発作の頻度と期間が有意に減少したことが明らかになっています。 しかし、片頭痛の重症度、痛覚閾値、片頭痛関連症状（前兆、悪心、羞恥心、アロディニア）については、ビタミンD投与群とプラセボ投与群のいずれにおいても、有意な変化パターンは認められなかった26
我々の所見とは対照的に、Zandifarらは、ビタミンD血漿レベルと片頭痛発作の重症度との間に関係を認めなかった。 27
同様に、11,614人の参加者を対象に行われた横断研究では、ビタミンD欠乏と片頭痛との間に有意な関係は見られませんでした。 28
ビタミンD欠乏と片頭痛との因果関係については、さまざまなメカニズムが示唆されています。 その一つは、ビタミンD欠乏症の患者では、血清中のマグネシウム濃度が低いことが報告されていることです。 興味深いことに、25(OH)-ビタミンDの血清濃度とマグネシウムの間には正の相関があることが示されています。 マグネシウムの欠乏は、片頭痛（特に月経時片頭痛）の発症に関与することが知られています。 29
ビタミンDの欠乏と片頭痛との間に観察された関連性を説明するもう一つの方法は、ビタミンDの抗炎症作用で、片頭痛に関連する神経炎症に影響を与える可能性があります30。 複数の研究により、生理的レベルのビタミンDは、腫瘍壊死因子-αやインターロイキン-6などの炎症性サイトカインの産生を抑制することが示されています31。また、ビタミンDは、抗炎症性サイトカインであるインターロイキン-10の産生を増加させます32。32
さらに、ビタミンDは、その活性型である1,25(OH)2Dで、一酸化窒素(NO)を生成する誘導性一酸化窒素合成酵素の合成を阻害することができます33。NOは、三叉神経節ニューロンからのカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の合成と放出を刺激します。 このようにして、三叉神経節内の炎症プロセスを強化・維持する正のフィードバックループが形成されると考えられる。 このことが、片頭痛の際の髄膜侵害受容器の感作に寄与しているのです34。
これらの知見を総合すると、ビタミンD欠乏と片頭痛との関係が報告されていることを説明できるかもしれませんが、片頭痛の病因におけるビタミンDの実際の役割の正確なメカニズムは、まだ解明されていません。 また、ビタミンDの欠乏が片頭痛患者の前兆、羞恥心、自律神経症状、アロディニア、薬剤抵抗性を増加させる分子的・細胞的メカニズムの解明に向けて、さらなる研究が必要である。
結論
片頭痛患者の血清中の25(OH)-ビタミンD濃度は対照群に比べて有意に低く、片頭痛患者のビタミンD状態をスクリーニングする必要性が認識された。 ビタミンD欠乏症の片頭痛患者では、前兆、羞恥心、自律神経症状、アロディニア、薬剤耐性の発現率が、ビタミンD正常者に比べて有意に高かった。25(OH)-ビタミンD血清レベルと片頭痛発作の持続時間、頻度、重症度との間には、統計学的に有意な負の相関関係が認められた。