Bovint lactoferrin som et naturligt regime til selektiv dekontaminering af fordøjelseskanalen hos patienter med langvarig mekanisk ventilation (LFasSDD)

Baggrund Nosokomiel infektion Nosokomiel infektion, især dem forårsaget af bakterier, der er resistente over for antibiotika, er en stor trussel mod intensivmedicin. En systemisk gennemgang afslørede, at 10-20 % af patienter, der modtager mekanisk ventilation (MV) mere end 48 timer, vil udvikle ventilatorassocieret lungebetændelse (VAP), patienter, der udvikler VAP, har dobbelt så stor risiko for at dø sammenlignet med lignende patienter uden VAP, og patienter som udvikler VAP har i yderligere hospitalsomkostninger mere end $ 10.019 [1].

Det samme problem opstår i Respiratory Care Centres (RCC'er), som er designet til at behandle patienter med forlænget mekanisk ventilation (PMV), MV i mere end 21 dage, i Taiwan. En rapport fra Taiwan viste, at nosokomiel infektionsrate i RCC er omkring 40%, og patienterne udvikler nosokomiel infektion har lavere fravænningsrate og højere dødelighed sammenlignet med patienter uden infektion [2]. Det er blevet anslået, at 50% til 60% af den nosokomielle infektion, der forekommer hvert år i USA, er forårsaget af antibiotika-resistente bakteriestammer [3]. Denne høje andel af resistente stammer øger sygeligheden, dødeligheden og de medicinske omkostninger ved infektion. Forebyggelse af infektion og begrænsning af fremkomsten af ​​antibiotika-resistente stammer er to vigtige spørgsmål i intensivmedicin.

Selektiv dekontaminering af fordøjelseskanalen (SDD) En af de nuværende hypoteser om nosokomial infektion er, at kolonisering af nasopharynx og oropharynx disponerer patienter for udvikling af nosokomiel lungebetændelse, og den bakterielle overvækst i tarmkanalen øger tarmvæggen permeabilitet, hvilket fører til bakteriel translokation. og sepsis. Selektiv dekontaminering af fordøjelseskanalen (SDD), som har til formål at udrydde kolonisering af potentielle patogener fra oropharynx og mave-tarmkanalen, er en af ​​strategierne til at reducere ventilatorassocieret pneumoni (VAP) og sepsis hos kritisk syge patienter. Der er uenighed om effektiviteten af ​​SDD til at reducere dødelighed og forebygge antibiotikaresistens [4-6]. De nuværende SDD-regimer kan skabe selektivt tryk og inducere fremkomsten af ​​methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), gramnegative baciller med udvidet spektrum β-lactamaser (ESBL) og endda Candida [7, 8]. Derfor skal SDD-forskning sigte mod at finde en ideel kur, der er effektiv på de fleste patogener, samtidig med at den anaerobe flora efterlades uforstyrret.

Lactoferrin Lactoferrin (LF) er et jernbindende glykoprotein, der findes i mælk og forskellige eksterne sekreter såsom spyt, tårer, luftvejssekretion og granulat af neutrofiler, hvilket indebærer en vigtig rolle i medfødt immunitet. Dette protein har en række biologiske funktioner, herunder antimikrobielle, antitumor-, antioxidant- og immunmodulerende virkninger. Delvis nedbrydning af LF af pepsin i maven kan give anledning til peptider kaldet lactoferricin med mere potent antimikrobiel aktivitet. LF og lactoferricin har vist sig at hæmme væksten af ​​en række patogene bakterier, herunder antibiotika-resistente stammer, svampe og endda vira i både in vitro og in vivo undersøgelser [9,10]. I museforsøg reducerede oral administration af bovint LF bakterielle infektioner i mave-tarmkanalen [9], mens det fremmede væksten af ​​bakterier med lavt jernbehov, såsom Lactobacillus og Bifidobacteria, som generelt menes at være gavnlige for værten [11].

Bovint lactoferrin (bLF) og humant lactoferrin (hLF) har høj (77 %) aminosyrehomologi, hvor bLF udviser endnu højere in vitro antimikrobiel aktivitet end hLF.5 Bovint lactoferrin er blevet tildelt GRAS-status (generelt anerkendt som sikker) af USA Food and Drug Administration [12] og på dette grundlag tilføjes modermælkserstatning af mange producenter uden rapporterede bivirkninger. På trods af mange lovende in vitro- og dyreforsøgsdata er klinisk information om bLF sparsom, uden undersøgelser, der undersøger virkningerne af bLF-tilskud hos patienter med langvarig mekanisk ventilation.

Vores tidligere undersøgelser Vi har tidligere vist, at både rekombinant svine-LF (pLF) produceret fra gær [13] og et syntetisk 20-rest svin-lactoferricin-peptid [11] udviser antimikrobiel aktivitet in vitro. Dens bakteriedræbende aktivitet var fire gange mere effektiv end human lactoferricin [14].

I vores nylige rapport [15] udførte vi patogene udfordringer i fordøjelseskanalen i en transgen mælkefoderet dyremodel for at teste, om svine-LF (pLF) er et effektivt SDD-regime. Transgene mus udtrykte rekombinant LF i deres mælk ved 120 ± 13,6 mg/L under laktationsstadiet og fodrede normale CD-1-museunger i 4 uger. Ungerne blev efterfølgende udfordret med patogene Escherichia coli, Staphylococcus aureus og Candida albicans. De grupper, der blev fodret med pLF transgen mælk, viste statistisk signifikante forbedringer i vægtøgning, lavere bakterietal i tarmvæske, blod og lever og sundere mikrovilli i tyndtarmsvævet, lavere proinflammatoriske cytokiner sammenlignet med kontrolgrupperne, der blev fodret med normal mælk . Resultaterne viste, at rekombinant pLF udtrykt i mælken fra transgene mus og fodret til museunger førte til bredspektret antimikrobiel aktivitet i fordøjelseskanalen og beskyttede slimhinden i tyndtarmen mod skader, hvilket antyder, at svine-LF kan bruges som en effektiv selektiv dekontaminant af fordøjelseskanalen.

Formålet med denne undersøgelse Denne undersøgelse er et prospektivt, randomiseret, dobbeltblindt, placebokontrolleret klinisk forsøg, der undersøger, om oralt tilskud med bLF reducerer nosokomial infektion, sepsis og endda dødelighed hos patienter med forlænget mekanisk ventilation.

Metoder Patienter Mellem 1. juli 2010 og 30. juni 2012 vil vi indskrive omkring 280 patienter med mekanisk ventilation i mere end 21 dage og ingen tydelige tegn på infektion ved indlæggelse på vores Respiratory Care Centre (RCC'er) til klinisk undersøgelse. Undersøgelsen er blevet sendt til de etiske komitéer på China Medical University Hospital til godkendelse. Patienter eller værger giver skriftligt informeret samtykke efter vores forklaring. Eksklusionskriterier var informeret samtykke mangler/afvist, igangværende antibiotikabehandling for infektion, forudsagt dødelighed i 7 dage. Alle patienter vil blive fulgt op indtil død eller udskrivelse fra vores hospital.

Mål Det primære formål er at evaluere effektiviteten af ​​bLF i forebyggelsen af ​​den første episode af nosokomiel infektion og sepsis af bakteriel eller svampeoprindelse efter indlæggelse på RCC. Sekundære mål er vurderinger af forekomsten af ​​lungebetændelse, urinvejsinfektion og sepsis, dødelighed før udskrivelse (samlet og sepsis-tilskrivelig), fravænningsrate fra MV, samlede dage med MV, ændring af immunsystem, cytokiner og leverfunktion og uønskede virkninger eller intolerance.

Studiedesign Lactoferrin og placebo vil blive maskeret som lægemiddel A og B på fabrikken. Randomisering vil blive stratificeret efter center, og patienter vil blive randomiseret i A- eller B-grupper ved hjælp af en tabelsekvens med tilfældigt tal, efter at informeret samtykke er opnået. Ingen patienter, forskningssygeplejersker, efterforskere eller andet medicinsk personale i RCC vil være opmærksomme på opgaven i løbet af undersøgelsesperioden.

Patienterne vil modtage enten bLF (10 mg/kg/dag) (Westland Co-operative Dairy Company, New Zealand) eller placebo (stivelse) som kontrol. Doseringen af ​​bLF er baseret på det gennemsnitlige hLF-indtag, som nyfødte med meget lav kropsvægt indtager med modermælk i de første 2 uger af livet (30-150 mg/d) [16] og bLF 200 mg to gange dagligt er fundet at være effektive at undertrykke Helicobacter pylori [17]. Lægemiddeladministration vil begynde inden for 24 timer efter RCC-indlæggelse og vil vare i 6 uger eller indtil udskrivelse. Medicin og ernæringsstøtte vil blive ordineret som den medicinske rutine.

Systematisk overvågning af bivirkninger (f.eks. opkastning, fodringsintolerance, hududslæt) vil blive udført ved daglig undersøgelse. Ugentlig overvågning af leverfunktion, fuldstændige blodtællinger, CD4/CD8, cytokiner (TNF-alfa, IFN-gamma, IL-1, IL-2, IL-12, IL-18) vil blive udført [18,19].

Definition af resultater Diagnosen af ​​sepsis er baseret på påvisning af kliniske tegn og symptomer af de ansvarlige læger, tilstedeværelse af laboratoriefund i overensstemmelse med sepsis og isolering af en forårsagende organisme fra blod eller kropsvæsker. Patienter med en episode af sepsis fortsætter med at modtage opfølgning indtil død eller udskrivelse fra RCC for sekundære udfald [16]. VAP er karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​tegn på luftvejsinfektion (feber, leukocytose og purulente luftvejssekretioner) og et nyt og vedvarende infiltrat på røntgen af ​​thorax hos patienter, der gennemgår MV [20]. Urinvejsinfektioner diagnosticeres ved isolering af et patogen fra urin opsamlet ved suprapubisk punktering eller blærekateterisering med vækst på mere end 100 000 bakterier/ml eller mere end 10 000 svampe/ml. Succes med fravænning fra MV er defineret som intet behov for MV i mere end 5 dage.

Statistisk analyse Prøvestørrelsesanalyse forudsagde, at i alt 131 MV-patienter i hver gruppe ville være nødvendige for at påvise en relativ forskel mellem behandlede og ikke-behandlede patienter på mindst 60 % (fald fra 20 % til 6 %) for dødelighed baseret på tosidet test med type I fejl på 0,05 eller mindre og 80 % effekt på 80 %. Kvantitative variable vil blive udtrykt som middelværdi og standardafvigelse. Kategoriske variabler vil blive repræsenteret ved procenter. Univariate analyser, der udforsker sammenhænge mellem individuelle risikofaktorer og primære/sekundære resultater, blev udført ved hjælp af Fishers eksakte test for dikotome variable og Students t-test for kontinuerte variable. En multivariat logistisk regressionsmodel udføres for at undersøge effekten af ​​relevante risikofaktorer og relative bidrag fra de forskellige risikofaktorer. Good of fit evalueres gennem log-sandsynligheden for den tilpassede model. Oddsratioer og deres 95 % konfidensinterval beregnes i den logistiske regressionsmodel for at beskrive styrken af ​​sammenhængen mellem de kategoriske risikofaktorer og udfald. Alle tests er tosidede, og en p-værdi på 0,05 anses for at være statistisk signifikant. Al analyse udføres ved hjælp af SAS software version 6.12 (SAS Institute Inc, Cary, NC).

FORVENTEDE FUND

Vores resultater kan forventes at besvare følgende spørgsmål som følger:

1. Kan oralt tilskud af bLF forhindre nosokomial infektion hos patienter med PMV?
2. Kan oralt tilskud af bLF reducere forekomsten af ​​nosokomiel infektion og reducere brugen af ​​antibiotika hos patienter med PMV?
3. Kan oralt tilskud af bLF reducere dødeligheden af ​​patienter med PMV?
4. Kan oralt tilskud af bLF øge fravænningsraten fra MV hos patienter med PMV?
5. Hvad er ændringerne i immunsystemet efter oralt tilskud af bLF hos patienter med PMV?

FORVENTET BIDRAG FRA AKTUELLE PROJEKT Forebyggelse af infektion og begrænsning af fremkomsten af ​​antibiotika-resistente stammer er to vigtige emner inden for intensivmedicin. At finde et naturligt antimikrobielt peptid som en adjuverende terapi for antimikrobielle midler i behandlingen af ​​de antibiotika-resistente stammer eller som et regime til at øge immuniteten og forhindre infektion er en af ​​forskningsretningerne. LF er et af de lovende midler i mange vitro- og dyreforsøg. Studiet forsøger at undersøge, om LF er et ideelt naturligt SDD-regime til forebyggelse af nosokomiel lungebetændelse eller sepsis hos patienter med PMV. Hvis resultatet er positivt, kan LF bruges klinisk til at øge overlevelsen af ​​de kritisk syge patienter, øge fravænningsraten fra MV, reducere ordinationen af ​​antibiotika og endelig medicinske omkostninger.

REFERENCER (Liste uden PMID-nr.)

12. CFSAN/Office of Food Additive Safety. Agenturets svarbrev: GRAS-meddelelse nr. GRN 000077. US Food and Drug Administrations websted. http:// www.fda.gov/Food/FoodIngredientsPackaging/GenerallyRecognizedasSafeGRAS/GRASListings/ucm154188.htm. 14. august 2001. Tilgået 21. maj 2009.