Pilotundersøgelse af oralt tilskud af probiotiske bakterier for at reducere kronisk immunaktivering hos HIV-inficerede maliske kvinder

Overdreven immunsystemstimulering, aktivering og associeret inflammation spiller en central rolle i patogenesen af ​​HIV-sygdom. Niveauet af T-celle- og monocytaktivering forudsiger hastigheden af ​​HIV-sygdomsprogression til AIDS, hældningen af ​​CD4+ T-celletab og dødelighed [Liu 1997, Liu 1998, Deeks 2004, Hunt 2008, Sandler 2011]. Mekanismen, hvorved HIV-sygdom forårsager vedvarende immunaktivering og inflammation, er multifaktoriel og inkluderer den direkte patogene virkning af replikation, andre kroniske virusinfektioner såvel som indirekte veje. Det er nu generelt accepteret, at bakteriel translokation til det systemiske kredsløb på grund af HIV-associerede tarmforandringer er en vigtig del af denne patologi. Både HIV og simian immundefekt virus (SIV) infektion resulterer i hurtig og dyb udtømning af tarmslimhinden Th17+CD4+ T-celler, nøgleimmunceller forbundet med at reducere bakteriel translokation gennem tarmvæggen [Brenchley 2004, Raffetellu 2008]. Derudover forårsager både HIV og SIV direkte skade på tarmepitelceller [Li 2008, Nazli 2010], og genekspressionsundersøgelser af GI-slimhinden har afsløret HIV-associeret opregulering af gener involveret i inflammatoriske og apoptotiske veje og nedregulering af tight junction [ Sankaran 2008]. Disse HIV-associerede tarmændringer forstyrrer i sidste ende den normale synergistiske sameksistens mellem mennesket og hans/hendes kommensale tarmmikrobielle flora, hvilket resulterer i øget translokation af tarmbakterieprodukter såsom endotoksin (også kendt som lipopolysaccharid) og bakterielt 16s ribosomalt DNA til det systemiske cirkulation. Her tjener disse bakterielle produkter som potente stimuli for den vedvarende T-celle- og monocytaktivering og inflammation, der driver HIV-sygdomsprogression [Hunt 2008, Brenchley 2006, Jiang 2009]. Behandling af HIV med antiretroviral terapi (ART) korrigerer kun delvist denne tarmlæsion og relateret inflammatorisk proces.

En mulig tilgang til at løse dette problem er at genopbygge "økologiske nicher" i tarmen med gavnlige bakterier eller "probiotika" såsom Lactobacillus og Bifidobacillus arter, som kan være udtømt hos HIV-smittede personer og under visse andre tilstande. Probiotiske bakterier og deres biofilm har vist sig at stimulere medfødt immunitet og resultere i gavnlige metaboliske ændringer, der forbedrer tarmepitelbarrieren og Th17 T-cellefunktioner og reducerer tarmbetændelse og endotoksinlækage [Bassaganya-Rievra 2012, Pagnini 2009, Giamarellos-Bourboulis] . Dette har vist sig gavnligt i flere kliniske omgivelser, herunder colitis ulcerosa, illeal pouch-inflammation og akut diarré hos børn [Tursi 2010, Miele 2009, Minmura 2004, Salari 2012]. Hos HIV-inficerede individer synes patienter behandlet med ART, som ikke opnår den forventede forbedring i blodets CD4+ T-celletal, at mangle den målbare plasma 16s ribosomale DNA-signatur af Lactobacillus arter eller have lavere fækale koncentrationer af lactobacillus [Merlini 2011, Perez-Santiago 2013]. Primate SIV-modeller, der anvender pigtail macaques, har vist, at Lactobacillus plantarum-tilskud forbedrer tarm Th17 CD4-rekruttering, interleukin (IL)-17-ekspression, epitelial tight junction-proteinproduktion og reducerer inflammatoriske kemokiner og IL-1B [Sankaran 2013]. En anden nylig undersøgelse viste, at SIV-inficerede makakaber havde signifikant forbedret antallet af tarmantigenpræsenterende celler og mucosale CD4+ T-celler, reduceret lymfoidvævsfibrose i tarmen og reducerede plasma d-dimer-niveauer, når de fik ART og en kombination af probiotiske bakterier (VSL#3) og L. rhamnosus CG) vs ART alene [Klatt 2013]. Således kan probiotika tilbyde vigtige fordele for HIV-inficerede patienter ved at forbedre tarmslimhinden og immunologisk funktion og reducere den efterfølgende bakterielle translokation og immunaktivering, der fører til AIDS.

Et begrænset antal undersøgelser har set på probiotika for at reducere diarré eller forbedre CD4+ T-celletal hos HIV-inficerede individer, især i Afrika. Individer i Afrika syd for Sahara er mere tilbøjelige til at have diarré end i udviklede lande, og tarmmikrobiomet er anderledes [Yatsunenko 2012], ligesom den større byrde af tarmparasitose og patogene bakterier som Salmonella og Kolera er. Nogle data tyder på, at ikke-hiv-inficerede individer (af afrikansk afstamning sammenlignet med kaukasiere og kvinder sammenlignet med mænd) kan have større intestinal permeabilitet eller vise mere udtalte systemiske inflammatoriske reaktioner. En undersøgelse af 24 HIV-inficerede nigerianske kvinder (CD4+ T-celletal >200, ikke på ART) med diarré blev randomiseret til at modtage 15 dages yoghurt med eller uden probiotika (Lactobacillus rhamnosus CG og L. reuteri). Den probiotiske gruppe havde en opløsning af diarré og stabilt eller forbedret CD4+ T-celletal efter en måned sammenlignet med ikke-supplementeret yoghurt [Anukam 2008]. Lignende CD4-forbedringer blev observeret i et randomiseret probiotisk (Bifidobacterium bifidum og Streptococcus thermophilus) undersøgelse i HIV-inficerede afrikanske børn [Trois 2008]. En observationsundersøgelse, der undersøgte introduktionen af ​​probiotisk yoghurt, lavet af lokale HIV-smittede kvinder i et lavindkomstsamfund i Tanzania, var forbundet med signifikant øget CD4+ T-celletal [Irvine 2010]. Probiotika har vist sig at være sikre og veltolererede i disse og andre [Irvine 2011, Kerac 2009, Hummelen 2011, Wolf 1998] undersøgelser af HIV-inficerede individer.

Begrundelse for udvælgelse af probiotiske bakterier og sikkerhed - Alle Lactobacillus sp. og andre probiotiske bakterier fungerer muligvis ikke lige godt til at genoprette tarmslimhindens integritet og immunfunktion og gør det på en sikker måde. VSL#3® DS (Double-Strength, Sigma-Tau Pharmaceuticals) er et velkarakteriseret vandopløseligt, levende (9 × 1011 bakterier/sachet, en gang dagligt), frysetørret præparat af 8 probiotiske bakterier, der mangler L. rhamnosus, men inklusive tidligere diskuteret L. plantarum og S. thermophilus (sammen med Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus paracasei og Lactobacillus bulgaricus), som er blevet undersøgt grundigt med over 140 PubMed-citater siden 19999. VSL#3 har vist sig in vitro og in vivo (rottemodel) at øge tight junction proteiner, reducere intestinal permeabilitet, reducere inflammation, forbedre medfødt immunitet og reducere salmonella invasion [Dai 2012, Mencarelli 2012, Appleyard 2011, Madsen 2001, Pagnini 2010, Gad 2011]. L. paracasei indeholdt i VSL#3 koder for "lactocepin" en protease, der selektivt nedbryder udskilte og celleassocierede kemokiner og reduceret inflammation i en murin colitis-model [von Schillde 2102]. Som tidligere nævnt havde SIV-inficerede makakaber et forbedret antal af tarmantigenpræsenterende celler og mucosale CD4+ T-celler, når de fik VSL#3 og L. rhamnosus vs. ART alene [Klatt 2013].

Klinisk er VSL#3 blevet undersøgt omfattende for "pouchitis", som kan forekomme efter ileal pouch-anal anastomose for kronisk colitis ulcerosa hos ca. 30 % af patienterne. Adskillige randomiserede kliniske forsøg og en Cochrane-databasegennemgang understøtter sikkerheden og effektiviteten af ​​VSL#3 til at reducere akut og kronisk posebetændelse [Holubar 2010]. VSL#3® DS er det eneste probiotikum, der er anerkendt som et effektivt værktøj til behandling af pouchitis af American College of Gastroenterology samt den tyske sammenslutning af gastroenterologi. Tilsvarende var VSL#3 et effektivt supplement til recidiverende mild til moderat colitis ulcerosa i et dobbeltblindt, randomiseret, placebokontrolleret studie [Tursi 2010]. I et randomiseret forsøg med 59 børn med irritabel tyktarm var VSL#3 overlegen end placebo med hensyn til at reducere mavesmerter/ubehag og oppustethed [Guandalini 2010]. Et dobbeltblindt, randomiseret klinisk forsøg med 229 risikopatienter, der var indlagt på hospital, viste, at VSL#3 kunne forhindre antibiotika-associeret diarré [Selinger 2013]. VSL#3 er blevet undersøgt hos raske, gravide italienske kvinder, cirrosepatienter og kritisk syge patienter uden sikkerhedsproblemer [Vitali 2012, Agrwal 2012, Gupta N 2013, Frohmader 2010].

Som tidligere nævnt identificerer den medicinske litteratur kun sjældne tilfælde af lactobacillus eller bifidobacillus bakteriæmi (ikke associeret med VSL#3), generelt hos patienter med alvorligt nedsat immunforsvar eller nosokomiale, centrale linje associerede infektioner hos personer, der ikke tager probiotika. En 8-årig retrospektiv undersøgelse i et stort amerikansk akademisk medicinsk center fandt en maksimal forekomst af probiotisk bakteriæmi på 0,2 % blandt indlagte probiotikamodtagere [Simkins 2013]. En omfattende gennemgang fra det amerikanske departement for sundhed og menneskelige tjenester (DHHS) gennemført i 2011 af 387 case-serier og randomiserede kontrollerede forsøg, der involverede over 24.000 patienter, fandt ingen tilfælde, hvor brug af et produkt, herunder Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces, Streptococcus, Enterococcus eller Bacillus førte til en hospitalsindlæggelse [Hempel 2011]. Beviser for hospitalsindlæggelser eller bakteriæmier på grund af probiotikabrug kom kun fra case-rapporter og var sjældne. DHHS-undersøgelsen fandt ingen tegn på øgede bivirkninger forbundet med probiotisk brug, men tilføjede, at "sjældne bivirkninger er vanskelige at vurdere, og på trods af det betydelige antal publikationer er den nuværende litteratur ikke godt rustet til at besvare spørgsmål om sikkerheden ved probiotiske indgreb med tillid". Et uafhængigt panel af fødevaresikkerhedseksperter konkluderede, at VSL#3® er "Generally Recognized As Safe (GRAS) til medicinsk fødevarebrug." GRAS er en betegnelse fra U.S. Food and Drug Administration (FDA), der anerkender visse fødevaretilsætningsstoffer som sikre under betingelserne for deres tilsigtede brug af kvalificerede eksperter. For at modtage en sådan anerkendelse skal produktet etablere en konsensus af ekspertudtalelser vedrørende sikkerheden ved dets anvendelse baseret på en gennemgang af videnskabelig dokumentation.

Begrundelse for et enkeltarmsdesign - Hypotesen, der testes, er, at oralt tilskud af probiotiske bakterier vil reducere endotoksæmi og endotoksin-associeret makrofag- og T-celleaktivering hos HIV-inficerede forsøgspersoner. Fordi vi forventer, at endotoksin- og makrofag-/T-celleaktiveringsniveauer forbliver stabile (eller måske langsomt stige) hos forsøgspersoner, der ikke modtager ART [Deeks 2004], vil en enkeltarmsundersøgelse give os mulighed for at afgøre, om interventionen har en effekt. I denne undersøgelse vil personer med CD4+ T-celletal >350 celler/mm3 blive tilmeldt. Blandt personer med CD4+ T-celletal >350 celler/mm3 var frekvensen af ​​AIDS og ikke-AIDS hændelser 0,7 hændelser pr. 100 personår [Baker 2008], så efterforskerne forventer, at disse komplikationer er usandsynlige under undersøgelsen. For nylig er WHO-retningslinjerne ændret for at anbefale at starte ART, når det HIV-inficerede individs CD4+ T-celletal er

STUDIEDESIGN - Dette er et enkeltarmsstudie til at evaluere effekten af ​​12 ugers kombineret oralt probiotisk tilskud (VSL#3) på biomarkører for mikrobiel translokation, monocyt- og T-celleaktivering og inflammation i blodet hos kronisk HIV-inficerede malier. kvindelige forsøgspersoner med CD4+ T-celletal ≥ 350 celler/mm3, som ikke får ART. Emner vil blive revurderet i uge 24 for at bestemme holdbarheden af ​​eventuelle ændringer. Denne undersøgelse vil omfatte 50 forsøgspersoner. Blodplasma/serum og fækal prøvetagning vil finde sted ved baseline, 4, 12 og 24 uger. Alle forsøgspersoner vil blive undersøgt for tarmparasitter inden for 45 dage før studiestart. Detaljeret demografi, vægt og BMI, afføringsfrekvens, symptomer, ART historie, CD4 og HIV RNA vil blive registreret. Et spørgeskema til stressvurdering vil blive udfyldt ved baseline og uge 12