Jerntilskudseffekt på B-PHE-niveauer hos PKU-patienter i løbet af 3 års undersøgelse (ISPEK)

Introduktion: Phenylketonuria (PKU) (OMIM 261600) er en autosomal recessiv medfødt metabolisk sygdom med et gennemsnit på ca. 1: 10.000 nyfødte, kendetegnet ved PHE -akkumulering i kroppen på grund af mangel på PAH, de fleste tilfælde (98%) af PKU/ HPA er resultatet af mutationer i phenylalaninhydroxylase (PAH) -genet, der lokaliserer på kromosom E 12q24.1, der fører til mangelfuld eller fraværende aktivitet PAH -enzym (EC 1.14.16.1). De resterende tilfælde (2%) opstår på grund af en blok i metabolismen af ​​tetrahydrobiopterin (BH4) PAH -cofaktoren. Normale blodniveauer af PHE er <120 mmol/L, baseret på blodpe-koncentrationer, PAH-manglen kan klassificeres til klassisk PKU (Phe> 1200 μmol/L), mild PKU (Phe = 600-1200 μmol/L) og mild hyperphenylalinemi (MHP) (Phe = 120 - <600 μmol/L). Høj koncentration af PHE i blod (> 360 μmol/L) i neonatal tidsalder, kan føre til irreversibel hjerneskade, men det kan forhindres ved tidlig diagnose takket være nyfødt screening og initiering af PHE-begrænsede diæter.

Hovedkilden til naturlige næringsstoffer, især jern (Fe), vitamin B12 (vit B12) og vitamin D (vit D) i normal børns kost er fødevarer, der indeholder proteiner; så dets begrænsning i diætstyringen af ​​PKU kan føre til mangel på væsentlige elementer, anæmi, irreversible neurologiske defekter og manglende trives. I dag kan disse elementer suppleres gennem særlig diætterapi. Diagnose af HPA stilles baseret på en forhøjet Phe-koncentration i blodet på en gentagen blodprøve bekræftet genetisk. Den øvre referencegrænse for Phe i fuldblod eller plasma hos nyfødte er 120 μmol/L(9). Alle patienter, ved nyfødtscreening, med plasma Phe-niveauer på mere end 360 μmol/L, skal påbegynde begrænset lav og kontrolleret Phe diætterapi (RLCPDT) så tidligt som muligt for at forhindre ovennævnte komplikationer. Kostordningen omfatter også andre tilskud af Docosahexaensyre (DHA), vitaminer og andre næringsstoffer. Fe betragtes endnu ikke som et anbefalet tilskud til PKU-patienter, selvom de fleste af vores patienter er erstattet med dette mikronæringsstof på grund af fundet af anæmi. efterforskerne bemærkede, at de patienter, der blev erstattet med jern, som følge heraf har reduceret Phe-plasmaniveauer. Dette kan indrømmes med det faktum, at efterforskerne indså denne undersøgelse for at bekræfte sammenhængen mellem jerntilskud og P-Phe-niveauer.

PAH -enzymet er tetramerisk og indeholder tre vigtige domæner, herunder en regulatorisk, en lille tetramerisering og et katalytisk domæne, der indeholder det aktive sted, der inkluderer et jernholdigt jern (Fe) protesegruppe bundet til tre ladede aminosakidrester. Så at PAH -enzym udfører sin hydroxyleringsfunktion korrekt, kræver det tilstedeværelse af jern, ilt og en kofaktor, tetrahydrobiopterin (BH4) til hydroxylase Phe i Tyr.

Baseret på disse strukturelle og funktionelle overvejelser antages det, at jerntilskud hos PKU -patienter kan øge aktiviteten af ​​PAH -enzymet, hvilket derfor reducerer deres blodniveauer af PHE. På forskerens bevidsthed er denne undersøgelse den første, der anvendes til PKU -humane patienter.

Forelæsningsstudier vedrørende jern og PKU: J. L. Bodley, afslørede en høj forekomst af lave lagre af jern hos 53 patienter med lav-phenylalanin diæt PKU i en retrospektiv undersøgelse. Disse resultater tyder på, at den nuværende diætstyring af PKU er forbundet med en øget risiko for lavt jernlagerudtømning.

Mackler et al., analyserede en præklinisk observationsundersøgelse, der viste, at koncentrationerne af plasmaphenylalanin (P-Phe) var markant forhøjede i jernmangel rotter og så ud til at variere direkte med graden af ​​jernmangel. Plasmakoncentrationer af Phe vendte tilbage til kontrolniveauer inden for en uge efter behandling af de jernmangelfulde rotter med jern. De forhøjede niveauer af P-Phe blev sandsynligvis ikke produceret af en mangel på lever-PAH, fordi aktivitetsniveauerne af enzymet viste sig at være normale i leveren hos analyserede dyr.

Gropper SS et al, demonstrerede, at P-PHE-koncentrationerne er forbundet med leverjernindhold i en murin model for phenylketonuria.

Kombinationen af ​​jernholdig bisglycinat (FB) og natriumalginat (SA) er det første valg som jerntilskud: Forskeren forskede grundigt i de forskellige typer jerntilskud, der er tilgængelige i handelen. Efter en dyb analyse blev udført, er jernaminosyrechelater, som jernglycinatchelater (IGC) gruppe, udviklet til at blive brugt som fødevareforstærkende midler og terapeutiske midler til forebyggelse og behandling af jernmangelanæmi. Optagelsen af ​​jern fra Ferro Bisglycinat (FB) reguleres gennem de samme fysiologiske mekanismer som andre uorganiske former for jern. Efter oral administration bidrager FB til den intestinale intraluminale pulje af uorganisk ikke-hæmjern og absorberes intakt i slimhinderne i tarmen. Efterfølgende hydrolyseres det til dets jern- og glycinkomponenter. Dets sikkerhed og maksimale tolerable indtag er blevet gennemgået og evalueret af adskillige videnskabelige komitéer.

Den vigtige faktor, der hjælper os med at vælge FB, er, at det er blevet brugt til berigelse af fødevarer, der giver mellem 2 og 23 mg/dag kosttilskudsjern uden rapporter om bivirkninger. Ydermere er FB blevet veltolereret som et jerntilskud, der giver ca. 15 til 120 mg jern om dagen på tværs af forskellige befolkningsgrupper, herunder voksne mænd, gravide kvinder, ikke-gravide kvinder med normale jernniveauer, og især blandt jern -mangelfulde små børn.

Stabiliteten af ​​FB (ved tilsætning af produktet til mælk, yoghurt, majsmel og margarine) og manglen på potentiale for interaktion af FB med disse fødevarer (lipidperoxidation) er blevet testet på forskellige tidspunkter/temperaturer. Der er ingen beviser for at indikere forekomsten af ​​reaktioner af FB med komponenter i disse fødevarer, og det bekræftes, at FB giver en meget biotilgængelig og stabil kilde til jern.

FB er beskyttet mod interaktion med diætinhibitorer af jernabsorption, såsom phytat, og jernabsorptionen fra dette molekyle er normalt nedreguleret, når jernlagre stiger.

Kombinationen af ​​(FB + SA) oral tilskudsformel har vist sig at være mere biotilgængelig, sikrere og smagfuld sammenlignet med FB alene. Da (FB + SA) er til stede i forholdet 1 til 1, har hver lille partikel i pulveret den samme morfologi og mængde af de to forskellige co-forarbejdede stoffer. Den nye "co-processed compound", opnået ved spraytørringsteknologi, giver jernpulveret et øget og ensartet overfladisk areal og dermed en hurtig og mere omfattende jernoptagelse sammen med en øget mave-tarmbeskyttelse. Samtidig tillader den ensartede tilstedeværelse af SA i dette produkt, at FBC frigives mere konstant og langsommere, når det konfronteres med FB alene og lader Divalent Metal Transporter 1 (DMT-) receptorerne bedre optage jern. DMT1-receptormætning kan være en grænse for oral jernbiotilgængelighed, som kan overskrides af FERALGINE (FB + SA). Faktisk kunne langsom tilgængelighed af jern ved FB+ SA-administration resultere i DMT-1-umættethed med konsekvensen af ​​at øge jernbiotilgængeligheden.

Jernbisglycinat produktanalyse: I betragtning af vores tidligere kliniske erfaringer med FB alene i de foregående år og vores erfaringer med den nye forbindelse, der indeholder et spraytørringsteknologi co-forarbejdet stof (FB + SA kaldet Feralgine) i et forhold på 1 til 1, hvilket understøtter mere biotilgængelighed og færre gastrointestinale bivirkninger til denne forskning besluttede efterforskerne kun at bruge FERALGINE bruseposer.

Vores kliniske erfaring blev også understøttet af den publicerede litteratur. Forskeren besluttede at udelukke orale kapsel- og tabletformer, fordi børn har svært ved at synke disse præparater, og udelukke orale dråber, fordi de ikke er tilpasset teenagere og voksne patienter, hvilket resulterer i lav domiciliære compliance, især til langtidsbrug, i betragtning af at formuleringen af ​​brusende breve indeholdende Feralgine (FB + SA), en forbindelse, der er mere biotilgængelig, med høj gastrointestinal tolerabilitet, mere smagfuldt og i stand til at øge domiciliær compliance, især til langtidsbrug, besluttede efterforskerne kun at bruge tilgængeligt Feralgine-præparat indeholdende bruseposer med 14 mg elementært jern i henhold til patientens alder og vægt.

Patienter og metoder:

• Undersøgelsespopulation Undersøgelsen blev udført som en 3 års langsgående interventionsrandomiseret parallel tildeling klinisk forsøg, der involverede 84 PKU -patienter i diætterapi med lav og kontrolleret PHE -indtagelse opdelt i to grupper, 42 patienter (gruppe A) med jerntilskud i sammenligning med andre 42 patienter (gruppe B) uden jerntilskud.
• Prøvestørrelse og randomisering Prøvestørrelsen blev beregnet i forhold til undersøgelsens varighed, tilgængelighed, heterogenitet af patienter og vores ressourcer. For at detektere en ændring på 20 % eller større i gennemsnitlige plasma-Phe-niveauer ved slutningen af ​​interventionsperioden i gruppen med jerntilskud sammenlignet med kontrolgruppen. Til disse blev 84 børn (42 pr. gruppe) rekrutteret.

En computergenereret bloksekvens afbalancerede tilfældigt tildelte forsøgspersoner til to forskellige grupper på 42 patienter for hver. En uafhængig efterforsker genererede randomiseringssekvensen adskilt fra forskeren. https://www.sealedenvelope.com blev brugt til generering af randomiseringslisterne. Børn blev tildelt interventionsgruppen (A) eller til kontrolgruppen (B) gennem lister stratificeret efter køn og alder (3-6, 7-10, 11-14, 15-25 år), i blokke på 4 enheder.

Indstillingen af ​​deltagere: Undersøgelsen blev godkendt af den italienske etiske komité (ASST-SANTI PAOLOCARLO), protokol nr.: 43183/2019 i dato 10/10/2019 - og alle deltagere eller deres juridiske repræsentant godkendte og underskrev det informerede skriftlige samtykke d. tilmeldingsdag. Alle deltagere i undersøgelsen opfyldte egnethed til undersøgelsen.

Alle eksperimentelle procedurer fulgte Helsinki-erklæringen, og alle vurderinger blev udført af uddannet medicinsk personale. Denne undersøgelse er blevet undersøgt PKU-patienter, der var i alderen fra 3 til 25 år, diagnosticeret og efterfulgt af ASST Santi Paolo og Carlo, pædiatrisk afdeling på San Paolo Hospital i Milano, Lombardy Regional Centre.

Varigheden af ​​jerntilskud varede i 3 på hinanden følgende måneder for hver patient i gruppe A. 3 kliniske og hæmatologiske kontroller blev udført ved T0 (tilmeldingsdagen), T3 (3 måneder fra T0) og T6 (6 måneder fra T0). Denne undersøgelse indeholder 84 barn (A = 42) jerngruppe og (B = 42) kontrolgruppe. Som vores aktive protokol ved Metabolic Center skal patienten udføre en blodprøve / Guthrie -kort hver måned for kun at måle PHE, TYR -niveauer og PHE / TYR -forholdet med standardiserede metoder. Det giver forskeren mulighed for at tilføje 4 blodfaldsprøver indsamlet af Guthrie -kortet (T1, T2, T4 og T5) pr. Hver patient i løbet af lang undersøgelsen. Det er nu klart, at hver deltager gennemgik samlinger af blodprøvesamlinger ved T0, T3 og T6 og Blood Drop Sample Collections ved T1, T2, T4 og T5 ved hjælp af Guthrie -kortet (TG). En computergenereret bloksekvens afbalancerede tilfældigt tildelte forsøgspersoner til to forskellige grupper på 42 patienter. Undersøgeren, der genererede randomiseringssekvensen, var uafhængig af forskningspersonalet. Energiforberegning og diætforberedelse er i henhold til "referenceindtagelsesniveauer af næringsstoffer og energi for den italienske befolkning (LARN)" og RDA (USA-anbefalet daglig godtgørelse). Patienterne blev informeret gennem samtykkeformularen om alle undersøgelsesdetaljer. Forskeren præciserede, at jerntilskuddet blev tilvejebragt til patienter med det formål at studere "Phe" -niveauer, oxidativ stress og inflammatoriske reaktioner og ikke til behandling af anæmi, før de tilmeldte sig denne undersøgelse.

Normale værdier for blodanalyse (Asst-Santi Paolo og Carlo-Milan): Phenylalanin Phe Umol/L (N.V <120), Tyrosin Tyr Umol/L (N.V 30-120), Phe/Tyr-forhold (N.V <0,9) Intervention og Tilskud: Mængden af ​​supplerende jern blev besluttet for patienter i henhold til det daglige krav (8- 18 mg / dag) ifølge LARN 2012 og (RDA'er) for jern. Denne undersøgelse overvejede også anbefalingen fra National Institutes of Health Iron Diety Supplement Fact of Sheet som henvisning til beregning af jerndosis for vores kandidater, fordi denne dosis ikke er mod LARN og mere praktisk at applikere.

Der anvendes minimum RDA-værdier, som falder inden for LARNs daglige behovsgrænser. (7 mg-18 mg jern pr. dag). Anvendelse af den mindste anbefalede RDA-dosis, som kan tilfredsstille det daglige jernbehov efter alder, og tilnærme det til at være tilstrækkeligt til den kliniske dosis administreret oralt én gang dagligt (f.eks. 1,98 g ==> 2 g, 1,53 g ==> 1,5 g). Under hensyntagen til jernet tilsat i den lave Phe diætterapi, for ikke at overskride den maksimale daglige dosis, der kræves af alder og køn i henhold til LARN og RDA.

Patienter, som var indskrevet i gruppen suppleret med jern (gruppe A), fik gratis de samlede 3 måneders doser. Jernomkostningerne tolereret af forskeren. Tillæggets handelsnavn blev holdt anonymt for at forhindre interessekonflikter og undgå enhver form for reklame.

Antallet af patienter i gruppe A (42 patienter), der indtog jern i 1 pose (14 mg/dag) var 26 patienter (61,9 %), heraf 18 mænd og 8 kvinder, sammenlignet med patienter, der indtog 1 pose en alternativ dag (14 mg/hver 2. dag) = (7 mg/dag- ½ sæk/dag) var 16 patienter (38,1%) af dem 9 mænd og 7 hunner.

Statistiske analyser: Beskrivende data blev rapporteret som gennemsnit (standardafvigelse [SD], median (interkvartil række [IQR] 25.-75th percentil) eller antal observationer og procentdel. Shapiro Wilk -test blev anvendt til at vurdere distribution. Langsgående ændringer i PHE og oxidative stressparametre inden for gruppe-, inter- og intra-individets variation blev testet ved hjælp af Students t-test for parrede data og Wilcoxon-testen, når det var relevant. Univariate sammenligninger mellem interventions- og kontrolgrupperne blev udført: for kontinuerlige variabler af uparret studerendes t-test eller Mann-Whitney-test og/eller analyse af varians for gentagne mål; For at evaluere forskellene mellem to grupper for kontinuerlige variabler brugte efterforskerne Mann Whitney -testen, ANOVA gentagne mål, når det var relevant. Flere binære logistiske regressionsanalyser blev udført for at evaluere afhængigheden af ​​en uafhængig variabler af en afhængig variabler. Friedman -testmodel justeres for forvirrende faktorer, blev anvendt til at evaluere effekten af ​​jerntilskud på plasma -PHE -niveauer og til at estimere det tilsvarende oddsforhold (OR) og dets 95% konfidensinterval. Et statistisk signifikansniveau er p ≤ 0,05 (to-halet test) blev overvejet. Statistiske analyser blev udført med SPSS, version 25.0 (SPSS Inc, Chicago, IL) til Windows (Microsoft Corporation, Redmond, WA).