Rinder-Lactoferrin als natürliches Regime der selektiven Dekontamination des Verdauungstrakts bei Patienten mit verlängerter mechanischer Beatmung (LFasSDD)

Hintergrund Nosokomiale Infektionen Nosokomiale Infektionen, insbesondere solche, die durch antibiotikaresistente Bakterien verursacht werden, sind eine große Bedrohung für die Intensivmedizin. Eine systemische Überprüfung ergab, dass 10-20 % der Patienten, die länger als 48 Stunden eine mechanische Beatmung (MV) erhalten, eine beatmungsassoziierte Pneumonie (VAP) entwickeln, dass Patienten, die eine VAP entwickeln, im Vergleich zu ähnlichen Patienten ohne VAP und Patienten, die eine VAP entwickeln, mit doppelt so hoher Wahrscheinlichkeit sterben die VAP entwickeln, haben zusätzliche Krankenhauskosten von mehr als 10.019 $ [1].

Das gleiche Problem tritt in Taiwan in Respiratory Care Centers (RCCs) auf, die für die Betreuung von Patienten mit verlängerter mechanischer Beatmung (PMV), MV, für mehr als 21 Tage ausgelegt sind. Ein Bericht aus Taiwan zeigte, dass die nosokomiale Infektionsrate bei RCC etwa 40 % beträgt und die Patienten, die eine nosokomiale Infektion entwickeln, eine geringere Entwöhnungsrate und eine höhere Sterblichkeit im Vergleich zu Patienten ohne Infektion aufweisen [2]. Es wurde geschätzt, dass 50 % bis 60 % der nosokomialen Infektionen, die jedes Jahr in den Vereinigten Staaten auftreten, durch antibiotikaresistente Bakterienstämme verursacht werden [3]. Diese hohe Rate an resistenten Stämmen erhöht die Morbidität, Mortalität und die medizinischen Kosten einer Infektion. Die Verhinderung von Infektionen und die Begrenzung des Auftretens antibiotikaresistenter Stämme sind zwei wichtige Themen in der Intensivmedizin.

Selektive Dekontamination des Verdauungstrakts (SDD) Eine der aktuellen Hypothesen zur nosokomialen Infektion ist, dass die Besiedelung des Nasopharynx und Oropharynx Patienten für die Entwicklung einer nosokomialen Pneumonie prädisponiert und die bakterielle Überwucherung des Darmtrakts die Durchlässigkeit der Darmwand erhöht, was zu einer bakteriellen Translokation führt und Sepsis. Die selektive Dekontamination des Verdauungstrakts (SDD), die darauf abzielt, die Besiedelung potenzieller Krankheitserreger aus dem Oropharynx und dem Gastrointestinaltrakt zu eliminieren, ist eine der Strategien zur Reduzierung von beatmungsassoziierter Pneumonie (VAP) und Sepsis bei kritisch kranken Patienten. Es gibt Kontroversen über die Wirksamkeit von SDD bei der Verringerung der Sterblichkeit und der Verhinderung von Antibiotikaresistenzen [4-6]. Die gegenwärtigen SDD-Therapien können selektiven Druck erzeugen und das Auftreten von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA), gramnegativen Bazillen mit Extended-Spectrum-β-Lactamasen (ESBL) und sogar Candida induzieren [7, 8]. Daher muss die SDD-Forschung darauf abzielen, ein ideales Regime zu finden, das gegen die meisten Krankheitserreger wirksam ist, während die anaerobe Flora ungestört bleibt.

Lactoferrin Lactoferrin (LF) ist ein eisenbindendes Glykoprotein, das in Milch und verschiedenen externen Sekreten wie Speichel, Tränen, Atemwegssekret und den Granula von Neutrophilen vorkommt und eine wichtige Rolle bei der angeborenen Immunität spielt. Dieses Protein hat eine Reihe biologischer Funktionen, darunter antimikrobielle, Antitumor-, Antioxidans- und immunmodulatorische Wirkungen. Ein teilweiser Abbau von LF durch Pepsin im Magen kann zu Peptiden führen, die als Lactoferricin bezeichnet werden und eine stärkere antimikrobielle Aktivität aufweisen. Es wurde gezeigt, dass LF und Lactoferricin das Wachstum einer Reihe von pathogenen Bakterien, einschließlich antibiotikaresistenter Stämme, Pilze und sogar Viren, sowohl in In-vitro- als auch in In-vivo-Studien hemmen [9,10]. In Mausversuchen reduzierte die orale Verabreichung von Rinder-LF bakterielle Infektionen im Magen-Darm-Trakt [9] und förderte gleichzeitig das Wachstum von Bakterien mit niedrigem Eisenbedarf wie Lactobacillus und Bifidobakterien, von denen allgemein angenommen wird, dass sie für den Wirt vorteilhaft sind [11].

Rinder-Lactoferrin (bLF) und menschliches Lactoferrin (hLF) weisen eine hohe (77 %) Aminosäurehomologie auf, wobei bLF eine noch höhere antimikrobielle Aktivität in vitro aufweist als hLF.5 Rinder-Lactoferrin wurde von den USA der GRAS-Status (allgemein als sicher anerkannt) verliehen Food and Drug Administration [12] und wird auf dieser Grundlage von vielen Herstellern ohne gemeldete Nebenwirkungen der Säuglingsnahrung zugesetzt. Trotz vieler vielversprechender In-vitro- und tierexperimenteller Daten sind klinische Informationen zu bLF rar, und es gibt keine Studien, die die Auswirkungen einer bLF-Supplementierung bei Patienten mit verlängerter mechanischer Beatmung untersuchen.

Unsere früheren Studien Wir haben bereits gezeigt, dass sowohl rekombinantes Schweine-LF (pLF), hergestellt aus Hefe [13] als auch ein synthetisches Schweine-Lactoferricin-Peptid mit 20 Resten [11] in vitro antimikrobielle Aktivität zeigen. Seine bakterizide Aktivität war viermal wirksamer als die von menschlichem Lactoferricin [14].

In unserem kürzlich erschienenen Bericht [15] führten wir Pathogene im Verdauungstrakt eines transgenen, mit Milch gefütterten Tiermodells durch, um zu testen, ob porcines LF (pLF) ein wirksames SDD-Regime ist. Transgene Mäuse exprimierten rekombinantes LF in ihrer Milch mit 120 ± 13,6 mg/l während der Laktationsphase und fütterten 4 Wochen lang normale CD-1-Mäusewelpen. Die Welpen wurden anschließend mit pathogenen Escherichia coli, Staphylococcus aureus und Candida albicans herausgefordert. Die Gruppen, die mit transgener pLF-Milch gefüttert wurden, zeigten im Vergleich zu den Kontrollgruppen, die mit normaler Milch gefüttert wurden, statistisch signifikante Verbesserungen bei der Gewichtszunahme, geringere Bakterienzahlen in Darmflüssigkeit, Blut und Leber und gesündere Mikrovilli im Dünndarmgewebe, weniger proinflammatorische Zytokine . Die Ergebnisse zeigten, dass rekombinantes pLF, das in der Milch von transgenen Mäusen exprimiert und an Mäusewelpen verfüttert wurde, zu einer antimikrobiellen Aktivität mit breitem Spektrum im Verdauungstrakt führte und die Schleimhaut des Dünndarms vor Verletzungen schützte, was impliziert, dass Schweine-LF als wirksames selektives Dekontaminierungsmittel verwendet werden kann des Verdauungstraktes.

Ziel dieser Studie Bei dieser Studie handelt es sich um eine prospektive, randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte klinische Studie, die untersucht, ob eine orale Supplementierung mit bLF nosokomiale Infektionen, Sepsis und sogar die Mortalität bei Patienten mit verlängerter mechanischer Beatmung reduziert.

Methoden Patienten Zwischen dem 1. Juli 2010 und dem 30. Juni 2012 werden wir etwa 280 Patienten mit mechanischer Beatmung für mehr als 21 Tage und ohne offensichtliche Anzeichen einer Infektion bei der Aufnahme in unsere Respiratory Care Centers (RCCs) für die klinische Studie einschreiben. Die Studie wurde den Ethikkommissionen des China Medical University Hospital zur Genehmigung vorgelegt. Patienten oder Erziehungsberechtigte geben nach unserer Erklärung eine schriftliche Einverständniserklärung ab. Ausschlusskriterien waren fehlende/verweigerte Einverständniserklärung, laufende antibiotische Behandlung der Infektion, prognostizierte Mortalität in 7 Tagen. Alle Patienten werden bis zum Tod oder zur Entlassung aus unserem Krankenhaus weiterverfolgt.

Ziele Das primäre Ziel ist die Bewertung der Wirksamkeit von bLF bei der Prävention der ersten Episode einer nosokomialen Infektion und Sepsis bakteriellen oder Pilz-Ursprungs nach Aufnahme in RCC. Sekundäre Ziele sind Bewertungen der Inzidenz von Pneumonie, Harnwegsinfektionen und Sepsis, Mortalität vor der Entlassung (insgesamt und Sepsis-bedingt), Entwöhnungsrate von MV, Gesamttage der MV, Veränderung des Immunsystems, Zytokine und Leberfunktion und Nebenwirkungen Wirkungen oder Unverträglichkeit.

Studiendesign Lactoferrin und Placebo werden im Werk als Medikament A und B maskiert. Die Randomisierung wird nach Zentrum stratifiziert, und die Patienten werden nach Einholung der Einverständniserklärung durch eine Zufallszahlentabellensequenz in die A- oder B-Gruppen randomisiert. Kein Patient, Forschungskrankenschwester, Prüfer oder anderes medizinisches Personal im RCC wird während des Studienzeitraums von dem Auftrag erfahren.

Die Patienten erhalten entweder bLF (10 mg/kg/Tag) (Westland Co-operative Dairy Company, Neuseeland) oder Placebo (Stärke) als Kontrolle. Die Dosierung von bLF orientiert sich an der mittleren hLF-Aufnahme, die Neugeborene mit sehr geringem Körpergewicht in den ersten 2 Lebenswochen mit frischer Muttermilch aufnehmen (30-150 mg/d) [16], und bLF 200 mg 2-mal täglich hat sich als wirksam erwiesen zur Unterdrückung von Helicobacter pylori [17]. Die Arzneimittelverabreichung beginnt innerhalb von 24 Stunden nach der RCC-Aufnahme und dauert 6 Wochen oder bis zur Entlassung. Medikamente und Ernährungsunterstützung werden als medizinische Routine verschrieben.

Eine systematische Überwachung unerwünschter Ereignisse (z. B. Erbrechen, Nahrungsmittelunverträglichkeit, Hautausschläge) wird durch tägliche Untersuchungen durchgeführt. Wöchentliche Überwachung der Leberfunktion, vollständiges Blutbild, CD4/CD8, Zytokine (TNF-alpha, IFN-gamma, IL-1, IL-2, IL-12, IL-18) werden durchgeführt [18,19].

Definition der Ergebnisse Die Diagnose einer Sepsis basiert auf dem Nachweis klinischer Anzeichen und Symptome durch die behandelnden Ärzte, dem Vorhandensein von Laborbefunden, die mit einer Sepsis übereinstimmen, und der Isolierung eines verursachenden Organismus aus Blut oder Körperflüssigkeiten. Patienten mit einer Sepsis-Episode werden weiterhin bis zum Tod oder zur Entlassung aus dem RCC für sekundäre Endpunkte nachbeobachtet [16]. VAP ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein von Anzeichen einer Atemwegsinfektion (Fieber, Leukozytose und eitrige Atemwegssekrete) und ein neues und anhaltendes Infiltrat auf Röntgenaufnahmen des Brustkorbs bei Patienten, die sich einer MV unterziehen [20]. Harnwegsinfektionen werden durch Isolierung eines Erregers aus Urin diagnostiziert, der durch suprapubische Punktion oder Blasenkatheterisierung gesammelt wurde, mit einem Wachstum von mehr als 100.000 Bakterien/ml oder mehr als 10.000 Pilzen/ml. Eine erfolgreiche Entwöhnung von MV ist definiert als keine Notwendigkeit einer MV für mehr als 5 Tage.

Statistische Analyse Die Analyse der Stichprobengröße prognostizierte, dass insgesamt 131 MV-Patienten in jeder Gruppe erforderlich wären, um einen relativen Unterschied zwischen behandelten und nicht behandelten Patienten von mindestens 60 % (Abnahme von 20 % auf 6 %) für die Sterblichkeitsrate festzustellen zweiseitiger Test mit einem Fehler 1. Art von 0,05 oder weniger und einer 80 %-Stärke von 80 %. Quantitative Variablen werden als Mittelwert und Standardabweichung ausgedrückt. Kategoriale Variablen werden durch Prozentsätze dargestellt. Univariate Analysen zur Untersuchung von Zusammenhängen zwischen individuellen Risikofaktoren und primären/sekundären Ergebnissen wurden unter Verwendung des exakten Fisher-Tests für dichotome Variablen und des Student-t-Tests für kontinuierliche Variablen durchgeführt. Ein multivariates logistisches Regressionsmodell wird durchgeführt, um die Wirkung relevanter Risikofaktoren und die relativen Beiträge der verschiedenen Risikofaktoren zu untersuchen. Die Anpassungsgüte wird durch die Log-Wahrscheinlichkeit des angepassten Modells bewertet. Odds Ratios und ihr 95 % Konfidenzintervall werden im logistischen Regressionsmodell berechnet, um die Stärke der Beziehung zwischen den kategorialen Risikofaktoren und den Ergebnissen zu beschreiben. Alle Tests sind zweiseitig und ein p-Wert von 0,05 gilt als statistisch signifikant. Alle Analysen werden unter Verwendung der SAS-Softwareversion 6.12 (SAS Institute Inc, Cary, NC) durchgeführt.

ERWARTETE ERGEBNISSE

Es ist zu erwarten, dass unsere Ergebnisse die folgenden Fragen wie folgt beantworten:

1. Kann eine orale Ergänzung von bLF eine nosokomiale Infektion bei Patienten mit PMV verhindern?
2. Kann eine orale Ergänzung von bLF die Inzidenz nosokomialer Infektionen und den Einsatz von Antibiotika bei Patienten mit PMV reduzieren?
3. Kann eine orale Ergänzung von bLF die Sterblichkeit von Patienten mit PMV reduzieren?
4. Kann eine orale Ergänzung von bLF die Entwöhnungsrate von MV bei Patienten mit PMV erhöhen?
5. Was sind die Veränderungen des Immunsystems nach oraler Ergänzung von bLF bei PMV-Patienten?

ERWARTETER BEITRAG AUS DEM LAUFENDEN PROJEKT Die Verhinderung von Infektionen und die Begrenzung des Auftretens antibiotikaresistenter Stämme sind zwei wichtige Themen in der Intensivmedizin. Ein natürliches antimikrobielles Peptid als adjuvante Therapie für antimikrobielle Mittel bei der Behandlung von antibiotikaresistenten Stämmen oder als Therapie zur Steigerung der Immunität und zur Verhinderung von Infektionen zu finden, ist eine der Richtungen der Forschung. LF ist einer der vielversprechenden Wirkstoffe in vielen Vitro- und Tierstudien. Die Studie versucht zu untersuchen, ob LF ein ideales natürliches SDD-Regime zur Prävention von nosokomialer Pneumonie oder Sepsis bei Patienten mit PMV ist. Wenn das Ergebnis positiv ist, kann LF klinisch eingesetzt werden, um das Überleben schwerkranker Patienten zu verlängern, die Entwöhnungsrate von MV zu erhöhen, die Verschreibung von Antibiotika und schließlich die medizinischen Kosten zu senken.

REFERENZEN (Liste ohne PMID-Nr.)

12. CFSAN/Büro für die Sicherheit von Lebensmittelzusatzstoffen. Antwortschreiben der Agentur: GRAS-Mitteilung Nr. GRN 000077. Website der US-amerikanischen Food and Drug Administration. http://www.fda.gov/Food/FoodIngredientsPackaging/GenerallyRecognizedasSafeGRAS/GRASListings/ucm154188.htm. 14. August 2001. Abgerufen am 21. Mai 2009.