Lattoferrina bovina come regime naturale di decontaminazione selettiva dell'apparato digerente in pazienti con ventilazione meccanica prolungata (LFasSDD)

Contesto Infezioni nosocomiali Le infezioni nosocomiali, in particolare quelle causate da batteri resistenti agli antibiotici, rappresentano una grave minaccia per la terapia intensiva. Una revisione sistemica ha rivelato che il 10-20% dei pazienti sottoposti a ventilazione meccanica (MV) per più di 48 ore svilupperà polmonite associata al ventilatore (VAP), i pazienti che sviluppano VAP hanno il doppio delle probabilità di morire rispetto ai pazienti simili senza VAP e i pazienti che sviluppano VAP hanno costi ospedalieri aggiuntivi superiori a $ 10.019 [1].

Lo stesso problema si verifica nei Respiratory Care Centers (RCC) progettati per assistere i pazienti con ventilazione meccanica prolungata (PMV), MV per più di 21 giorni, a Taiwan. Un rapporto di Taiwan ha mostrato che il tasso di infezione nosocomiale nel carcinoma renale è di circa il 40% e che i pazienti che sviluppano un'infezione nosocomiale hanno un tasso di svezzamento inferiore e una mortalità più elevata rispetto ai pazienti senza infezione [2]. È stato stimato che dal 50% al 60% delle infezioni nosocomiali che si verificano ogni anno negli Stati Uniti sono causate da ceppi batterici resistenti agli antibiotici [3]. Questo alto tasso di ceppi resistenti aumenta la morbilità, la mortalità e i costi medici dell'infezione. Prevenire l'infezione e limitare l'emergere di ceppi resistenti agli antibiotici sono due questioni importanti nella medicina di terapia intensiva.

Decontaminazione selettiva del tratto digerente (SDD) Una delle attuali ipotesi di infezione nosocomiale è che la colonizzazione del rinofaringe e dell'orofaringe predispone i pazienti allo sviluppo di polmonite nosocomiale e la proliferazione batterica nel tratto intestinale aumenta la permeabilità della parete intestinale, portando alla traslocazione batterica e sepsi. La decontaminazione selettiva del tratto digestivo (SDD), che mira a sradicare la colonizzazione di potenziali agenti patogeni dall'orofaringe e dal tratto gastrointestinale, è una delle strategie per ridurre la polmonite associata al ventilatore (VAP) e la sepsi nei pazienti critici. Esiste una controversia sull'efficacia della SDD nel ridurre la mortalità e prevenire la resistenza agli antibiotici [4-6]. Gli attuali regimi SDD possono creare una pressione selettiva e indurre la comparsa di Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA), bacilli Gram-negativi che ospitano beta-lattamasi a spettro esteso (ESBL) e persino Candida [7, 8]. Pertanto, la ricerca SDD deve mirare a trovare un regime ideale efficace sulla maggior parte dei patogeni lasciando indisturbata la flora anaerobica.

Lattoferrina La lattoferrina (LF) è una glicoproteina legante il ferro che si trova nel latte e in varie secrezioni esterne come la saliva, le lacrime, la secrezione delle vie aeree ei granuli dei neutrofili, il che implica un ruolo importante nell'immunità innata. Questa proteina ha una serie di funzioni biologiche, tra cui effetti antimicrobici, antitumorali, antiossidanti e immunomodulatori. La degradazione parziale di LF da parte della pepsina nello stomaco può dare origine a peptidi chiamati lattoferricina con attività antimicrobica più potente. LF e lattoferricina hanno dimostrato di inibire la crescita di un numero di batteri patogeni inclusi ceppi resistenti agli antibiotici, funghi e persino virus in studi sia in vitro che in vivo [9,10]. Negli esperimenti sui topi, la somministrazione orale di LF bovino ha ridotto le infezioni batteriche nel tratto gastrointestinale [9] promuovendo la crescita di batteri con un basso fabbisogno di ferro come Lactobacillus e Bifidobacteria, che sono generalmente ritenuti benefici per l'ospite [11].

La lattoferrina bovina (bLF) e la lattoferrina umana (hLF) hanno un'omologia amminoacidica elevata (77%), con bLF che mostra un'attività antimicrobica in vitro ancora più elevata rispetto a hLF.5 La lattoferrina bovina ha ottenuto lo stato GRAS (generalmente riconosciuto come sicuro) dagli Stati Uniti Food and Drug Administration [12] e su questa base viene aggiunto al latte artificiale da molti produttori senza effetti avversi segnalati. Nonostante molti promettenti dati sperimentali in vitro e sugli animali, le informazioni cliniche su bLF sono scarse, senza studi che indaghino gli effetti dell'integrazione di bLF in pazienti con ventilazione meccanica prolungata.

I nostri studi precedenti Abbiamo precedentemente dimostrato che sia la LF porcina ricombinante (pLF) prodotta dal lievito [13] sia un peptide sintetico di lattoferricina porcina a 20 residui [11] mostrano attività antimicrobica in vitro. La sua attività battericida era quattro volte più efficace di quella della lattoferricina umana [14].

Nel nostro recente rapporto [15], abbiamo eseguito test sui patogeni del tratto digerente di un modello animale transgenico nutrito con latte per verificare se la LF suina (pLF) è un regime SDD efficace. Topi transgenici hanno espresso LF ricombinante nel loro latte a 120 ± 13,6 mg/L durante la fase di allattamento e hanno nutrito cuccioli di topi CD-1 normali per 4 settimane. I cuccioli sono stati successivamente colpiti da Escherichia coli patogeni, Staphylococcus aureus e Candida albicans. I gruppi che sono stati alimentati con latte transgenico pLF hanno dimostrato miglioramenti statisticamente significativi nell'aumento di peso, un numero inferiore di batteri nel fluido intestinale, nel sangue e nel fegato e microvilli più sani nel tessuto intestinale tenue, citochine proinfiammatorie inferiori rispetto ai gruppi di controllo che sono stati alimentati con latte normale . I risultati hanno mostrato che il pLF ricombinante espresso nel latte di topi transgenici e somministrato ai cuccioli di topo ha portato ad un'attività antimicrobica ad ampio spettro nel tratto digestivo e ha protetto la mucosa dell'intestino tenue da lesioni, il che implica che il LF suino può essere utilizzato come efficace decontaminante selettivo del tubo digerente.

Scopo di questo studio Questo studio è uno studio clinico prospettico, randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo, che esamina se l'integrazione orale con bLF riduca le infezioni nosocomiali, la sepsi e persino la mortalità nei pazienti con ventilazione meccanica prolungata.

Metodi Pazienti Tra il 1° luglio 2010 e il 30 giugno 2012, arruoleremo circa 280 pazienti con ventilazione meccanica per più di 21 giorni e senza segni evidenti di infezione al momento del ricovero presso i nostri Respiratory Care Centers (RCC) per lo studio clinico. Lo studio è stato inviato ai comitati etici del China Medical University Hospital per l'approvazione. I pazienti o i tutori forniscono il consenso informato scritto dopo la nostra spiegazione. I criteri di esclusione erano consenso informato mancante/rifiutato, trattamento antibiotico in corso per l'infezione, mortalità prevista in 7 giorni. Tutti i pazienti saranno seguiti fino alla morte o alla dimissione dal nostro ospedale.

Obiettivi L'obiettivo primario è valutare l'efficacia del bLF nella prevenzione del primo episodio di infezione nosocomiale e sepsi di origine batterica o fungina dopo il ricovero in RCC. Obiettivi secondari sono le valutazioni dell'incidenza di polmonite, infezione del tratto urinario e sepsi, mortalità prima della dimissione (globale e attribuibile alla sepsi), tasso di svezzamento da MV, giorni totali di MV, alterazione del sistema immunitario, citochine e funzionalità epatica e avversità effetti o intolleranza.

Disegno dello studio La lattoferrina e il placebo saranno mascherati come farmaci A e B in fabbrica. La randomizzazione sarà stratificata per centro e i pazienti saranno randomizzati in gruppi A o B mediante una sequenza di tabelle di numeri casuali dopo aver ottenuto il consenso informato. Nessun paziente, infermiere ricercatore, investigatore o altro personale medico in RCC sarà a conoscenza dell'assegnazione durante il periodo di studio.

I pazienti riceveranno bLF (10 mg/Kg/giorno) (Westland Co-operative Dairy Company, Nuova Zelanda) o placebo (amido) come controllo. Il dosaggio di bLF si basa sull'assunzione media di hLF che i neonati di peso corporeo molto basso ingeriscono con il latte fresco della madre nelle prime 2 settimane di vita (30-150 mg/d) [16] e bLF 200 mg bid risulta essere efficace per sopprimere l'Helicobacter pylori [17]. La somministrazione del farmaco inizierà entro 24 ore dopo il ricovero per RCC e durerà per 6 settimane o fino alla dimissione. I farmaci e il supporto nutrizionale saranno prescritti come routine medica.

La sorveglianza sistematica degli eventi avversi (ad esempio, vomito, intolleranza alimentare, eruzioni cutanee) verrà eseguita attraverso un esame quotidiano. Verrà eseguita una sorveglianza settimanale della funzionalità epatica, emocromo completo, CD4/CD8, citochine (TNF-alfa, IFN-gamma, IL-1, IL-2, IL-12, IL-18) [18,19].

Definizione degli esiti La diagnosi di sepsi si basa sul rilevamento di segni e sintomi clinici da parte dei medici responsabili, sulla presenza di reperti di laboratorio compatibili con sepsi e sull'isolamento di un organismo responsabile dal sangue o dai fluidi corporei. I pazienti con un episodio di sepsi continuano a ricevere follow-up fino alla morte o alla dimissione da RCC per esiti secondari [16]. La VAP è caratterizzata dalla presenza di segni di infezione respiratoria (febbre, leucocitosi e secrezioni respiratorie purulente) e da un nuovo e persistente infiltrato alla radiografia del torace nei pazienti sottoposti a MV [20]. Le infezioni del tratto urinario vengono diagnosticate mediante l'isolamento di un agente patogeno dall'urina raccolta mediante puntura sovrapubica o cateterismo vescicale, con una crescita di oltre 100.000 batteri/mL o più di 10.000 funghi/mL. Il successo dello svezzamento da MV è definito come non necessità di MV per più di 5 giorni.

Analisi statistica L'analisi delle dimensioni del campione ha previsto che sarebbe stato necessario un totale di 131 pazienti MV in ciascun gruppo per rilevare una differenza relativa tra pazienti trattati e non trattati di almeno il 60% (diminuzione dal 20% al 6%) per il tasso di mortalità basato su test bilaterale con errore di tipo I di 0,05 o inferiore e potenza dell'80% dell'80%. Le variabili quantitative saranno espresse come media e deviazione standard. Le variabili categoriali saranno rappresentate da percentuali. Le analisi univariate che esplorano le associazioni tra i fattori di rischio individuali e gli esiti primari/secondari sono state eseguite utilizzando il test esatto di Fisher per le variabili dicotomiche e il test t di Student per le variabili continue. Viene eseguito un modello di regressione logistica multivariata per studiare l'effetto dei fattori di rischio rilevanti e i contributi relativi dei vari fattori di rischio. La bontà dell'adattamento viene valutata attraverso la verosimiglianza logaritmica del modello adattato. Gli odds ratio e il loro intervallo di confidenza al 95% sono calcolati nel modello di regressione logistica per descrivere la forza della relazione tra i fattori di rischio categorici e gli esiti. Tutti i test sono bilaterali e un p-value di 0,05 è considerato statisticamente significativo. Tutte le analisi vengono eseguite utilizzando il software SAS versione 6.12 (SAS Institute Inc, Cary, NC).

RISULTATI ATTESI

Ci si può aspettare che i nostri risultati rispondano alle seguenti domande come segue:

1. L'integrazione orale di bLF può prevenire l'infezione nosocomiale nei pazienti con PMV?
2. L'integrazione orale di bLF può ridurre l'incidenza di infezioni nosocomiali e ridurre l'uso di antibiotici nei pazienti con PMV?
3. L'integrazione orale di bLF può ridurre la mortalità dei pazienti con PMV?
4. L'integrazione orale di bLF può aumentare il tasso di svezzamento da MV nei pazienti con PMV?
5. Quali sono i cambiamenti del sistema immunitario dopo l'integrazione orale di bLF nei pazienti con PMV?

CONTRIBUTO ATTESO DAL PROGETTO IN CORSO Prevenire l'infezione e limitare l'emergenza di ceppi resistenti agli antibiotici sono due questioni importanti nella medicina di terapia intensiva. Trovare un peptide antimicrobico naturale come terapia adiuvante per agenti antimicrobici nel trattamento dei ceppi resistenti agli antibiotici, o come regime per aumentare l'immunità e prevenire l'infezione è una delle direzioni delle ricerche. LF è uno degli agenti promettenti in molti studi in vitro e sugli animali. Lo studio sta cercando di esaminare se LF è un regime SDD naturale ideale per la prevenzione della polmonite nosocomiale o della sepsi nei pazienti con PMV. Se il risultato è positivo, LF può essere utilizzato clinicamente per aumentare la sopravvivenza dei pazienti critici, aumentare il tasso di svezzamento da MV, ridurre la prescrizione di antibiotici e infine i costi medici.

RIFERIMENTI (Lista senza PMID No)

12. CFSAN/Ufficio per la sicurezza degli additivi alimentari. Lettera di risposta dell'agenzia: avviso GRAS n. GRN 000077. Sito Web della Food and Drug Administration degli Stati Uniti. http://www.fda.gov/Food/FoodIngredientsPackaging/GenerallyRecognizedasSafeGRAS/GRASListings/ucm154188.htm. 14 agosto 2001. Accesso 21 maggio 2009.