下痢の小児におけるイソロイシン添加 ORS

世界的には、依然として年間 160 万から 250 万人が下痢で死亡しており、発展途上国の子供たちは毎年平均 3 回の下痢を経験しています。 下痢による死亡率は低下していますが、依然として小児期の罹患率と死亡率の主な原因となっています [1]。 適切な自家製の輸液または ORS 溶液を使用して脱水を予防し、必要に応じて ORS 溶液または静脈内輸液を使用して脱水を是正し、続いて ORS 溶液を使用して水分補給を維持し、母乳育児を含む通常の食事を継続することが、急性期の管理の最も重要な要素です。下痢。 重度のコレラ、細菌性赤痢、侵襲性腸管アメーバ症、症候性ジアルジア症などのいくつかの特定の病因性下痢の管理には、抗菌療法が推奨されます。 他の細菌感染症と同様に、下痢に対する抗菌薬治療の主な懸念事項は、治療費とさらに重要な耐性病原体の出現です。

ORS は、下痢性疾患の治療において主要な役割を果たします。しかし、それは下痢の重症度や期間を減らすことはなく、その主な制限です. より新しい製剤と送達メカニズムを開発することにより、これらの制限を克服するための努力が続けられています。

1. 基板の変更/交換 (例: グルコースへのアラニンまたはグリシンの付加、またはムルトデキストリンと米粉によるグルコースの置換)
2. グルコースとナトリウムの濃度を下げ、ORS 溶液の浸透圧を下げます。

ORSを含むアラニン/グリシンおよび米粉は、排便量のいくらかの減少を示しました[2-5]。 しかし、これまでに開発および試験された製剤のいずれも、下痢の持続時間に有益な効果を示しませんでした. 同様に、浸透圧の低下した ORS は、排便量と嘔吐を減らし、主に非コレラ性下痢の子供の ORT の失敗を減らすのに有益な効果がありますが、下痢の持続時間には影響しませんでした [6]。 世界保健機関 (WHO) と国連児童基金 (UNICEF) は最近、下痢性疾患の管理において低浸透圧 ORS を日常的に使用することを推奨しています [7]。ただし、その有効性をさらに改善する余地があります。

抗菌ペプチドと自然免疫

抗菌ペプチドは、植物から昆虫、ヒトに至るまで、生物の自然免疫防御の重要な構成要素です。 それらは、膜に細孔を形成することによって微生物を殺す広域スペクトルの界面活性剤です。 そのほとんどは、バクテリア、ウイルス、真菌に対して幅広い活動をしています。 哺乳動物では、抗菌ペプチドの 2 つの主要なクラス、デフェンシンとカテリシジン (LL-37) が記載されています。 デフェンシンは抗菌ペプチドのサブクラスであり、哺乳動物では好中球顆粒に存在し、貪食された微生物の非酸化的死滅に必要です [8]。 デフェンシンは、皮膚、気道、腸、および泌尿生殖路を含む哺乳類のほぼすべての上皮表面でも産生されることが現在十分に確立されています [9、10]。 いくつかの上皮ディフェンシンの発現は構成的であり、上皮表面の非炎症性抗菌バリアに寄与します。 他のディフェンシンは誘導性であり、炎症または感染の部位で高度に発現します [9、11、12]。 デフェンシン機能の障害は、嚢胞性線維症における気道の感染に対する感受性を高め [13]、マウスの腸管におけるサルモネラ感染の増強に対する感受性を高める [14]。 直接的な抗菌活性に加えて、ベータディフェンシンはメモリー T 細胞と樹状細胞に対して走化性があり、自然免疫応答と獲得免疫応答の統合において重要な役割を果たしていることが示唆されています [15]。

上皮ディフェンシンの誘導の根底にある分子メカニズムは、ほとんど未踏のままです。 パターン認識受容体 [16] は、細菌のリポ多糖による CD-14 を介した β デフェンシンの誘導 [17] で示されているように、このプロセスで重要な役割を果たしている可能性があります。 加熱殺菌された細菌や菌類は、ヒトのケラチノサイトでヒトベータディフェンシン-2を誘導しますが、この応答の分子基盤は理解されていません[11]。 腫瘍壊死因子アルファ (TNF) や IL-10 などの炎症性サイトカインもベータ デフェンシンを誘導します [18、19]。 上皮バリアでのディフェンシンの薬理学的誘導には治療上の有用性がある可能性があるため、細胞ベースのアッセイを使用して評価された、上皮ディフェンシンの産生を誘導できる新規分子の探索が長い間行われてきました。 最近、L-イソロイシンとその類似体が上皮細胞における高度に特異的なベータディフェンシン誘導物質であることが観察されました [20]。 また、イソロイシンを動物 (ニワトリ) に投与すると、腸内細菌叢がプロバイオティクス種に移行し、パネート細胞を刺激してヒトの腸組織で抗菌ペプチドを分泌させ、腸内細菌叢の変化を引き起こし、腸内細菌叢の増加につながることが観察されています。乳酸菌の数。 (原稿、Ashida T & M Zasloff ら) クローン病患者の治療において。

上記の観察結果は、胃腸管を含む粘膜組織の感染症の管理における L-イソロイシンの潜在的な役割を示唆しています。

赤痢菌感染症における抗菌ペプチド

2001 年、ICDDRB とカロリンスカ研究所 (BA) の研究者は、Nature Medicine で、赤痢菌 I 型およびその他の腸溶性細菌によって引き起こされる下痢の上皮細胞における LL-37 およびヒト β-ディフェンシン-1 (HBD-1) のダウンレギュレーションを報告しました。バクテリア[21]。 このダウンレギュレーションは、赤痢菌または赤痢菌由来のプラスミド DNA に感染した場合、単球起源の細胞株 U937 および結腸上皮起源の HT-29 を使用することにより、in vitro で再現できます。 ダウンレギュレーションは、病原体が抗菌ペプチドなどの強力な粘膜エフェクター分子を回避するための重要な免疫逃避メカニズムである可能性があります。 抗菌因子が粘膜表面を浸すため、病原性細菌が侵襲プロセスの一部として人間の最前線の防御をダウンレギュレートすると考えられます。 したがって、新しいアプローチは、このダウンレギュレーションをブロックするか、内因性抗菌剤の産生をアップレギュレートするための治療アプローチを取ることです。 最近の研究では、短鎖脂肪酸 (SCFA) が結腸上皮細胞で LL-37 の発現をアップレギュレートできることが示されており、その中でも酪酸ナトリウムが最良の誘導因子であった [22、23]。 さらに、酪酸は、ヒト結腸上皮における LL-37 発現の重要な決定因子であると報告されている結腸細胞分化を誘導します [22]。 しかし、細胞分化に関与する経路以外の経路が、酪酸による LL-37 のアップレギュレーションに関与していることが示されました [23]。 酪酸は、食物繊維の発酵によって結腸で生成されます。 したがって、正常な腸内フローラと内因性抗生物質の発現との間には関連があります。 さらに、酪酸を含む SCFA は臨床症状を軽減し、ウサギモデルにおける実験的赤痢菌感染症の微生物学的および病理学的特徴を変化させることが示されている [24]。 したがって、赤痢菌感染の重症度と抗菌ペプチドの粘膜レベルとの関係が考えられます。 赤痢菌に感染したウサギへの酪酸ナトリウムの経口投与は、結腸上皮細胞におけるCAP-18（LL-37のウサギ同族体）のアップレギュレーションを示し、同時に糞便中の赤痢菌負荷の減少と臨床的回復を示した（Raqib et al、原稿受理）。 ダウンレギュレーションを防止したり、抗菌ペプチドの発現を高めたりすることで、人間や動物の家畜を細菌性病原体から保護する代替治療法を提供できる可能性があります。 これらの研究は、上皮防御バリアを強化するために食物物質または酪酸を使用した in vivo での LL-37 発現を含む内因性抗菌ペプチドの治療的操作の基礎を提供する可能性があります。 したがって、赤痢の治療における酪酸浣腸の有効性を評価するために、ICDDRBで臨床研究を開始しました。

酪酸は、結腸で抗菌ペプチドを誘導することが示されています。しかしながら;そのままでは経口投与できません。 さらに、急性下痢症のほとんどは、小腸の感染によって引き起こされます。 必須アミノ酸であるイソロイシンは、パネート細胞からの抗菌ペプチドの分泌や小腸上部からの他の防御分子の分泌を促進するための合理的な代替手段となる可能性があります (原稿、Ashida T & M Zasloff et al)。 これは、病原体を除去し、腸内フローラをより「正常な」共生種分布にシフトし、感染性下痢からの回復を促進するのに役立つ可能性があります. したがって、L-イソロイシンを補充した ORS 溶液を使用すると、抗菌ペプチドが誘導され、急性水様性下痢の子供の臨床的回復が促進されるという仮説が立てられました。