乳児および幼児の急性水様性下痢の治療における VS002A

検証される仮説:

アミノ酸ベースのORS「VS002A」は、標準的なWHO-ORSによる治療と比較して、乳児および幼児における非コレラ性の水様性下痢の期間を短縮します。

具体的な目的:

1. 標準的なグルコースベースのWHO ORSおよびアミノ酸ベースのORS「VS002A」で治療された急性非コレラ水様性下痢に苦しむ乳児および幼児における臨床反応（下痢の持続時間、便排出量、ORS摂取量、および臨床成功）を評価および比較する」。
2. 標準的なグルコースベースのWHO ORSおよびアミノ酸ベースのORS「VS002A」で治療された急性非コレラ水様性下痢に苦しむ乳児および幼児における、考えられる合併症としての電解質不均衡を評価および比較する。

予備的観測を含むプロジェクトの背景:

下痢性疾患は世界的に罹患率と死亡率の主な原因となっており、特に発展途上国にとって引き続き大きな懸念となっている(Platts-Mills, 2015; WHO/UNICEF, 2013; Bern, 1992)。 推定によると、2010 年には世界中で 17 億回の下痢が発生し、主に発展途上国で 5 歳未満の子供の 760 万人が死亡しました。死亡の 72% は生後 2 年間に発生しました (Liu、2012、2015; Walker、2013)。 東南アジア地域では、乳児および幼児の総死亡数の 20% 以上が下痢によるものです (Liu、2012、2015)。

急性感染性下痢症は、多くの微生物病原体によって引き起こされます。 細菌性病原体には、コレラ菌、腸毒素原性大腸菌、赤癬菌、サルモネラ菌、カンピロバクター菌などが含まれます。 ロタウイルスは最も著名なウイルス性下痢原性病原体であり、乳児下痢の主な原因でもありますが、赤ん坊炎、ランブル鞭毛虫、クリプトスポリジウムは下痢を引き起こす重要な寄生虫です。 病因メカニズムに基づいて、これらの微生物は分泌型と浸潤型の 2 つのグループに大別されます。 コレラ菌は、サイクリックAMPの細胞内蓄積を介して腸分泌を刺激するエンテロトキシンの遊離を通じて分泌性下痢を引き起こす原型の病原体である(Fasano、2002)。 腸粘膜に軽度の炎症または構造的変化があり、下痢の性質は水様です。 体液と電解質が十分に失われると脱水症状が起こるため、急性感染性分泌性下痢患者の治療の中心は水分補給です。 一方、赤痢菌（侵襲性病原体の原型）は腸粘膜に侵入し、炎症反応を誘発し、赤腸疾患を引き起こします（Levine、1982）。 体液損失の量は最小限であり、通常、管理には抗生物質が必要です。 発展途上国における最近の研究によると、乳児や幼児の中等度から重度の下痢性疾患の最も一般的な微生物原因は、ロタウイルス、クリプトスポリジウム、耐熱性毒素（ST-ETECの有無にかかわらず）を産生する腸毒素原性大腸菌であることが示されています。熱不安定性エネトロトキシンの共発現）、および赤癬（Kotloff、2013; Liu、2016）。

急性水様性下痢に対する標準的な臨床介入は、経口補水液（ORS）の使用、継続的な栄養摂取、および経口亜鉛補給である（WHO/UNICEF、2013; WHO、1995）。 下痢による脱水症状の治療のための ORS の開発は、医学の歴史の中で最も重要な治療上の進歩の 1 つです。 これは、分泌している小腸であっても、塩溶液にグルコースを添加することによって、体液と電解質の腸内バランスを正に保つことが可能であるという観察に基づいている(Pierce、1968; Fordtran、1975)。 ORT は現在、実用上最も重要な主要な科学的進歩として認識されています。 WHO/ユニセフが現在推奨しているORT溶液には、ブドウ糖、塩化ナトリウム、塩化カリウム、クエン酸三ナトリウム無水物が含まれており、あらゆる病因による急性下痢による脱水症状を起こしたあらゆる年齢の患者の水分補給に最適です。 ORS だけで、以前なら静脈内療法が必要だった急性下痢による脱水症状の患者の 90% に水分補給を成功させることができると推定されています (Hirschorn、1991)。

しかしながら、現在の ORS 製剤を用いた ORT には一定の制限があり、下痢の量、頻度、期間は減少しません (Mahalanabis、1996)。 これは、母親と医療提供者が下痢の早期回復と病気の重症度の軽減を期待しているため、下痢の治療として ORT を受け入れることに対する制約となっており、これが効果のない（そしてしばしば有害な）治療薬の普及の一因となっている。抗生物質およびその他の下痢止め薬。 これらの制限は、改良された ORS (当初は「スーパー ORS」と呼ばれた) の概念の開発を促しました (Mahalanabis、1986)。 概念的には、改良された ORS は、便の量を減らし（小腸に分泌される液体の再吸収を促進することによって）、下痢の期間を短縮し（回腸流出液の流れを減らし、結腸の回収を刺激することによって）、患者の ORT の失敗率を減らすことができるはずです。高いパージ率で。 改善された ORS の開発とテストには、グルコースに加えてアミノ酸を使用すること、グルコースをグルコースポリマーで置き換えること、グルコースの代わりに穀物を使用すること、ORS に非吸収性の発酵性生成物を追加すること、ORS を低くすることなど、いくつかの戦略が使用されました。 -グルコース濃度とナトリウム濃度の両方を低下させることにより浸透圧を高めます。 最近推奨された低浸透圧 ORS は、そのような改善された ORS を求めて熱心に研究された結果です。 新しい低浸透圧 ORS は以前の標準的な ORS よりも効果的ですが、下痢の期間は依然として短縮されておらず、ORT には失敗もあります (Alam、1999)。 したがって、ORT にはさらなる改善の余地があります。

ORS は、タンパク質ナトリウム グルコース共輸送体 1 (SGLT1) による管腔膜を通過するグルコース共役腸内ナトリウム輸送機構を利用します。 下痢では、腸上皮刷子縁膜を通過する栄養素に依存しないナトリウム吸収が損なわれますが、ナトリウムとグルコースの共輸送は維持されます。 これにより、ナトリウムが吸収され、経口補水液によって提供される水が吸収されます (図 1)。 水分補給に ORS を使用する成功の鍵は、重度の下痢の状況でも、これらの生理学的プロセスが無傷のままであるという事実です。

しかし、ORS はグルコース刺激によるナトリウム吸収と脱水症状の是正を大幅に強化しますが、便の排出量を大幅に減少させることはなく、これが ORS が十分に活用されていない主な理由の 1 つです (Greenough, 1993; Wagner, 2015)。 これについての適切な説明は確立されていませんが、グルコースが陰イオン分泌も刺激するのであれば説明できる可能性があります。 実際、マウス小腸細胞およびヒト結腸直腸腺癌 (Caco-2) 細胞における活性塩素および体液分泌に対するグルコースの影響に関する in vitro 研究に基づくと、グルコースは、十分に確立された現象である SGLT1 を介したナトリウム吸収を促進するだけでなく、だけでなく、細胞内 Ca2+ の増加を介して活発な電気発生性塩化物分泌も刺激されました (ying、2014、AJP Cell)。 臨床または実験条件では、グルコース刺激による塩素分泌は絨毛細胞領域で発生する可能性が最も高くなります。 これらの観察は、絨毛損傷があり、グルコース刺激によるナトリウム吸収が障害されている臨床状態では、グルコースが活性塩素の分泌を刺激するため、体液と電解質の移動全体に悪影響を及ぼす可能性がある可能性を高めています。

急性非コレラ性水様性下痢症の幼児において、臨床的に明らかな耐糖能不耐症による治療失敗率は一般に約 2% であると予想されます (Santosham M, 1982)。 しかし、急性下痢を患うペルーの若い子供の 30% には検出可能なグルコース吸収不良があり、患者の 7% では治療が失敗しました (Salazar-Lindo E, 1986)。 したがって、グルコースを塩素分泌を刺激しない化合物に置き換えるなど、単純な食事の修正および/またはORS製剤の変更により、疾患プロセスの結果が大きく変化する可能性があると仮説が立てられる可能性があります。

特定の中性アミノ酸（例： グリシン、L-アラニン、L-グルタミン）もナトリウムイオンと水の吸収を高めることができ、改良された ORS 製剤を開発するアプローチの 1 つは、WHO-ORS に中性アミノ酸またはそのジペプチドを添加することに基づいていました（Mahalanabis、1983）。 。 グリシンを含む ORS に関する最初の研究は決定的なものではありませんでした。その後実施された7件の臨床試験のメタ分析では、グルコース（またはマルトデキストリン）とグリシン（またはグリシルグリシン）を含むORS製剤は標準的なWHO-ORSよりも臨床的に優れていないことが示された（改良型ORSに関する国際研究グループ、1991年）。 L-アラニンを含むORSとWHO-ORSを比較した8件の臨床試験の要約でも、ばらつきのある結果が示された。一般に、非コレラ性下痢の小児における差は統計的に有意ではありませんでした(Bhan、1994)。 グルタミン含有 ORS と WHO-ORS を比較した 3 つの臨床試験では、非コレラ性下痢の小児には臨床的利点がないことが示されました (Bhan、1994)。 すべての試験に共通することは、すべての実験用アミノ酸含有 ORS にはさまざまな量 (9 g/L ～ 20 g/L) のグルコースも含まれていることです。また、これらの溶液のほとんどは比較的高い浸透圧濃度 (320 ～ 400 mosmol/L) を持っていました。 グルコースを含まないグルタミンを含む ORS と WHO-ORS を比較したある研究では、急性非コレラ性下痢の小児において同様の効果が示されました (Gutierrez、2007)。グルタミンは、陰イオンの分泌を刺激する際にグルコースと同様に作用することに注意してください (ying、2014)。 急性下痢症の幼児を対象に、L-イソロイシンを補充したグルコース含有ORSとWHO-ORSを比較した研究では、その差は統計的に有意ではありませんでした(Alam、2011)。 しかし、重度のコレラを患う成人患者では、L-ヒスチジンを添加したORSがヒスチジンを含まないORSより優れていることが判明した。実験溶液と対照溶液は両方とも米ベースでグルコースを含まなかった(Rabbani GH、2005)。 別の研究では、グルコースを含まないペプチロースベースの ORS が、主に小児の急性水様性下痢の治療に WHO-ORS よりも有利で受け入れられることが判明しました (Simakachorn、1993)。

VS002に関するこれまでの研究:

フロリダ大学 (UF) の知的財産から設立された中小企業である Entrinsic Bioscience は、効果的に水分補給し、感染後の腸のバリア機能を改善する、無糖で保存安定性の高いアミノ酸ベースの水分補給薬用食品を開発しました。消化管（GI）。 VS002 の厳選されたアミノ酸の独自配合にはグルコースが含まれていません。 人間や動物を対象とした研究では、砂糖を含まない VS002 がさまざまな状況で効果的な水分補給溶液であることが実証されています。

放射線照射により、腸内の傍細胞透過性が増加し、それに伴う栄養素の吸収不良、体液の不均衡、細菌の転座が引き起こされます。 さらに、放射線照射は、活発な塩素イオンの分泌と体液の損失を誘発し、多くの炭水化物、タンパク質、電解質の輸送を減少させます。 絨毛萎縮を伴う放射線誘発性腸炎に関する一連の研究において、特定のアミノ酸を含むと粘膜バリアが強化され、放射線誘発性腸炎の症状が逆転するという観察に基づいて、新規ORSの最適組成が定義された。機能不全（イン、2014）。 したがって、VS002 は、電解質と水の吸収を改善し、放射線照射や感染症の後に認められる腸管透過性の増加を補正するアミノ酸のみで構成されています。

ナトリウム輸送のための特定のアミノ酸ベースの経路が、ストレス時にそれを補うための主要な経路になることが観察されています。 これらの経路を利用して、腸上皮細胞を再水和し、正常な腸機能を回復することができます。 8つの特定のアミノ酸（リジン、アスパラギン酸、グリシン、イソロイシン、トレオニン、チロシン、バリン、セリン）は、放射線照射後も腸内腔からの吸収能力を保持し、同時に細胞周囲の透過性を低下させました。

VS002 を用いた研究では、VS002 の投与により、i) 急速に水分補給して体液と電解質の吸収が増加し、ii) 粘膜バリアが強化され、局所的および全身的な炎症が減少し、iii) 陰窩数と絨毛の高さが増加し、表面の増加につながることが示されています。吸収領域。 VS002 の投与に関連する毒性はなく、動物およびヒトにおける研究結果は、VS002 が標準的な ORS に代わる安全性の高い効果的な支持療法として機能できることを示唆しています (ying, 2014; Cheuvront, 2018; Clarke, 2018; Sollanek, 2018）。

In vivo 研究の結果 放射線照射マウス: 放射線照射マウスを生理食塩水または VS002 で 14 日間治療しました。 VS002 による治療により、死亡率が低下し、体重が維持され、異食症 (吐き気の兆候) が減少し、電解質と栄養素の吸収が改善されました (ying、2014; 2017)。 ロタウイルス エンテロトキシンに感染したマウス: マウスはロタウイルス エンテロトキシン (NSP4) に曝露され、腸の切片が損傷しました。インビトロでの輸送について試験したところ、NSP4の存在下では塩化物分泌の増加とともにグルコース共役ナトリウム輸送が著しく損なわれることが判明した。 NSP4 の存在下でのグルコースは、塩化物分泌をさらに増加させました (ying、2017) 健康な人: 健康な人を対象とした試験で、i) VS002 の安全性が実証されました。 ii) さまざまな市販のグルコース含有飲料 (スポーツドリンク、ORS) と比較した水分補給効果。 これらの研究には、下痢のある成人、健康な兵士、若い大学生、および高齢者（60歳以上）が含まれていました。 したがって、腸内水分と電解質の吸収を高めるために 8 つのアミノ酸を使用した VS002 の投与は、安全な水分補給と関連していました。 さらなる研究の詳細については、以下を参照してください。

VS002 は、インドネシアとフィリピンで下痢の治療を受けた 250 人以上の成人に提供されました。 VS002 の摂取はすべての被験者に良好な忍容性を示し、有害事象はありませんでした (Olveda, 2016; Abdulah, 2018)。

健康な米軍人および民間人（n = 26、男性および女性）を対象とした研究では、高張性または等張性脱水症（体重の3～4％）の発作後の一般的なスポーツドリンクまたはVS002による水分補給の効果が調査されました。 VS002 による水分補給により、一般的なスポーツドリンクと比較して細胞外空間の水分補給が改善され、VS002 グループの体液貯留が向上しました (p < 0.05)。 VS002 の摂取はすべての被験者に良好な忍容性を示し、有害事象はありませんでした (Cheuvront、2018)。

別の研究では、健康な成人 (n = 40、男性および女性) において、水と比較して VS002 の水分補給を最適化する能力を評価しました。 VS002 を摂取すると、水と比較して保持力が向上しました (p < 0.05)。 VS002 の摂取はすべての被験者に良好な忍容性を示し、有害事象はありませんでした (Sollanek、2018)。

水分補給を最適化する VS002 の能力も、若年者と高齢者 (n = 24、男性および女性) で比較されました。 VS002 を摂取すると、水と比較して保持力が向上しました (p < 0.05)。 VS002 の摂取はすべての被験者に良好な忍容性を示し、有害事象はありませんでした (Clarke、2019)。

VS002 の有効性を評価するためのランダム化二重盲検研究では、587 人の成人患者が下痢を治療するために WHO-ORS または VS002 の投与を受けました。 安全性の結果では、VS002 を摂取した患者では重篤な有害事象が発生しなかったが、WHO-ORS を摂取した患者では少数の患者が発生したことが明らかになりました。 臨床治癒率の有効性データは、治療群間で臨床的または統計的に有意ではありませんでした。

したがって、VS002 は乳児および幼児の急性水様性非コレラ性下痢の治療においても WHO-ORS よりも優れているという仮説が立てられています。

高度なアミノ酸ベースの ORS: VS002A 従来の経口補水液 (ORS) には、さまざまなメカニズムを通じて腸のナトリウムと水の吸収を刺激する糖が含まれています。 しかし、従来のORSには下痢止め機能がなく、感染性の下痢性分泌物を悪化させる可能性があることは過小評価されてきました（ying et al.、2017）。

アドバンストアミノ酸系ORS:VS002Aの安全性データ

食品添加アミノ酸は、遊離、水和、無水の形の個々のアミノ酸として、あるいは塩酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩として、食品に添加される栄養素として安全に使用できます。

(1) L-アラニン; (2) L-アルギニン。 (3) L-アスパラギン。 (4) L-アスパラギン酸。 (5) L-システイン。 (6) L-シスチン。 (7) L-グルタミン酸。 (8) L-グルタミン。 （９）アミノ酢酸（グリシン）； (10) L-ヒスチジン。 (11)リゾロイシン。 (12) L-ロイシン。 (13) L-リジン。 (14) DL-メチオニン（幼児食用ではありません）。 （15）Lメチオニン。 (16) L-フェニルアラニン。 (17) L-プロリン。 (18) L-セリン。 (19) L-スレオニン。 (20)Lトリプトファン。 (21) L-チロシン。 (22) L-バリン。

EBS アミノ酸配合は、FDA 21 CFR 要件に完全に準拠しています。

腸の健康バイオマーカー 経口補水療法により下痢に関連する死亡率は大幅に減少しましたが、不衛生な環境と限られた公衆衛生資源の下で生活している 5 歳未満の小児には依然として下痢性疾患の負担が残っています。 これは成長阻害と認知発達障害の 43% の一因となっており、世界中の子どもの 5 分の 1、低・中所得国 (LMIC) の子どもの 3 分の 1 が影響を受けています (Guerrant, 2013; Kosek, 2013)。 腸感染症と栄養失調の悪循環は、適切な水と衛生設備が不足している幼児において、長期間にわたって腸疾患を引き起こすことがよくあります (Guerrant, 2013; Owino, 2016)。 このタイプの腸疾患は、環境腸機能不全 (EED) として知られています。

以前は熱帯性腸症または環境性腸症として知られていた EED は、原因不明の小腸粘膜の亜急性炎症状態です (Ramakrishna、2006)。 これは、栄養吸収と病原性バリア（透過性と炎症細胞の増加）を損なう絨毛萎縮と陰窩過形成を含む小腸の構造変化、腸管免疫機能の障害、吸収不良、成長阻害を特徴とし、下痢性疾患とは異なり、一般に無症候性です（オウィノ、2016;サリバン、1991)。

バングラデシュを含むLMICからは、下痢のある小児におけるEEDのような腸壁の炎症性および病理学的変化に関するデータは限られている。 この研究では、機能的な腸細胞量と腸の吸収機能の潜在的なマーカーとして血漿シトルリン（CIT）濃度を研究し、腸の炎症のマーカーとしてトリプトファン-シアヌレニン（KT）比を研究します。

CIT は腸上皮細胞によって産生されるアミノ酸で、腸疾患患者ではその量が少ないことがわかります。 ある動物研究では、健康な対照と比較して、下痢を患っている新生子牛の血漿CITレベルが低いことが報告されています（Gultekin、2019）。 植物由来の必須アミノ酸（EAA）であるトリプトファン（TRP）は、人間の成長と健康をサポートするために必要です。 感染に反応して、TRP は主に酵素インドールアミン 2,3-ジオキシゲナーゼ (IDO) によって異化されて、有毒な代謝産物キヌレニン (KYN) になります。 血漿 TRP の低下、KYN の上昇、および KT 比の上昇は、感染症と関連していることが判明しています（例: 炎症性腸疾患の患者は下痢）と慢性的な免疫活性化に苦しんでいます（Kosek、2016）。