感染関連急性腎障害発症後の1年間における死亡リスクを軽減するための葉酸治療 (FOL-AKI)

1. 背景情報 急性腎障害（AKI）は毎年1300万人以上に影響を及ぼし、病院死亡率は20〜40％である。 腎機能の急激な喪失を特徴とし、慢性腎臓病（CKD）や腎代替療法（RRT）への依存を含む多数の長期的な後遺症に関連している。 AKI患者は医療資源に大きな財政的負担をかける。 AKI患者の約19〜37％は1年以内に腎機能を回復せず、33％の患者は急性腎疾患（AKD）に進行し、このうち約27％はAKI診断後90日以内にCKDを発症する。 これは、進行を防ぐためのAKIの早期発見と効果的な管理の重要性を強調している。

   1.1 AKIの疫学 AKIはすべての国に影響を及ぼし、その有病率は<1％から66％の範囲である。 人口の変動に加えて、疫学研究で使用される異なる分類システムがAKI発生率のさまざまな推定に寄与している。 香港（HK）におけるAKIの疫学データはほとんどない。 SzetoとPangは、HKのすべての成人入院患者の9.1％にAKIが存在すると報告した。 HKの救急部門（ED）を受診した患者におけるAKIの粗死亡率は25％である。

   1.2 AKIの病因 AKIは複雑な症候群である。 AKIの原因は、腎前性、腎性、腎後性に分類できる。 腎前性の原因には、薬物、心不全、感染症、敗血症、または体液量減少（例：利尿薬の過剰使用、重度の脱水および下痢）による腎灌流の減少が含まれる。 腎性の原因には、既存の腎障害（例：糸球体腎炎、間質性腎炎、血管炎）や腎毒性薬物を含む腎構造への直接的な損傷が含まれる。 腎後性AKIは尿流の閉塞（例：腎結石および腫瘍）によるものであり、特に高齢男性で一般的である。 敗血症、感染症、および腎毒性薬物の使用は、全体としてAKIの一般的な原因であり、腎血流量の減少をもたらす。 集中治療室（ICU）では、AKIは患者の半数以上で発生し、ICUにおけるAKI患者の半数は敗血症を有する。 薬物誘発性AKIは、病院症例の20％で発生する。 関連薬物には、非ステロイド性抗炎症薬（NSAID）、アンジオテンシン変換酵素阻害薬（ACEI）、アンジオテンシンII受容体遮断薬[ARB]、メトホルミン、アミノグリコシド系薬剤、利尿薬、ヨウ素含有X線造影剤が含まれる。

   AKIの多様な病因と他の併存疾患により、AKIの病態生理を決定し理解することは困難である。 最近では、酸化ストレスがAKIにおける有害な転帰の主要な媒介因子として認められ、AKIの開始およびさらなる発展の両方において重要な役割を果たしている。 AKIにおける腎血流量不足の文脈では、虚血再灌流が最も一般的なメカニズムであり、酸素および栄養素の供給ならびに老廃物の除去が障害される。この酸素供給と需要の不一致、および老廃物の蓄積は、細胞損傷およびさらには死をもたらす。 敗血症誘発性AKIも酸化ストレスを引き起こす。 AKIの病態生理における主要な構成要素としての酸化ストレスは、潜在的な治療法の標的を提供する。

   1.3 AKIの治療 KDIGO血清クレアチニンベースの基準が主にAKIのステージングに使用される。 AKIの管理は主に支持的である。 管理の鍵は、血行動態の安定性を確保し、低容量血症を防ぎ、十分な腎灌流を確保することである。 AKIの原因と重症度に応じて、病院での治療には通常以下が含まれる：血圧および循環電解質の制御；体液バランス（例：輸液および／または利尿薬による）；腎毒性薬物の見直しおよび中止；閉塞がある場合は閉塞の除去；抗生物質の使用。 栄養失調もAKI患者に影響を及ぼし、腎臓に優しい食事、適切な栄養、カリウム制限が必要である。 AKIを治療するための承認された薬剤はない。

   1.4 葉酸 葉酸（ビタミンB9）は食品に天然に存在する。 葉酸は葉酸ファミリーの合成親化合物である。 葉酸は5-メチルテトラヒドロ葉酸（5-MTHF）に代謝される。 5-MTHFは葉酸の生物学的活性型であり、血漿中の食事性葉酸の主要な形態である。

   系統的レビューはPRISMAガイドラインに従って実施され、PROSPERO（CRD42024589377）に登録された。 研究者は、創設から2024年3月までの6つのデータベース（PubMed、MEDLINE、CINAHL、CENTRAL、Embase、およびWeb of Science）を検索し、CKDまたはAKI患者における葉酸使用を評価した36件のランダム化比較試験（RCT）を特定した。 これらのうち、22件のRCTがCKD患者における葉酸使用と非使用を比較し、治療期間は4週間から中央値4.5年までであり、大部分は葉酸を使用した。 注目すべきは、AKI集団に焦点を当てた公開データはなかったことである。 含まれたRCTのうち、20件は葉酸使用がホモシステイン（Hcy）レベルを有意に減少させたが、CKD患者の心血管イベントを直接減少させなかったと報告した。 腎疾患進行のマーカーを評価した試験は5件のみであり、そのうち3件は血清クレアチニンを測定し、2件は推定糸球体濾過率（eGFR）を測定し、結果は一貫していなかった。 最大規模の研究であるChina Stroke Primary Prevention Trial（CKD患者1671人）は、葉酸使用が対照と比較してeGFRの年間減少を遅らせたことを示した（それぞれ0.96±5.81％対1.72±6.08％）。 同様に、Changらは、葉酸を受けた末期腎疾患（ESRD）患者において血清クレアチニンのわずかな減少を観察した（対照群11.30±2.31対10.94±2.01）。 すべての22件のRCTにわたる安全性分析では、葉酸に起因する重篤な有害事象はなく、治療群と対照群の間で有害転帰に有意差は認められなかった。

   低用量：虚血再灌流を伴うAKIのラットモデルでは、低用量（3μg/kg体重）の5-MTHFが腎機能を改善し、血漿クレアチニンレベルを減少させ、24時間以内に酸化ストレスを軽減した。 近位尿細管損傷のマーカーである好中球ゼラチナーゼ関連リポカリン（NGAL）の発現は、葉酸治療後に有意に減少した。 5-MTHFは抗酸化防御系の主要な調節因子である核内因子赤芽球2関連因子2（Nrf2）を活性化した。 Nrf2活性化は解毒酵素および抗酸化タンパク質の遺伝子発現を調節し、酸化ストレス損傷に対する抗酸化防御を回復するために重要である。 酸化ストレスはAKIにおける有害な転帰の主な原因である。 抗酸化酵素、スーパーオキシドジスムターゼ-1（SOD-1）、グルタチオン合成酵素、ヘムオキシゲナーゼ-1（HO-1）の発現は、すべて葉酸治療後に上方制御された。

   高用量：葉酸の前駆体である葉酸は、高用量（例：250mg/kg体重）で動物におけるAKIを誘発するために使用される。 高用量の葉酸は代謝されず、腎尿細管内での葉酸結晶の急速な発生に伴う急性尿細管壊死、上皮再生、および腎皮質瘢痕化によりAKIを引き起こす。 これは動物での実験に限られ、臨床の腎疾患では高レベルの葉酸は観察されていない。

   予備データ 研究者は、クイーン・メアリー病院（QMH）で感染症が疑われAKIと診断された成人患者の疫学と転帰を特徴付けるために後ろ向き研究を実施した。 この研究は、2023年1月1日から2023年12月31日までの期間の病院管理局（HA）の臨床データ分析報告システム（CDARS）からのデータを利用した。 対象基準には、患者が18歳以上であること、感染症を有すること、およびKidney Disease: Improving Global Outcomes（KDIGO）基準に基づいてAKIと診断されていることが必要であった。 合計2585人の患者が適格基準を満たし、中央年齢は72歳[四分位範囲：61、84]で、56.0％が男性であった。 入院期間の中央値は13日[四分位範囲：6、26]であった。 注目すべきは、61.2％（1581人）が1日以内に速やかに回復し、7日までに23.4％（605人）は回復せず、その大部分（543人）は28日までに回復しなかったことである。 28.1％（727人）は敗血症を有し、13.8％（357人）は既存のCKDを有していた。 既存のCKDのない患者のうち、1.5％（33人）はAKI診断後3か月でCKDを発症した。 1年死亡率は23.2％（600人）であった。

   葉酸使用者（206人）と非使用者（2379人）を比較する後ろ向き分析が実施された。 葉酸はAKIが発生したのと同時に処方された。 大部分（178人）は1日5mgの葉酸を経口投与された。 治療期間の中央値は35.5日[四分位範囲13.25、83]であった。 結果は、葉酸使用者は24時間（64.1％対60.9％）および7日（79.1％対76.4％）でのAKI回復率がわずかに高く、1年死亡率が有意に低かった[11.6％対24.2％（24対576人）、P<0.001]ことを明らかにした。 3か月でのCKDへの進行およびAKI後1年間の心血管イベントには有意差はなかった。 研究者は、年齢、性別、CKD、糖尿病、高血圧、心不全、虚血性心疾患、脳卒中、敗血症を含む交絡因子を分析するために多変量ロジスティック回帰分析を実施し、葉酸の使用が死亡率リスクの57％減少[オッズ比0.428（95％信頼区間：0.275、0.666）、P=0.0002]に寄与したことを確認した。 年齢、脳卒中、敗血症は死亡率リスクを増加させた；性別、糖尿病、高血圧、心不全、虚血性心疾患は患者死亡率に有意に影響しなかった；CKDは予想外に死亡率リスクを28％減少させた（P=0.0325）。 CKD患者はより強力な医学的監視と管理を受け、より包括的なケアを受けることが多く、これが全体的な健康状態の向上と生存率の増加に寄与している可能性がある。

   1年死亡率の減少と有意でないAKI回復との不一致は、AKI患者における死亡率の多因子性を反映している可能性がある。 早期の腎回復は重要であるが、長期的な生存は全身性炎症、心血管イベント、および栄養状態に影響される。 内皮機能、ホモシステイン代謝、および酸化ストレス調節における葉酸の既知の役割は、短期的な腎回復とは独立した生存利益をもたらす可能性がある。

   研究者は、観察された死亡率減少は、即時の腎機能改善を超えたメカニズムによって媒介されると仮説を立てている。 重症患者におけるAKIの主要な原因である敗血症は、全身性炎症反応と反応性酸素種の急増を引き起こし、広範な細胞損傷を引き起こす。 葉酸はAKIのラットモデルで酸化ストレスを軽減することが示されている。 葉酸の利益は、全身性酸化ストレスを減弱させることにある可能性がある。 さらに、血清クレアチニンによって定義されるAKI回復には固有の限界がある。 クレアチニンは腎機能の遅延した不完全なマーカーであり、特に敗血症においてそうである。 敗血症性AKIは、尿細管損傷、微小血管機能障害、全身性炎症を含む複雑な病態生理を伴い、これはクレアチニンレベルだけでは適切に表されない。 前向きランダム化比較試験は、観察を確認または反証し、葉酸と改善された生存との因果関係を調査するために重要である。

   CKD状態の影響をさらに探るために、サブグループ分析が実施された。 CKDを有する357人の患者のうち、葉酸使用者（n=55）は24時間（74.5％対73.2％）、7日（87.3％対84.4％）、28日（89.1％対85.1％）でのAKI回復率が比較的高く、1年死亡率が有意に低かった（5.5％対20.5％、P=0.0069）。 CKDのないコホート（n=2228）では、葉酸使用者（n=151）は24時間（62.9％対61.8％）、7日（78.8％対79.0％）、28日（78.8％対79.8％）でのAKI回復率が非使用者と同等であり、依然として1年死亡率が有意に低かった（13.9％対24.7％、P=0.0021）。 全体のコホートと比較して、サブグループ分析は、CKD状態に関係なく、葉酸使用者における1年死亡率減少の一貫した傾向を明らかにした。

   これらの知見は、葉酸がAKI回復を改善し患者死亡率を減少させる可能性があることを示唆しており、提案された研究でのさらなる調査を正当化する。 しかし、この後ろ向き研究は、治療群と対照群の間で厳密にマッチングされていないコホート選択と葉酸治療期間のばらつきによって制限されている。 死亡率に対する葉酸効果の未確認の交絡因子と選択バイアスがある可能性がある。 したがって、AKI患者の転帰に対する葉酸投与の役割を調査するための徹底した臨床研究を実施する必要が強くある。

   1.5 未充足の臨床ニーズ AKIは、病院における高い罹患率と死亡率を伴う一般的な健康問題である。 検出と治療の遅れにより、院内死亡率は20〜40％となり、急性脳卒中と急性心筋梗塞を合わせたものよりも高い。 AKIの管理は主に支持的である。 AKIを治療するための承認された薬剤はない。 酸化ストレスは治療法の標的を提供する。 動物実験は、低用量の葉酸が酸化ストレスを軽減し、血漿クレアチニンレベルを減少させ、AKIの腎機能を改善したことを示した。 葉酸投与は、ランダム化臨床試験を使用してCKD患者の生存を改善するために研究されてきた。 AKI成人患者において、循環クレアチニンレベルを安全に減少させ、CKD/ESRDへの進行および死亡率を低下させるための葉酸の保護効果の証拠が必要である。

   1.6 影響 葉酸治療が症例の1％で転帰を改善した場合、AKIの世界的な年間負担は1300万症例であるため、年間で最大13万人の患者が利益を得る可能性がある。HKでは、粗入院率12％で特定されたAKIとして、年間約200万人の入院のうち、年間で最大2500人の患者が利益を得る可能性がある。

2. 目的と仮説 2.1 目的 この研究は、感染症を経験しAKIを有する成人患者における葉酸投与の死亡率および腎機能回復に対する有効性を試験することを目的とする。

2.2 仮説 この研究の仮説は、葉酸投与プラス標準治療が、標準治療単独と比較して死亡率を減少させ腎機能回復を改善するというものである。

2.3 目標

1. 1年死亡率を減少させる上での葉酸投与の有効性を評価すること
2. 7日以内のAKI回復を改善し、3か月でのCKDへの進行を防ぐ上での葉酸投与の有効性を評価すること
3. 研究期間中の心血管イベントを減少させる上での葉酸投与の有効性を評価すること

3 調査計画 3.1 対象者 AKIの多様な病因によって導入される変動性と交絡因子を減らすために、研究者は敗血症を含む感染症に関連するAKIに焦点を当てる。

3.1.1 対象基準

以下のすべてが存在する場合、患者は研究の対象となる：

1. 18歳以上の成人；
2. 感染症の存在；
3. KDIGO基準に基づくAKIの診断；
4. インフォームド・コンセントを提供する能力、または法的に認められた代理人が同意を提供すること。

3.1.2 除外基準

以下のいずれかの条件が存在する場合、患者は研究から除外される：

1. 感染症または敗血症以外の原因によるAKI（例：腎毒性薬物または尿流閉塞）；
2. 葉酸に対する既知の過敏症または禁忌；
3. 妊娠中または授乳中の女性；
4. すでに葉酸治療を受けている

3.1.3 サンプルサイズ CDARSからのQMHにおけるAKI患者の後ろ向き研究から、葉酸非使用者は7日で76.4％のAKI回復（23.6％非回復）および24.2％の1年死亡率を有する。 葉酸使用者は7日で20.9％の非回復および11.6％の1年死亡率を有する。

研究者が、葉酸投与プラス標準治療が1年死亡率を24.2％から11.6％に減少させると仮定すると、90％の検出力で5％水準で有意差を検出するには、群あたり191人の参加者が必要である。 したがって、総サンプルサイズは382人となる。

AKI回復については、90％の検出力で5％水準で有意差を検出するために必要な患者数（9968人）は、この研究で扱うには多すぎる。 また、単一施設デザインでは患者の利用可能性が限られており、2023年にQMHで2585人の患者が特定されたことを考慮する。

3.2 方法 3.2.1 研究デザイン 1：1比率のオープンラベルランダム化比較試験。

アーム1. 対照群（特定の薬剤なし） アーム2. 葉酸群（5mg葉酸、1日1回経口投与、90日間）

AKIと診断されたすべての患者は標準治療を受ける。 薬剤はAKI患者が登録された直後に開始される。

追跡調査：3か月および12か月時。

この研究は、ヘルシンキ宣言および国際調和会議医薬品の臨床試験の実施の基準に関するガイドライン（ICH-GCP、ICH E6[R3]）の原則に準拠して実施され、CONSORT声明に従って報告される。

3.2.2 スクリーニング、募集、同意 まず、研究者は病院記録および臨床管理システム（CMS）をチェックして潜在的な参加者を特定する。 第二に、研究者はスクリーニングフォームを使用して潜在的な参加者の適格性を決定し、その医療記録をレビューする。 第三に、研究者は適格な患者にアクセスして研究を説明し、参加への同意を求める。

3.2.3 ランダム化 治療アーム間のバランスのとれた割り当てを確保し、既存のCKDによる潜在的な交絡に対処するために、層別ブロックランダム化が採用される。 患者はランダム化前にCKD状態（有無）によって層別化される。 各層内で、ブロックランダム化が実施され、参加者が対照群または5mg/日葉酸群のいずれかに割り当てられる。

試験に臨床的に関与しない研究者がwww.randomization.comを使用してブロックランダム化を行う。 CKDおよび非CKD層に対して別々のランダム化リストが作成され、アーム間のバランスが維持される。 彼/彼女は元のランダム割り当て順序をアクセス不能な第三の場所に保管し、コピーで作業する。

研究情報および薬剤は封筒に入れられる。 封筒の外側には研究名と含まれる可能性のあるアームが記載されるが、どのアームが選択されたかは記載されない。 各登録患者には順序番号が割り当てられ、対応する封筒が渡される。 患者ID、日付、時間、その他の情報は封筒に記録される。 患者がすべてのベースライン評価を完了した後、患者に治療が割り当てられる。 封筒が破損または紛失した場合、研究者はその封筒の番号を特定し、割り当てに従って同じ治療で封筒を交換する。

3.2.4 通常治療 AKIの原因と重症度に応じて、病院での通常治療には以下が含まれる：血圧および循環電解質の制御；体液バランス（例：輸液および／または利尿薬による）；腎毒性薬物の見直しおよび中止；閉塞がある場合は閉塞の除去；抗生物質の使用。 重症例では、透析が必要な場合がある。 通常治療は医師の見識と臨床経過に従う。

3.2.5 データ収集 研究者はデータおよび追跡評価を収集する。 ベースラインデータには、人口統計学的データ、病歴、薬物使用、身体検査、診断、腎機能パラメータ、栄養組織学、および受けた標準治療が含まれる。 血清葉酸レベルはベースライン時および3か月時に測定される。 3か月および12か月時にスケジュールされた追跡調査には、訪問情報、臨床転帰、腎機能パラメータ、およびいかなる有害事象も含まれる。 追跡調査には、対面訪問、電話連絡、遠隔医療相談、および電子健康記録のレビューが含まれる。

研究者は、定期的な追跡電話およびチェックインによって患者の遵守を監視し、遵守を奨励する。 研究者は安全上の懸念および問題に迅速に対処する。

データはパスワードが必要なITシステムに収集され、許可された担当者のみがアクセスできる。 データはリアルタイムで入力され、データベースは定期的にチェックされて正確性と完全性が確保される。 データ収集に関与するすべての研究スタッフは、データベースの機密性、完全性、可用性を確保するために厳密に訓練される。

3.2.6 研究施設 この研究は、HK内の1つのハブ病院（ローカル臨床センター（LCC）、QMH）で実施される。 患者はED、病棟、ICUから募集され、その後、内科病棟、ICU、自宅（退院時）で追跡される。 LCCでは、主任研究者が研究活動を担当するが、作業の多くは病院内のAKI患者を診療する医療スタッフおよび病院および大学の研究看護師によって行われる。