영유아의 급성 수성 설사 치료에 사용되는 VS002A

테스트할 가설:

아미노산 기반 ORS "VS002A"는 표준 WHO-ORS 치료와 비교할 때 영유아의 비콜레라, 장액성 설사 기간을 단축합니다.

구체적인 목표:

1. 표준 포도당 기반 WHO ORS 및 아미노산 기반 ORS "VS002A"로 치료한 급성 비콜레라 수성 설사를 앓고 있는 영유아의 임상 반응(설사 기간, 대변량, ORS 섭취 및 임상 성공)을 평가 및 비교합니다. ".
2. 표준 포도당 기반 WHO ORS 및 아미노산 기반 ORS "VS002A"로 치료한 급성 비콜레라 수성 설사를 앓고 있는 영유아에서 발생할 수 있는 합병증인 전해질 불균형을 평가하고 비교합니다.

예비 관찰을 포함한 프로젝트 배경:

설사 질환은 전 세계적으로 질병률과 사망률의 주요 원인이며, 특히 개발도상국에서 계속해서 주요 관심사가 되고 있습니다(Platts-Mills, 2015; WHO/UNICEF, 2013;Bern, 1992). 추정에 따르면 2010년에는 전 세계적으로 17억 건의 설사가 발생했으며 5세 미만 어린이의 경우 760만 명이 사망했으며 주로 개발도상국에서 발생했습니다. 사망의 72%가 생애 첫 2년 내에 발생했습니다(Liu, 2012, 2015; Walker, 2013). 동남아시아 지역에서는 설사가 전체 영유아 사망의 20% 이상을 차지합니다(Liu, 2012, 2015).

급성 감염성 설사 질환은 다양한 미생물 병원체에 의해 발생합니다. 세균성 병원체에는 콜레라 비브리오, 장독소성 대장균, 시겔라, 살모넬라, 캄필로박터 등이 있습니다. 로타바이러스는 가장 두드러진 바이러스성 설사 유발 병원체이자 영아 설사의 주요 원인인 반면, Entamoeba histolytica, Giardia Lamblia 및 Cryptosporidia는 설사를 일으키는 중요한 기생충입니다. 병원성 메커니즘에 기초하여 이들 유기체는 분비형과 침습성이라는 두 그룹으로 크게 나눌 수 있습니다. V. cholerae는 고리형 AMP의 세포내 축적을 통해 장 분비를 자극하는 장독소의 방출을 통해 분비성 설사를 일으키는 원형 병원체입니다(Fasano, 2002). 장점막에 미미한 염증이나 구조적 변화가 있고 설사는 묽은 설사를 한다. 체액과 전해질이 충분히 손실되면 탈수가 발생하므로 급성 감염성 분비성 설사 환자의 치료의 중심은 체액 보충입니다. 한편, Shigella(원형 침습성 병원체)는 장 점막에 침입하여 염증 반응을 유발하여 이질병을 일으킨다(Levine, 1982). 체액 손실량은 최소화되며 일반적으로 관리에 항생제가 필요합니다. 개발도상국에서 최근 연구에 따르면 영유아의 중등도에서 중증 설사병의 가장 흔한 원인 미생물은 로타바이러스, 크립토스포리디움, 열 안정성 독소를 생성하는 장독소성 대장균(ST-ETEC, 유무에 관계 없음)인 것으로 나타났습니다. 열에 불안정한 에네트로톡신의 공동 발현) 및 Shigella(Kotloff, 2013; Liu, 2016).

급성 수성 설사에 대한 표준 임상 개입은 경구 수분 보충 용액(ORS)의 사용, 지속적인 수유, 경구 아연 보충입니다(WHO/UNICEF, 2013; WHO, 1995). 설사로 인한 탈수 치료를 위한 ORS의 개발은 의학 역사상 가장 중요한 치료적 발전 중 하나입니다. 이는 분비하는 소장에서도 염 용액에 포도당을 첨가함으로써 체액과 전해질의 긍정적인 장내 균형을 달성하는 것이 가능하다는 관찰에 기초합니다(Pierce, 1968; Fordtran, 1975). ORT는 이제 가장 실용적으로 중요한 주요 과학적 발전으로 인식되고 있습니다. 현재 WHO/UNICEF에서 권장하는 ORT 용액에는 포도당, 염화나트륨, 염화칼륨, 구연산삼나트륨 탈수화물이 포함되어 있으며, 이는 모든 원인의 급성 설사로 인한 탈수증이 있는 모든 연령층의 환자의 재수화에 최적입니다. ORS 단독으로는 이전에 정맥 요법이 필요했던 급성 설사로 인한 탈수 환자의 90%를 성공적으로 재수화할 수 있는 것으로 추정됩니다(Hirschorn, 1991).

그러나 현재 ORS 제제를 사용한 ORT에는 특정 제한 사항이 있습니다. 이는 설사의 양, 빈도 또는 기간을 줄이지 않습니다(Mahalanabis, 1996). 이것은 설사 치료로서 ORT를 수용하는 데 제약이 됩니다. 산모와 의료 서비스 제공자가 더 빠른 회복과 질병의 심각도 감소를 기대하기 때문입니다. 이는 비효과적이고 종종 유해한 ORT의 광범위한 사용에 부분적으로 책임이 있습니다. 항생제 및 기타 설사약. 이러한 제한으로 인해 향상된 ORS(초기에는 '슈퍼 ORS'로 불림) 개념이 개발되었습니다(Mahalanabis, 1986). 개념적으로, 개선된 ORS는 대변량을 줄이고(소장으로 분비되는 체액의 재흡수를 향상시켜), 설사 기간을 단축하고(회장 유출액 흐름을 줄이고 결장 구제를 자극하여) 환자의 ORT 실패율을 줄일 수 있어야 합니다. 높은 제거율로. 개선된 ORS를 개발하고 테스트하기 위해 포도당 외에 아미노산 사용, 포도당을 포도당-폴리머로 대체, 포도당 대신 시리얼 사용, ORS에 비흡수성 발효 제품 추가, ORS 저감소화 등 여러 가지 전략이 사용되었습니다. -포도당과 나트륨 농도를 모두 줄여 삼투압을 낮춥니다. 최근 권장되는 저삼투압 ORS는 이러한 개선된 ORS를 집중적으로 검색한 결과입니다. 새로운 저삼투압 ORS는 이전 표준 ORS보다 효과적이지만 설사 기간은 여전히 ​​단축되지 않으며 ORT에는 실패가 있습니다(Alam, 1999). 따라서 ORT를 더욱 개선할 여지가 있습니다.

ORS는 단백질 나트륨 포도당 공동 수송체 1(SGLT1)에 의해 내강 막을 가로지르는 포도당 결합 장 나트륨 수송 메커니즘을 활용합니다. 설사 시 장 상피 브러시 경계막을 통한 영양분 독립적인 나트륨 흡수가 손상되지만 나트륨과 포도당의 공동 수송은 보존됩니다. 이는 경구 재수화 용액에 의해 제공되는 나트륨 및 물의 흡수를 허용합니다(그림 1). 재수화를 위한 ORS 사용 성공의 핵심은 심한 설사 환경에서도 이러한 생리학적 과정이 그대로 유지된다는 사실입니다.

그러나 ORS는 포도당 자극 나트륨 흡수와 탈수 교정을 실질적으로 향상시키지만 대변량을 크게 감소시키지는 않습니다. 이는 ORS 활용도가 낮은 주요 원인 중 하나입니다(Greenough, 1993; Wagner, 2015). 이에 대한 적절한 설명은 확립되지 않았지만, 포도당이 음이온 분비도 자극한다면 설명이 가능하다. 실제로, 마우스 소장 세포와 인간 대장 선암종(Caco-2) 세포에서 포도당이 활성 염화물과 체액 분비에 미치는 영향에 대한 시험관 내 연구에 따르면, 포도당은 잘 알려진 현상인 SGLT1을 통해 나트륨 흡수를 향상시켰을 뿐만 아니라, 또한 세포내 Ca2+의 증가를 통해 활성 전기성 염화물 분비를 자극했습니다(Yin, 2014, AJP Cell). 임상적 또는 실험적 조건에서 포도당 자극에 의한 염화물 분비는 융모 세포 영역에서 발생할 가능성이 가장 높습니다. 이러한 관찰은 융모 손상 및 포도당 자극 나트륨 흡수 장애가 있는 임상 조건에서 포도당이 활성 염화물 분비 자극으로 인해 전반적인 체액 및 전해질 이동에 해로운 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 제기합니다.

급성 비콜레라 수양성 설사를 앓는 어린 소아의 경우, 임상적으로 명백한 포도당 불내성으로 인한 치료 실패율은 일반적으로 약 2%로 예상됩니다(Santosham M, 1982). 그러나 급성 설사를 하는 페루 어린이의 30%는 포도당 흡수 장애가 감지되어 환자 중 7%가 치료에 실패했습니다(Salazar-Lindo E, 1986). 따라서 포도당이 염화물 분비를 자극하지 않는 화합물로 대체되는 단순한 식이 변형 및/또는 ORS 제제의 변경이 질병 과정의 결과를 크게 바꿀 수 있다는 가설을 세울 수 있습니다.

특정 중성 아미노산(예: 글리신, L-알라닌, L-글루타민)은 또한 나트륨 이온과 물의 흡수를 향상시킬 수 있습니다. 개선된 ORS 제제를 개발하는 한 가지 접근법은 중성 아미노산 또는 그 디펩티드를 WHO-ORS에 첨가하는 것이었습니다(Mahalanabis, 1983). . 글리신 함유 ORS에 대한 첫 번째 연구는 결론이 나지 않았습니다. 나중에 수행된 7개 임상 실험에 대한 메타 분석에서는 포도당(또는 말토덱스트린)과 글리신(또는 글리실-글리신)을 함유한 ORS 제제가 표준 WHO-ORS(개선된 ORS에 관한 국제 연구 그룹, 1991)보다 임상적으로 우수하지 않은 것으로 나타났습니다. L-알라닌 함유 ORS와 WHO-ORS를 비교한 8건의 임상 시험 요약에서도 다양한 결과가 나타났습니다. 일반적으로 콜레라가 아닌 설사를 앓는 아동의 차이는 통계적으로 유의하지 않았습니다(Bhan, 1994). 글루타민 함유 ORS를 WHO-ORS와 비교한 세 가지 임상 시험에서는 콜레라가 아닌 설사를 앓는 어린이에게 임상적 이점이 없는 것으로 나타났습니다(Bhan, 1994). 모든 실험에서 한 가지 공통점은 모든 실험적 아미노산 함유 ORS에도 다양한 양(9g/L ~ 20g/L)의 포도당이 포함되어 있다는 것입니다. 또한 이들 용액의 대부분은 상대적으로 높은 삼투압농도(320 - 400 mosmol/L)를 가졌습니다. 무글루코스 글루타민 함유 ORS를 WHO-ORS와 비교한 한 연구에서는 급성 비콜레라 설사를 앓는 어린이에게서 유사한 효능을 보여주었습니다(Gutierrez, 2007). 글루타민은 음이온 분비를 자극할 때 포도당처럼 행동한다는 점에 유의해야 합니다(Yin, 2014). 급성 설사가 있는 어린 소아에서 L-이소류신 보충 포도당 함유 ORS와 WHO-ORS를 비교한 연구에서 그 차이는 통계적으로 유의하지 않았습니다(Alam, 2011). 그러나 중증 콜레라를 앓고 있는 성인 환자의 경우 L-히스티딘이 보충된 ORS가 히스티딘이 없는 ORS보다 우수한 것으로 나타났습니다. 실험 용액과 대조 용액은 모두 쌀을 기반으로 하고 포도당이 없는 용액이었습니다(Rabbani GH, 2005). 또 다른 연구에서는 무글루코스 펩틸로스 기반 ORS가 대부분 어린이의 급성 수성 설사 치료에 WHO-ORS보다 더 유리하고 수용 가능한 것으로 밝혀졌습니다(Simakachorn, 1993).

VS002에 대한 이전 연구:

University of Florida (UF)의 지적 재산으로 형성된 소규모 기업인 Entrinsic Bioscience는 감염 후 장의 장벽 기능을 효과적으로 재수화하고 개선하는 무설탕, 상온 보관 가능한 아미노산 기반 수화 의약품을 개발했습니다. 위장관(GI). VS002의 독점적인 선별 아미노산 제제에는 포도당이 포함되어 있지 않습니다. 인간과 동물을 대상으로 한 연구에 따르면 무설탕 VS002는 다양한 상황에서 효과적인 재수화 솔루션입니다.

방사선 조사는 영양분 흡수 장애, 체액 불균형 및 박테리아 전좌와 관련된 장의 세포주위 ​​투과성을 증가시킵니다. 또한 방사선 조사는 활성 염화물 이온 분비와 체액 손실을 유도하고 많은 탄수화물, 단백질 및 전해질의 수송을 감소시킵니다. 융모 위축과 관련된 방사선 유발 장염에 대한 일련의 연구에서, 특정 아미노산을 포함하면 점막 장벽이 강화되고 방사선 유발 장염 증상이 역전된다는 관찰을 바탕으로 새로운 ORS의 최적 구성이 정의되었습니다. 기능 장애(Yin, 2014). 따라서 VS002는 전해질과 수분 흡수를 개선하고 방사선 조사 및 감염성 질환에 따라 증가된 장 투과성을 교정하는 아미노산만으로 구성됩니다.

나트륨 수송을 위한 특정 아미노산 기반 경로가 스트레스를 받는 동안 보상하는 주요 경로가 되는 것이 관찰되었습니다. 이러한 경로는 장 상피 세포를 재수화하고 정상적인 장 기능을 복원하는 데 활용될 수 있습니다. 8개의 특정 아미노산(라이신, 아스파르트산, 글리신, 이소류신, 트레오닌, 티로신, 발린, 세린)은 방사선 조사 후 장 내강에서 흡수 능력을 유지하는 동시에 세포간 투과성을 감소시켰습니다.

VS002에 대한 연구에 따르면 VS002 투여는 i) 체액 및 전해질 흡수를 증가시키기 위해 빠르게 재수화되고, ii) 점막 장벽을 강화하여 국소 및 전신 염증을 감소시키고, iii) 선와 수와 융모 높이를 증가시켜 표면의 증가를 초래하는 것으로 나타났습니다. 흡수 영역. VS002 투여와 관련된 독성은 없으며 동물과 인간을 대상으로 한 연구 결과에 따르면 VS002는 표준 ORS를 대신하여 매우 안전하고 효과적인 지지 요법 역할을 할 수 있습니다(Yin, 2014; Cheuvront, 2018; Clarke, 2018; Sollanek, 2018).

생체 내 연구 결과 방사선 조사된 마우스: 조사된 마우스를 식염수 또는 VS002로 14일 동안 처리했습니다. VS002로 치료하면 사망률 감소, 체중 보존, 이식증 감소(메스꺼움 표시), 전해질 및 영양분 흡수 개선(Yin, 2014; 2017) 로타바이러스 장독소가 있는 마우스: 마우스는 로타바이러스 장독소(NSP4)에 노출되었으며 장의 일부는 시험관 내 수송에 대해 테스트한 결과, 포도당 결합 나트륨 수송은 NSP4 존재 시 염화물 분비 증가와 함께 상당히 손상된 것으로 나타났습니다. NSP4 존재 시 포도당은 염화물 분비를 더욱 증가시켰습니다(Yin, 2017). 건강한 인간: 건강한 인간을 대상으로 한 시험에서 i) VS002 안전성이 입증되었습니다. ii) 다양한 상업용 포도당 함유 음료(스포츠 음료, ORS)와 비교한 재수화 효능. 이 연구에는 설사를 하는 성인, 건강한 군인, 젊은 대학생, 노인(60세 이상)이 포함되었습니다. 따라서 장내 수분 및 전해질 흡수를 증가시키기 위해 8가지 아미노산을 사용하는 VS002의 투여는 안전한 재수화와 관련이 있었습니다. 자세한 연구 내용은 아래를 참조하세요.

VS002는 인도네시아와 필리핀에서 설사 치료를 받는 성인 250명 이상에게 제공되었습니다. VS002의 섭취는 부작용 없이 모든 피험자에게 잘 견뎠습니다(Olveda, 2016; Abdulah, 2018).

건강한 미국 군인 및 민간인(n = 26, 남성 및 여성)을 대상으로 한 연구에서는 고장성 또는 등장성 탈수(체질량의 3~4%) 후에 일반적인 스포츠 음료 또는 VS002를 통한 재수화 효과를 조사했습니다. VS002를 통한 재수화는 일반적인 스포츠 음료에 비해 세포외 공간의 재수화를 향상시켰을 뿐만 아니라 VS002 그룹의 체액 보유도 더 크게 나타났습니다(p < 0.05). VS002의 섭취는 부작용 없이 모든 피험자에게 잘 견뎠습니다(Cheuvront, 2018).

또 다른 연구에서는 건강한 성인(n = 40, 남성 및 여성)의 물과 비교하여 수분 공급을 최적화하는 VS002의 능력을 평가했습니다. VS002를 섭취하면 물에 비해 유지력이 향상되었습니다(p < 0.05). VS002의 섭취는 부작용 없이 모든 피험자에게 잘 견뎠습니다(Sollanek, 2018).

수화를 최적화하는 VS002의 능력은 젊은 성인과 노년층(n = 24, 남성 및 여성)에서도 비교되었습니다. VS002를 섭취하면 물에 비해 유지력이 향상되었습니다(p < 0.05). VS002의 섭취는 부작용 없이 모든 피험자에게 잘 견뎠습니다(Clarke, 2019).

VS002의 효능을 평가하기 위한 무작위 이중 맹검 연구에서 587명의 성인 환자가 설사 치료를 위해 WHO-ORS 또는 VS002를 투여 받았습니다. 안전성 결과에 따르면 VS002를 복용한 환자는 심각한 부작용을 경험한 적이 없는 반면, WHO-ORS를 복용한 소수의 환자는 심각한 부작용을 경험한 것으로 나타났습니다. 임상 치료율에 대한 유효성 데이터는 치료군 간에 임상적으로나 통계적으로 유의미하지 않았습니다.

따라서 VS002는 영유아의 급성 수성 비콜레라 설사 치료에서도 WHO-ORS보다 우수할 것이라는 가설이 있습니다.

고급 아미노산 기반 ORS: VS002A 전통적인 경구 수분 보충 용액(ORS)에는 다양한 메커니즘을 통해 장내 나트륨 및 수분 흡수를 자극하는 당이 포함되어 있습니다. 그러나 전통적인 ORS에는 설사 방지 기능이 없으며 감염성 설사 분비물을 악화시킬 수 있다는 점은 과소평가되어 왔습니다(Yin et al., 2017).

고급 아미노산 기반 ORS: VS002A의 안전성 데이터

식품 첨가물 아미노산은 유리, 수화 또는 무수 형태의 개별 아미노산 또는 염산염, 나트륨 또는 칼륨 염으로 식품에 첨가되는 영양소로 안전하게 사용될 수 있습니다.

(1) L-알라닌; (2) L-아르기닌; (3) L-아스파라긴; (4) L-아스파르트산; (5) L-시스테인; (6) L-시스틴; (7) L-글루타민산; (8) L-글루타민; (9) 아미노아세트산(글리신); (10) L-히스티딘; (11) 리소류신; (12) L-류신; (13) L-라이신; (14) DL-메티오닌(유아용 식품용이 아님); (15) L메티오닌; (16) L-페닐알라닌; (17) L-프롤린; (18) L-세린; (19) L-트레오닌; (20) L트립토판; (21) L-티로신; (22) L-발린.

EBS 아미노산 제제는 FDA 21 CFR 요구 사항을 완벽하게 준수합니다.

장 건강 바이오마커 경구 수분 보충 요법이 ​​설사 관련 사망률을 크게 감소시켰음에도 불구하고, 비위생적인 환경과 제한된 공중 보건 자원 하에서 생활하는 5세 미만 어린이들에게는 여전히 설사 질환의 부담이 남아 있습니다. 이는 성장 지연 및 인지 발달 장애의 43%에 영향을 미치며 전 세계 어린이의 5분의 1과 저소득 및 중간 소득 국가(LMIC) 어린이의 1/3에 영향을 미칩니다(Guerrant, 2013; Kosek, 2013). 장 감염과 영양실조의 악순환은 적절한 물과 위생이 부족한 어린 아이들에게 장기간 장병을 일으키는 경우가 많습니다(Guerrant, 2013; Owino, 2016). 이러한 유형의 장병증은 환경 장 기능 장애(EED)로 알려져 있습니다.

이전에 열대성 장병증 또는 환경성 장병증으로 알려진 EED는 병인이 알려지지 않은 소장 점막의 아급성 염증성 질환입니다(Ramakrishna, 2006). 이는 영양 흡수 및 병원성 장벽(투과성 및 염증 세포 증가)을 손상시키는 융모 위축 및 선와 증식을 포함한 소장의 구조적 변화, 장 면역 기능 손상, 흡수 장애, 성장 둔화 및 설사 질환과 달리 일반적으로 무증상을 특징으로 합니다. 오위노, 2016; 설리번, 1991).

방글라데시를 포함한 LMIC에서는 설사가 있는 어린이의 EED와 같은 장벽의 염증 및 병리학적 변화에 대한 데이터가 제한되어 있습니다. 이 연구에서 우리는 기능성 장세포 질량과 장의 흡수 기능의 잠재적 지표인 혈장 시트룰린(CIT) 농도와 장 염증의 지표인 트립토판-카누레닌(KT) 비율을 연구할 것입니다.

CIT는 장 상피 세포에서 생산되는 아미노산으로, 장질환 환자에게서는 낮은 수준으로 발견됩니다. 한 동물 연구에서는 건강한 대조군에 비해 설사가 있는 신생아 송아지의 혈장 CIT 수준이 더 낮다고 보고했습니다(Gultekin, 2019). 식물 유래 필수 아미노산(EAA)인 트립토판(TRP)은 인간의 성장과 건강을 지원하는 데 필요합니다. 감염에 반응하여 TRP는 대부분 효소 인돌아민 2,3-디옥시게나제(IDO)에 의해 독성 대사물질인 키누레닌(KYN)으로 분해됩니다. 낮은 혈장 TRP, 높은 KYN 및 높은 KT 비율은 감염(예: 염증성 장 질환 환자는 설사)와 만성 면역 활성화로 고통받습니다(Kosek, 2016).