Gebruik van formule verrijkt met DHA bij zuigelingen met cystische fibrose (DHA)

Deze studie brengt verschillende gebieden van CF- en niet-CF-onderzoek samen: de bevinding dat CF-knock-outmuizen een afwijking vertonen in de AA/DHA-verhouding in membraangebonden vetzuren uit weefsel die CFTR tot expressie brengen; het feit dat zeer hoge doses DHA die aan CF-knock-outmuizen worden gevoerd, veel van de bij deze dieren waargenomen afwijkingen kunnen corrigeren; onderzoek naar het vetzuurgehalte in menselijke moedermelk; de effecten van borstvoeding bij CF; en het feit dat screening op CF bij pasgeborenen steeds wijdverspreider wordt en mogelijk zeer vroeg in het leven therapeutische interventies mogelijk maakt. Dit is de eerste studie waarvan we weten dat er gekeken wordt naar een therapeutische interventie bij kinderen met de diagnose CF door middel van screening op pasgeborenen.

Vetzuurmetabolisme bij CF Het is al jaren bekend dat patiënten met CF afwijkingen hebben in hun vetzuurprofiel.(1) Aanvankelijk werd aangenomen dat dit secundair was aan malabsorptie van essentiële vetten. In 1986 stelde het laboratorium van Strandvik echter voor dat een afwijking in de vetzuuromzet (met name het metabolisme van arachidonzuur) een primair probleem was bij patiënten met CF(2). Meer recentelijk hebben Freedman et al (3) aangetoond dat CFTR-knock-outmuizen een afwijking hebben in membraangebonden meervoudig onverzadigde vetzuren met lange keten in weefsel dat CFTR tot expressie brengt met een verhoogde verhouding van arachidonzuur (AA) tot docosahexaanzuur (DHA) in vergelijking met controledieren . Ze hebben ook aangetoond dat therapie met een met hoge doses DHA verrijkte formule de lipidenafwijking omkeert en de veranderingen in de ductus pancreaticus die bij deze muizen worden gezien, verbetert en de ontstekingsreactie op geïnhaleerd lipopolysaccharide vermindert(3,4).

Freedman et al. (5) hebben vervolgens aangetoond dat afwijkingen in membraangebonden vetzuren in weefsels die CFTR tot expressie brengen bij mensen vergelijkbaar zijn met die waargenomen bij CF-knock-outmuizen. Zij en Strandvik et al(6) hebben aangetoond dat deze vetzuurafwijking afhankelijk is van het genotype met ernstigere vetzuurafwijkingen die worden aangetroffen bij patiënten met "ernstige" mutaties (mutaties geassocieerd met pancreasinsufficiëntie). Dat deze afwijking een primair onderdeel van de ziekte is en niet secundair aan malabsorptie, wordt ondersteund door het feit dat obligate heterozygoten vetzuurafwijkingen hebben die liggen tussen de getroffen personen en normale controles(5). Samengevat, vetzuurafwijkingen lijken een primair defect bij CF te zijn en zijn direct gerelateerd aan het genotype van de patiënt. Bovendien verbetert dieetcorrectie van deze vetzuuronbalans de symptomen bij muizen. Eerdere onderzoeken bij mensen naar correctie van onevenwichtigheden in vetzuren bij CF-patiënten hebben zich gericht op de 18 koolstofvoorlopers van AA en DHA (referentie 7 bijvoorbeeld) of hebben gebruik gemaakt van zeer korte behandelingsperioden met eicosapentaeenzuur (EPA) (wat niet effectief was bij Freedman's muizen) bij personen die al een vastgestelde ziekte hebben (8).

Moedermelk en borstvoeding bij CF Moedermelk bevat weinig DHA, maar standaard zuigelingenvoeding niet (9).

Traditionele zuigelingenvoeding zoals Similac en Enfamil hebben 18 koolstofvetzuren als hun bron van meervoudig onverzadigde vetzuren met lange keten. Deze omvatten linolzuur (18 koolstofatomen, 2 dubbele bindingen, de laatste dubbele binding 6 koolstofatomen vanaf het methyluiteinde; 18:2n-6) en linoleenzuur (18:3n-3). Achttien koolstofvetzuren kunnen onverzadigd en verlengd worden om AA (20:4n-6) en DHA (22:6n-3) te maken, die vervolgens worden opgenomen in membraanfosfolipiden (10). Als alternatief kunnen deze vetzuren met 18 koolstofatomen worden 0-geoxideerd in mitochondriën en worden gebruikt als energiebron. AA en DHA zijn nodig voor hersengroei.(11) De snelste periode van hersengroei is het derde trimester en het lijkt waarschijnlijk dat dit de belangrijkste periode is voor de accumulatie van deze vetzuren door de foetus. Prematuur geboren baby's missen de placenta-overdracht van AA en DHA in het laatste trimester. Ze hebben ook meer kans om meervoudig onverzadigde vetzuren met lange ketens als energiebron te gebruiken, omdat ze mogelijk een beperkte calorie-inname en een hoger calorieverbruik hebben als gevolg van luchtwegaandoeningen. Het is daarom niet verwonderlijk dat formules met AA- en DHA-supplementen een dieper effect blijken te hebben op te vroeg geboren dan voldragen baby's. Er is zelfs ontdekt dat nieuwe formules die AA en DHA bevatten, de neurologische ontwikkeling van premature baby's verbeteren (12). Er is echter controverse over de vraag of er al dan niet neurologische ontwikkelingsvoordelen zijn voor voldragen baby's die een met vetzuur aangevulde formule krijgen, waarbij sommige auteurs een voordeel melden (13) en anderen (waaronder een zeer grote, dubbelblinde, gerandomiseerde studie (14) die geen elk verschil tussen voldragen baby's die standaardvoeding krijgen en baby's die een formule met meervoudig onverzadigde vetzuren met lange keten krijgen. Aangezien hersenweefsel geen CFTR tot expressie brengt en hersenniveaus van AA en DHA niet abnormaal waren in Freedman's muisexperimenten (3), lijkt het onwaarschijnlijk dat voldragen mensen met CF neurologische ontwikkelingsproblemen zouden hebben die verband houden met verlaagde DHA-niveaus in de hersenen, anders dan bij de algemene bevolking.

Er is een beperkte reserve van n-3-vetzuren in weefsels, wat resulteert in een snellere aanvang van DHA dan AA-uitputting bij zuigelingen die een beperkte inname van vetzuren hebben. Dit kan overdreven zijn bij zuigelingen met CF in weefsel dat CFTR tot expressie brengt dat al een laag DHA-gehalte heeft. Dieet-AA en DHA worden bij voorkeur geacyleerd tot weefselstructurele lipiden, terwijl de 18-koolstof n-3- en n-6-vetzuren gemakkelijker kunnen worden gebruikt als energiebron (10). Dus voor sommige baby's (premature baby's en mogelijk CF-baby's) kunnen de vetzuren met een langere keten essentiële voedingscomponenten zijn.

De n-3-vetzuren met 20 en 22 koolstofatomen (EPA en DHA) remmen 0-6-desaturase en verminderen de synthese van AA uit linolzuur (18:2 n-6). (10) Daarom kan een onevenwichtige toevoeging van DHA aan zuigelingenvoeding resulteren in een abnormale vetzuursamenstelling in het weefsel. Profiteren van deze desaturaseremming door baby's een formule met DHA maar zonder AA te geven, kan gunstig zijn voor baby's met CF, ervan uitgaande dat ze intrinsiek verhoogde AA-weefselniveaus en verlaagde DHA-niveaus hebben. Een dergelijke strategie is echter niet getest en aangezien er een normale AA/DHA-verhouding is in niet-CFTR tot expressie brengende weefsels, kan deze strategie CF-zuigelingen het risico op abnormale hersenontwikkeling geven door de normale neurale AA/DHA-verhoudingen te veranderen. Het lijkt verstandig om CF-zuigelingen zowel AA als DHA te geven in niveaus die overeenkomen met die in menselijke moedermelk.

Er is veel variatie in het gehalte aan langketenig meervoudig onverzadigde vetzuren in menselijke moedermelk, afhankelijk van het dieet van de moeder, met DHA-niveaus variërend van slechts 0,2% van de vetzuren bij vrouwen met een vegetarisch dieet tot 2,78% van de vetzuren bij Chinese vrouwen op een marien dieet (9,15). DHA heeft de GRAS-status ("algemeen erkend als veilig") gekregen van de FDA, waardoor de weg vrij is voor toevoeging aan zuigelingenvoeding. Onlangs hebben Mead Johnson en Ross Laboratories zuigelingenvoeding uitgebracht die is verrijkt met meervoudig onverzadigde vetzuren met lange keten, met name AA en DHA. Veel onderzoeken hebben de veiligheid van deze formules aangetoond (13,14,16,17).

Gezien het feit dat moedermelk lage niveaus van DHA bevat en traditionele flesvoeding niet, is het redelijk om te denken dat borstvoeding gunstig kan zijn voor kinderen met CF. Er zijn maar weinig studies die naar deze vraag hebben gekeken. In de jaren 1960 en 1970 waarschuwden verschillende auteurs tegen borstvoeding omdat men dacht dat het hypoproteïnemische, oedemateuze toestanden zou veroorzaken (18,19). In 1990 adviseerde 77% van de CF-centra borstvoeding voor zuigelingen met CF (wat betekent dat 23% dat niet deed). (20) In 1991 waren Holliday et al (21) in staat een verbeterde groei aan te tonen bij CF-zuigelingen die borstvoeding kregen in vergelijking met degenen die dat niet kregen. Deze studie toonde aan dat borstvoeding veilig was voor zuigelingen met CF en mogelijk heilzaam.

Een recent landelijk onderzoek heeft een verband aangetoond tussen borstvoeding en verbeterde resultaten bij mensen met CF (22). Of dit te wijten is aan DHA, andere bestanddelen van moedermelk die niet in commerciële flesvoeding voorkomen, of sociale factoren is niet duidelijk. Gerelateerd aan dit onderzoeksresultaat is de waarneming dat sommige CFTR-knock-outmuizen geen pancreasinsufficiëntie en CF-gastro-intestinale symptomen ontwikkelen totdat ze van de moedermelk worden gespeend (Steven Freedman, persoonlijke communicatie). Moedermelk van muizen bevat, net als moedermelk, DHA. Hoewel 15% van de mensen met CF wordt geboren met duidelijke pancreasinsufficiëntie en darmobstructie (meconiumileus), zijn velen niet symptomatisch op de eerste dag van hun leven. Pancreasinsufficiëntie lijkt een continue, niet discrete, variabele te zijn, waarbij bij veel patiënten verandering in de status van pancreassufficiëntie in de loop van de tijd wordt gezien. In één onderzoek bleek slechts zestig procent van de zuigelingen met CF gediagnosticeerd met behulp van screening op pasgeborenen pancreasinsufficiënt te zijn bij de diagnose, zoals bepaald door 72 uur durende onderzoeken naar fecaal vet (23). Op de leeftijd van 12 maanden werd malabsorptie van vet waargenomen bij 92% van dit cohort. Deze resultaten zijn vergelijkbaar met die van Waters et al (24) die ook een toenemende prevalentie van pancreasdisfunctie in de loop van de tijd zagen. Er wordt gespeculeerd dat vroege interventie met een DHA-bevattende formule de inflammatoire vernietiging van de alvleesklier die bij mensen gedurende het eerste levensjaar wordt gezien, zou kunnen vertragen.

LIPIL, vervaardigd door Mead Johnson heeft 0,32% vet als DHA. Mead Johnson heeft voor dit onderzoek een formule gemaakt met drie keer zoveel DHA. De onderzoeksformule, genaamd LIPIL x 3, heeft 0,96% vetzuren als DHA en behoudt dezelfde AA-concentratie (0,64%) als de commerciële formule. Deze formule voldoet aan de FDA GRAS-aanduiding en vereist geen IND voor gebruik in een klinische proef.

Menselijke baby's gedijen al tientallen jaren met de standaardformules die beschikbaar zijn; het blijft onduidelijk of voldragen baby's baat hebben bij de meervoudig onverzadigde vetzuren met lange keten die door de nieuwere formules worden geleverd. Er zijn aanwijzingen dat voldragen baby's het goed doen met conventionele of met vetzuur aangevulde formules, dus er is geen ethisch dilemma voor een dubbelblinde vergelijking van deze formules.

Screening van pasgeborenen op CF Veel staten zijn begonnen met het uitvoeren van screening van pasgeborenen op cystische fibrose. Massachusetts begon bijvoorbeeld in februari 1999 met screening op CF. Dit programma maakt gebruik van zowel IRT-meting als 39-mutatieanalyse. Dit is zeer goed gebleken voor het vroeg in het leven opsporen van kinderen met CF, de mediane leeftijd bij diagnose is 16 dagen (Anne Commeau, persoonlijke communicatie). Veel andere staten zijn begonnen met het uitvoeren van screening op CF bij pasgeborenen met behulp van een vergelijkbaar algoritme of een IRT/IRT-algoritme waarbij twee bloedmonsters worden geanalyseerd met een tussenpoos van IRT-dagen. Farrell et al (25,26) hebben in vergelijking met kinderen die met conventionele methoden zijn gediagnosticeerd, een verbetering laten zien in de voedingsstatus van CF-patiënten die zijn gedetecteerd door screening op pasgeborenen. Er wordt aangenomen dat verbeterde voeding later in het leven zal leiden tot een verbeterde longfunctie, maar tot op heden is dit niet bewezen. De bevinding dat het mogelijk is dat screening op pasgeborenen zou kunnen leiden tot een eerdere verwerving van Pseudomonas aeruginosa, heeft sommige clinici zelfs ongerust gemaakt over het nut van screening op pasgeborenen voor deze ziekte (27,28). CF kan dus vroeg in het leven worden opgespoord met behulp van screening op pasgeborenen en het is aangetoond dat dit na verloop van tijd leidt tot nutritionele en mogelijk pulmonale voordelen.

Het doel van deze studie is om te zien of een eenvoudige interventie op jonge leeftijd bij kinderen met de diagnose CF via neonatale screening een verschil kan maken in de progressie van hun ziekte. Er wordt verondersteld dat als mensen op DHA reageren op een vergelijkbare manier als CFTR-knock-outmuizen, suppletie van de voeding van deze baby's met DHA vroeg in het leven bescherming zal bieden tegen pancreasziekte en longontsteking.