Runderlactoferrine als een natuurlijk regime van selectieve decontaminatie van het spijsverteringskanaal bij patiënten met langdurige mechanische ventilatie (LFasSDD)

Achtergrond Ziekenhuisinfectie Ziekenhuisinfectie, vooral die veroorzaakt door bacteriën die resistent zijn tegen antibiotica, vormt een grote bedreiging voor de intensive care-geneeskunde. Uit een systemische review bleek dat 10-20% van de patiënten die meer dan 48 uur mechanische beademing (MV) krijgen, ventilator-geassocieerde pneumonie (VAP) zullen ontwikkelen. die VAP ontwikkelen, hebben meer dan $ 10.019 aan extra ziekenhuiskosten [1].

Hetzelfde probleem doet zich voor in Respiratory Care Centres (RCC's) die zijn ontworpen om patiënten met langdurige mechanische ventilatie (PMV), MV gedurende meer dan 21 dagen, in Taiwan te verzorgen. Een rapport uit Taiwan toonde aan dat het nosocomiale infectiepercentage bij RCC ongeveer 40% is en dat de patiënten die een nosocomiale infectie ontwikkelen een lager speenpercentage hebben en een hogere mortaliteit hebben in vergelijking met de patiënten zonder infectie [2]. Naar schatting wordt 50% tot 60% van de ziekenhuisinfecties die elk jaar in de Verenigde Staten voorkomen, veroorzaakt door antibioticaresistente bacteriestammen [3]. Dit hoge aantal resistente stammen verhoogt de morbiditeit, mortaliteit en medische kosten van infectie. Het voorkomen van infectie en het beperken van de opkomst van antibioticaresistente stammen zijn twee belangrijke kwesties in de intensive care-geneeskunde.

Selectieve decontaminatie van het spijsverteringskanaal (SDD) Een van de huidige hypothesen van nosocomiale infectie is dat kolonisatie van de nasopharynx en orofarynx patiënten vatbaar maakt voor de ontwikkeling van nosocomiale pneumonie, en dat de bacteriële overgroei in het darmkanaal de doorlaatbaarheid van de darmwand verhoogt, wat leidt tot bacteriële translocatie en bloedvergiftiging. Selectieve decontaminatie van het spijsverteringskanaal (SDD), die tot doel heeft de kolonisatie van potentiële ziekteverwekkers uit de orofarynx en het maagdarmkanaal uit te roeien, is een van de strategieën om ventilator-geassocieerde pneumonie (VAP) en sepsis bij ernstig zieke patiënten te verminderen. Er bestaat controverse over de effectiviteit van SDD bij het verminderen van sterfte en het voorkomen van antibioticaresistentie [4-6]. De huidige SDD-regimes kunnen selectieve druk creëren en de opkomst van methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), Gram-negatieve bacillen met verlengd-spectrum β-lactamasen (ESBL) en zelfs Candida [7, 8] veroorzaken. Daarom moet SDD-onderzoek gericht zijn op het vinden van een ideaal regime dat effectief is voor de meeste ziekteverwekkers terwijl de anaërobe flora ongemoeid blijft.

Lactoferrine Lactoferrine (LF) is een ijzerbindend glycoproteïne dat wordt aangetroffen in melk en verschillende uitwendige secreties zoals speeksel, tranen, luchtwegsecretie en de korrels van neutrofielen, wat een belangrijke rol impliceert in de aangeboren immuniteit. Dit eiwit heeft een aantal biologische functies, waaronder antimicrobiële, antitumorale, antioxiderende en immunomodulerende effecten. Gedeeltelijke afbraak van LF door pepsine in de maag kan aanleiding geven tot peptiden die lactoferricine worden genoemd met een krachtigere antimicrobiële activiteit. Van LF en lactoferricine is aangetoond dat ze de groei remmen van een aantal pathogene bacteriën, waaronder antibioticaresistente stammen, schimmels en zelfs virussen in zowel in vitro als in vivo studies [9,10]. In muizenexperimenten verminderde orale toediening van runder-LF bacteriële infecties in het maagdarmkanaal [9] terwijl het de groei van bacteriën met een lage ijzerbehoefte zoals Lactobacillus en Bifidobacteria bevorderde, waarvan algemeen wordt aangenomen dat ze gunstig zijn voor de gastheer [11].

Runderlactoferrine (bLF) en humaan lactoferrine (hLF) hebben een hoge (77%) aminozuurhomologie, waarbij bLF een zelfs hogere in vitro antimicrobiële activiteit vertoont dan hLF.5 Runderlactoferrine heeft van de VS de GRAS-status (algemeen erkend als veilig) gekregen Food and Drug Administration [12] en wordt op basis hiervan door veel fabrikanten toegevoegd aan zuigelingenvoeding zonder gerapporteerde nadelige effecten. Ondanks veel veelbelovende in vitro en dierexperimentele gegevens, is klinische informatie over bLF schaars, en zijn er geen studies die de effecten van bLF-suppletie onderzoeken bij patiënten met langdurige mechanische ventilatie.

Onze eerdere studies We hebben eerder aangetoond dat zowel recombinant varkens-LF (pLF) geproduceerd uit gist [13] als een synthetisch 20-residu varkenslactoferricinepeptide [11] in vitro antimicrobiële activiteit vertonen. De bacteriedodende werking was vier keer effectiever dan die van humaan lactoferricine [14].

In ons recente rapport [15] hebben we pathogeenuitdagingen van het spijsverteringskanaal van een transgeen melkgevoed diermodel uitgevoerd om te testen of varkens-LF (pLF) een effectief SDD-regime is. Transgene muizen brachten recombinant LF tot expressie in hun melk bij 120 ± 13,6 mg/L tijdens het lactatiestadium en voedden normale CD-1 muizenpups gedurende 4 weken. De pups werden vervolgens uitgedaagd met pathogene Escherichia coli, Staphylococcus aureus en Candida albicans. De groepen die pLF-transgene melk kregen vertoonden statistisch significante verbeteringen in gewichtstoename, lagere bacterieaantallen in darmvocht, bloed en lever, en gezondere microvilli in het dunne darmweefsel, lagere pro-inflammatoire cytokines in vergelijking met de controlegroepen die normale melk kregen . De resultaten toonden aan dat recombinant pLF, tot expressie gebracht in de melk van transgene muizen en gevoerd aan muizenpups, leidde tot breedspectrum antimicrobiële activiteit in het spijsverteringskanaal en het slijmvlies van de dunne darm beschermde tegen letsel, wat impliceert dat varkens-LF kan worden gebruikt als een effectief selectief ontsmettingsmiddel. van het spijsverteringskanaal.

Doel van deze studie Deze studie is een prospectieve, gerandomiseerde, dubbelblinde, placebogecontroleerde klinische studie waarin wordt onderzocht of orale suppletie met bLF nosocomiale infectie, sepsis en zelfs mortaliteit vermindert bij patiënten met langdurige mechanische beademing.

Methoden Patiënten Tussen 1 juli 2010 en 30 juni 2012 zullen we ongeveer 280 patiënten inschrijven met mechanische beademing gedurende meer dan 21 dagen en geen duidelijke tekenen van infectie bij opname in onze Respiratory Care Centres (RCC's) voor klinisch onderzoek. De studie is ter goedkeuring naar de ethische commissies van het China Medical University Hospital gestuurd. Patiënten of voogden geven schriftelijke geïnformeerde toestemming na onze uitleg. Uitsluitingscriteria waren geïnformeerde toestemming ontbreekt/geweigerd, lopende antibioticabehandeling voor infectie, voorspelde mortaliteit binnen 7 dagen. Alle patiënten worden opgevolgd tot overlijden of ontslag uit ons ziekenhuis.

Doelstellingen Het primaire doel is het evalueren van de effectiviteit van bLF bij de preventie van de eerste episode van nosocomiale infectie en sepsis van bacteriële of schimmeloorsprong na opname in RCC. Secundaire doelstellingen zijn beoordelingen van de incidentie van pneumonie, urineweginfectie en sepsis, mortaliteit voorafgaand aan ontslag (algemeen en sepsis-toerekenbaar), ontwenningspercentage van MV, totaal aantal dagen van MV, verandering van het immuunsysteem, cytokines en leverfunctie, en ongunstige effecten of intolerantie.

Studieopzet Lactoferrine en placebo worden in de fabriek gemaskeerd als medicijn A en B. Randomisatie zal worden gestratificeerd per centrum en patiënten zullen worden gerandomiseerd in A- of B-groepen door middel van een tabel met willekeurige getallen nadat geïnformeerde toestemming is verkregen. Patiënten, onderzoeksverpleegkundigen, onderzoekers of ander medisch personeel in RCC zullen tijdens de onderzoeksperiode niet op de hoogte zijn van de opdracht.

Patiënten krijgen ofwel bLF (10 mg/kg/dag) (Westland Co-operative Dairy Company, Nieuw-Zeeland) of placebo (zetmeel) als controle. De dosering van bLF is gebaseerd op de gemiddelde hLF-inname die pasgeborenen met een zeer laag lichaamsgewicht tijdens de eerste 2 levensweken innemen met verse moedermelk (30-150 mg/d) [16] en bLF 200 mg tweemaal daags blijkt effectief te zijn om Helicobacter pylori te onderdrukken [17]. De toediening van het geneesmiddel begint binnen 24 uur na RCC-opname en duurt 6 weken of tot ontslag. Medicatie en voedingsondersteuning worden voorgeschreven als de medische routine.

Systematische bewaking van ongewenste voorvallen (bijv. braken, voedingsintolerantie, huiduitslag) zal worden uitgevoerd door middel van dagelijks onderzoek. Wekelijkse controle van leverfunctie, compleet bloedbeeld, CD4/CD8, cytokines (TNF-alfa, IFN-gamma, IL-1, IL-2, IL-12, IL-18) zal worden uitgevoerd [18,19].

Definitie van uitkomsten De diagnose van sepsis is gebaseerd op de detectie van klinische tekenen en symptomen door de verantwoordelijke artsen, de aanwezigheid van laboratoriumbevindingen die consistent zijn met sepsis, en isolatie van een oorzakelijk organisme uit bloed of lichaamsvloeistoffen. Patiënten met een episode van sepsis blijven follow-up krijgen tot overlijden of ontslag uit RCC voor secundaire uitkomsten [16]. VAP wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van tekenen van luchtweginfectie (koorts, leukocytose en purulente respiratoire secreties), en een nieuw en aanhoudend infiltraat op röntgenfoto's van de borst bij patiënten die MV ondergaan [20]. Urineweginfecties worden gediagnosticeerd door isolatie van een ziekteverwekker uit urine verzameld door suprapubische punctie of blaaskatheterisatie, met een groei van meer dan 100.000 bacteriën/ml of meer dan 10.000 schimmels/ml. Succesvol ontwennen van MV wordt gedefinieerd als geen behoefte aan MV gedurende meer dan 5 dagen.

Statistische analyse Analyse van de steekproefomvang voorspelde dat er in elke groep in totaal 131 MV-patiënten nodig zouden zijn om een ​​relatief verschil tussen behandelde en niet-behandelde patiënten van ten minste 60% (afname van 20% naar 6%) te detecteren voor sterftecijfer gebaseerd op tweezijdige test met type I-fout van 0,05 of minder en 80% vermogen van 80%. Kwantitatieve variabelen worden uitgedrukt als gemiddelde en standaarddeviatie. Categorische variabelen worden vertegenwoordigd door percentages. Univariate analyses die verbanden tussen individuele risicofactoren en primaire/secundaire uitkomsten onderzochten, werden uitgevoerd met behulp van Fisher's exact-test voor dichotome variabelen en Student's t-test voor continue variabelen. Een multivariaat logistisch regressiemodel wordt uitgevoerd om het effect van relevante risicofactoren en relatieve bijdragen van de verschillende risicofactoren te onderzoeken. Goodness of fit wordt geëvalueerd door middel van de log-waarschijnlijkheid van het gepaste model. Odds ratio's en hun 95% betrouwbaarheidsinterval worden berekend in het logistische regressiemodel om de sterkte van de relatie tussen de categorische risicofactoren en uitkomsten te beschrijven. Alle tests zijn tweezijdig en een p-waarde van 0,05 wordt als statistisch significant beschouwd. Alle analyses worden uitgevoerd met SAS-softwareversie 6.12 (SAS Institute Inc, Cary, NC).

VERWACHTE BEVINDINGEN

Onze bevindingen zullen naar verwachting de volgende vragen als volgt beantwoorden:

1. Kan een oraal supplement van bLF nosocomiale infectie voorkomen bij patiënten met PMV?
2. Kan een oraal supplement van bLF de incidentie van ziekenhuisinfecties verminderen en het gebruik van antibiotica verminderen bij patiënten met PMV?
3. Kan een oraal supplement van bLF de mortaliteit van de patiënten met PMV verminderen?
4. Kan een oraal supplement van bLF het ontwenningspercentage van MV verhogen bij patiënten met PMV?
5. Wat zijn de veranderingen van het immuunsysteem na orale suppletie van bLF bij patiënten met PMV?

VERWACHTE BIJDRAGE VAN HET LOPENDE PROJECT Het voorkomen van infectie en het beperken van de opkomst van antibioticaresistente stammen zijn twee belangrijke kwesties in de intensive care-geneeskunde. Het vinden van een natuurlijk antimicrobieel peptide als adjuvante therapie voor antimicrobiële middelen bij de behandeling van antibioticaresistente stammen, of als een regime om de immuniteit te verhogen en infectie te voorkomen, is een van de richtingen van onderzoek. LF is een van de veelbelovende middelen in veel vitro- en dierstudies. De studie probeert te onderzoeken of LF een ideaal natuurlijk SDD-regime is voor de preventie van nosocomiale pneumonie of sepsis bij patiënten met PMV. Als het resultaat positief is, kan LF klinisch worden gebruikt om de overlevingskans van ernstig zieke patiënten te verhogen, de ontwenningsgraad van MV te verhogen, het voorschrijven van antibiotica te verminderen en ten slotte de medische kosten.

REFERENTIES (Lijst zonder PMID Nr)

12. CFSAN/Office of Food Additive Safety. Antwoordbrief Agentschap: GRAS-kennisgeving nr. GRN 000077. Website van de Amerikaanse Food and Drug Administration. http://www.fda.gov/Food/FoodIngredientsPackaging/GenerallyRecognizedasSafeGRAS/GRASListings/ucm154188.htm. 14 augustus 2001. Betreden 21 mei 2009.