Studie av klorokin og postmalariaanemi (CQ-PMA)

Patogenese av malariaanemi

Selv om patogenesen til malariaanemi ikke er fullstendig forstått (1), inkluderer mekanismer som har blitt foreslått immun og ikke-immunmediert hemolyse av parasitterte og ikke-parasitterte røde blodlegemer, benmargsdysfunksjon og jerndelokalisering (2-4). Plasmodium falciparum-infeksjon er assosiert med endringer i cellemembranene til infiserte og uinfiserte erytrocytter som forårsaker endringer i membranpermeabilitet og mottakelighet for tidlig hemolyse. Det er også assosiert med benmargsdysfunksjon sannsynligvis på grunn av malaria-induserte abnormiteter hos erytroide stamceller, CFU-e og BFU-e (5,6). Jason et a (l7) har vist at malaria utøver en pro-inflammatorisk immunrespons hos barn og er assosiert med frigjøring av cytokiner som virker på ulike nivåer av den erytropoietiske veien for å forårsake anemi. Disse cytokinene inkluderer human tumornekrosefaktor (TNF)(8), interleukin (IL)-12, IL-10, IL-6 og IL-4 (7,9), og interferon-y (IFN-y) (9) . I tillegg til de absolutte konsentrasjonene av cytokinene, kan balansen mellom motsatte anti- og pro-inflammatoriske responser bestemme de kliniske egenskapene til malaria, inkludert nivået av anemi (7) f.eks. høyt TNF/IL-10-forhold kan bidra til reversibel benmargssuppresjon sett hos malariapasienter (10,11). Flere etterforskere har rapportert vedvarende nedgang i hemoglobin etter vellykket behandling av malaria1 (2). Selv om den nøyaktige mekanismen for denne vedvarende anemien er uklar, er den sannsynligvis multifaktoriell. Studier utført blant gambiske barn1 (3), franske voksne (14) og thailandske voksne (15) viser at cytokinnivået forblir forhøyet i én til fire uker etter en vellykket behandling for malaria; og Camacho et al (12) rapporterte at mer enn 80 % av thailandske voksne med malaria hadde vedvarende anemi på dag 7, 14 og 21 etter vellykket behandling, mens 55 % fortsatt var anemiske på dag 28. På dag 28 hadde 46 % av disse forsøkspersonene hypoproliferativ erytropoese mens 7 % hadde ineffektiv erytropoese (12). Selv om studien ikke undersøkte mekanismene bak disse funnene, er det sannsynlig at vedvarende økning av inflammatoriske cytokiner rapportert av tidligere arbeidere (13-15) kan være medvirkende. Greenberg og medarbeidere (16) har antydet at uvanlig sterk og langvarig Th-1-respons i forbindelse med en utilstrekkelig utviklet Th-2-respons kan bidra til vedvarende anemi etter eliminering av parasitemi. Andre arbeidere har rapportert at vedvarende mikroskopisk upåviselig parasitemi etter vellykket behandling med et antimalariamiddel var assosiert med langvarig benmargssuppresjon (17).

Makrofager og malariaanemi Makrofager er ansvarlige for fjerning av aldrende røde blodlegemer fra kroppen. De behandler disse erytrocyttene for å frigjøre hemjernet som deretter transporteres til det perifere vevet inkludert benmargen. Det mononukleære fagocyttsystemet spiller to hovedroller i jernmetabolismen (18) - jernresirkulering fra eldre erytrocytter og fungerer som et stort lagringsdepot for overflødig jern. Denne makrofagale resirkuleringen står for det meste av de 20-24 mg jern som kreves daglig for hemoglobinproduksjon. Cytokinene som frigjøres som en del av kroppens respons på infeksjon med Plasmodium får makrofagene til å frigjøre oksygen- og nitrogenradikaler som fører til oksidativ skade på parasitterte og ikke-parasitterte røde blodlegemer, noe som øker deres fjerning fra sirkulasjonen og bidrar til anemi (19). I tillegg hindrer malaria-indusert betennelse frigjøring av jern fra makrofag-monocyttsystemet, noe som hindrer tilførselen av jern til det erytropoietiske vevet. Dette forårsaker betydelig delokalisering av jern i makrofag/monocyttsystemet som gjør jern utilgjengelig for margcellene for erytropoese (18). Den kliniske praksisen med administrering av jern for malariaanemi er et resultat av observasjonen at serumjern ofte er lavt hos slike pasienter, som vist i flere dyre- og menneskestudier (20,21). At hypoferremien observert ved malaria i stor grad kan skyldes jernbinding i makrofagene, støttes av rapporter om reduserte perifere jernnivåer til tross for normalt eller økt benmargsjern (22,23).

Jerntilskudd versus makrofag jernmobilisering Den nylige kontroversen angående rutinemessig jerntilskudd av barn i malaria-endemiske områder med høy forekomst av anemi har ytterligere fremhevet behovet for alternative terapeutiske regimer hos barn med malariaassosiert anemi. Opprinnelsen til "jerntilskuddskontroversen" oppsto fra flere rapporter om økt sykelighet og dødelighet fra malaria og andre infeksjoner hos barn fra malaria-endemiske regioner supplert med jern. Nyere bevis (gjennomgått av Prentice et al., Position paper for WHO Expert Consultation, Lyon, juni 2006) tyder på at risikoen for uønskede utfall er mindre hos barn med anemiske lidelser. En voksende mengde bevis peker imidlertid på den dårlige begrunnelsen for å gi jerntilskudd til barn med mild malariaanemi. For det første, under akutt malaria, er det redusert jernabsorpsjon (Doherty et al. sendt inn, AJCN, 2006) og i det minste initialt vil erytropoietisk jerntilførsel sannsynligvis komme fra retikuloendoteliale makrofager i stedet for jerntilskudd. For det andre har hypoferreamien assosiert med malaria vist seg å skyldes jerndelokalisering snarere enn absolutt jernmangel, gjennomgått i 18. Til slutt har en rekke studier funnet liten eller ingen fordel ved å gi jerntilskudd til barn med malariaanemi sammenlignet med andre alternative regimer (24-27). Selv om håndtering av moderat til alvorlig malariaanemi (Hb <80g/L) ikke er i tvil, er håndtering av mild anemi fortsatt en gåte fordi jerntilskudd hos disse barna, bortsett fra å gi tvilsom fordel, faktisk kan være skadelig. Resultater fra en stor klinisk studie av rutinemessig jerntilskudd av barn i et område med både jernmangel og malariaoverføring i Tanzania viste at blant 24 076 barn rekruttert de som fikk jern og folsyre, med eller uten sink, hadde betydelig større sannsynlighet for å dø eller opplever bivirkninger enn barn som ikke fikk jern og folsyre (28).

For tiden er det ingen klare retningslinjer for behandling av barn med mild malariaanemi. Mild anemi i malaria-endemiske områder skyldes sannsynligvis enten eller både malaria og jernmangel, men det er vanskelig å skille jerndelokaliseringen av malaria fra jernmangel. Det er viktig å optimalisere et barns jernnæring for å fremme optimal kognitiv utvikling (29); Imidlertid er jerntilskudd av denne gruppen potensielt farlig, derfor det presserende behovet for alternative håndteringsstrategier for et svært vanlig klinisk scenario i Afrika. Slike intervensjoner bør ta hensyn til den komplekse patogenesen av malariaanemi, inkludert mekanismene for jernfluks og makrofagal jerndelokalisering under Plasmodium falciparum-infeksjon. Det er sannsynlig at reduksjon av malariaindusert makrofagaljernbinding og betennelse vil øke erytropoietisk utvinning etter malaria. Vi antar at den antiinflammatoriske, anti-makrofageale jernbelastningen og anti-malariaeffektene av klorokin kan gjøre det til et nyttig medikament i behandlingen av mild postmalariaanemi ved å redusere makrofagal jernbinding og avbryte den malariainduserte inflammatoriske prosessen.

Klorokin som et makrofagalt jernmobiliseringsmiddel Selv om resistens har redusert effektiviteten i forebygging og behandling av malaria, gjør de ikke-antimalaria farmakologiske egenskapene til klorokin det til et potensielt nyttig terapeutisk middel for andre tilstander. Klorokin har febernedsettende og antiinflammatoriske egenskaper (30-32). Klorokin utøver en steroidsparende effekt (33), og hemmer replikasjonen av en rekke virus som HSV-1-virus (34), HIV-1 og flere AIDS-relaterte opportunistiske mikroorganismer (35,36). Ved å hemme fosfolipase A2 og tumornekrosefaktor, virker klorokin som en immunmodulator (37,38); og fungerer også som et lysosomstabiliserende middel. Klinisk brukes klorokin som et andre linje antiinflammatorisk legemiddel ved kroniske tilstander som revmatoid artritt (39).

Klorokin- og jernmetabolisme Selv om klorokins rolle i jernmetabolismen fortsatt er dårlig forstått, er det sannsynlig at mange av effektene av klorokin skyldes interferens med intracellulært fritt jern. Klorokin, en svak base, akkumuleres i sure intracellulære rom og øker den intracellulære pH. Legssyer og medarbeidere har vist at klorokin signifikant reduserer inkorporering av jern i leveren (20 % reduksjon), milt (20 %) og alveolære (400 %) makrofager hos rotter lastet in vivo med jerndekstran40.

Klorokin og postmalariaanemi Klorokin (CQ) kan sannsynligvis ha tre effekter på forskjellige tidspunkter under den erytropoietiske responsen på malaria. For det første kan det blokkere akutt inkorporering av jern i retikuloendoteliale makrofager under klinisk malaria assosiert med hemolyse og jerndelokalisering. For det andre kan det ha en anti-inflammatorisk effekt. Økte serumnivåer av TNF-α, IFN-γ og nitrogenoksid reduserer erytropoesen via benmargsdepresjon, dyserytropoiesis og erytrofagocytose. Fortsatt betennelse etter en malariahendelse kan bidra til den langsomme oppløsningen av anemi (13-15), og klorokins antiinflammatoriske effekt kan være en nyttig tilleggsterapi å fortsette å bruke etter dens første antimalariaeffekt. Til slutt vil klorokin ha en vedvarende direkte anti-malaria effekt for både å fjerne mikroskopisk upåviselig vedvarende infeksjon og forhindre ytterligere episoder inntil hematologisk utvinning er optimalisert.

De anti-anemi effektene av klorokin er rapportert av en rekke kliniske studier. Salihu og kolleger41 rapporterte en signifikant antianemieffekt av klorokin gitt ukentlig til gravide kvinner i Kamerun sammenlignet med kvinner som ikke ble gitt noen profylakse, selv etter å ha kontrollert for mulige konfoundere. Andre studier blant gravide kvinner i Kamerun (42), Burkina Faso (42), Uganda (43) og Thailand (44) viste alle signifikant fordel av ukentlig klorokin på mors hemoglobinnivå sammenlignet med kontroller. Selv om disse studiene ble utført på gravide kvinner, er det sannsynlig at lignende fordeler vil oppstå hos barn.

Studiemål og hypotese som skal testes Når vi utforsker effekten av klorokin på postmalariaanemi, antar vi at postmalaria CQ forbedrer erytropoietisk utvinning etter standard malariabehandling. Vi antar videre at post-malaria CQ forbedrer erytropoietisk utvinning etter co-artemether-behandling, ved en annen mekanisme enn dens anti-malariaeffekt for å kontrollere gjenværende parasitemi. For å teste disse hypotesene planlegger vi å randomisere barn (i alderen 12 måneder til 6 år) med akutt malaria til å motta enten standard anti-malariabehandling (klorokin pluss sulfadoksin/pyrimetamin) eller artemisinin kombinasjonsbehandling. Tre dager etter oppstart av antimalariabehandling vil barna i hver av de to armene, hvis parasitter er fjernet, randomiseres til enten ukentlig klorokin eller ukentlig placebo. Ved å sammenligne kurven for hemoglobin-endring mellom dag 3 og dag 30 i placebo-armene til de to gruppene, vil vi teste effekten av klorokin vs. ACT-behandling på makrofag jernbelastning og frigjøring ved akutt klinisk malaria. Ved å sammenligne hemoglobin-endringen mellom dag 3 og dag 90 mellom de ukentlige klorokinarmene og de ukentlige placeboarmene vil vi teste de langsiktige antiinflammatoriske og antimalariaeffektene av ukentlig klorokinprofylakse. I tillegg til det primære endepunktet (hemoglobinforandring), planlegger vi å vurdere potensielle virkningsmekanismer ved å bestemme parasittclearance ved PCR-deteksjon, perifer cytokinproduksjon (og markører for betennelse) og indikatorer for monocyttjernbelastning og jernfluks.

**Ytterligere informasjon: I løpet av studien endret den gambiske regjeringen politikken mot malaria, slik at artemisinin ble førstelinje-antimalariamiddel og avsluttet bruken av klorokin. Vi ble derfor tvunget til å endre protokollen for å fjerne den første klorokinbehandlingen.