Bovint laktoferrin som et naturlig regime for selektiv dekontaminering av fordøyelseskanalen hos pasienter med langvarig mekanisk ventilasjon (LFasSDD)

Bakgrunn Nosokomial infeksjon Nosokomial infeksjon, spesielt de som er forårsaket av bakterier som er resistente mot antibiotika, er en stor trussel mot intensivmedisin. En systemisk gjennomgang avslørte at 10-20 % av pasientene som får mekanisk ventilasjon (MV) mer enn 48 timer vil utvikle respiratorassosiert lungebetennelse (VAP), pasienter som utvikler VAP har dobbelt så stor sannsynlighet for å dø sammenlignet med lignende pasienter uten VAP, og pasienter som utvikler VAP har i tillegg sykehuskostnader mer enn $ 10 019 [1].

Det samme problemet oppstår i Respiratory Care Centers (RCCs) som er designet for å ta vare på pasienter med forlenget mekanisk ventilasjon (PMV), MV i mer enn 21 dager, i Taiwan. En rapport fra Taiwan viste at sykehusinfeksjonsraten i RCC er omtrent 40 % og pasientene utvikler sykehusinfeksjon har lavere avvenningsrate og høyere dødelighet sammenlignet med pasienter uten infeksjon [2]. Det har blitt anslått at 50 % til 60 % av den nosokomiale infeksjonen som oppstår hvert år i USA er forårsaket av antibiotikaresistente bakteriestammer [3]. Denne høye frekvensen av resistente stammer øker sykelighet, dødelighet og medisinske kostnader ved infeksjon. Å forhindre infeksjon og begrense fremveksten av antibiotikaresistente stammer er to viktige spørsmål i kritisk pleiemedisin.

Selektiv dekontaminering av fordøyelseskanalen (SDD) En av de nåværende hypotesene om nosokomial infeksjon er at kolonisering av nasopharynx og orofarynx disponerer pasienter for utvikling av nosokomial lungebetennelse, og bakteriell overvekst i tarmkanalen øker tarmveggens permeabilitet, noe som fører til bakteriell translokasjon. og sepsis. Selektiv dekontaminering av fordøyelseskanalen (SDD), som tar sikte på å utrydde kolonisering av potensielle patogener fra orofarynx og mage-tarmkanalen, er en av strategiene for å redusere respiratorassosiert lungebetennelse (VAP) og sepsis hos kritisk syke pasienter. Kontrovers eksisterer om effektiviteten av SDD for å redusere dødelighet og forhindre antibiotikaresistens [4-6]. De nåværende SDD-regimene kan skape selektivt trykk og indusere fremveksten av meticillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), gramnegative basiller som huser utvidede spektrum β-laktamaser (ESBL), og til og med Candida [7, 8]. Derfor må SDD-forskning ta sikte på å finne en ideell kur som er effektiv på de fleste patogener, samtidig som den anaerobe floraen forblir uforstyrret.

Laktoferrin Laktoferrin (LF) er et jernbindende glykoprotein som finnes i melk og ulike eksterne sekreter som spytt, tårer, luftveissekresjon og granuler av nøytrofiler, noe som innebærer en viktig rolle i medfødt immunitet. Dette proteinet har en rekke biologiske funksjoner, inkludert antimikrobielle, antitumor-, antioksidant- og immunmodulerende effekter. Delvis nedbrytning av LF av pepsin i magen, kan gi opphav til peptider kalt laktoferricin med mer potent antimikrobiell aktivitet. LF og laktoferricin har vist seg å hemme veksten av en rekke patogene bakterier inkludert antibiotikaresistente stammer, sopp og til og med virus i både in vitro og in vivo studier [9,10]. I museksperimenter reduserte oral administrering av bovint LF bakterielle infeksjoner i mage-tarmkanalen [9] samtidig som det fremmet veksten av bakterier med lavt jernbehov som Lactobacillus og Bifidobacteria, som generelt antas å være gunstig for verten [11].

Bovint laktoferrin (bLF) og humant laktoferrin (hLF) har høy (77 %) aminosyrehomologi, med bLF som viser enda høyere in vitro antimikrobiell aktivitet enn hLF.5 Bovint laktoferrin har fått GRAS-status (generelt anerkjent som sikker) av USA Food and Drug Administration [12] og på dette grunnlaget legges til morsmelkerstatning av mange produsenter uten rapporterte bivirkninger. Til tross for mange lovende in vitro- og dyreeksperimentelle data, er klinisk informasjon om bLF knappe, uten studier som undersøker effekten av bLF-tilskudd hos pasienter med langvarig mekanisk ventilasjon.

Våre tidligere studier Vi har tidligere vist at både rekombinant svine-LF (pLF) produsert fra gjær [13] og et syntetisk 20-rester svine-laktoferricinpeptid [11] viser antimikrobiell aktivitet in vitro. Dens bakteriedrepende aktivitet var fire ganger mer effektiv enn den til humant laktoferricin [14].

I vår nylige rapport [15] utførte vi patogenutfordringer i fordøyelseskanalen til en transgen melkefôret dyremodell for å teste om svine-LF (pLF) er et effektivt SDD-regime. Transgene mus uttrykte rekombinant LF i melken ved 120 ± 13,6 mg/L under laktasjonsstadiet og matet normale CD-1-musunger i 4 uker. Valpene ble deretter utfordret med patogene Escherichia coli, Staphylococcus aureus og Candida albicans. Gruppene som ble matet med pLF transgen melk viste statistisk signifikante forbedringer i vektøkning, lavere bakterietall i tarmvæske, blod og lever, og sunnere mikrovilli i tynntarmvevet, lavere proinflammatoriske cytokiner sammenlignet med kontrollgruppene som ble matet med normal melk . Resultatene viste at rekombinant pLF uttrykt i melken til transgene mus og matet til museunger førte til bredspektret antimikrobiell aktivitet i fordøyelseskanalen og beskyttet slimhinnen i tynntarmen mot skade, noe som antyder at svine-LF kan brukes som en effektiv selektiv dekontaminant av fordøyelseskanalen.

Målet med denne studien Denne studien er en prospektiv, randomisert, dobbeltblind, placebokontrollert klinisk studie som undersøker om oral tilskudd med bLF reduserer nosokomial infeksjon, sepsis og til og med dødelighet hos pasienter med forlenget mekanisk ventilasjon.

Metoder Pasienter Mellom 1. juli 2010 og 30. juni 2012 vil vi registrere omtrent 280 pasienter med mekanisk ventilasjon i mer enn 21 dager og ingen tydelige tegn på infeksjon ved innleggelse til våre Respiratory Care Centers (RCCs) for kliniske studier. Studien er sendt til etikkkomiteene ved China Medical University Hospital for godkjenning. Pasienter eller foresatte gir skriftlig informert samtykke etter vår forklaring. Eksklusjonskriterier var informert samtykke mangler/avslått, pågående antibiotikabehandling for infeksjon, predikert dødelighet etter 7 dager. Alle pasienter vil bli fulgt opp frem til død eller utskrivning fra vårt sykehus.

Mål Hovedmålet er å evaluere effektiviteten av bLF i forebygging av den første episoden av sykehusinfeksjon og sepsis av bakteriell eller soppopprinnelse etter innleggelse til RCC. Sekundære mål er vurderinger av forekomsten av lungebetennelse, urinveisinfeksjon og sepsis, dødelighet før utskrivning (totalt og sepsis-tilskrivelig), avvenningsrate fra MV, totalt antall dager med MV, endring av immunsystem, cytokiner og leverfunksjon og uønsket effekter eller intoleranse.

Studiedesign Laktoferrin og placebo vil bli maskert som medikament A og B i fabrikken. Randomisering vil bli stratifisert etter senter og pasienter vil bli randomisert inn i A- eller B-grupper etter en tilfeldig talltabellsekvens etter at informert samtykke er innhentet. Ingen pasienter, forskningssykepleiere, etterforskere eller andre medisinske ansatte i RCC vil være klar over oppdraget i løpet av studieperioden.

Pasienter vil motta enten bLF (10 mg/kg/dag) (Westland Co-operative Dairy Company, New Zealand) eller placebo (stivelse) som kontroll. Doseringen av bLF er basert på gjennomsnittlig hLF-inntak som nyfødte med svært lav kroppsvekt får i seg med mors ferske melk i løpet av de første 2 ukene av livet (30-150 mg/d) [16] og bLF 200 mg to ganger daglig er funnet å være effektive å undertrykke Helicobacter pylori [17]. Legemiddeladministrering vil begynne innen 24 timer etter RCC-innleggelse og vil vare i 6 uker eller til utskrivning. Medisiner og ernæringsstøtte vil bli foreskrevet som medisinsk rutine.

Systematisk overvåking av uønskede hendelser (f.eks. oppkast, matintoleranse, hudutslett) vil bli utført gjennom daglig undersøkelse. Ukentlig overvåking av leverfunksjon, fullstendig blodtelling, CD4/CD8, cytokiner (TNF-alfa, IFN-gamma, IL-1, IL-2, IL-12, IL-18) vil bli utført [18,19].

Definisjon av utfall Diagnosen sepsis er basert på påvisning av kliniske tegn og symptomer av ansvarlige leger, tilstedeværelse av laboratoriefunn i samsvar med sepsis, og isolering av en forårsakende organisme fra blod eller kroppsvæsker. Pasienter med en episode av sepsis fortsetter å få oppfølging til død eller utskrivning fra RCC for sekundære utfall [16]. VAP er karakterisert ved tilstedeværelse av tegn på luftveisinfeksjon (feber, leukocytose og purulente luftveissekreter), og et nytt og vedvarende infiltrat på røntgen thorax hos pasienter som gjennomgår MV [20]. Urinveisinfeksjoner diagnostiseres ved isolering av et patogen fra urin samlet ved suprapubisk punktering eller blærekateterisering, med vekst på mer enn 100 000 bakterier/ml eller mer enn 10 000 sopp/ml. Suksess med avvenning fra MV er definert som ikke behov for MV i mer enn 5 dager.

Statistisk analyse Prøvestørrelsesanalyse spådde at totalt 131 MV-pasienter i hver gruppe ville være nødvendig for å oppdage en relativ forskjell mellom behandlede og ikke-behandlede pasienter på minst 60 % (nedgang fra 20 % til 6 %) for dødelighet basert på tosidig test med type I feil på 0,05 eller mindre og 80 % kraft på 80 %. Kvantitative variabler vil uttrykkes som gjennomsnitt og standardavvik. Kategoriske variabler vil bli representert med prosenter. Univariate analyser som utforsker assosiasjoner mellom individuelle risikofaktorer og primære/sekundære utfall ble utført ved å bruke Fishers eksakte test for dikotome variabler og Students t-test for kontinuerlige variabler. En multivariat logistisk regresjonsmodell utføres for å undersøke effekten av relevante risikofaktorer og relative bidrag fra de ulike risikofaktorene. Good of fit evalueres gjennom log-sannsynligheten for den monterte modellen. Oddsforhold og deres 95 % konfidensintervall beregnes i den logistiske regresjonsmodellen for å beskrive styrken til forholdet mellom de kategoriske risikofaktorene og utfallene. Alle tester er tosidige, og en p-verdi på 0,05 anses å være statistisk signifikant. All analyse utføres ved hjelp av SAS programvareversjon 6.12 (SAS Institute Inc, Cary, NC).

FORVENTEDE FUNN

Våre funn kan forventes å svare på følgende spørsmål som følger:

1. Kan oralt tilskudd av bLF forhindre nosokomial infeksjon hos pasienter med PMV?
2. Kan oralt tilskudd av bLF redusere forekomsten av sykehusinfeksjon og redusere bruken av antibiotika hos pasienter med PMV?
3. Kan oralt tilskudd av bLF redusere dødeligheten til pasientene med PMV?
4. Kan oralt tilskudd av bLF øke avvenningsraten fra MV hos pasienter med PMV?
5. Hva er endringene i immunsystemet etter oralt tilskudd av bLF hos pasienter med PMV?

FORVENTET BIDRAG FRA AKTUELLE PROSJEKT Å forhindre infeksjon og begrense fremveksten av antibiotikaresistente stammer er to viktige spørsmål innen intensivmedisin. Å finne et naturlig antimikrobielt peptid som en adjuvant terapi for antimikrobielle midler i behandling av de antibiotikaresistente stammene, eller som et kur for å øke immuniteten og for å forhindre infeksjon er en av forskningsretningene. LF er et av de lovende midlene i mange vitro- og dyrestudier. Studien prøver å undersøke om LF er et ideelt naturlig SDD-regime for forebygging av nosokomial pneumoni eller sepsis hos pasienter med PMV. Hvis resultatet er positivt, kan LF brukes klinisk for å øke overlevelsen til de kritisk syke pasientene, øke avvenningsraten fra MV, redusere forskrivning av antibiotika og til slutt medisinske kostnader.

REFERANSER (Liste uten PMID-nr)

12. CFSAN/Office of Food Additive Safety. Byråets svarbrev: GRAS-varsel nr. GRN 000077. Nettstedet for US Food and Drug Administration. http:// www.fda.gov/Food/FoodIngredientsPackaging/GenerallyRecognizedasSafeGRAS/GRASListings/ucm154188.htm. 14. august 2001. Åpnet 21. mai 2009.