Badanie dotyczące chlorochiny i niedokrwistości po malarii (CQ-PMA)

Patogeneza niedokrwistości malarii

Chociaż patogeneza niedokrwistości malarii nie jest w pełni poznana (1), proponowane mechanizmy obejmują immunologiczną i nieimmunologiczną hemolizę zarażonych i niepasożytowanych krwinek czerwonych, dysfunkcję szpiku kostnego i delokalizację żelaza (2-4). Zakażenie Plasmodium falciparum jest związane ze zmianami w błonach komórkowych zakażonych i niezakażonych erytrocytów, powodującymi zmiany w przepuszczalności błon i podatności na wczesną hemolizę. Jest to również związane z dysfunkcją szpiku kostnego, prawdopodobnie z powodu wywołanych malarią nieprawidłowości w progenitorach erytroidalnych, CFU-e i BFU-e (5,6). Jason i wsp. (17) wykazali, że malaria wywiera prozapalną odpowiedź immunologiczną u dzieci i jest związana z uwalnianiem cytokin, które działają na różnych poziomach szlaku erytropoetycznego, powodując anemię. Cytokiny te obejmują ludzki czynnik martwicy nowotworów (TNF)(8), interleukinę (IL)-12, IL-10, IL-6 i IL-4 (7,9) oraz interferon-γ (IFN-γ) (9) . Oprócz bezwzględnych stężeń cytokin równowaga między przeciwstawnymi reakcjami przeciwzapalnymi i prozapalnymi może determinować kliniczną charakterystykę malarii, w tym poziom anemii (7), m.in. wysoki stosunek TNF/IL-10 może przyczyniać się do odwracalnej supresji szpiku kostnego obserwowanej u pacjentów z malarią (10,11). Kilku badaczy zgłosiło utrzymywanie się spadku stężenia hemoglobiny po skutecznym leczeniu malarii1 (2). Chociaż dokładny mechanizm tej uporczywej anemii jest niejasny, prawdopodobnie jest wieloczynnikowy. Badania przeprowadzone wśród dzieci z Gambii1 (3), dorosłych Francuzów (14) i dorosłych z Tajlandii (15) pokazują, że poziom cytokin pozostaje podwyższony przez jeden do czterech tygodni po skutecznym leczeniu malarii; a Camacho i wsp. (12) stwierdzili, że ponad 80% dorosłych Tajów z malarią miało utrzymującą się anemię w dniach 7, 14 i 21 po skutecznym leczeniu, podczas gdy 55% nadal miało anemię w dniu 28. W dniu 28 u 46% tych pacjentów wystąpiła erytropoeza hipoproliferacyjna, a u 7% erytropoeza nieskuteczna (12). Chociaż w badaniu nie zbadano mechanizmów stojących za tymi odkryciami, prawdopodobne jest, że utrzymujący się wzrost poziomu cytokin zapalnych zgłaszany przez wcześniejszych pracowników (13-15) może się przyczynić. Greenberg i wsp. (16) zasugerowali, że niezwykle silna i przedłużona odpowiedź Th-1 w połączeniu z niedostatecznie rozwiniętą odpowiedzią Th-2 może przyczynić się do przetrwałej anemii po ustąpieniu parazytemii. Inni pracownicy donieśli, że utrzymująca się, niewykrywalna mikroskopowo parazytemia po skutecznym leczeniu środkiem przeciwmalarycznym była związana z przedłużającą się supresją szpiku kostnego (17).

Makrofagi i anemia malarii Makrofagi są odpowiedzialne za usuwanie starzejących się krwinek czerwonych z organizmu. Przetwarzają te erytrocyty w celu uwolnienia żelaza hemowego, które jest następnie transportowane do tkanek obwodowych, w tym do szpiku kostnego. System jednojądrzastych fagocytów odgrywa dwie główne role w metabolizmie żelaza (18) - recykling żelaza ze starzejących się erytrocytów i służąc jako duży magazyn nadmiaru żelaza. Ten recykling makrofagów odpowiada za większość z 20-24 mg żelaza potrzebnego dziennie do produkcji hemoglobiny. Cytokiny uwalniane w ramach odpowiedzi organizmu na infekcję Plasmodium powodują, że makrofagi uwalniają rodniki tlenowe i azotowe, co prowadzi do uszkodzeń oksydacyjnych zarażonych i niepasożytowanych krwinek czerwonych, zwiększając ich usuwanie z krążenia i przyczyniając się do anemii (19). Ponadto stan zapalny wywołany malarią utrudnia uwalnianie żelaza z układu makrofag-monocyt, utrudniając zaopatrzenie w żelazo tkanek erytropoetycznych. Powoduje to znaczną delokalizację żelaza w układzie makrofagów/monocytów, co sprawia, że ​​żelazo jest niedostępne dla komórek szpiku dla erytropoezy (18). Praktyka kliniczna podawania żelaza w przypadku niedokrwistości malarii wynika z obserwacji, że u takich pacjentów często występuje niski poziom żelaza w surowicy, co wykazano w kilku badaniach na zwierzętach i ludziach (20,21). To, że hipoferremia obserwowana w malarii może być w dużej mierze spowodowana sekwestracją żelaza w makrofagach, jest poparte doniesieniami o obniżonych poziomach żelaza w obwodowych naczyniach pomimo prawidłowego lub podwyższonego poziomu żelaza w szpiku kostnym (22,23).

Suplementacja żelaza a mobilizacja żelaza przez makrofagi Niedawne kontrowersje dotyczące rutynowej suplementacji żelaza u dzieci na obszarach endemicznych malarii, gdzie częstość występowania niedokrwistości jest większa, uwypukliły potrzebę alternatywnych schematów terapeutycznych u dzieci z niedokrwistością związaną z malarią. Geneza „kontrowersji związanych z suplementacją żelaza” zrodziła się z kilku doniesień o zwiększonej zachorowalności i śmiertelności z powodu malarii i innych infekcji u dzieci z regionów endemicznych malarii, którym podawano żelazo. Niedawne dowody (przegląd Prentice i wsp., Position paper for WHO Expert Consultation, Lyon, czerwiec 2006) sugerują, że ryzyko wystąpienia działań niepożądanych jest mniejsze u dzieci z większą anemią. Jednak coraz więcej dowodów wskazuje na słabe uzasadnienie podawania suplementów żelaza dzieciom z łagodną anemią malarii. Po pierwsze, podczas ostrej malarii wchłanianie żelaza jest zmniejszone (Doherty i wsp. przedłożyli, AJCN, 2006) i przynajmniej początkowo erytropoetyczne zaopatrzenie w żelazo prawdopodobnie pochodzi z makrofagów siateczkowo-śródbłonkowych, a nie z suplementów żelaza. Po drugie, wykazano, że hipoferreamia związana z malarią jest spowodowana delokalizacją żelaza, a nie całkowitym brakiem żelaza, co omówiono w 18. Wreszcie, wiele badań wykazało niewielkie lub żadne korzyści z podawania suplementów żelaza dzieciom z niedokrwistością malaryczną w porównaniu z innymi alternatywnymi schematami leczenia (24-27). Podczas gdy leczenie umiarkowanej do ciężkiej niedokrwistości malarii (Hb <80 g/l) nie jest przedmiotem sporu, leczenie łagodnej niedokrwistości pozostaje zagadką, ponieważ suplementacja żelaza u tych dzieci, oprócz zapewnienia wątpliwych korzyści, może w rzeczywistości być szkodliwa. Wyniki szeroko zakrojonego badania klinicznego dotyczącego rutynowej suplementacji żelaza u dzieci w Tanzanii na obszarze zarówno niedoboru żelaza, jak i przenoszenia malarii wykazały, że wśród 24 076 zrekrutowanych dzieci te, które otrzymywały żelazo i kwas foliowy, z cynkiem lub bez, były znacznie bardziej narażone na śmierć lub doświadczają zdarzeń niepożądanych niż dzieci, które nie otrzymywały żelaza i kwasu foliowego (28).

Obecnie nie ma jednoznacznych wytycznych dotyczących postępowania z dziećmi z łagodną niedokrwistością malaryczną. Łagodna niedokrwistość na obszarach endemicznych malarii jest prawdopodobnie spowodowana jedną lub obiema malarią i niedoborem żelaza, ale odróżnienie delokalizacji żelaza w malarii od niedoboru żelaza jest trudne. Ważne jest, aby zoptymalizować odżywianie dziecka żelazem, aby promować optymalny rozwój poznawczy (29); jednakże suplementacja żelaza z tej grupy jest potencjalnie niebezpieczna, stąd pilna potrzeba alternatywnych strategii zarządzania dla bardzo powszechnego scenariusza klinicznego w Afryce. Takie interwencje powinny uwzględniać złożoną patogenezę niedokrwistości malarii, w tym mechanizmy przepływu żelaza i delokalizacji żelaza w makrofagach podczas zakażenia Plasmodium falciparum. Jest prawdopodobne, że zmniejszenie indukowanej malarią sekwestracji żelaza przez makrofagi i stanu zapalnego poprawi regenerację erytropoetyczną po malarii. Stawiamy hipotezę, że przeciwzapalne, przeciw makrofagowe ładowanie żelazem i przeciwmalaryczne działanie chlorochiny może uczynić ją użytecznym lekiem w leczeniu łagodnej niedokrwistości po malarii poprzez zmniejszenie sekwestracji żelaza przez makrofagi i przerwanie procesu zapalnego wywołanego malarią.

Chlorochina jako środek mobilizujący żelazo w makrofagach Chociaż oporność zmniejszyła jej skuteczność w zapobieganiu i leczeniu malarii, nieprzeciwmalaryczne właściwości farmakologiczne chlorochiny czynią ją potencjalnie użytecznym środkiem terapeutycznym w innych stanach. Chlorochina ma właściwości przeciwgorączkowe i przeciwzapalne (30-32). Chlorochina wywiera efekt oszczędzający sterydy (33) i hamuje replikację wielu wirusów, takich jak wirus HSV-1 (34), HIV-1 i kilka oportunistycznych mikroorganizmów związanych z AIDS (35,36). Hamując fosfolipazę A2 i czynnik martwicy nowotworów, chlorochina działa jako immunomodulator (37,38); a także działa jako środek stabilizujący lizosomy. Klinicznie chlorochina jest stosowana jako lek przeciwzapalny drugiego rzutu w stanach przewlekłych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów (39).

Chlorochina i metabolizm żelaza Chociaż rola chlorochiny w metabolizmie żelaza jest nadal słabo poznana, prawdopodobne jest, że wiele efektów chlorochiny wynika z interferencji z wolnym żelazem wewnątrzkomórkowym. Chlorochina, słaba zasada, gromadzi się w kwaśnych przedziałach wewnątrzkomórkowych, zwiększając wewnątrzkomórkowe pH. Legssyer i współpracownicy wykazali, że chlorochina znacznie zmniejsza wbudowywanie żelaza do makrofagów wątroby (redukcja o 20%), śledziony (20%) i pęcherzyków płucnych (400%) szczurów obciążonych in vivo dekstranem żelaza40.

Chlorochina i niedokrwistość po malarii Chlorochina (CQ) może prawdopodobnie mieć trzy efekty w różnych punktach czasowych podczas odpowiedzi erytropoetycznej na malarię. Po pierwsze, może blokować ostre wbudowywanie żelaza do makrofagów siateczkowo-śródbłonkowych podczas klinicznej malarii związanej z hemolizą i delokalizacją żelaza. Po drugie, może działać przeciwzapalnie. Zwiększone poziomy TNF-α, IFN-γ i tlenku azotu w surowicy hamują erytropoezę poprzez depresję szpiku kostnego, dyserytropoezę i erytrofagocytozę. Utrzymujący się stan zapalny po incydencie malarii może przyczynić się do powolnego ustępowania niedokrwistości (13-15), a działanie przeciwzapalne chlorochiny może być użyteczną terapią wspomagającą, którą należy kontynuować po początkowym działaniu przeciwmalarycznym. Wreszcie chlorochina będzie miała ciągły bezpośredni efekt przeciwmalaryczny, zarówno w celu usunięcia mikroskopowo niewykrywalnej uporczywej infekcji, jak i zapobiegania dalszym epizodom do czasu zoptymalizowania regeneracji hematologicznej.

W wielu badaniach klinicznych opisano przeciwanemiczne działanie chlorochiny. Salihu i wsp.41 donieśli o znaczącym działaniu przeciwanemicznym chlorochiny podawanej co tydzień kobietom w ciąży w Kamerunie w porównaniu z kobietami, którym nie podawano żadnej profilaktyki, nawet po uwzględnieniu ewentualnych czynników zakłócających. Inne badania przeprowadzone wśród kobiet w ciąży w Kamerunie (42), Burkina Faso (42), Ugandzie (43) i Tajlandii (44) wykazały znaczną korzyść cotygodniowego podawania chlorochiny na poziom hemoglobiny u matki w porównaniu z grupą kontrolną. Chociaż badania te przeprowadzono na kobietach w ciąży, prawdopodobne jest, że podobne korzyści wystąpią u dzieci.

Cel badania i hipoteza do przetestowania Badając wpływ chlorochiny na anemię po malarii, stawiamy hipotezę, że CQ po malarii poprawia regenerację erytropoetyczną po standardowym leczeniu malarii. Stawiamy ponadto hipotezę, że CQ po malarii poprawia regenerację erytropoetyczną po leczeniu ko-artemeterem, poprzez mechanizm inny niż jego działanie przeciwmalaryczne w kontrolowaniu resztkowej parazytemii. Aby przetestować te hipotezy, planujemy randomizować dzieci (w wieku od 12 miesięcy do 6 lat) z ostrą malarią, aby otrzymać standardowe leczenie przeciwmalaryczne (chlorochina plus sulfadoksyna / pirymetamina) lub terapię skojarzoną z artemizyną. Trzy dni po rozpoczęciu leczenia przeciwmalarycznego dzieci w obu grupach, których pasożyty zostały usunięte, zostaną losowo przydzielone do grupy otrzymującej co tydzień chlorochinę lub co tydzień placebo. Porównując krzywą zmiany hemoglobiny między dniem 3 a dniem 30 w ramionach placebo w obu grupach, przetestujemy wpływ leczenia chlorochiną w porównaniu z leczeniem ACT na ładowanie i uwalnianie żelaza przez makrofagi w ostrej klinicznej malarii. Porównując zmianę hemoglobiny między dniem 3 a dniem 90 między cotygodniowymi ramionami chlorochiny i cotygodniowymi ramionami placebo, przetestujemy długoterminowe działanie przeciwzapalne i przeciwmalaryczne cotygodniowej profilaktyki chlorochiną. Oprócz pierwszorzędowego punktu końcowego (zmiana poziomu hemoglobiny) planujemy ocenić potencjalne mechanizmy działania poprzez określenie klirensu pasożyta za pomocą wykrywania PCR, obwodowej produkcji cytokin (i markerów stanu zapalnego) oraz wskaźników ładunku żelaza w monocytach i przepływu żelaza.

**Dodatkowe informacje: W trakcie badania rząd Gambii zmienił politykę dotyczącą leków przeciwmalarycznych, czyniąc artemizyninę lekiem pierwszego rzutu i zaprzestał stosowania chlorochiny. Dlatego byliśmy zmuszeni zmienić protokół, aby usunąć początkowe leczenie chlorochiną.