Stosowanie preparatu wzbogaconego DHA u niemowląt z mukowiscydozą (DHA)

To badanie łączy kilka obszarów badań CF i non-CF: odkrycie, że myszy z nokautem CF wykazują nieprawidłowość w stosunku AA/DHA w kwasach tłuszczowych związanych z błoną z tkanki, która wyraża CFTR; fakt, że bardzo wysokie dawki DHA podawane myszom z nokautem mukowiscydozy mogą korygować wiele nieprawidłowości obserwowanych u tych zwierząt; badania zawartości kwasów tłuszczowych w mleku kobiecym; skutki karmienia piersią w mukowiscydozie; oraz fakt, że badania przesiewowe noworodków w kierunku mukowiscydozy stają się coraz bardziej rozpowszechnione i mogą pozwolić na interwencje terapeutyczne na bardzo wczesnym etapie życia. Jest to pierwsze znane nam badanie dotyczące interwencji terapeutycznej u dzieci, u których zdiagnozowano mukowiscydozę na podstawie badań przesiewowych noworodków.

Metabolizm kwasów tłuszczowych w mukowiscydozie Od lat wiadomo, że u pacjentów z mukowiscydozą występują nieprawidłowości w profilu kwasów tłuszczowych.(1) Początkowo uważano, że jest to wtórne do złego wchłaniania niezbędnych tłuszczów. Jednak w 1986 r. laboratorium Strandvik zaproponowało, że nieprawidłowość w przemianie kwasów tłuszczowych (zwłaszcza w metabolizmie kwasu arachidonowego) jest podstawowym problemem u pacjentów z mukowiscydozą(2). Niedawno Freedman i wsp. (3) wykazali, że myszy z nokautem CFTR mają nieprawidłowość w długołańcuchowych wielonienasyconych kwasach tłuszczowych związanych z błoną w tkance wykazującej ekspresję CFTR ze zwiększonym stosunkiem kwasu arachidonowego (AA) do kwasu dokozaheksaenowego (DHA) w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi . Wykazali również, że terapia preparatem wzbogaconym wysokimi dawkami DHA odwraca zaburzenia lipidowe i łagodzi zmiany w przewodzie trzustkowym obserwowane u tych myszy oraz zmniejsza odpowiedź zapalną na wziewny lipopolisacharyd(3,4).

Freedman i wsp. (5) wykazali, że nieprawidłowości w kwasach tłuszczowych związanych z błoną w tkankach wykazujących ekspresję CFTR u ludzi są podobne do obserwowanych u myszy z nokautem mukowiscydozy. Oni i Strandvik i wsp.(6) wykazali, że ta nieprawidłowość kwasów tłuszczowych jest zależna od genotypu, przy czym u pacjentów z „poważnymi” mutacjami (mutacjami związanymi z niewydolnością trzustki) stwierdza się cięższe nieprawidłowości kwasów tłuszczowych. O tym, że ta nieprawidłowość jest pierwotną częścią choroby, a nie wtórną do złego wchłaniania, świadczy fakt, że obligatoryjne heterozygoty mają nieprawidłowości kwasów tłuszczowych pośrednie między osobami dotkniętymi chorobą a normalnymi kontrolami(5). Podsumowując, nieprawidłowości kwasów tłuszczowych wydają się być pierwotnym defektem mukowiscydozy i są bezpośrednio związane z genotypem pacjenta. Co więcej, korekta dietetyczna braku równowagi kwasów tłuszczowych poprawia objawy u myszy. Poprzednie badania na ludziach dotyczące korekcji zaburzeń równowagi kwasów tłuszczowych u pacjentów z mukowiscydozą koncentrowały się na 18-węglowych prekursorach AA i DHA (na przykład odnośnik 7) lub wykorzystywały bardzo krótkie okresy leczenia kwasem eikozapentaenowym (EPA) (który nie był skuteczny myszy Freedmana) u osobników, u których już zdiagnozowano chorobę (8).

Mleko matki i karmienie piersią w mukowiscydozie Mleko matki zawiera niski poziom DHA, ale standardowa mieszanka dla niemowląt go nie zawiera (9).

Tradycyjne preparaty dla niemowląt, takie jak Similac i Enfamil, zawierają 18-węglowe kwasy tłuszczowe jako źródło długołańcuchowych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Należą do nich kwas linolowy (18 atomów węgla, 2 wiązania podwójne, ostatnie wiązanie podwójne 6 atomów węgla od końca metylowego; 18:2n-6) i kwas linolenowy (18:3n-3). Osiemnastowęglowe kwasy tłuszczowe można desaturować i wydłużać, tworząc AA (20:4n-6) i DHA (22:6n-3), które są następnie włączane do fosfolipidów błonowych (10). Alternatywnie, te 18-węglowe kwasy tłuszczowe mogą być utlenione w mitochondriach i wykorzystane jako źródło energii. AA i DHA są niezbędne do wzrostu mózgu.(11) Najszybszym okresem wzrostu mózgu jest trzeci trymestr i wydaje się prawdopodobne, że jest to najważniejszy okres w gromadzeniu tych kwasów tłuszczowych przez płód. Niemowlęta urodzone przedwcześnie nie mają możliwości transferu AA i DHA przez łożysko w ostatnim trymestrze ciąży. Jest również bardziej prawdopodobne, że będą potrzebować długołańcuchowych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych jako źródła energii, ponieważ mogą mieć ograniczone spożycie kalorii i zwiększone wydatkowanie kalorii z powodu chorób układu oddechowego. Nie jest zatem zaskakujące, że preparaty wzbogacone kwasami AA i DHA mają głębszy wpływ na wcześniaki niż na niemowlęta urodzone o czasie. W rzeczywistości stwierdzono, że nowe preparaty zawierające AA i DHA poprawiają rozwój neurologiczny u wcześniaków (12). Istnieją jednak kontrowersje co do tego, czy karmienie niemowląt donoszonych mlekiem modyfikowanym z dodatkiem kwasów tłuszczowych ma, czy nie, korzyści neurorozwojowe. jakakolwiek różnica między niemowlętami donoszonymi karmionymi standardową mieszanką a niemowlętami, którym podawano mleko modyfikowane z dodatkiem długołańcuchowych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Ponieważ tkanka mózgowa nie wykazuje ekspresji CFTR, a poziomy AA i DHA w mózgu nie były nieprawidłowe w doświadczeniach Freedmana na myszach (3), wydaje się mało prawdopodobne, aby ludzie z mukowiscydozą mieli problemy neurorozwojowe związane ze zmniejszonymi poziomami DHA w mózgu, innymi niż w populacji ogólnej.

W tkankach występuje ograniczona rezerwa kwasów tłuszczowych n-3, co skutkuje szybszym początkiem niedoboru DHA niż niedoborem AA u niemowląt, które mają ograniczone spożycie kwasów tłuszczowych. Może to być przesadzone u niemowląt z mukowiscydozą w tkance wykazującej ekspresję CFTR, która już ma niski poziom DHA. AA i DHA z pożywienia są preferencyjnie acylowane do lipidów strukturalnych tkanek, podczas gdy dietetyczne kwasy tłuszczowe n-3 i n-6 mogą być łatwiej wykorzystane jako źródło energii (10). Tak więc dla niektórych niemowląt (wcześniaków i prawdopodobnie niemowląt z mukowiscydozą) kwasy tłuszczowe o dłuższych łańcuchach mogą być niezbędnymi składnikami diety.

Kwasy tłuszczowe n-3 o 20 i 22 węglach (EPA i DHA) hamują 0-6 desaturazę i zmniejszają syntezę AA z kwasu linolowego (18:2 n-6). (10) Dlatego niezrównoważony dodatek DHA do diety niemowląt może skutkować nieprawidłowym składem kwasów tłuszczowych w tkankach. Wykorzystanie tego hamowania desaturazy przez karmienie niemowląt mieszanką zawierającą DHA, ale bez AA, może być korzystne dla niemowląt z mukowiscydozą, zakładając, że mają one samoistnie podwyższone poziomy AA w tkankach i obniżone poziomy DHA. Jednak taka strategia nie została przetestowana, a ponieważ istnieje normalny stosunek AA/DHA w tkankach niewykazujących ekspresji CFTR, strategia ta może narazić niemowlęta z mukowiscydozą na ryzyko nieprawidłowego rozwoju mózgu poprzez zmianę normalnych nerwowych proporcji AA/DHA. Rozsądne wydaje się podawanie niemowlętom z mukowiscydozą zarówno kwasów AA, jak i DHA w ilościach zgodnych z tymi występującymi w mleku kobiecym.

Istnieje duże zróżnicowanie zawartości długołańcuchowych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w mleku kobiecym w zależności od diety matki, przy czym poziomy DHA wahają się od zaledwie 0,2% kwasów tłuszczowych u kobiet na diecie wegetariańskiej do 2,78% kwasów tłuszczowych u Chinek na diecie dieta morska (9,15). DHA uzyskał status GRAS („ogólnie uznany za bezpieczny”) przez FDA, otwierając drogę do dodania go do preparatów dla niemowląt. Niedawno firmy Mead Johnson i Ross Laboratories wprowadziły na rynek preparaty dla niemowląt wzbogacone o długołańcuchowe wielonienasycone kwasy tłuszczowe, w szczególności AA i DHA. Wiele badań wykazało bezpieczeństwo tych preparatów (13,14,16,17).

Biorąc pod uwagę, że mleko matki zawiera niski poziom DHA, a tradycyjna mieszanka nie zawiera, uzasadnione jest myślenie, że karmienie piersią może być korzystne dla dzieci z mukowiscydozą. Bardzo niewiele badań dotyczyło tego pytania. W latach 60. i 70. kilku autorów ostrzegało przed karmieniem piersią, ponieważ odczuwano, że może ono wywołać hipoproteinemię i stany obrzękowe (18,19). Do 1990 r. 77% ośrodków mukowiscydozy zalecało karmienie piersią niemowląt z mukowiscydozą (co oznacza, że ​​23% nie zalecało). (20) W 1991 Holliday i wsp. (21) byli w stanie wykazać lepszy wzrost u niemowląt z mukowiscydozą, które były karmione piersią w porównaniu z tymi, które nie były karmione piersią. Badanie to wykazało, że karmienie piersią jest bezpieczne dla niemowląt z mukowiscydozą i prawdopodobnie korzystne.

Niedawne ogólnokrajowe badanie wykazało związek między karmieniem piersią a lepszymi wynikami u osób z mukowiscydozą (22). Nie jest jasne, czy jest to spowodowane DHA, innymi składnikami mleka kobiecego, których nie ma w komercyjnych mieszankach, czy też czynnikami społecznymi. Z wynikami tego badania związana jest obserwacja, że ​​u niektórych myszy z nokautem CFTR nie rozwija się niewydolność trzustki i objawy żołądkowo-jelitowe mukowiscydozy, dopóki nie zostaną odsadzone od mleka matki (Steven Freedman, komunikacja osobista). Mleko matki myszy, podobnie jak mleko ludzkie, zawiera DHA. Chociaż 15% ludzi z mukowiscydozą rodzi się z wyraźną niewydolnością trzustki i niedrożnością jelit (niedrożność smółkowa), wielu z nich nie ma objawów w pierwszym dniu życia. Niewydolność trzustki wydaje się być zmienną ciągłą, a nie dyskretną, ze zmianami stanu wydolności trzustki w czasie obserwowanymi u wielu pacjentów. W jednym z badań tylko 60% niemowląt z mukowiscydozą, u których zdiagnozowano mukowiscydozę podczas badań przesiewowych noworodków, miało niedoczynność trzustki w momencie rozpoznania, co określono na podstawie 72-godzinnych badań tłuszczu w kale (23). W wieku 12 miesięcy złe wchłanianie tłuszczu zaobserwowano u 92% tej kohorty. Wyniki te są podobne do wyników uzyskanych przez Watersa i wsp. (24), którzy również zauważyli rosnącą częstość występowania dysfunkcji trzustki w miarę upływu czasu. Spekuluje się, że wczesna interwencja preparatem zawierającym DHA może spowolnić niszczenie zapalne trzustki obserwowane u ludzi w pierwszym roku życia.

LIPIL, wyprodukowany przez Mead Johnson, zawiera 0,32% tłuszczu jako DHA. Mead Johnson stworzył formułę z trzykrotnie większą ilością DHA do tego badania. Badana formuła, oznaczona jako LIPIL x 3, zawiera 0,96% kwasów tłuszczowych jako DHA i zachowuje takie samo stężenie AA (0,64%) jak formuła handlowa. Ta formuła spełnia oznaczenie FDA GRAS i nie wymaga IND do użytku w badaniu klinicznym.

Ludzkie niemowlęta rozwijają się od dziesięcioleci dzięki dostępnym standardowym preparatom; pozostaje niejasne, czy niemowlęta urodzone w terminie odnoszą korzyści z długołańcuchowych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych dostarczanych przez nowsze mieszanki. Dowody wskazują, że niemowlęta urodzone w terminie dobrze radzą sobie zarówno z konwencjonalną mieszanką, jak iz dodatkiem kwasów tłuszczowych, więc nie ma etycznego dylematu co do podwójnie ślepego porównania tych mieszanek.

Badania przesiewowe noworodków w kierunku mukowiscydozy W wielu stanach rozpoczęto badania przesiewowe noworodków w kierunku mukowiscydozy. Na przykład Massachusetts rozpoczęło badania przesiewowe w kierunku mukowiscydozy w lutym 1999 r. Ten program wykorzystuje zarówno pomiar IRT, jak i analizę 39 mutacji. Okazało się to bardzo dobre w wykrywaniu dzieci chorych na mukowiscydozę we wczesnym okresie życia, średni wiek w momencie rozpoznania wynosi 16 dni (Anne Commeau, komunikacja osobista). Wiele innych stanów rozpoczęło badania przesiewowe noworodków w kierunku mukowiscydozy przy użyciu podobnego algorytmu lub algorytmu IRT/IRT, w którym dwie próbki krwi są analizowane w odstępie dni IRT. Farrell i wsp. (25,26) wykazali poprawę stanu odżywienia pacjentów z mukowiscydozą wykrytą w badaniach przesiewowych noworodków w porównaniu z dziećmi diagnozowanymi metodami konwencjonalnymi. Uważa się, że lepsze odżywianie doprowadzi do poprawy czynności płuc w późniejszym życiu, ale jak dotąd nie zostało to udowodnione. W rzeczywistości odkrycie, że jest możliwe, że badania przesiewowe noworodków mogą prowadzić do wcześniejszego nabycia Pseudomonas aeruginosa, zaniepokoiło niektórych klinicystów co do przydatności badań przesiewowych noworodków w kierunku tej choroby (27,28). Tak więc mukowiscydozę można wykryć we wczesnym okresie życia za pomocą badań przesiewowych noworodków i wykazano, że z czasem prowadzi to do korzyści żywieniowych i prawdopodobnie płucnych.

Celem tego badania jest sprawdzenie, czy prosta interwencja we wczesnym okresie życia dzieci, u których zdiagnozowano mukowiscydozę za pomocą badań przesiewowych noworodków, może mieć wpływ na postęp ich choroby. Postawiono hipotezę, że jeśli ludzie reagują na DHA w podobny sposób jak myszy z nokautem CFTR, to suplementacja diety tych niemowląt DHA we wczesnym okresie życia zapewni ochronę przed chorobą trzustki i zapaleniem płuc.