Laktoferyna bydlęca jako naturalny schemat selektywnej dekontaminacji przewodu pokarmowego u pacjentów z długotrwałą wentylacją mechaniczną (LFasSDD)

Tło Zakażenia szpitalne Zakażenia szpitalne, zwłaszcza wywołane przez bakterie oporne na antybiotyki, stanowią poważne zagrożenie dla medycyny intensywnej terapii. Przegląd systemowy wykazał, że u 10-20% pacjentów otrzymujących wentylację mechaniczną (MV) przez ponad 48 godzin rozwinie się respiratorowe zapalenie płuc (VAP), pacjenci, u których rozwinie się VAP, są dwa razy bardziej narażeni na śmierć w porównaniu z podobnymi pacjentami bez VAP, a pacjenci u których rozwija się VAP, dodatkowe koszty szpitalne przekraczają 10 019 USD [1].

Ten sam problem występuje w ośrodkach opieki oddechowej (RCC), które są przeznaczone do opieki nad pacjentami z przedłużoną wentylacją mechaniczną (PMV), MV przez ponad 21 dni na Tajwanie. Jeden raport z Tajwanu wykazał, że odsetek zakażeń szpitalnych w RCC wynosi około 40%, a pacjenci, u których rozwinęło się zakażenie szpitalne, mają niższy wskaźnik odstawienia od piersi i wyższą śmiertelność w porównaniu z pacjentami bez zakażenia [2]. Szacuje się, że od 50% do 60% zakażeń szpitalnych pojawiających się każdego roku w Stanach Zjednoczonych jest powodowanych przez szczepy bakteryjne oporne na antybiotyki [3]. Ten wysoki odsetek szczepów opornych zwiększa zachorowalność, śmiertelność i koszty medyczne infekcji. Zapobieganie infekcjom i ograniczanie pojawiania się szczepów opornych na antybiotyki to dwie ważne kwestie w medycynie intensywnej terapii.

Selective Decontamination of Digestive Tract (SDD) Jedna z aktualnych hipotez zakażenia szpitalnego głosi, że kolonizacja nosogardzieli i części ustnej gardła predysponuje pacjentów do rozwoju szpitalnego zapalenia płuc, a przerost bakterii w przewodzie pokarmowym zwiększa przepuszczalność ściany jelita, prowadząc do translokacji bakteryjnej i sepsa. Selektywna dekontaminacja przewodu pokarmowego (SDD), której celem jest wyeliminowanie kolonizacji potencjalnych patogenów z jamy ustnej i gardła oraz przewodu pokarmowego, jest jedną ze strategii ograniczania respiratorowego zapalenia płuc (VAP) i sepsy u krytycznie chorych pacjentów. Istnieją kontrowersje co do skuteczności SDD w zmniejszaniu śmiertelności i zapobieganiu oporności na antybiotyki [4-6]. Obecne schematy SDD mogą wywoływać presję selekcyjną i indukować pojawienie się opornego na metycylinę Staphylococcus aureus (MRSA), Gram-ujemnych pałeczek zawierających β-laktamazy o rozszerzonym spektrum działania (ESBL), a nawet Candida [7, 8]. Dlatego badania SDD muszą mieć na celu znalezienie idealnego schematu skutecznego wobec większości patogenów, przy jednoczesnym pozostawieniu niezakłóconej flory beztlenowej.

Laktoferyna Laktoferyna (LF) jest glikoproteiną wiążącą żelazo, występującą w mleku i różnych wydzielinach zewnętrznych, takich jak ślina, łzy, wydzielina z dróg oddechowych i ziarnistości neutrofili, co wskazuje na ważną rolę we wrodzonej odporności. Białko to ma szereg funkcji biologicznych, w tym działanie przeciwdrobnoustrojowe, przeciwnowotworowe, przeciwutleniające i immunomodulujące. Częściowa degradacja LF przez pepsynę w żołądku może prowadzić do powstania peptydów określanych jako laktoferycyna o silniejszym działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Zarówno w badaniach in vitro, jak i in vivo wykazano, że LF i laktoferycyna hamują wzrost wielu patogennych bakterii, w tym szczepów opornych na antybiotyki, grzybów, a nawet wirusów [9,10]. W eksperymentach na myszach doustne podawanie bydlęcego LF zmniejszyło infekcje bakteryjne w przewodzie pokarmowym [9], jednocześnie sprzyjając wzrostowi bakterii o niskim zapotrzebowaniu na żelazo, takich jak Lactobacillus i Bifidobacteria, które ogólnie uważa się za korzystne dla gospodarza [11].

Laktoferyna bydlęca (bLF) i laktoferyna ludzka (hLF) wykazują wysoką (77%) homologię aminokwasów, przy czym bLF wykazuje jeszcze wyższą aktywność przeciwdrobnoustrojową in vitro niż hLF.5 Laktoferyna bydlęca uzyskała status GRAS (ogólnie uznawany za bezpieczny) przez Stany Zjednoczone Food and Drug Administration [12] i na tej podstawie jest dodawany do preparatów dla niemowląt przez wielu producentów bez zgłaszanych działań niepożądanych. Pomimo wielu obiecujących danych z badań in vitro i eksperymentów na zwierzętach, informacje kliniczne na temat bLF są skąpe i nie ma badań oceniających efekty suplementacji bLF u pacjentów z przedłużoną wentylacją mechaniczną.

Nasze poprzednie badania Wcześniej wykazaliśmy, że zarówno rekombinowany świński LF (pLF) wytwarzany z drożdży [13], jak i syntetyczny 20-resztowy świński peptyd laktoferycyny [11] wykazują aktywność przeciwdrobnoustrojową in vitro. Jej działanie bakteriobójcze było czterokrotnie skuteczniejsze niż ludzkiej laktoferycyny [14].

W naszym ostatnim raporcie [15] przeprowadziliśmy prowokację patogenami przewodu pokarmowego transgenicznego modelu zwierzęcego karmionego mlekiem, aby sprawdzić, czy świński LF (pLF) jest skutecznym schematem SDD. Myszy transgeniczne eksprymowały rekombinowany LF w mleku na poziomie 120 ± 13,6 mg/l podczas etapu laktacji i karmiły normalne młode myszy CD-1 przez 4 tygodnie. Szczenięta następnie poddano prowokacji patogennymi Escherichia coli, Staphylococcus aureus i Candida albicans. Grupy karmione transgenicznym mlekiem pLF wykazały statystycznie istotną poprawę przyrostu masy ciała, mniejszą liczbę bakterii w płynie jelitowym, krwi i wątrobie oraz zdrowsze mikrokosmki w tkance jelita cienkiego, niższe cytokiny prozapalne w porównaniu z grupami kontrolnymi, które otrzymywały normalne mleko . Wyniki pokazały, że rekombinowany pLF wyrażany w mleku myszy transgenicznych i podawany młodym myszom prowadził do szerokiego spektrum działania przeciwbakteryjnego w przewodzie pokarmowym i chronił błonę śluzową jelita cienkiego przed uszkodzeniem, co sugeruje, że świński LF może być stosowany jako skuteczny selektywny środek odkażający przewodu pokarmowego.

Cel tego badania To badanie jest prospektywnym, randomizowanym, podwójnie ślepym, kontrolowanym placebo badaniem klinicznym sprawdzającym, czy doustna suplementacja bLF zmniejsza zakażenia szpitalne, posocznicę, a nawet śmiertelność u pacjentów z przedłużoną wentylacją mechaniczną.

Metody Pacjenci Między 1 lipca 2010 a 30 czerwca 2012 zapiszemy około 280 pacjentów z wentylacją mechaniczną przez ponad 21 dni i bez widocznych objawów infekcji przy przyjęciu do naszych ośrodków leczenia chorób układu oddechowego (RCC) do badań klinicznych. Badanie zostało przesłane do zatwierdzenia przez komisje etyczne Szpitala Chińskiego Uniwersytetu Medycznego. Pacjenci lub opiekunowie wyrażają pisemną świadomą zgodę po naszym wyjaśnieniu. Kryteria wykluczenia: brak/odmowa świadomej zgody, trwające leczenie antybiotykami z powodu infekcji, przewidywana śmiertelność w ciągu 7 dni. Wszyscy pacjenci będą obserwowani aż do śmierci lub wypisu ze szpitala.

Cele Celem nadrzędnym jest ocena skuteczności bLF w profilaktyce pierwszego epizodu zakażenia szpitalnego i posocznicy pochodzenia bakteryjnego lub grzybiczego po przyjęciu do RCC. Drugorzędnymi celami są ocena częstości występowania zapalenia płuc, infekcji dróg moczowych i posocznicy, śmiertelności przed wypisem (ogólnej i związanej z posocznicą), wskaźnika odstawienia od MV, całkowitej liczby dni MV, zmian układu odpornościowego, cytokin i czynności wątroby oraz niekorzystnych efekty lub nietolerancja.

Projekt badania Laktoferyna i placebo będą maskowane w fabryce jako lek A i B. Randomizacja zostanie podzielona na warstwy według ośrodka, a pacjenci zostaną losowo przydzieleni do grup A lub B według sekwencji tabeli liczb losowych po uzyskaniu świadomej zgody. Żadni pacjenci, pielęgniarki badawcze, badacze ani inny personel medyczny w RCC nie będą świadomi przydziału w okresie badania.

Pacjenci będą otrzymywać bLF (10 mg/kg/dzień) (Westland Co-operative Dairy Company, Nowa Zelandia) lub placebo (skrobia) jako kontrolę. Dawkowanie bLF opiera się na średnim spożyciu hLF, które noworodki o bardzo niskiej masie ciała spożywają ze świeżym mlekiem matki w pierwszych 2 tygodniach życia (30-150 mg/d) [16], przy czym bLF 200 mg dwa razy dziennie jest skuteczne do tłumienia Helicobacter pylori [17]. Podawanie leków rozpocznie się w ciągu 24 godzin po przyjęciu RCC i potrwa 6 tygodni lub do wypisu. Leki i wsparcie żywieniowe będą przepisywane jako rutyna medyczna.

Systematyczny nadzór nad zdarzeniami niepożądanymi (np. wymioty, nietolerancja pokarmu, wysypki skórne) będzie prowadzony poprzez codzienne badanie. Prowadzona będzie cotygodniowa obserwacja czynności wątroby, morfologia, CD4/CD8, cytokiny (TNF-alfa, IFN-gamma, IL-1, IL-2, IL-12, IL-18) [18,19].

Definicja wyników Rozpoznanie sepsy opiera się na wykryciu przez lekarza prowadzącego objawów przedmiotowych i podmiotowych, obecności wyników badań laboratoryjnych zgodnych z sepsą oraz wyizolowaniu patogenu z krwi lub płynów ustrojowych. Pacjenci z epizodem sepsy są nadal poddawani obserwacji aż do śmierci lub wypisu z RCC w celu uzyskania drugorzędowych punktów końcowych [16]. VAP charakteryzuje się obecnością objawów infekcji dróg oddechowych (gorączka, leukocytoza i ropna wydzielina oddechowa) oraz nowym i utrzymującym się naciekiem na zdjęciu rentgenowskim klatki piersiowej u pacjentów poddawanych MV [20]. Zakażenia dróg moczowych rozpoznaje się na podstawie izolacji patogenu z moczu pobranego przez nakłucie nadłonowe lub cewnikowanie pęcherza moczowego, ze wzrostem powyżej 100 000 bakterii/ml lub ponad 10 000 grzybów/ml. Sukces odstawienia od MV definiuje się jako brak potrzeby MV przez ponad 5 dni.

Analiza statystyczna Analiza liczebności próby przewidywała, że ​​potrzeba łącznie 131 pacjentów z MV w każdej grupie, aby wykryć względną różnicę między pacjentami leczonymi i nieleczonymi wynoszącą co najmniej 60% (spadek z 20% do 6%) we wskaźniku śmiertelności na podstawie test dwustronny z błędem I rodzaju 0,05 lub mniejszym i mocą 80% 80%. Zmienne ilościowe zostaną wyrażone jako średnia i odchylenie standardowe. Zmienne kategorialne będą reprezentowane w procentach. Analizy jednoczynnikowe badające powiązania między poszczególnymi czynnikami ryzyka a pierwszorzędowymi/wtórnymi wynikami przeprowadzono przy użyciu dokładnego testu Fishera dla zmiennych dychotomicznych i testu t-Studenta dla zmiennych ciągłych. Wielowymiarowy model regresji logistycznej jest wykonywany w celu zbadania wpływu odpowiednich czynników ryzyka i względnego wkładu różnych czynników ryzyka. Dobroć dopasowania jest oceniana za pomocą logarytmu wiarygodności dopasowanego modelu. Ilorazy szans i ich 95% przedział ufności są obliczane w modelu regresji logistycznej w celu opisania siły związku między kategorycznymi czynnikami ryzyka a wynikami. Wszystkie testy są dwustronne, a wartość p wynosząca 0,05 jest uważana za istotną statystycznie. Wszystkie analizy przeprowadza się przy użyciu oprogramowania SAS w wersji 6.12 (SAS Institute Inc, Cary, NC).

OCZEKIWANE WYNIKI

Można oczekiwać, że nasze ustalenia odpowiedzą na następujące pytania:

1. Czy doustna suplementacja bLF może zapobiegać zakażeniom szpitalnym u pacjentów z PMV?
2. Czy doustna suplementacja bLF może zmniejszyć częstość występowania zakażeń szpitalnych i ograniczyć stosowanie antybiotyków u pacjenta z PMV?
3. Czy doustna suplementacja bLF może zmniejszyć śmiertelność pacjentów z PMV?
4. Czy doustna suplementacja bLF może zwiększyć wskaźnik odstawienia od MV u pacjentów z PMV?
5. Jakie są zmiany w układzie odpornościowym po doustnej suplementacji bLF u pacjentów z PMV?

OCZEKIWANY WKŁAD BIEŻĄCEGO PROJEKTU Zapobieganie infekcjom i ograniczanie pojawiania się szczepów opornych na antybiotyki to dwie ważne kwestie w medycynie intensywnej terapii. Znalezienie naturalnego peptydu przeciwbakteryjnego jako terapii wspomagającej środki przeciwdrobnoustrojowe w leczeniu szczepów opornych na antybiotyki lub jako schemat zwiększania odporności i zapobiegania infekcjom jest jednym z kierunków badań. LF jest jednym z obiecujących środków w wielu badaniach in vitro i na zwierzętach. Badanie ma na celu sprawdzenie, czy LF jest idealnym naturalnym schematem SDD w zapobieganiu szpitalnemu zapaleniu płuc lub posocznicy u pacjentów z PMV. Jeśli wynik jest pozytywny, LF można zastosować klinicznie w celu zwiększenia przeżywalności pacjentów w stanie krytycznym, zwiększenia wskaźnika odstawiania od MV, zmniejszenia przepisywania antybiotyków i wreszcie kosztów leczenia.

REFERENCJE (Lista bez numeru PMID)

12. CFSAN/Biuro Bezpieczeństwa Dodatków do Żywności. Pismo z odpowiedzią agencji: zawiadomienie GRAS nr GRN 000077. Witryna internetowa Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków. http://www.fda.gov/Food/FoodIngredientsPackaging/GenerallyRecognizedasSafeGRAS/GRASListings/ucm154188.htm. 14 sierpnia 2001. Dostęp 21 maja 2009 r.