Пилотное исследование перорального приема пробиотических бактерий для снижения хронической иммунной активации у ВИЧ-инфицированных малийских женщин

Чрезмерная стимуляция, активация и связанное с этим воспаление иммунной системы играют центральную роль в патогенезе ВИЧ-инфекции. Уровень активации Т-клеток и моноцитов предсказывает скорость прогрессирования ВИЧ-инфекции до СПИДа, крутизну потери CD4+ Т-клеток и смертность [Liu 1997, Liu 1998, Deeks 2004, Hunt 2008, Sandler 2011]. Механизм, с помощью которого ВИЧ-инфекция вызывает стойкую иммунную активацию и воспаление, является многофакторным и включает прямой патогенный эффект репликации, другие хронические вирусные инфекции, а также косвенные пути. В настоящее время общепризнано, что бактериальная транслокация в системный кровоток из-за изменений кишечника, связанных с ВИЧ, является важной частью этой патологии. Инфекция как ВИЧ, так и вируса иммунодефицита обезьян (SIV) приводит к быстрому и глубокому истощению Т-клеток Th17+CD4+ слизистой оболочки кишечника, ключевых иммунных клеток, связанных с уменьшением бактериальной транслокации через стенку кишечника [Brenchley 2004, Raffetellu 2008]. Кроме того, как ВИЧ, так и ВИО вызывают прямое повреждение эпителиальных клеток кишечника [Li 2008, Nazli 2010], а исследования экспрессии генов в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта выявили связанную с ВИЧ активацию генов, участвующих в воспалительных и апоптотических путях, и подавление плотных контактов. Санкаран 2008]. Эти связанные с ВИЧ изменения в кишечнике в конечном итоге нарушают нормальное синергетическое сосуществование между человеком и его/ее комменсальной кишечной микробной флорой, что приводит к увеличению транслокации кишечных бактериальных продуктов, таких как эндотоксин (также известный как липополисахарид) и бактериальная 16s рибосомальная ДНК, в системную обращение. Здесь эти бактериальные продукты служат мощными стимулами для устойчивой активации Т-клеток и моноцитов и воспаления, которые способствуют прогрессированию ВИЧ-инфекции [Hunt 2008, Brenchley 2006, Jiang 2009]. Лечение ВИЧ с помощью антиретровирусной терапии (АРТ) лишь частично исправляет это поражение кишечника и связанный с ним воспалительный процесс.

Одним из возможных подходов к решению этой проблемы является пополнение «экологических ниш» в кишечнике полезными бактериями или «пробиотиками», такими как виды Lactobacillus и Bifidobacillus, которые могут быть истощены у ВИЧ-инфицированных людей и при некоторых других состояниях. Было показано, что пробиотические бактерии и их биопленки стимулируют врожденный иммунитет и приводят к полезным метаболическим изменениям, которые улучшают эпителиальный барьер кишечника и функции Т-клеток Th17, а также уменьшают воспаление кишечника и утечку эндотоксинов [Bassaganya-Rievra 2012, Pagnini 2009, Giamarellos-Bourboulis 2009]. . Это оказалось полезным в нескольких клинических ситуациях, включая язвенный колит, воспаление поджелудочной железы и острую диарею у детей [Tursi 2010, Miele 2009, Minmura 2004, Salari 2012]. У ВИЧ-инфицированных пациентов, получающих АРТ, у которых не достигается ожидаемого улучшения количества CD4+ Т-клеток в крови, по-видимому, отсутствует измеримая сигнатура 16s рибосомной ДНК в плазме, характерная для видов Lactobacillus, или у них более низкая концентрация лактобактерий в кале [Merlini 2011, Perez-Santiago 2013]. Модели SIV приматов с использованием макак-косичек продемонстрировали, что добавление Lactobacillus plantarum увеличивает рекрутирование CD4 Th17 в кишечнике, экспрессию интерлейкина (IL)-17, выработку белка плотного соединения эпителия и снижает воспалительные хемокины и IL-1B [Sankaran 2013]. Другое недавнее исследование показало, что макаки, ​​инфицированные ВИО, значительно увеличили количество кишечных антигенпрезентирующих клеток и CD4+ Т-клеток слизистой оболочки, уменьшили фиброз кишечной лимфоидной ткани и снизили уровни d-димера в плазме при назначении АРТ и комбинации пробиотических бактерий (VSL#3). и L. rhamnosus CG) по сравнению с монотерапией АРТ [Klatt 2013]. Таким образом, пробиотики могут предложить важные преимущества для ВИЧ-инфицированных пациентов, улучшая слизистую оболочку кишечника и иммунологическую функцию и уменьшая последующую бактериальную транслокацию и иммунную активацию, которые приводят к СПИДу.

В ограниченном числе исследований изучалось применение пробиотиков для уменьшения диареи или улучшения числа CD4+ Т-клеток у ВИЧ-инфицированных, особенно в Африке. Люди в Африке к югу от Сахары чаще страдают диареей, чем в развитых странах, и кишечный микробиом отличается [Яцуненко, 2012], а также более тяжелым бременем кишечных паразитозов и патогенных бактерий, таких как сальмонелла и холера. Некоторые данные свидетельствуют о том, что у неинфицированных ВИЧ лиц (африканского происхождения по сравнению с европеоидами и женщин по сравнению с мужчинами) может быть более высокая кишечная проницаемость или более выражены системные воспалительные реакции. Исследование 24 ВИЧ-инфицированных нигерийских женщин (число CD4+ Т-клеток >200, не получающих АРТ) с диареей было рандомизировано для получения 15-дневного приема йогурта с пробиотиком или без него (Lactobacillus rhamnosus CG и L. reuteri). В группе с пробиотиками диарея исчезла, а количество CD4+ Т-клеток стало стабильным или улучшилось через месяц по сравнению с теми, кто принимал йогурт без добавок [Anukam 2008]. Подобные улучшения CD4 наблюдались в рандомизированном исследовании пробиотиков (Bifidobacterium bifidum и Streptococcus thermophilus) у ВИЧ-инфицированных африканских детей [Trois 2008]. Обсервационное исследование, в котором изучалось введение пробиотического йогурта, приготовленного местными ВИЧ-инфицированными женщинами в сообществе с низким доходом в Танзании, было связано со значительным увеличением количества Т-лимфоцитов CD4+ [Irvine 2010]. Пробиотики доказали свою безопасность и хорошую переносимость в этих и других [Irvine 2011, Kerac 2009, Hummelen 2011, Wolf 1998] исследованиях ВИЧ-инфицированных.

Обоснование выбора и безопасности пробиотических бактерий - все Lactobacillus sp. и другие пробиотические бактерии могут не одинаково хорошо восстанавливать целостность слизистой оболочки кишечника и иммунную функцию и делать это безопасным образом. VSL#3® DS (Double-Strength, Sigma-Tau Pharmaceuticals) представляет собой хорошо охарактеризованный водорастворимый, живой (9 × 1011 бактерий/саше, один раз в день) лиофилизированный препарат из 8 пробиотических бактерий, не содержащий L. rhamnosus, но включающий ранее обсуждавшиеся L. plantarum и S. thermophilus (наряду с Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus paracasei и Lactobacillus bulgaricus), которые были тщательно изучены, с более чем 140 ссылками на PubMed с 1999 года. Было показано, что VSL#3 in vitro и in vivo (модель на крысах) увеличивает количество белков в плотных соединениях, снижает проницаемость кишечника, уменьшает воспаление, усиливает врожденный иммунитет и уменьшает инвазию сальмонеллы [Dai 2012, Mencarelli 2012, Appleyard 2011, Madsen 2001, Pagnini 2010, Гад 2011]. L. paracasei, содержащийся в VSL#3, кодирует «лактоцепин» — протеазу, которая избирательно расщепляет секретируемые и ассоциированные с клеткой хемокины и уменьшает воспаление в модели колита у мышей [von Schillde 2102]. Как отмечалось ранее, у макак, инфицированных SIV, было улучшено количество кишечных антигенпрезентирующих клеток и CD4+ Т-клеток слизистой оболочки при введении VSL#3 и L. rhamnosus по сравнению с одним только АРТ [Klatt 2013].

Клинически VSL # 3 широко изучался на предмет «поухита», который может возникать после илеоанального резервуарного анастомоза по поводу хронического язвенного колита примерно у 30% пациентов. Несколько рандомизированных клинических испытаний и обзор Кокрановской базы данных подтверждают безопасность и эффективность VSL#3 в уменьшении острого и хронического воспаления мешочка [Holubar 2010]. VSL#3® DS — единственный пробиотик, признанный Американским колледжем гастроэнтерологов, а также Немецкой ассоциацией гастроэнтерологов эффективным средством для лечения поухита. Точно так же VSL#3 был эффективным дополнением при рецидивирующем язвенном колите легкой и средней степени тяжести в двойном слепом рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании [Tursi 2010]. В рандомизированном исследовании с участием 59 детей с синдромом раздраженного кишечника VSL#3 превосходил плацебо в уменьшении болей/дискомфорта в животе и вздутия живота [Guandalini 2010]. Двойное слепое рандомизированное клиническое исследование с участием 229 госпитализированных пациентов из группы риска показало, что VSL#3 может предотвращать диарею, связанную с приемом антибиотиков [Selinger 2013]. VSL#3 изучали у здоровых беременных итальянских женщин, пациентов с циррозом печени и пациентов в критическом состоянии без каких-либо проблем с безопасностью [Vitali 2012, Agrwal 2012, Gupta N 2013, Frohmader 2010].

Как отмечалось ранее, в медицинской литературе описаны только редкие случаи лактобактериальной или бифидобактериальной бактериемии (не связанные с VSL#3), как правило, у пациентов с тяжелым иммунодефицитом или внутрибольничными инфекциями, ассоциированными с центральной линией, у лиц, не принимающих пробиотик. 8-летнее ретроспективное исследование, проведенное в крупном академическом медицинском центре США, показало, что максимальная частота возникновения пробиотической бактериемии среди госпитализированных реципиентов пробиотиков составляет 0,2% [Simkins 2013]. Обширный обзор, проведенный Министерством здравоохранения и социальных служб США (DHHS) в 2011 г. по 387 сериям случаев и рандомизированным контролируемым испытаниям с участием более 24 000 пациентов, не выявил случаев использования продукта, включая Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces, Streptococcus, Enterococcus или Bacillus привела к госпитализации [Hempel 2011]. Доказательства госпитализации или бактериемии из-за использования пробиотиков были получены только из отчетов о случаях и были редки. Исследование DHHS не обнаружило доказательств увеличения побочных эффектов, связанных с использованием пробиотиков, но добавило, что «редкие побочные эффекты трудно оценить, и, несмотря на значительное количество публикаций, современная литература недостаточно подготовлена ​​для ответов на вопросы о безопасности пробиотических вмешательств. с уверенностью". Независимая группа экспертов по безопасности пищевых продуктов пришла к выводу, что VSL#3® является «общепризнанным безопасным (GRAS) для использования в пищевых продуктах медицинского назначения». GRAS — это обозначение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), которое признает определенные пищевые добавки безопасными в условиях их предполагаемого использования квалифицированными экспертами. Чтобы получить такое признание, продукт должен прийти к общему мнению экспертов относительно безопасности его использования на основе анализа научных данных.

Обоснование дизайна с одной группой. Проверяемая гипотеза состоит в том, что пероральные добавки с пробиотическими бактериями уменьшат эндотоксемию и эндотоксин-ассоциированную активацию макрофагов и Т-клеток у ВИЧ-инфицированных субъектов. Поскольку мы ожидаем, что уровни эндотоксина и активации макрофагов/Т-клеток останутся стабильными (или, возможно, будут медленно увеличиваться) у субъектов, не получающих АРТ [Deeks 2004], исследование с одной группой позволит нам определить, оказывает ли вмешательство эффект. В этом исследовании будут участвовать люди с числом CD4+ Т-клеток >350 клеток/мм3. Среди лиц с числом CD4+ Т-клеток >350 клеток/мм3 частота случаев СПИДа и не-СПИДа составляла 0,7 случая на 100 человеко-лет [Baker 2008], поэтому исследователи ожидают, что эти осложнения маловероятны во время исследования. Недавно в рекомендации ВОЗ были внесены изменения, в соответствии с которыми АРТ рекомендуется начинать, когда число CD4+ Т-клеток у ВИЧ-инфицированного человека снижается.

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ. Это одногрупповое исследование для оценки влияния 12-недельного приема комбинированных пероральных пробиотических добавок (VSL#3) на биомаркеры микробной транслокации, активации моноцитов и Т-клеток и воспаления в крови у хронически ВИЧ-инфицированных малийцев. женщины с числом CD4+ Т-клеток ≥ 350 клеток/мм3, не получающие АРТ. Субъекты будут повторно оценены на 24 неделе, чтобы определить устойчивость любых изменений. В этом исследовании примут участие 50 человек. Образцы плазмы/сыворотки крови и кала будут взяты на исходном уровне, через 4, 12 и 24 недели. Все субъекты будут обследованы на наличие кишечных паразитов в течение 45 дней до включения в исследование. Будут записаны подробные демографические данные, вес и ИМТ, частота стула, симптомы, история АРТ, CD4 и РНК ВИЧ. Анкета для оценки стресса будет заполнена на исходном уровне и на 12-й неделе.