腹泻儿童添加异亮氨酸 ORS

在全球范围内，腹泻每年仍导致 160 至 250 万人死亡，发展中国家的儿童平均每年经历 3 次腹泻。 尽管腹泻死亡率有所下降，但它仍然是儿童发病率和死亡的主要原因 [1]。 使用适当的自制液体或 ORS 溶液预防脱水，并根据指示使用 ORS 溶液或静脉输液纠正脱水，然后使用 ORS 溶液维持水化，以及继续包括母乳喂养在内的日常饮食是管理急性腹泻。 在一些特定病因的腹泻如严重霍乱、志贺菌病、侵袭性肠道阿米巴病和有症状的贾第鞭毛虫病的管理中，推荐使用抗生素治疗。 治疗费用和更重要的是耐药病原体的出现是腹泻抗菌治疗和其他细菌感染的主要关注点。

ORS在治疗腹泻病方面起主要作用；然而，它既没有减轻腹泻的严重程度，也没有减轻腹泻的持续时间，这是它的主要局限性。 通过开发更新的配方和递送机制，例如，继续努力克服这些限制。

1. 更换/更换基材（例如 在葡萄糖中添加丙氨酸或甘氨酸或用多聚糊精和米粉代替葡萄糖）
2. 降低葡萄糖和钠的浓度，从而降低 ORS 溶液的渗透压。

含有 ORS 的丙氨酸/甘氨酸和米粉显示粪便排出量有所减少 [2-5]。 然而，迄今为止开发和测试的制剂均未显示对腹泻持续时间有任何有益作用。 同样，降低渗透压的 ORS 对减少粪便排出量和呕吐以及减少 ORT 失败（主要针对非霍乱性腹泻儿童）有一定的有益作用，但对腹泻持续时间没有任何影响 [6]。 世界卫生组织 (WHO) 和联合国儿童基金会 (UNICEF) 最近建议常规使用低渗透压 ORS 治疗腹泻病 [7]；然而，还有进一步提高其功效的空间。

抗菌肽和先天免疫

抗菌肽代表了从植物到昆虫再到人类等生物体先天免疫防御的重要组成部分。 它们是广谱表面活性剂，通过在微生物膜上形成孔来杀死微生物。 大多数对细菌、病毒和真菌具有广谱活性。 在哺乳动物中，已经描述了两大类抗微生物肽——防御素和导管素 (LL-37)。 防御素是抗菌肽的一个子类，在哺乳动物中，它们存在于中性粒细胞颗粒中，它们是非氧化杀死被吞噬微生物所必需的 [8]。 现在已经确定，防御素也在哺乳动物的几乎所有上皮表面产生，包括皮肤、气道、肠道和泌尿生殖道的表面 [9, 10]。 一些上皮防御素的表达是组成型的，有助于在上皮表面形成非炎性抗菌屏障。 其他防御素可诱导并在炎症或感染部位高度表达 [9、11、12]。 防御素功能受损会增加囊性纤维化患者对气道感染的易感性 [13]，并会增加小鼠肠道中沙门氏菌的感染 [14]。 除了它们的直接抗菌活性外，β-防御素还对记忆 T 细胞和树突状细胞具有趋化作用，表明它们在先天免疫反应和获得​​性免疫反应的整合中发挥着重要作用 [15]。

诱导上皮防御素的分子机制在很大程度上仍未得到探索。 模式识别受体 [16] 可能在此过程中发挥关键作用，正如 CD-14 介导的细菌脂多糖对 β-防御素的诱导 [17] 所示。 全热灭活细菌和真菌在人角质形成细胞中诱导人 β-防御素-2，但这种反应的分子基础尚不清楚 [11]。 肿瘤坏死因子α (TNF) 和 IL-10 等炎症细胞因子也可诱导 β-防御素 [18, 19]。 由于上皮屏障防御素的药理学诱导可能具有治疗效用，因此长期以来一直在寻找可以诱导上皮防御素产生的新型分子，通过使用基于细胞的测定法进行评估。 最近观察到 L-异亮氨酸及其类似物是上皮细胞中高度特异性的 β-防御素诱导剂 [20]。 还观察到，当给动物（鸡）施用异亮氨酸时，肠道菌群转变为益生菌物种，它刺激潘氏细胞在人体肠道组织中分泌抗菌肽，并引起肠道菌群转变，导致肠道菌群增加乳酸菌数量。 （手稿，Ashida T & M Zasloff 等人）治疗克罗恩病患者。

上述观察表明 L-异亮氨酸在控制粘膜组织感染（包括胃肠道感染）中的潜在作用。

志贺氏菌感染中的抗菌肽

2001 年，来自 ICDDRB 和卡罗林斯卡研究所 (BA) 的研究人员在 Nature Medicine 上报道了 I 型痢疾杆菌和其他肠道菌引起的腹泻上皮细胞中 LL-37 和人 β-防御素-1 (HBD-1) 的下调细菌[21]。 当感染志贺氏菌或来自志贺氏菌的质粒 DNA 时，可以通过使用单核细胞起源的细胞系 U937 和结肠上皮起源的 HT-29 在体外复制这种下调。 下调可能是病原体避免强大的粘膜效应分子（如抗菌肽）的重要免疫逃逸机制。 由于抗菌因子浸透粘膜表面，可以想象致病菌下调人类的前线防御作为其入侵过程的一部分。 因此，一种新的方法将是阻止这种下调或采取治疗方法来上调内源性抗菌素的产生。 最近的研究表明，短链脂肪酸（short chain fatty acids，SCFA）可以上调结肠上皮细胞LL-37的表达，其中丁酸钠是最好的诱导剂[22, 23]。 此外，丁酸盐诱导结肠细胞分化，据报道这是人结肠上皮细胞 LL-37 表达的关键决定因素 [22]。 然而，研究表明，除参与细胞分化的途径外，丁酸盐还参与了 LL-37 的上调 [23]。 丁酸盐是通过膳食纤维发酵在结肠中产生的。 因此，正常肠道菌群与内源性抗生素的表达之间存在联系。 此外，包括丁酸盐在内的 SCFA 已被证明可以减轻临床症状，并改变兔模型实验性志贺氏菌感染的微生物学和病理学特征 [24]。 因此，志贺氏菌感染的严重程度与粘膜中抗菌肽水平之间的关系是可以想象的。 给感染志贺氏菌的兔子口服丁酸钠后，结肠上皮细胞中的 CAP-18（兔子 LL-37 的同系物）上调，同时粪便中志贺氏菌载量减少，临床恢复（Raqib 等人，手稿被接受). 防止下调或增强抗菌肽表达可以提供一种替代治疗方法来保护人类和牲畜免受细菌病原体的侵害。 这些研究可能为内源性抗菌肽的治疗操作提供基础，包括使用膳食物质或丁酸盐在体内表达 LL-37 以加强上皮防御屏障。 因此，我们在 ICDDRB 启动了一项临床研究，以评估丁酸盐灌肠剂治疗志贺菌病的疗效。

丁酸盐已被证明可以在结肠中诱导抗菌肽。然而;它不能这样口服。 此外，大多数急性腹泻病是由小肠感染引起的。 异亮氨酸是一种必需氨基酸，可能是增强潘氏细胞和小肠上段其他防御分子分泌抗菌肽的合理替代品（手稿，Ashida T & M Zasloff 等人）。 这可能有助于清除病原体，将肠道菌群转变为更“正常”的共生物种分布，并促进感染性腹泻的恢复。 因此，我们假设使用 L-异亮氨酸补充 ORS 溶液将诱导抗菌肽并促进急性水样腹泻儿童的临床康复。