Gerandomiseerd, dubbelblind onderzoek naar de effecten van een voedingsproduct op de hersenontwikkeling van veel te vroeg geboren kinderen

Ondanks vooruitgang in de perinatale zorg hebben prematuren nog altijd een
sterk verhoogd risico op een neuropscychologische ontwikkelingsachterstand. 50%
van de extreme prematuren heeft een cognitieve beperking, gedragsproblemen en
een milde tot matige motorische achterstand. Deze neuropscyhologische problemen
vormen een grote belasting voor de gezondheidszorg en maatschappij. Er is dan
ook een grote vraag naar neuroprotectieve strategieën, om de
neuropsychologische ontwikkeling van deze kinderen te verbeteren.

Tijdens het derde trimester van de zwangerschap vinden er belangrijke processen
van hersengroei en hersenontwikkeling plaats. Zowel de witte als de grijze stof
tonen een dramatische groei in volume, hetgeen gepaard gaat met de vorming van
gyri en sulci. Bovendien wordt deze fase gekarakteriseerd door een snelle
ontwikkeling van gliacellen en neuronen in de witte stof. Extreme prematuren
worden dan ook blootgesteld aan de extra-uteriene omgeving in een periode van
kritische hersenontwikkeling, met name van witte stofstructuren. Deze witte
stofstructuren zijn dan ook erg gevoelig voor schade en witte stofschade is
daarom - weinig verrassend - het meest voorkomende patroon van hersenschade bij
extreme prematuren.

Perinatale infectie is een bekende en belangrijke risicofactor voor witte
stofschade bij prematuren. In een recente studie hebben Chau en collega's naast
witte stofschade, uitgebreide afwijkingen in de microstructurele en metabole
hersenontwikkeling laten zien bij prematuren met een postnatale infectie.
Vergeleken met kinderen zonder infectie, hadden kinderen met een infectie
significant lagere FA waardes, met name in de occipitale witte stof ten
opzichte van kinderen zonder een infectie. Daarnaast vonden ze een toegenomen
gemiddelde diffusie, hetgeen vertraagde myelinisatie en maturatie van de
oligodendrocyten cellijn weergeeft en lagere N-acteylaspartate/choline ratio's,
die een maat zijn voor neuronale integriteit en metabolisme. Het belangrijkste
pathofysiologische mechanisme van witte stofschade is inflammatie, die kan
worden versterkt door bijkomende hypoxie-ischemie.

Het belang van voeding op hersenontwikkeling en cognitieve ontwikkeling bij
prematuren wordt steeds meer onderstreept. Bovendien is er de laatste jaren
toenemend bewijs dat het toevoegen van probiotica aan de voeding, gunstig zou
kunnen zijn voor prematuren. Probiotica zijn micro-organismen die de darm
kunnen koloniseren en daar voordelen kunnen bieden aan de gezondheidstoestand
van de gastheer. Ze verbeteren bijvoorbeeld de integriteit van de mucosale
barrière, ze reguleren bacteriële kolonisatie and ze zorgen voor
immunomodulatie. Een recent overzichtsartikel uit de Cochrane bibliotheek,
waarbij 2842 zijn geïncludeerd, heeft aangetoond dat het toevoegen van
probiotica aan de enterale voeding, leidt tot een significante reductie in de
incidentie van necrotiserende enterocolitis (NEC) (relatief risico 0.35 (95%
betrouwbaarheidsinterval 0.24-0.52) en de mortaliteit (RR 0.40, 95% BI
0.26-0.60). Om deze redenen wordt er in veel landen, zoals Finland, Japan,
Colombia, Denemarken, Italië, Duitsland, Nieuw-Zeeland en Australië reeds
probiotica gegeven aan prematuren als onderdeel van standaard klinische zorg.

Van de combinatie van probiotica en prebiotica is bekend dat het een
synergistische werking heeft, waarbij prebiotica zorgen voor een verbeterde
overleving van probiotische organismen in de gastheer. De meest uitgebreid
onderzochte prebiotica zijn galacto-oligosaccharides (GOS),
fructo-oligosaccharides (FOS) en inuline. Oligosaccharides vormen een
belangrijk bestanddeel van moedermelk en er worden belangrijke prebiotische,
antimicrobiële, immunomodulatoire en anti-inflammatoire eigenschappen aan
toegeschreven. Oligosaccharides kunnen de intestinale microbiotia van een
zuigeling verbetering, door de groei van Bifidobacteriën en Lactobacillus te
stimuleren. Omdat deze bacteriën in aantal toenemen, neemt het aantal
potentieel pathogene bacteriën in de darm af. Het bifidogene effect van
prebiotica op de darm zou het immuunsysteem kunnen ondersteunen, doordat er een
verbeterde immunologische balans wordt bewerkstelligd. De immunomodulerende
eigenschappen van prebiotische oligosaccharides zouden ook
microbiota-onafhankelijk kunnen zijn, via een directe interactie met
immuuncellen. Vanwege hun veronderstelde voordelen voor de gezondheidstoestand
van de gastheer, worden prebiotische oligosaccharides reeds standaard
toegevoegd aan flesvoeding (kunstvoeding) voor prematuren. Meta-analyses van
gerandomiseerde studies hebben aangetoond dat prebiotica veilig zijn, maar er
werd geen overtuigend bewijs gevonden voor een gunstig effect op ernstige
neonatale infecties. Daarom zijn er op dit moment geen evidence-based
richtlijnen voor toevoeging van prebiotica als een geïsoleerd
voedingssupplement.

Glutamine is het meest voorkomende aminozuur in het menselijk lichaam. Het
wordt beschouwd als een belangrijke brandstof voor sneldelende cellen, zoals
enterocyten en lymfocyten en het speelt een belangrijke rol bij het behoud van
de functionele integriteit van de darm. Een glutaminetekort leidt dan ook tot
verminderde functionele integriteit en tot immuunsuppressie. Kinderen een laag
geboortegewicht (<1500 gram) vormen een risicogroep voor een glutaminetekort,
omdat zij vrijwel volledig afhankelijk zijn van parenterale voeding en deze
bevat weinig tot geen glutamine. Het wordt dan ook verondersteld dat glutamine
verrijkte voeding de immuunfunctie en de integriteit van de darm zou kunnen
verbeteren bij deze kwetsbare kinderen. Een meta-analyse van 5 gerandomiseerde
trials heeft aangetoond dat glutamine-verrijkte enterale voeding leidt tot een
significant lagere incidentie van invasieve infecties. Er werd geen verschil
gevonden in de incidentie van NEC en de mortaliteit. In een Nederlandse studie
(GEEF studie) werd een gunstig effect van glutamine op de hersenontwikkeling op
lange termijn gevonden. Prematuren (met een geboortegewicht <1500 gram) die
glutamine-verrijkte enterale voeding hadden gekregen in de neonatale periode,
hadden grotere hersenvolumes en een meer integriteit van de witte stof op de
leeftijd van 8 jaar, ten opzichte van controles die geen glutamine-verrijkte
voeding hadden gekregen. Verschillen in witte stofvolumes en de integriteit van
de witte stof in de hippocampus, uitgedrukt in FA, waren sterk geassocieerd met
het aantal ernstige neonatale infecties dat was doorgemaakt. Deze bevindingen
benadrukken nogmaals de invloed van neonatale infecties op de integriteit van
de witte stof en ondersteunen de hypothese dat glutamine zou kunnen bijdragen
aan een betere hersenontwikkeling. Voor zover wij weten zijn er tot nu toe geen
studies gedaan, die de invloed van probiotica of prebiotisch op neonatale
infecties en/of inflammatie in relatie tot hersenontwikkeling onderzoeken. Deze
relatie is bijzonder interessant, vanwege de veronderstelde sleutelrol van
infectie en inflammatie in de pathogenese van witte stofschade en vanwege de
bekende associatie tussen witte stofschade en een neuropsychologische
ontwikkelingsachterstand.

Concluderend is er substantieel bewijs voor een gunstig effect van probiotica
op NEC en mortaliteit bij prematuren. Van enterale glutamine-suppletie is
bekend dat het de incidentie van ernstige neonatale infectie verlaagt. De
voordelen van oligosaccharides zijn niet bewezen, omdat er in de literatuur
slechts beperkt bewijs wordt beschreven voor een reductie in ernstige infecties
bij kinderen die oligosaccharides kregen als monotherapie. Alle drie
supplementen worden als veilig beschouwd en er zijn geen ernstige complicaties
of bijwerkingen beschreven in grote gerandomiseerde studies. Tot nu toe is er
geen literatuur over de gecombineerde effecten van deze voedingssupplementen of
over de invloed op de hersenontwikkeling van prematuren. Er wordt veronders

>Het primaire doel van de studie is:
Tijdens de interventie periode van randomisatie t/m term equivalent age:
Om het effect te onderzoeken van het studieproduct ten opzichte van het
controle product op de microstructuur van de witte stof bij kinderen die
extreem prematuur geboren zijn, bij een amenorroeduur van 24+0 tot <30+0 weken.
De microstructuur van de witte stof zal worden beoordeeld door middel van TBSS
(Tract based spatial statistics) op de uitgerekende datum.


>De secundaire doelen van de studie zijn:
Tijdens de interventie periode van randomisatie t/m term equivalent age:
Om het effect te onderzoeken van het studieproduct ten opzichte van het
controle product bij kinderen die extreem prematuur geboren zijn, bij een
amenorroeduur van 24+0 tot <30+0 weken, op:
- Witte stofschade beoordeeld op T2 en T1 gewogen MRI opnames bij TEA
- Hersenvolumes en corticale morfologie beoordeeld op T2 en T1 gewogen MRI
opnames bij TEA
- Het optreden van ernstige neonatale infecties tot de uitgerekende datum t/m
TEA
- Ontwikkeling van het immuunsysteem gemeten met behulp van specifieke
circulerende inflammatoire markers t/m Term Equivalent Age (optioneel)

Na TEA t/m gecorrigeerde leeftijd van 2 jaar
Om het effect te onderzoeken van het studieproduct ten opzichte van het
controle product bij kinderen die extreem prematuur geboren zijn, bij een
amenorroeduur van 24+0 tot <30+0 weken, op:
- Neuropsychologische ontwikkeling bij 24 maanden gemeten met de Bayley Scales
of Infant and Toddler Development, Third Edition



>De veiligheids- en tolerantieparameters die worden onderzocht zijn:
Tijdens de interventie periode van randomisatie t/m term equivalent age:
Om het effect te onderzoeken van het studieproduct ten opzichte van het
controle product bij kinderen die extreem prematuur geboren zijn, bij een
amenorroeduur van 24+0 tot <30+0 weken, op:
- Het optreden van complicaties en ernstige complicaties
- Adequate groei
- Aantal dagen parenterale voeding, tijdsduur in dagen tot het bereiken van
volledig enterale voeding (in het UMC Utrecht gedefinieerd als 120 ml/kg/dag
gedurende 1 dag).
- Voedingsintolerantie
- Serum glutamine en glutamaat concentratie (optioneel, in een subgroep)

Na TEA t/m gecorrigeerde leeftijd van 2 jaar:
Om het effect te onderzoeken van het studieproduct ten opzichte van het
controle product bij kinderen die extreem prematuur geboren zijn, bij een
amenorroeduur van 24+0 tot <30+0 weken, op:
- Het optreden van complicaties en ernstige complicaties
- Adequate groei en antropometrische z-scores t/m de gecorrigeerde leeftijd van
2 jaar

Dubbelblinde, gerandomiseerde, placebo-gecontroleerde, single center studie met
twee parallelle groepen.

De interventie bestaat uit een voedingsproduct dat is samengesteld uit twee bestanddelen, namelijk deel A en deel B. De interventiegroep zal het volgende voedingsproduct ontvangen: - Deel A: één dagelijkse dosis Bifidobacterium breve M-16V (3 x 109 cfu per dag voor prematuren met een geboortegewicht >=1000 g; 1.5 x 109 cfu per dag voor prematuren met een geboortegewicht <1000g tot dat ze 50-60 ml/kg/dag enterale voeding verdragen, dan zal de dosering worden opgehoogd naar 3 x 109 cfu per dag. - Deel B: L-glutamine (0.3g/kg/dag) en korte keten galacto-oligosaccharides (scGOS)/ lange keten fructo-oligosaccharides (lcFOS) (9:1) (0.6g/kg/day) toegevoegd aan de dagelijkse hoeveelheid enterale voeding. De controlegroep zal het volgende voedingsproduct ontvangen: - Deel A: één dagelijkse dosis placebo - Deel B: placebo toegevoegd aan de dagelijkse hoeveelheid enterale voeding

Supplement:
De doseringen van het probioticum (Bifidobacterium M-16V) en van de prebiotica
(oligosaccharides), liggen binnen de range van onderzochte doseringen die
veilig zijn bevonden en die goed worden verdragen door prematuur geboren
kinderen. De dosering van L-glutamine is uitgebreid onderzocht en er zijn geen
bijwerkingen gerapporteerd in gerandomiseerde studies bij prematuren. De enige
bekende mogelijke complicatie van probiotica-toediening is een
probiotica-infectie met een positieve kweek met het probioticum uit een normaal
gesproken steriele omgeving (bijvoorbeeld: bloed, liquor, buikvocht). Dit is
een zeer zeldzame en onverwachte complicatie die bij deze specifieke
probioticum strain (Bifidobacterium Breve M-16V) nog nooit beschreven is. Met
andere Bifidobacterium breve strains is dit eenmaal beschreven, bij een kind
met een omfalocèle (echter, aangeboren afwijkingen zijn een exclusiecriterium
in deze studie). Een infectie met het probioticum B. breve M-16V is goed te
behandelen met gangbare antibiotica, zoals Augmentin.

De enige bekende bijwerking van prebiotica-toediening is milde
gastro-intestinale dyscomfort (dunnere ontlasting, obstipatie, buikpijn en/of
flatulentie). Symptomen van voedingsintolerantie en gastro-intestinale
dyscomfort zullen gedurende de interventieperiode nauwkeurig gemonitord worden.
(zie ook Product Information Brochure en onderzoeksprotocol).

MRI metingen
Theoretische risico's van de MRI scan zijn gehoorschade als gevolg van
blootstelling aan hoge geluidssterkte, verminderde ademdrive en
voedingsproblemen/verminderd drinken als gevolg van de sedatie met
chloralhydraat. De risico's zijn in de praktijk echter verwaarloosbaar, omdat
er adequate gehoorsbescherming wordt toegepast tijdens de MRI scan. De
potentiële bijwerkingen van de sedatie zijn zeer zeldzaam en zullen worden
ondervangen door bewaking van vitale parameters tijdens de MRI-procedure en in
de uren daarna, t/m de volgende ochtend. Indien het kind geen saturatiedalingen
en/of apneu's heeft gehad, zal de bewaking worden gestaakt en mag het kind naar
huis. Voedingsproblemen die gerelateerd zijn aan de sedatie, zijn zeer zeldzaam
en als ze worden geobserveerd, zijn ze vrijwel uitsluitend beperkt tot de
eerste uren na de MRI als gevolg van slaperigheid. De MRI scan is overigens
alleen een onderzoeksprocedure bij kinderen die geboren zijn bij een
zwangerschapsduur tussen de 28 en 30 weken. Voor kinderen geboren bij een
zwangerschapsduur korter dan 28 weken is de MRI onderdeel van het standaard
klinische zorgprogramma. De MRI zal bij alle kinderen volgens hetzelfde
protocol (qua bewaking, gehoorbescherming, omstandigheden en
acquisitie-instellingen) worden verkregen.

Er zijn geen risico's verbonden aan de afname van lichaamsmateriaal.