カラギーナン点鼻スプレーはコロナウイルスやインフルエンザウイルス感染症の回復率を2倍にする可能性がある:無作為化試験データの再解析

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Carrageenan nasal spray may double the rate of recovery from coronavirus and influenza virus infections: re-analysis of randomized trial data

www.researchsquare.com/article/rs-108775/v1

2020年11月16日に投稿

要旨

カラギーナンは硫酸化多糖類で、食品に広く使用されている。1980年代以降、カラギーナンは、風邪の原因となるライノウイルスを含む細胞培養物中のいくつかのウイルスによる感染を予防することが示されている。動物実験では、インフルエンザAによる死亡を予防することが示されている。

この個別患者データメタアナリシスでは、カラギーナンの小児と成人に対する効果を別々に調査した2つの無作為化プラセボ対照試験のデータセットを調査した。両試験では、風邪の患者にイオタ-カラギーナンを1日3回、7日間経鼻投与し、21日間追跡調査を行った。経鼻カラギーナンはすべての風邪からの回復率を 54%増加させた(95%信頼区間 15%~105%;P = 0.003)。回復率の増加は、コロナウイルス感染症では 140%、インフルエンザ A 感染症では 119%、ライノウイルス感染症では 70%であった。

我々は、分布を 5 つの五分位に分割して、長さの異なる風邪に対するカラギーナンの効果を計算するために五分位回帰を使用した。最初の4つの五分位のプラセボ群の風邪の平均罹患期間はそれぞれ4.0日、6.8日、8.8日、13.7日であった。第5分位群には打ち切りデータのある患者が含まれていた。13.7 日間の風邪は 3.8 日間(28%減)8.8 日間の風邪は 1.3 日間(15%減)短縮した。カラギーナンは風邪の短縮に意味のある効果はなかった。プラセボ群では、20 日以上続く風邪の患者は 21 人であったのに対し、カラギーナン群では 6 人であった。これは、長い風邪のリスクが71%(P = 0.003)減少したことに相当する。

最後に、プラセボ群では、最初に風邪が治った後、37人の患者が風邪症状を再発したのに対し、カラギーナン群では16人であった。これは、症状の再発リスクが56%(P = 0.002)減少したことに相当する。

カラギーナンが多様なウイルス群に効果があり、2つの古いコロナウイルスに効果があることを考えると、経鼻カラギーナンは新しいコロナウイルスSARS-CoV-2にも効果がある可能性があると考えられる。経鼻イオタ-カラギーナンのさらなる研究が必要である。

キーワード

風邪、コロナウイルス、インフルエンザ、イオタ-カラギーナン、メタ解析、無作為化比較試験、ライノウイルス、SARS-CoV-2

図1

図2

図3

序論

カラギーナンは、一般的にアイリッシュモスとして知られる赤い海藻から抽出された硫酸化多糖類である。1980年代以降、カラギーナンは、細胞培養物中のいくつかのウイルスによる感染を予防することが示されているが、その中には風邪の最も一般的な原因であるライノウイルスも含まれている[1-5]。インフルエンザA[6,7]や単純ヘルペス[8]に感染したマウスの死亡率はカラギーナンを粘膜投与することで有意に減少しており、その効果は細胞培養物に限定されないことが示唆されている。

成人を対象とした3件の無作為化試験(RCT)[9-11]と小児を対象とした1件の試験[12]では、イオタ-カラギーナンの経鼻投与により感冒症状が短縮・緩和された。個別患者データ(IPD)メタアナリシスでは、風邪の持続時間のデータが利用可能な成人を対象とした1件の試験[10]と小児を対象とした1件の試験[12]の結果をプールし、コロナウイルスOC43および229E、インフルエンザAウイルス、ライノウイルスによる風邪をイオタ-カラギーナンが短縮するという証拠があると結論づけた[13]。すべてのウイルス陽性風邪の平均期間は,イオタ-カラギーナン群で1.9日短縮したと報告されている[13].しかし、フォローアップ終了時までに回復しなかった患者が何人かいたため、平均持続時間は効果の適切な指標とはならなかった。さらに、感冒の持続時間に対する介入の効果を評価する際には、短縮日数よりもパーセンテージなどの相対的な効果推定値の方が好ましい[14]。この 2 つの試験の IPD の再解析 [10,12] では、フォローアップ期間中に回復しない患者がいることを考慮して、生存率分析と分位回帰を用いて感冒に対するカラギーナンの効果を推定した。

方法

成人を対象としたLudvig試験[10]と小児を対象としたFazekas試験[12]については、試験報告書に詳細が記載されている。要するに、両試験はオーストリアのウィーンで実施された無作為化二重盲検プラセボ対照試験である。登録には、参加者は軽度から中等度の感冒症状を有していることが必要であり、風邪の持続時間は成人では48時間を超えてはならず[10]、小児では36時間を超えてはならなかった[13]。いずれの試験においても、無作為化リストは第三者によって作成され、患者はパーミューテッドブロックスケジュール(サイズ4)を用いて無作為に割り付けられた[13]。カラギーナン散布とプラセボ散布は区別がつかなかった。両試験において,0.14mlの単回投与量の経鼻スプレー(0.12%イオタカラギーナン)を1日3回、7日間両鼻孔に投与した。したがって、イオタカラギーナンの1日総投与量は1.0mgであった。

カラギーナンの生物学的効果は、ウイルスが細胞表面に結合したり、細胞内に侵入したりするのを防ぐようであるため、プールされたIPD解析 [13] はウイルス陽性の参加者に限定された。Ludvig試験では、カラギナン群の102人中59人、プラセボ群の101人中59人がウイルス陽性であった[10]。Fazekas試験では、カラギナン群76人中67人、プラセボ群77人中69人がウイルス陽性であった[12]。このように、両試験の治療群では、ウイルス陽性者の割合は非常によく似ていた。

2つの試験における全ウイルス陽性者のIパーキンソン病を合わせた生存曲線[10,12]は、メタ解析[13]で図2のように発表されている。コロナウイルスOC43および229E、インフルエンザAウイルス、ライノウイルスによる風邪の生存曲線は図5に掲載されている[13]。図2と図5は、intention-to-treat [ITT]とprotocolごとのデータを報告したものである[13]。ITT解析は一般的に好ましい[15,16]ので、カラギーナン効果の推定にはITTデータを使用した。

データセットを再生するために、2つの図をし、グラフィックスプログラムを用いてITT曲線のステップの高さを測定し、ステップの高さを追跡期間中の各日に回復した患者数に変換した(詳細は補足ファイルを参照)。ライノウイルス風邪のカーブからのデータの再作成に問題があったが、Eva Prieschl-Grassauer博士からデータを受け取って解決した。風邪の再発率は、すべての風邪については図3から、ウイルス特異的なデータについては図6から計算した[13]。

本研究では、2つのアウトカム[13]を分析した:1)風邪の症状が最後に出た日までの時間として定義された風邪の継続期間、および2)患者が少なくとも1日症状が出なかったと報告した後の風邪症状の再発である。

我々は、風邪の持続期間に対するイオタ-カラギーナンの効果を推定するために、生存率分析と分位回帰の2つのアプローチを用いた。我々は、R-projectの生存パッケージのcoxph手続きを使用して、感冒からの回復率比(RR)およびその95%信頼区間(CI)を計算した [17,18]。同点については、時間依存生存分析のためにEfronオプションを使用した以外は、厳密オプションを使用した。カラギーナンの効果のP値を計算するために尤度比検定を使用した。

また、分位治療効果を分析するために分位回帰を使用した [19,20]。カラギナンのパーセンタイル治療効果の曲線を描くために、Rのqteパッケージのci.qteプロシージャを使用した [21]。検閲データがあったので、PengHuangオプション[22]を用いて、選択されたパーセンタイルレベルのパーセンタイル治療効果の95% CIを計算するために、Rのquantregパッケージのcrq手続きを使用した。5分位内の風邪の平均持続時間に対するカラギーナンの効果を推定するために、第1~4分位の平均持続時間を計算したが、最後の5分位には打ち切られたオブザベーションがあったので、第5分位には計算しなかった。五分位内の平均持続時間に対するカラギーナンの効果を推定するために、平均持続時間の差として短縮された日数を計算し、また、日数の絶対差と比較して優れた尺度であることが示されているパーセンテージで対応する効果を計算した [14]。

風邪症状の再発リスク比(RR)と症状のない状態からの95%信頼区間を計算するために、fmsbパッケージのriskratio手順を用いた。我々は2-tailed P値を提示した。統計計算のプリントアウトは補足ファイルを参照のこと。

結果

我々の解析では、2つのイオタ-カラギーナンランダム化試験[10,12]のプールされたIパーキンソン病を使用した。両試験の参加者の平均年齢は5歳[12]と33歳[10]であり、参加者の性別は両試験ともに比較的バランスがとれていた。両試験のうちイオタ-カラギーナン投与群ではウイルス陽性の感冒患者が126人、プラセボ投与群では128人であった。

経鼻カラギーナン投与群の回復率は、プラセボ投与群と比較して平均1.55倍であった(図1A)。コロナウイルスOC43または229E、インフルエンザAウイルス、およびライノウイルスについては、個別の回復データが得られた。これらの3つのウイルス群の再現された生存曲線を図1B〜Dに示す。カラギーナンは、コロナウイルス感染からの回復率を2.40倍、インフルエンザA感染からの回復率を2.19倍、ライノウイルス感染からの回復率を1.74倍増加させた(表1)。これらの点推定値はいずれも、すべてのウイルス陽性風邪の信頼区間と一致している。さらに、3つのウイルス群の信頼区間は大きく重複しており、所見の不正確さを考慮すると、3つのウイルス群すべての所見が一致していることを示している。

すべてのウイルス陽性風邪を合わせた場合の生存曲線のパターンは、短い風邪と長い風邪ではカラギーナンの効果が異なることを示している(図 1A)。最初の5日間の回復率は、カラギーナン群とプラセボ群でRR=0.98(95%CI 0.55-1.73)と非常によく似ていたが、6日目以降の追跡調査では、カラギーナンがRR=1.64(95%CI 1.22-2.2;P=0.001)と回復率を高めていた。

また、カラギーナンの治療効果は、感冒期間の分布を横軸にパーセンタイルとした分位回帰で解析した(図2)。連続した黒線は、パーセンタイル値によるカラギーナンの治療効果を示している。カラギーナンの効果が不均一であることがわかる。青色の点線は、以前に計算された1.9日の効果推定値[13]を示しており、これは短い風邪ではカラギーナンの効果を誇張しているが、長い風邪では効果を過小評価している。0 から 43 までのすべてのパーセンタイルは 1.9 日未満の効果推定値であったのに対し、71 から 83 までのすべてのパーセンタイルは 1.9 日以上の効果推定値であった。このように、半数以上の観察結果は、計算された1.9日の効果と矛盾しているようである[13]。プラセボ群の80%の患者では、風邪の持続期間は19日間であったが、イオタ-カラギーナンは風邪を7日間短縮した(95%CI 10.6~2.9日;P = 0.001)。これは、80 パーセンタイルレベルで風邪を37%短縮したことに相当する。縦の矢印は60パーセンタイル点と80パーセンタイル点の95%CIを示しており、後者は1.9日の推定値とはかけ離れている(図2)。

感冒分布の五分位範囲内でのカラギーナンの効果を表2に示す。この効果は、日数での絶対的な効果とパーセンテージでの相対的な効果の両方で計算されている。相対効果は、プラセボ群における持続時間のばらつきを調整したものである[14]。第4分位群では、未治療の平均感冒期間13.7日が平均3.8日短縮されており、これは期間の28%の短縮に相当する。第3分位群では、未治療の平均感冒期間8.8日が1.3日短縮されており、これは15%の短縮に相当する。最下位の2つの五分位では、カラギーナン治療による意味のある効果はなかった。

風邪の期間に対するカラギーナンの効果は、20日以上続く風邪のリスクとして分析された。カラギーナン投与群では,20日以上続く風邪のリスクはプラセボ投与群に比べて71%減少した(表3).プラセボ投与群では20日間の追跡調査終了時に回復しなかった患者は16.4%であったが,カラギーナン投与群では4.7%にとどまった。これは治療に必要な数(NNT)8.6(95%CI 5.2~24)に相当する。

風邪症状の再発に対するイオタ-カラギーナンの効果を表 4 に示す。すべてのウイルス陽性患者において、カラギーナンは風邪症状の再発を56%減少させた。コロナウイルス,インフルエンザAウイルス,ライノウイルス患者におけるカラギーナンの効果のポイント推定値は,全体の効果推定値と一致していた。すべてのウイルス陽性患者では、プラセボ参加者の 28.9%が最初に回復した後に風邪症状が再発したのに対し、カラギーナン参加者では 12.7%にすぎなかった。これはNNT6.2(95%CI 3.8~16)に相当する。

議論

成人の風邪の罹患数は平均して年間 2 回、幼児の風邪罹患数は年間 6 回である。そのため、風邪の症状を短縮したり緩和したりするための潜在的な介入は、公衆衛生上非常に重要な意味を持っている。これまでの無作為化試験では、亜鉛のトローチが風邪の症状を緩和することが示されているが、効果を得るにはトローチの成分が重要です [14,23-26]。また、高用量のビタミンCを定期的に摂取することで、補給期間中に発症した風邪を短縮するという強いエビデンスもあるが[27-29]、治療用ビタミンCは症状の発症後に開始すると効果があるという明確なエビデンスは今のところない[27]。亜鉛ロートやビタミンCの感冒に対する効果は、無作為化試験のエビデンスに基づいているのではなく、偏見のために無視されてきたように思われる[28-30]。

カラギーナンは、感冒に対するより最近の潜在的な治療法である。実験室での研究では、カラギーナンはライノウイルスおよびインフルエンザA [5-7]を含むさまざまな呼吸器ウイルス感染症に効果があることが示されているが、アデノウイルス[1,2]には効果がない可能性がある。カラギーナンがウイルス感染症を予防できることを示す実験室での証拠は1980年代にまで遡るが、臨床試験は2010年以降にしか実施されていない[9-12]。

2つのカラギーナン試験のIPDメタアナリシス[10,12]では、経鼻カラギーナンを投与された患者で風邪の罹患日数が平均1.9日短縮したと計算されている[13]。しかし、メタアナリシスでは、27人の患者のデータが打ち切られていたという事実を考慮に入れていない。したがって、平均値は不定であり、平均値の差の計算は不適切である。また、メタアナリシス[13]では、カラギーナンの効果が不均一である可能性を考慮していない。

同じ2つの試験のIPDメタアナリシス [10,12]では、Cox回帰と分位回帰を使用したが、どちらも打ち切られたオブザベーションを考慮に入れている。その結果、風邪が約1週間以上続く場合には、経鼻カラギーナンの治療効果の強い証拠があることがわかった(図1Aと2;表2)。しかし、我々の解析では、経鼻カラギーナンがより短い風邪に対して効果があることは示されなかった。治療効果に不均一性があることは、以前に推定された風邪の持続時間の 1.9 日間の短縮 [13] が、経鼻カラギーナンの効果を十分に捉えていないことを示している(図 2)。

我々の解析では、経鼻カラギーナンの投与により、全ウイルス陽性者の全フォローアップ期間中の回復率が約50%増加したと計算した(表1)。この効果は、亜鉛トローチを用いた5つの試験で行われた回復率の3倍の増加 [24] には及ばないが、それでも重要である。

分裂回帰では、カラギーナンは 13.7 日間の風邪を 3.9 日短縮し、28%の減少に相当することがわかった(表2 )。これらの効果の推定値は、全参加者の20%に適用された。別の 20%の参加者では、8.8 日間の風邪が 1.3 日間短縮され、15%の減少が見られた。これらの結果は、亜鉛ロゼンジを用いた7つの試験における平均33%の感冒期間の短縮 [25] や、高用量のビタミンCを用いた場合の感冒期間の約20%の短縮 [31] と比較することができる。経鼻カラギーナンの有益性は、1週間以上続く風邪に対してのみ認められた。しかし、相対的な効果を仮定すると、2 週間の長い風邪の期間が 30%短縮されたことは、短い風邪の場合の同様の効果よりもはるかに重要な知見である。

また、長い風邪に対するカラギーナンの効果を、20日以上続く風邪のリスクとして分析した。経鼻カラギーナンは、このような長引く風邪のリスクを71%減少させた(表3)。この結果から、9人に1人の患者がカラギーナンの恩恵を受けていることがわかった。

長時間の風邪に対する明らかな有益性は、カラギーナン経鼻投与に関する2つの試験を考慮すると、関連している。Ecclesによる最初の試験では、カラギーナンを4日間投与しただけであった [9]。Ecclesによる2つ目の試験でもカラギーナンは4日間投与されたが、患者はそれ以上の期間使用することが許された;しかしながら、その試験で患者が実際にどのくらいの期間カラギーナンを使用したかについてのデータはない[11]。さらに、2つの試験では、患者を追跡した期間はそれぞれ7日と10日であったのに対し、今回の21日間の分析では、最大の効果が現れたのは7日後であることが示されている(図1Aと2)。それにもかかわらず、理想的には介入期間と追跡期間はもっと長くすべきであったにもかかわらず、2つの短期試験ではカラギーナンが有益であることも明らかになった。最初のEccles試験では、2日目から4日目までの総症状スコアが26%減少し(P = 0.046)[9] 、2番目の試験では、1日目から4日目までの総症状スコアが9%減少した(P = 0.042)[11]。呼吸器ウイルス負荷の低下は、カラギーナン参加者でも観察されている[9-13]。

我々はまた、カラギーナンが追跡期間中に風邪の再発を半減させたことを発見した(表4)。この結果から、6人に1人の患者がカラギーナンの恩恵を受けていることが明らかになった。症状の再発が同一ウイルスによるものなのか新規ウイルスによるものなのかは明らかではないが,これだけの割合で新規の風邪症状が半減したことは臨床的に重要な知見であると考えられる。ほとんどの再発は治療中止後に発生しているため[13]、再発をさらに減少させることができるかどうかを確認するために、7日以上の長期投与についてさらなる試験で検証すべきである。以前、英国の男性を対象とした4つの試験のメタアナリシスでは、ビタミンCはフォローアップ期間中に平均して風邪の再発を半減させたことが示されたが、この知見は特に食事中のビタミンC摂取量が少ないことに起因している可能性があり、より広い集団に一般化できる可能性は低いと考えられる[32]。英国で行われたより最近の試験では、風邪の再発が有意に減少したことも確認されている[33]。私たちの知る限りでは、風邪の再発に対する亜鉛ロゼンジの効果についてのデータはない。

風邪は一様ではない。風邪の症状の大部分は複数の異なるウイルス型によって引き起こされるが、ウイルスの分布は時間や場所によって異なる。また、風邪型の症状の中には、アレルギーなどの非ウイルス性の原因によって引き起こされるものもある。しかし、現在流通している新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)に関しては、カラギーナンからの所見のパターンが特に興味深い。我々の解析では、カラギーナンがOC43と229Eの2つの古いコロナウイルスに対して、回復率を2.4倍に高め、風邪症状の再発を60%減少させるという強力な直接的証拠が得られた。旧型コロナウイルスでも重篤な急性呼吸器感染症を引き起こしている[34]。さらに、ライノウイルスやインフルエンザAウイルスに対する有効性から、その効果は非特異的であることが示されている(表1,4)。このことは必ずしもカラギーナンが新型コロナウイルスに有効であることを意味するものではないが,カラギーナンの非特異性から,新型コロナウイルスによる感染症にもカラギーナンが効果を発揮する可能性が高いと考えられる。

我々の解析における主要アウトカムは、含まれていた2つの試験での感冒からの回復を自己報告したものであった [10,12]。このような主観的な転帰は最適ではないと考える研究者もいるかもしれないが、医師のもとを訪れて病気休暇の証明書をもらうか、病気のために仕事を休むかを決めるのは患者である。ウイルス検査による風邪の診断は、ウイルスの数が多く、ウイルスによって引き起こされる病状にばらつきがあるため、不可能である。患者が風邪に精通していることを考えると、臨床研究のために自己診断を利用するのがより合理的なアプローチであると考えられる[35]。さらに、FDAは、医師や他の人の解釈に偏らないため、患者からの報告結果を奨励している[36]。

カラギーナンは何十年も前から食品成分として使用されており、FDAによって「一般的に安全とみなされている」[GRAS] [37]と分類されている。カラギーナンの潜在的な危害についての多くの懸念は根拠のないものであることが示されており、例えば、カラギーナンをポリギーナンと混同したり、不適切な生物学的モデル系を使用したりすることによって説明されている[37-39]。最近のレビューでは、動物実験では、食用カラギーナンは発がん性物質や腫瘍促進物質ではなく、発生、生殖、遺伝毒性の影響もないという点で安全であると結論づけられている[37]。欧州食品安全局は、「1日あたり7,500 mg/kg bwまでのラットにおけるカラギーナンの慢性毒性試験では、有害な影響は検出されていない」と述べている[40]。これは体重70kgの人の場合、1日あたり525gに相当する。さらに、我々の研究のトピックは,0.001g/日の用量で1日1~2週間の間、経鼻投与されたカラギーナンである。したがって、数十年間の高経口投与量に関する潜在的な懸念は、本研究で分析する介入には適切ではない。マウスおよびウサギを用いた最近の研究では、イオタ-カラギーナンの経鼻および肺投与は急性の副作用を引き起こさないことが示されている[41]。

イオタ-カラギーナンの経鼻投与に関する4つの試験では、すべて1日3~4回の投与量が使用された[9-12]。さらなる研究では、最大の効果をもたらすレベルを特定するために、より高い使用頻度を試験することで用量反応を調査すべきである。同様に、1回の経鼻投与におけるカラギーナンの量に対する用量反応を調べる必要がある。風邪症状の再発の多くは治療中止後に発生しているため、より長い投与期間についても検討すべきである。また、症状発現から治療開始までの時間の長さが有効性に影響している可能性もある。我々のメタアナリシスに含まれた2つの試験では、症状発現から36~48時間以内に治療を開始すべきであると規定されているが [10,13] 、亜鉛ロゼンジ試験での対応する制限時間は24時間であることが多い [26]。明らかに、症状の発症からカラギーナン治療の開始までの時間が有益性の大きさに及ぼす影響は、さらなる試験で調査されるべきである。

実験室での研究では、カラギーナンとオセルタミビルおよびザナミビルの併用は、マウスインフルエンザに対して相乗効果があることが明らかにされている[6,7]。同様に、カラギーナンと亜鉛ロゼンジおよび/またはビタミン C の組み合わせの効果についても、効果のモードが異なるため、要因設定で検討するのが妥当であると考えられる。

結論として、我々は、カラギーナンの経鼻投与により、風邪の回復率が約50%増加し、長引く風邪の期間が約30%短縮されると推定している。短い風邪に対する有益な効果は見出されなかった。本研究の結果が再現可能であれば、コロナウイルスやインフルエンザウイルス感染症の今後の治療法の選択肢に重要である。呼吸器ウイルス感染症に対する経鼻イオタ-カラギーナンの効果をより詳細に検討するために、さらなる研究が行われるべきである。

著者の貢献

HHは研究を計画し、公表されている生存曲線[13]を測定し、スプレッドシートにデータを入力して統計解析を行い、原稿を執筆した。ECは入力されたデータが公表されている生存曲線と一致していることを確認し、原稿の修正に参加した。最終原稿は両著者が読み、承認した。

利益相反

著者らは、利益相反の可能性があると解釈されるような商業的または経済的関係がない状態で研究が行われたことを宣言している。

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