ARTICULOS ORIGINALES

CENTRO DE SALUD ANIMAL. INSTITUTO SUPERIOR DE CIENCIAS MÉDICAS. HOSPITAL GINECOOBSTÉTRICO "EUSEBIO HERNÁNDEZ"

Surfacen: Un surfactante natural para el tratamiento del síndrome del distress respiratorio neonatal

Lic. Dahís Manzanares,¹ Dr. Raúl Fernández,² Dr. Olimpo Moreno,³ Dra. Olga Torres¹ y Dr. Humberto Colomé¹

RESUMEN

Surfacen es un extracto orgánico obtenido del lavado pulmonar de cerdos. Contiene aproximadamente 93 % de fosfolípidos y 1 % de proteínas de peso molecular pequeño. En varios lotes el preparado tiene como promedio 69 % de fosfolidilcolina y menos de 1 % de lisofosfatidilcolina. La tensión superficial fue evaluada por el método de la presión máxima de la burbuja y en varios experimentos la tensión superficial de equilibrio varió entre 25 y 30 nM/m. Cada lote de Surfacen fue también evaluado en experimentos en fetos de conejos de 27 días de edad, a los cuales se les hacía curvas estáticas de presión y volumen, con dosis de fosfolípidos entre 45 y 80 mq/kg, con presión de abertura entre 15 y 20 cm de H₂O y volumen de expansión máxima de 39 mL/kg. Un mejoramiento significante de la función pulmonar ha sido también demostrado en carneros recién nacidos inmaduros (135 a 140 días de gestación). En 7 animales el producto fue administrado 100 mg/kg y la PO₂ aumentó hasta 40 kPa y la fracción inspirada de oxígeno pudo ser reducida de 0,7 a 0,2 en 4,5 horas. Posteriormente el Surfacen fue empleado en 23 neonatos humanos pretérminos (peso promedio de 1 368 g y 30,5 semanas de edad gestacional), con evidencia clínica y radiológica de síndrome de distress respiratorio severo. Estos neonatos tenían una fracción inspirada de oxígeno > 0,6, presión media de vías aéreas > 8 cm H₂O y PaO₂/FiO₂ > 20 kPa. En 16 neonatos se empleó una dosis de 100 mg/kg, en 6, 2 y en 1,3. Los resultados fueron los siguientes: la presión arterial de oxígeno aumentó significativamente más de 9,3 kPa en pacientes en la primera hora de administrado el Surfacen, con un promedio de 19,2 kPa en el grupo total; la relación presión arterial y alveolar de oxígeno aumentó aproximadamente 2,5 veces durante las primeras 72 horas; hubo una mejoría radiológica en todos los pacientes y la fracción inspirada de oxígeno y la presión media de vías aéreas se redujeron notablemente en 24 horas. Las complicaciones más frecuentes fueron 56,5 %, hemorragia intraventricular (III-IV) 26,1 % y displasia broncopulmonar 17,4 %; no hubo neumotórax. La mortalidad en el primer mes fue de 30,4 %. Surfacen es un producto biológico efectivo para el tratamiento del SDR de neonatos, y una reducción mayor de las complicaciones y la mortalidad puede ser lograda con un buen manejo integral de estos neonatos.   Descriptores DeCS: SURFACTANTES PULMONARES/uso terapéutico; SINDROME DE DIFICULTAD RESPIRATORIA/quimioterapia; RESUL-TADO DEL TRATAMIENTO; PROYECTOS PILOTO; ENSAYOS CLINICOS.

INTRODUCCIÓN

El tratamiento profiláctico y curativo del síndrome de distress respiratorio (SDR) del neonato con surfactante exógeno ha sido uno de los grandes adelantos científicos alcanzado en los últimos años.^1-6

Hay ahora numerosas evidencias convincentes que demuestran una reducción de la incidencia y severidad del SDR con el empleo profiláctico o sustitutivo de surfactante exógeno natural, artificial o mixto.^7-9

El surfactante exógeno puede obtenerse del líquido amniótico humano, extractos lipídicos de pulmones bovinos o de cerdos (a veces con adición de lípidos) o ser enteramente sintético. Este último ha sido criticado por carecer de apoproteínas, que tienen una gran importancia en las propiedades físico-químicas y fisiológicas del surfactante. Sin embargo, buenos resultados se han obtenido recientemente con surfactantes libres de proteínas.^10,11

En el grupo de los surfactantes naturales hay ahora un nuevo producto obtenido de los lavados pulmonares de cerdos: Surfacen. El principal objetivo de este trabajo es resumir los principales elementos de evaluación experimental, así como los resultados de una prueba clínica piloto.

MÉTODOS

Surfacen es un surfactante natural obtenido del lavado pulmonar de cerdos sacrificados, el cual es sometido a un proceso de centrifugación, extracción y precipitación con acetona. La preparación es esterilizada mediante filtros Sartorius de 0,20 mm y autoclave a 110 EC por 6 minutos. Finalmente se obtiene un polvo liofilizado blanco. La composición de fosfolípidos fue medida mediante una capa cromatográfica delgada, usando un sistema bidimensional (cloroformo-metanol-agua 22:9:1.8 y cloroformo-metanol-ácido acético-agua 22.5:10:3:0.5). El método de Bartlett fue empleado para la cuantificación fosfolipídica.¹² Fosfotidilcolina disaturada fue determinada por el método de Mason¹³ y las proteínas por el de Lowry¹⁴ usando 1 % SDS. En la preparación final también fueron determinados el colesterol y acilglicéridos.^15,16

Las características físico-químicas del Surfacen fueron evaluadas midiendo la tensión superficial en condiciones de equilibrio a 37 EC. El método usado para esta determinación fue el llamado "presión máxima de burbuja", que consiste en la medición de la presión requerida para la formación y liberación de una burbuja al final de un tubo capilar.^17-19 El Surfacen fue evaluado por este método en 4 lotes. Cada lote de Surfacen fue también evaluado con el registro de las curvas de presión-volumen (curvas P-V) en fetos de conejos de 27 días.²⁰ La dosis de Surfacen en estos experimentos varió entre 45 y 60 mg/kg y el volumen de la suspensión, entre 0,5 y 2,0 mL/kg. Se realizó también correlaciones entre los diagramas P-V y hallazgos anatomopatológicos.

Se evaluó también el Surfacen en un modelo de animal vivo, carneros recién nacidos de 135 a 140 días de edad gestacional. En 7 animales el producto fue administrado a la dosis de 100 mg/kg y los parámetros ventilatorios fueron presión positiva inspirativa (PIP) 20 cm H₂O, presión positiva espirativa (PEP + + cm H₂O y fracción inspirada de oxígeno (FiO₂) 1,0. A otros 5 animales se les administró ClNa con las mismas condiciones clínicas y ventilatorias. Todos los animales fueron sometidos a evaluación clínica y gasométrica.

Después de la caracterización bioquímica, las pruebas biofísicas y la evaluación experimental en animales muertos y vivos, incluyendo las pruebas toxicológicas, se obtuvo el permiso del Ministerio de Salud Pública para el uso de Surfacen en el SDR severo del neonato. El estudio piloto se realizó en 1990 en 23 recién nacidos prematuros, con los siguientes criterios:

1. Recién nacidos prematuros con < 35 semanas de edad gestacional y < 2 000 g de peso con SDR.

1. Deficiencia de la oxigenación:
2. Presión alveolar de oxígeno (PaO₂)/FiO₂ < 20 kPa.

1. Relación de la presión arterial y alveolar de oxígeno (a/AO₂) < 0,24.
2. Parámetros de ventilación mecánica:

1. FiO₂ > 0,6 (PaO₂ = 6,6 - 10,6 kPa).
2. Presión media de vías aéreas (MAP) > 8 cm H₂O.

Los criterios de exclusión fueron los siguientes: malformaciones congénitas graves, neumonía congénita, asfixia perinatal severa (pH < 7,00 durante la primera hora de vida), retardo de crecimiento intrauterino (< 3 percentil) y neumotórax.

El Surfacen se empleó a la dosis de 100 mg diluido en 4 mL/kg de 0,15 M ClNa. En 16 pacientes se administró una sola dosis, en 6, 2 y en 1, 3. La edad promedio de la dosis inicial fue de 6,5 horas.

El Surfacen se instiló por vía endotraqueal. La dosis se dividió en 3 partes iguales: una se administró colocando al neonato en posición lateral derecha, otra, en lateral izquierda y finalmente otra en posición supina. Después de cada instilación del producto se continuaba ventilando mecánicamente el paciente unos minutos, entre ellas.

Las muestras de sangre para análisis de gases sanguíneos fueron obtenidas para la evaluación del Surfacen, antes de su administración y a los 10, 30 y 60 minutos posteriores, y luego cada 4 horas. Se realizó examen radiológico antes del tratamiento y a las 4 horas. Estas investigaciones permitieron, junto con las observaciones clínicas, el mejor manejo de estos pacientes.

Los principales criterios escogidos de la efectividad del Surfacen fueron los siguientes:

1. Aumento de la PaO₂ > 9,3 kPa.
2. Aumento de la a/AO₂ más de 100 % durante 72 horas después de la administración del surfactante.
3. FiO₂ promedio a las 24 horas de < 0,5.
4. Mejoría radiológica de las lesiones pulmonares.

RESULTADOS

La composición bioquímica de Surfacen se muestra en la tabla 1. TABLA 1. Composición bioquímica del Surfacen

Componentes	X	Rango de 4 lotes
Fosfolípidos	93,0	(91-95)
Fosfatidilcolina	69,0	(67,7 - 71,4)
Fosfatidilcolina disaturada	45,5	(44,3 - 46,5)
Lisofosfatidilcolina	0,8	(0,6 - 1,0)
Fosfotidiletanolamina	6,2	(5,4 - 77)
Fosfatidilglicerol	4,5	(3,7 - 4,8)
Esfingomieline	4,2	(3,6 - 5,1)
Fosfatidilserina-Fosfatidilinositol	12,2	(11,4 -13,1)
Otros	2,9	(2,0 - 4,4)
Proteínas	1,0	(0,6 - 1,4)

La tensión superficial fue evaluada por el método de máxima presión de la burbuja y en varias pruebas, aquélla estuvo entre 25 y 30 nM/m.

La evaluación biológica de cada preparación natural estuvo basada en una primera prueba básica de P-V, realizada en fetos de conejos de 27 días de edad gestacional. Con dosis de 45 a 60 mg/kg de Surfacen se observan curvas de P-V con presión de abertura entre 15 y 20 cm H₂O y un volumen de expansión máxima de 39 mL/kg y el índice V5/Vmáx. 0,69.

En los exámenes histológicos de pulmón de los fetos a los que se les administró Surfacen se observan alvéolos distendidos y ausencia de lesiones tóxicas.

Un mejoramiento significativo de la función pulmonar ha sido también demostrado en carneros recién nacidos inmaduros. Hay un mejoramiento notable en la oxigenación en animales tratados y la FiO₂ pudo ser reducida de 0,7 a 0,2 en 4,5 horas.

En la tabla 2 se muestran las características clínicas principales de un grupo de recién nacidos prematuros tratados con Surfacen.

TABLA 2. Recién nacidos tratados con Surfacen (N = 23)  

Peso al nacimiento (promedio)	1 368 g
Edad gestacional (promedio)	30,5 semanas
Masculino/femenino	16/7
Parto vaginal	14
Cesárea	9
Apgar al minuto (promedio)	4,4
Apgar a los 5 minutos (promedio)	5,8

 

En la primera hora después de la administración de Surfacen la PaO₂ aumentó más de 9,3 kPa en 20 de 23 pacientes. El incremento máximo fue de 34,6 kPa y el incremento promedio fue de 19,2 kPa.

La a/AO₂ fue de 0,13 antes de la administración de Surfacen y aumentó a 0,32 a los 10 minutos, y permaneció en este nivel durante las primeras 4 horas y en las 72 horas siguientes cerca de 0,3.

A las 24 horas el valor promedio de la FiO₂ fue 0,5 y la MAP pudo reducirse rápidamente, a expensas de la PIP. En todos los pacientes hubo un mejoramiento significativo de los hallazgos radiológicos y en algunos de ellos desaparecieron éstos.

Las complicaciones clínicas observadas fueron las siguientes:

TABLA 3. Complicaciones de los pacientes tratados con Surfacen

Complicaciones	N	%
Ductus arterioso permeable	13	56,5
Infecciones nosocomiales	8	34,7
Hemorragia intraventricular (III y IV)	6	26,1
Displasia broncopulmonar	4	17,4
Enterocolitis necrotizante	1	4,3
Neumotórax	0	0

 

No se observaron otras complicaciones ni reacciones alérgicas en los pacientes tratados. En las necropsias no se encontraron lesiones histológicas atribuibles al medicamento.

La mortalidad de los pacientes tratados con Surfacen se resume en la tabla 4.

TABLA 4. Mortalidad de recién nacidos prematuros con SDR severo tratados con Surfacen

Peso (g)	Pacientes	Defunciones	%
1 500 - 1 999	15	6	40,0
1 500 - 1 999	8	1	12,5
Total 2 000	23	7	30,4

DISCUSIÓN

Desde el primer ensayo clínico realizado por Fujiwara diferentes surfactantes exógenos se han obtenido.^1-9 Hoy en día hay consenso general de que el tratamiento sustitutivo con surfactante pulmonar en el SDR severo neonatal reduce la morbilidad y la mortalidad.

En este trabajo describimos los elementos principales de un nuevo surfactante natural, Surfacen, obtenido de lavados pulmonares de cerdos, e informamos también de su evaluación experimental y del primer ensayo clínico con este nuevo producto.

La composición bioquímica del Surfacen es parecida a la de otros surfactantes naturales;²¹ el porcentaje de fosfolípidos y de otros componentes coincide con el de otros surfactantes.

El escaso porcentaje de proteínas se debe a que después del procedimiento de purificación y extracción sólo quedan en la preparación del surfactante las proteínas hidrofóbicas SP-B y SP-C. Estas proteínas, por otro lado, son consideradas esenciales para la obtención de una buena absorción y expansión de los fosfolípidos del surfactante en la interfase-aire al nivel alveolar.

Las características físico-químicas del Surfacen se encuentran también en el rango de otros surfactantes.⁶ El modelo biológico usado en este trabajo, a pesar de su simplicidad, nos permitió repetir varias veces los experimentos con relativas pocas cantidades del producto. Las grandes diferencias observadas entre los animales tratados y los controles son también concluyentes de la alta eficacia del Surfacen.

En la prueba clínica 4 importantes criterios de eficacia se observaron:

1. El gran aumento en la PaO₂ de 9,3 kPa.
2. El aumento aproximado de 2,5 veces de la relación a/AO₂ durante las primeras 72 horas después de la instilación del surfactante.
3. La reducción de la FiO₂ a las 24 horas de a < 0,5.
4. El mejoramiento de las lesiones radiológicas.

Las complicaciones clínicas y la mortalidad en los pacientes tratados con Surfacen fueron similares a la de otros reportes de la literatura médica.^12,21-23

El ductus arterioso permeable fue la complicación más común y es un problema en el presente momento con este nuevo tratamiento. Solamente con un mejor manejo de la administración de los líquidos y de las alteraciones cardiopulmonares producidas después del empleo del surfactante, es que esta complicación puede ser reducida. Es interesante resaltar que en ningún paciente se produjo neumotórax.

El surfactante exógeno mejora el tratamiento del SDR neonatal, pero un buen pronóstico final sólo se obtiene con un manejo integral de estos pacientes severamente enfermos.

Para el futuro hay otras tareas imperativas:

1. Emplear el Surfacen en un mayor número de pacientes.
2. Estudiar la posibilidad de usar el Surfacen profilácticamente.
3. Comenzar el ensayo de este producto en otras enfermedades del neonato, como la aspiración meconial y la neumonía, y el síndrome de distress, respiratorio del adulto, entre otros.

Agradecimientos

Al doctor Hilario Alfonso (EPD), licenciado Arturo Escobar, doctora María Muñoz y doctor Alberto Pompa por la valiosa contribución en la obtención del Surfacen.

SUMMARY

Surfacen is an organic extract obtained from the pulmonary lavage of pigs. It contains approximately 93 % of phospholipids and 1 % of proteins with a low molecular weight. The preparation has an average of 69 % of phospholydylcholine and less than 1 % of lysophosphatidylcholine in some batches. The surface tension was evaluated by the bubble's maximum pressure method, and in some trials the equilibrium surface tension varies from 25 to 30 nM/m. Each batch of Surfacen was also evaluated through experiments with rabbit fetuses aged 27 days that underwent static curves of pressure and volume, with doses of phospholipids between 45 and 80 mg/kg, with an opening pressure from 15 to 20 cm of H₂O, and a maximum expansion volume of 39 mL/kg. A significant improvement of the pulmonary function has been observed in inmature newborn lambs (135 to 140 days of pregnancy). In 7 animals the product was administered 100 mg/kg and PO₂ increased up to 40 kPa; whereas the inspired oxygen fraction could be reduced from 0,7 to 0,2 in 4,5 hours. Later on, Surfacen was used in 23 preterm human neonates (average weight of 1 368 g and 30.5 weeks of gestational age), with clinical and radiological evidence of severe respiratory distress syndrome. These neonates had an inspired oxygen fraction > 0.6, an average pressure of airways > 8 cm H₂O, and PaO₂/FiO₂ < 20 kPa. In 16 neonates it was used a dosage of 100 mg/kg; in 6, 2; and in 1, 3. The results were as follows: the arterial pressure of oxygen increased significantly more than 9,3 kPa one hour after the administration of Surfacen, with an average of 19,2 kPa in the whole group; the relationship arterial and alveolar pressure of oxygen rose approximately 2,5 times during the first 72 hours; there was a radiological improvement in all patients; and the inspired oxygen fraction as well as the mean pressure of the airways were markedly reduced in 24 hours. The most frequent complications were: ductus arteriosus, 56.5 %; intraventricular hemorrhage (III-IV), 26.1 %; and bronchopulmonary displasia, 17.4 %. There was no pneumothorax. Mortality during the first month was of 30.4 %. Surfacen is an effective biological product for the treatment of RDS in neonates, and a greater reduction of the complications and of mortality may be attained through a good comprehensive management of these neonates.

Subject headings: PULMONARY SURFACTANTS/therapeutic use; RESPIRATORY DISTRESS SYNDROME/drug therapy; TREATMENT OUTCOME; PILOT PROJECTS; CLINICAL TRIALS.

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Recibido: 27 de septiembre de 1996. Aprobado: 9 de octubre de 1996.

Lic. Dahís Manzanares. Hospital Ginecoobstétrico "Eusebio Hernández" Avenida 31, número 8409, Marianao, Ciudad de La Habana.

1. Investigador Titular del Centro de Salud Animal (CENSA).
2. Profesor Auxiliar de Bioquímica del Instituto Superior de Ciencias Médicas de La Habana (ISCM-H).
3. Profesor Titular de Pediatría del ISCM-H.