Inhaled mannitol for cystic fibrosis

Cochrane Database Syst Rev. 2020 May 1;5(5):CD008649. doi: 10.1002/14651858.CD008649.pub4.

Abstract

Background: Several agents are used to clear secretions from the airways of people with cystic fibrosis. Mannitol increases mucociliary clearance, but its exact mechanism of action is unknown. The dry powder formulation of mannitol may be more convenient and easier to use compared with established agents which require delivery via a nebuliser. Phase III trials of inhaled dry powder mannitol for the treatment of cystic fibrosis have been completed and it is now available in Australia and some countries in Europe. This is an update of a previous review.

Objectives: To assess whether inhaled dry powder mannitol is well tolerated, whether it improves the quality of life and respiratory function in people with cystic fibrosis and which adverse events are associated with the treatment.

Search methods: We searched the Cochrane Cystic Fibrosis and Genetic Disorders Group Trials Register which comprises references identified from comprehensive electronic databases, handsearching relevant journals and abstracts from conferences. Date of last search: 12 December 2019.

Selection criteria: All randomised controlled studies comparing mannitol with placebo, active inhaled comparators (for example, hypertonic saline or dornase alfa) or with no treatment.

Data collection and analysis: Authors independently assessed studies for inclusion, carried out data extraction and assessed the risk of bias in included studies. The quality of the evidence was assessed using GRADE.

Main results: Six studies (reported in 36 unique publications) were included with a total of 784 participants. Duration of treatment in the included studies ranged from 12 days to six months, with open-label treatment for an additional six months in two of the studies. Five studies compared mannitol with control (a very low dose of mannitol or non-respirable mannitol) and the final study compared mannitol to dornase alfa alone and to mannitol plus dornase alfa. Two large studies had a similar parallel design and provided data for 600 participants, which could be pooled where data for a particular outcome and time point were available. The remaining studies had much smaller sample sizes (ranging from 22 to 95) and data could not be pooled due to differences in design, interventions and population. Pooled evidence from the two large parallel studies was judged to be of low to moderate quality and from the smaller studies was judged to be of low to very low quality. In all studies, there was an initial test to see if participants tolerated mannitol, with only those who could tolerate the drug being randomised; therefore, the study results are not applicable to the cystic fibrosis population as a whole. While the published papers did not provide all the data required for our analysis, additional unpublished data were provided by the drug's manufacturer and the author of one of the studies. Pooling the large parallel studies comparing mannitol to control, up to and including six months, lung function (forced expiratory volume at one second) measured in both mL and % predicted was significantly improved in the mannitol group compared to the control group (moderate-quality evidence). Beneficial results were observed in these studies in adults and in both concomitant dornase alfa users and non-users in these studies. In the smaller studies, statistically significant improvements in lung function were also observed in the mannitol groups compared to the non-respirable mannitol groups; however, we judged this evidence to be of low to very low quality. For the comparisons of mannitol and control, we found no consistent differences in health-related quality of life in any of the domains except for burden of treatment, which was less for mannitol up to four months in the two pooled studies of a similar design; this difference was not maintained at six months. It should be noted that the tool used to measure health-related quality of life was not designed to assess mucolytics and pooling of the age-appropriate tools (as done in some of the included studies) may not be valid so results were judged to be low to very low quality and should be interpreted with caution. Cough, haemoptysis, bronchospasm, pharyngolaryngeal pain and post-tussive vomiting were the most commonly reported side effects in both treatment groups. Where rates of adverse events could be compared, statistically no significant differences were found between mannitol and control groups; although some of these events may have clinical relevance for people with CF. For the comparisons of mannitol to dornase alfa alone and to mannitol plus dornase alfa, very low-quality evidence from a 12-week cross-over study of 28 participants showed no statistically significant differences in the recorded domains of health-related quality of life or measures of lung function. Cough was the most common side effect in the mannitol alone arm but there was no occurrence of cough in the dornase alfa alone arm and the most commonly reported reason of withdrawal from the mannitol plus dornase alfa arm was pulmonary exacerbations. In terms of secondary outcomes of the review (pulmonary exacerbations, hospitalisations, symptoms, sputum microbiology), evidence provided by the included studies was more limited. For all comparisons, no consistent statistically significant and clinically meaningful differences were observed between mannitol and control treatments (including dornase alfa).

Authors' conclusions: There is moderate-quality evidence to show that treatment with mannitol over a six-month period is associated with an improvement in some measures of lung function in people with cystic fibrosis compared to control. There is low to very low-quality evidence suggesting no difference in quality of life for participants taking mannitol compared to control. This review provides very low-quality evidence suggesting no difference in lung function or quality of life comparing mannitol to dornase alfa alone and to mannitol plus dornase alfa. The clinical implications from this review suggest that mannitol could be considered as a treatment in cystic fibrosis; but further research is required in order to establish who may benefit most and whether this benefit is sustained in the longer term. Furthermore, studies comparing its efficacy against other (established) mucolytic therapies need to be undertaken before it can be considered for mainstream practice.

پیشینه: عوامل دارویی متعددی برای پاک کردن ترشحات از مجاری هوایی مبتلایان به فیبروز سیستیک استفاده می‌شوند. مانیتول پاکسازی موکوسیلیاری را افزایش می‌دهد، اما مکانیسم دقیق عملکرد آن ناشناخته است. فرمولاسیون پودر خشک مانیتول در مقایسه با عوامل تائید شده شده که توسط نبولایزر تجویز می‌شوند، ممکن است برای استفاده، راحت‌تر و آسان‌تر باشد. کارآزمایی‌های فاز III پودر خشک استنشاقی مانیتول برای درمان فیبروز سیستیک به پایان رسیده و هم اکنون در استرالیا و برخی از کشورهای اروپایی در دسترس قرار دارد. این یک به‌روزرسانی از یک مرور کاکرین است که قبلا منتشر شده است. اهداف: ارزیابی اینکه آیا پودر خشک استنشاقی مانیتول به خوبی تحمل می‌شود، آیا کیفیت زندگی و عملکرد تنفسی را در افراد مبتلا به فیبروز سیستیک بهبود می‌بخشد یا اینکه چه عوارض جانبی با درمان همراه است. روش‌های جست‌وجو: ما پایگاه ثبت کارآزمایی‌های گروه فیبروز کیستیک و اختلالات ژنتیکی در کاکرین را جست‌وجو کردیم که شامل منابع شناسایی‌شده از طریق جست‌وجوهای جامع در پایگاه‌های اطلاعاتی الکترونیکی، جست‌وجوهای دستی در مجلات مربوطه، کتاب‌های چکیده و مجموعه مقالات کنفرانس‌ها است. تاریخ آخرین جست‌وجو: 12 دسامبر 2019. معیارهای انتخاب: تمام مطالعات تصادفی‌سازی و کنترل شده که به مقایسه مانیتول با دارونما (placebo)، مقایسه کننده‌های استنشاقی فعال (به عنوان مثال، سالین هیپرتونیک یا دورناز آلفا) یا عدم درمان پرداختند. گردآوری و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها: نویسندگان به‌طور مستقل از هم مطالعات را برای ورود ارزیابی کردند، داده‌‌ها را استخراج کرده و خطر سوگیری (bias) را در مطالعات وارد شده ارزیابی کردند. کیفیت شواهد با استفاده از GRADE ارزیابی شد. نتایج اصلی: شش مطالعه (گزارش شده در 36 مقاله تکی) با 784 شرکت‌کننده وارد شدند. مدت زمان درمان در مطالعات وارد شده، از 12 روز تا شش ماه متغیر بود، با درمان برچسب باز به مدت شش ماه بیشتر در دو مطالعه. پنج مطالعه مانیتول را با کنترل (دوز بسیار کمی از مانیتول یا مانیتول غیرقابل تنفس) مقایسه کرده و مطالعه نهایی به مقایسه مانیتول با دورناز آلفا به تنهایی و مانیتول به اضافه دورناز آلفا پرداخت. دو مطالعه بزرگ از یک طراحی موازی مشابه برخوردار بوده و داده‌ها را برای 600 شرکت‌کننده ارائه کردند، که می‌توانست در جایی که داده‌ها برای یک پیامد و نقطه زمانی خاص در دسترس بودند، تجمیع شوند. مطالعات باقیمانده حجم نمونه‌های بسیار کمتری داشتند (از 22 تا 95) و به دلیل تفاوت‌ها در طراحی مطالعه، مداخلات و جمعیت، داده‌ها قابل تجمیع نبودند. شواهد تجمعی از دو مطالعه موازی بزرگ، كیفیت پایین تا متوسطی داشته و شواهد به دست آمده از مطالعات كوچكتر به نظر می‌رسید كه از كیفیت پائین تا بسیار پائینی برخوردار بودند. در تمام مطالعات، آزمایش اولیه‌ای وجود داشت تا مشخص شود که شرکت‌کنندگان قادر به تحمل مانیتول بودند یا خیر، فقط کسانی که می‌توانستند دارو را تحمل کنند، تصادفی‌سازی شدند؛بنابراین، نتایج مطالعه برای کل جمعیت مبتلا به فیبروز سیستیک کاربرد ندارند. در حالی که مقالات منتشر شده تمام داده‌های مورد نیاز را برای تجزیه‌و‌تحلیل ما ارائه نمی‌دهند، داده‌های منتشر نشده اضافی توسط سازنده دارو و نویسنده یکی از مطالعات ارائه شد. تجمیع مطالعات موازی بزرگ که به مقایسه مانیتول با کنترل، تا شش ماه و شامل 6 ماه پرداختند، نشان دادند که عملکرد ریه (حجم اجباری بازدمی در یک ثانیه)، اندازه‌گیری شده به هر دو صورت میلی‌لیتر و درصد پیش‌بینی شده، در گروه مانیتول نسبت به گروه کنترل به‌طور قابل توجهی بهبود یافت (شواهد با کیفیت متوسط). در این مطالعات نتایج مفیدی در بزرگسالان و در هر دو گروه مصرف کننده همزمان دورناز آلفا و کسانی که از آن استفاده نکردند، مشاهده شد. در مطالعات کوچکتر نیز پیشرفت‌های معنی‌داری از نظر آماری در عملکرد ریه در گروه مانیتول در مقایسه با گروه‌های مانیتول غیرقابل تنفس مشاهده شد. با این حال، این شواهد از کیفیت پایین تا بسیار پایینی برخوردار بودند. برای مقایسه‌های مانیتول و کنترل، ما تفاوت‌های پایداری را در کیفیت زندگی مرتبط با سلامت در هیچ یک از حوزه‌ها به جز بار (burden) درمان پیدا نکردیم، که برای مانیتول تا چهار ماه، در دو مطالعه تجمیع شده با طراحی مشابه، کمتر بود؛ این اختلاف در شش ماه باقی نماند. لازم به ذکر است که ابزار مورد استفاده برای سنجش کیفیت زندگی مرتبط با سلامت، که برای ارزیابی موکولیتیک‌ها و ادغام ابزارهای مناسب سن (همانطور که در برخی از مطالعات وارد شده انجام شد) طراحی نشده بود، ممکن است معتبر نباشد، بنابراین نتایج با کیفیت پایین تا بسیار پایین داوری شدند و باید با احتیاط تفسیر شوند. سرفه، هموپتیزی، برونکواسپاسم، درد فارنگولارنژیال و استفراغ پس از سرفه، شایع‌ترین عوارض جانبی در هر دو گروه درمانی بودند. در جایی که میزان عوارض جانبی با هم قابل مقایسه بودند، از نظر آماری تفاوت معنی‌داری بین مانیتول و گروه کنترل مشاهده نشد؛ اگرچه برخی از این حوادث ممکن است ارتباط بالینی برای افراد مبتلا به CF داشته باشند. برای مقایسه‌های مانیتول با دورناز آلفا به تنهایی و مانیتول به علاوه دورناز آلفا، شواهدی با کیفیت بسیار پایین از یک مطالعه متقاطع 12 هفته‌ای با 28 شرکت‌کننده به دست آمد که هیچ تفاوت آماری معنی‌داری را در حوزه‌های ثبت شده کیفیت زندگی مرتبط با سلامت یا معیارهای عملکرد ریه نشان ندادند. سرفه شایع‌ترین عارضه جانبی در بازوی مانیتول به تنهایی بود اما هیچ موردی از وقوع سرفه در بازوی دورناز آلفا به تنهایی وجود نداشت و شایع‌ترین دلیل خروج از بازوی مانیتول به علاوه دورناز آلفا، تشدید حملات ریوی گزارش شد. از نظر پیامدهای ثانویه مرور (تشدید حملات ریوی، بستری در بیمارستان، علائم، میکروبیولوژی خلط)، شواهد ارائه شده توسط مطالعات وارد شده، محدودتر بودند. برای همه مقایسه‌ها، هیچ تفاوتی معنی‌دار آماری پایداری و تفاوت بالینی قابل‌توجهی بین درمان‌های مانیتول و کنترل (از جمله دورناز آلفا) مشاهده نشد. نتیجه‌گیری‌های نویسندگان: شواهدی با کیفیت متوسط وجود دارد که نشان می‌دهد درمان با مانیتول در طول یک دوره شش ماهه، با بهبود برخی معیارهای عملکرد ریه در افراد مبتلا به فیبروز سیستیک در مقایسه با کنترل همراه است. شواهدی با کیفیت پایین تا بسیار پایین وجود دارد که نشان می‌دهد هیچ تفاوتی در کیفیت زندگی شرکت‌کنندگان تحت درمان با مانیتول در مقایسه با کنترل، وجود ندارد. این مرور شواهدی را با کیفیت بسیار پائین نشان می‌دهد که هیچ تفاوتی در عملکرد ریه یا کیفیت زندگی در مقایسه مانیتول با دورناز آلفا به تنهایی و با مانیتول به همراه دورناز آلفا وجود ندارد. کاربردهای بالینی این مرور پیشنهاد می‌کند که مانیتول می‌تواند به عنوان درمانی در فیبروز سیستیک در نظر گرفته شود؛ اما تحقیقات بیشتری لازم است تا مشخص شود چه کسی بیشترین نفع را از آن می‌برد و اینکه این سود در طولانی‌مدت پایدار است یا خیر. علاوه بر این، پیش از آنکه مانیتول در طبابت بالینی به کار گرفته شود، مطالعات مربوط به مقایسه اثربخشی آن در برابر سایر روش‌های درمانی موکولیتیک (اثبات شده) باید انجام شوند.

Trial registration: ClinicalTrials.gov NCT00630812 NCT00446680.

Publication types

  • Meta-Analysis
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Systematic Review

MeSH terms

  • Administration, Inhalation
  • Adult
  • Child
  • Cystic Fibrosis / drug therapy*
  • Cystic Fibrosis / physiopathology
  • Deoxyribonuclease I / administration & dosage*
  • Forced Expiratory Volume
  • Humans
  • Mannitol / administration & dosage*
  • Mannitol / adverse effects
  • Mucociliary Clearance
  • Powders
  • Randomized Controlled Trials as Topic
  • Recombinant Proteins / administration & dosage
  • Respiratory Function Tests
  • Vital Capacity

Substances

  • Powders
  • Recombinant Proteins
  • Mannitol
  • Deoxyribonuclease I
  • dornase alfa

Associated data

  • ClinicalTrials.gov/NCT00630812
  • ClinicalTrials.gov/NCT00446680