Promotion of Healthy Growth with Lipid-Based Nutrient Supplements Among Rural Malawian Children

Abstract

Maaseudun malawilaislasten terveen kasvun edistäminen rasvapohjaisilla lisäravinteilla

Lasten lyhytkasvuisuus (ikään suhteutetun pituuden z-arvo <-2,00) on edelleen maailmanlaajuisesti merkittävä terveysongelma, joka koskettaa miljoonia lapsia. Noin joka kolmas alhaisen ja keskitulotason maissa elävistä alle 5-vuotiaista lapsista arvioidaan lyhytkasvuiseksi. Heikentynyt kehitys on myös yleistä, ja onkin arvioitu, että 200 miljoonaa näistä lapsista ei koskaan saavuta kehityspotentiaaliaan. Lyhytkasvuisuutta ilmenee yleensä 6–24 kuukauden iässä. Se lisää sairastuvuutta ja kuolleisuutta ja on riskitekijä kehityksen viivästymiselle ja kehityshäiriöille. Se vaikuttaa lisäksi aikuisiän terveyteen ja tuotteliaisuuteen.

Lyhytkasvuisuus liitetään alhaisen ja keskitulotason maissa elävien lasten huonoon täydentävän ravinnon saantiin. Yritykset puuttua tilanteeseen ovat toistaiseksi saavuttaneet vaatimatonta menestystä pituuskasvun edistämisessä ja lyhytkasvuisuuden ehkäisemisessä. Rasvapohjaiset lisäravinteet on viime aikoina nostettu esiin mahdollisena edullisena strategiana, jolla voitaisiin rikastaa paikallista täydentävää ravintoa. Niitä on käytetty onnistuneesti akuutista aliravitsemuksesta kärsivien lasten hoitamisessa. Myöhemmistä tutkimuksista saadut näytöt näyttäisivät osoittavan, että jotkut versiot rasvapohjaisista lisäravinteista voisivat edistää tervettä kasvua ja ehkäistä aliravitsemuksen kehittymistä. Näytöt tästä ovat kuitenkin vaatimattomia ja vaativat lisäkehittämistä. Suurimmassa osassa tutkimuksista pääpainopiste on lisäksi ollut antropometrisiin mittauksiin (kuten pituus ja paino) tai hivenaineisiin (pääasiassa rauta, hemoglobiinipitoisuus) liittyvissä tuloksissa. Vain muutama tutkimus on arvioinut, miten rasvapohjaisten lisäravinteiden hyödyntäminen täydentävässä ruokavaliossa vaikuttaa lapsen kehitykseen tai sairastavuuteen. Rasvapohjaisten lisäravinteiden yleisen käytön turvallisuutta malaria-alueilla (niiden sisältämä lisärauta huomioon ottaen) ei myöskään ole juurikaan arvioitu. Elimistön liiallisen raudan on ehdotettu lisäävän tartunnan riskiä malariaparasiiteistä sekä patogeenisten suolistobakteerien kasvua, mikä johtaa lisääntyneeseen malarian sairastamiseen ja muihin infektioihin.

Tutkimuksen ensimmäinen tavoite oli tutkia rasvapohjaisten lisäravinteiden vaikutuksia imeväisten ja pienten lasten lyhytkasvuisuuden ehkäisemiseen ja kasvun edistämiseen voitiin arvioida. Tutkimuksen toisena tavoitteena oli arvioida lisäravinteiden vaikutusta lasten kehityksen virstanpylväiden saavuttamiseen. Kolmantena tavoitteena oli arvioida rasvapohjaisten lisäravinnetuotteiden turvallisuutta sen perusteella, johtaako niiden käyttö sairastuvuuden lisääntymiseen verrattuna ruokavalioihin, josta ne puuttuvat, ja mikäli lisääntynyttä sairastuvuutta ei todettaisi, tavoitteena oli arvioida lisäravinteiden vaikutusta sairastuvuuden vähentämiseen. Näiden tavoitteiden arvioimiseksi suoritettiin satunnaistettu, yhteisöllinen kliininen tutkimus Malawin maaseudulla.

Tutkimukseen osallistui yhteensä 840 kuuden kuukauden ikäistä lasta, joiden ruokavaliota täydennettiin 12 kuukauden ajan joko rasvapohjaisilla lisäravinteilla, joihin oli lisätty maitoa (maitoryhmä), rasvapohjaisilla lisäravinteilla, joihin oli lisätty soijaa (soijaryhmä), maissi-soijaseoksella tai ruokavaliota ei täydennetty lainkaan (kontrolliryhmä). Lasten sairastuvuutta ja kasvutavoitteita seurattiin kotioloissa kahden viikon välein. Kasvutavoitteita, hemoglobiinipitoisuutta, parasiittien määrää veressä ja lasten kehitystä arvioitiin tutkimustoimistossa aina 12 viikon välein.

12 kuukauden seurantajakson päättyessä lopulliset kasvumittaukset saatiin 747 osallistujalta (88,9 %). Interventioryhmien välillä ei ollut merkittäviä eroja seurannan onnistumisen suhteen (P = 0,852). Merkittävän lyhytkasvuisuuden esiintyvyys seurantajakson aikana oli 11,8 % kontrolliryhmässä, 8,2 % maitoryhmässä, 9,1 % soijaryhmässä ja 15,5 % maissi-soijaseosryhmässä (p=0,098), kun taas erittäin merkittävän lyhytkasvuisuuden esiintyvyydet olivat 7,4 %, 2,9 %, 8,0 % ja 6,4 % (p=0,138). Interventiojakson lopussa merkittävästi lyhytkasvuisten lasten osuudet samoissa ryhmissä olivat 14,1 %, 11,0 %, 16,0 % ja 16,1 % (p=0,454). Keskimääräinen pituuden kasvu oli 13,0 cm kontrolliryhmässä, 13,2 cm maitoryhmässä, 13,0 cm soijaryhmässä ja 12,9 cm maissi-soijaseosryhmässä (p=0,43), kun taas keskimääräiset painon kasvut olivat 2,42 kg, 2,53 kg, 2,46 kg ja 2,32 kg (p=0,12). Keskimääräinen muutos lasten pituudessa ikään suhteutettuna oli -0,15 kontrolliryhmässä, -0,02 maitoryhmässä, -0,12 soijaryhmässä ja -0,18 maissi-soijaseosryhmässä (P = 0,045) ikäkuukausien 9 ja 12 välillä. Ryhmien välillä ei kuitenkaan ollut merkittäviä eroja pituuskasvussa muiden ikäkuukausien välillä.

Lasten kehityksen virstanpylväiden saavuttamiseen liittyvistä luvuista keskimääräinen ikä, jolloin lapset oppivat kävelemään avustettuna, oli 42,5 viikkoa kontrolliryhmässä, 42,3 maitoryhmässä, 42,7 soijaryhmässä ja 43,2 maissi-soijaseosryhmässä (p=0,75). Näissä ryhmissä ei myöskään havaittu merkittäviä eroja keskimääräisessä iässä, jolloin lapset oppivat seisomaan omin avuin (45,0, 44,9, 45,1 ja 46,3 viikkoa), kävelemään omin avuin (54,6, 55,1, 55,3, 56,5 viikkoa) tai juoksemaan (64,6, 63,7, 64,8, 65,9 viikkoa).

Sairastavuuteen liittyvistä luvuista kuumesairaana vietettyjen päivien osuus ikäkuukausien 6–18 välillä oli 4,9 % eikä ryhmien välillä ollut eroja: 4,9 % (95 % luottamusväli 4,3, 5,5 %) maitoryhmässä, 4,5% (3,9, 5,1 %) soijaryhmässä, 4,7 % (4,1, 5,3 %) maissi-soijaseosryhmässä ja 5,5 % (4,7–6,3 %) kontrolliryhmässä. Ryhmien välillä ei myöskään ollut eroja sellaisten päivien osuudessa, jolloin lapsella oli hengitysvaikeuksia tai ripulia ikäkuukausien 6-18 välillä. Interventioryhmillä ja kontrolliryhmällä oli 12 kuukauden seurantajakson aikana samantasoinen riski sairastua kliiniseen malariaan ja 95 % luottamusväli todistaa, ettei testattavilla tuotteilla ole huonompi vaikutus kuin jo käytössä olevilla keinoilla (ilmaantuvuussuhde [95 % luottamusväli] maitoryhmässä = 0,80 (0,59, 1,09); soijaryhmässä = 0,77 (0,56, 1,06); ja maissi-soijaseosryhmässä = 0,79 (0,58, 1,08)). Kuumejaksojen, hengitysvaikeuksien ja sairaalakäyntien ilmaantuvuus sekä malariaparasiittien yleisyys veressä olivat kaikissa ryhmissä samaa tasoa koko seurantajakson ajan. Molemmissa rasvapohjaisia lisäravinteita käyttäneissä ryhmissä havaittiin merkitykseltään vähäistä lisääntymistä ripulin ilmaantuvuudessa kontrolliryhmään verrattuna.

Yhteenvetona voidaan todeta, että vuoden kestänyt rasvapohjaisten lisäravinteiden käyttö ei yleisesti ehkäissyt lyhytkasvuisuuden ilmaantuvuutta tai johtanut kasvun edistämiseen verrattuna maissi-soijaseoksen nauttimiseen tai ruokavalioon ilman lisäravinteita. Tutkimuksen tulokset viittaavat kuitenkin siihen, että rasvapohjaisten lisäravinteiden nauttiminen maitoon lisättynä voi hidastaa lapsen kasvun hidastumista ikäkuukausien 9 ja 12 välillä. Tämä ikäkausi vastaa aikaa, jolloin lapsen normaali kasvu etenee imeväisiästä lapsuuteen imeväisikä-lapsuus-murrosikä kasvumallin mukaisesti. Rasvapohjaisten lisäravinteiden tai maissi-soijaseoksen nauttiminen ei vaikuttanut valittujen kehityksen virstanpylväiden saavuttamiseen ja vaikutukset lapsen kehitykseen olivat samanlaisia lisäravinteita sisältävän ja sisältämättömän ruokavalion välillä. Ruokavalion täydentäminen rasvapohjaisilla lisäravinteilla tai maissi-soijaseoksella ei lisännyt malarian tai hengitysvaikeuksien sairastamisen ilmaantuvuutta. Rasvapohjaisten lisäravinteiden nauttiminen yhdistettiin kuitenkin vähäiseen ripulin ilmaantuvuuden lisääntymiseen, joskaan tutkimustulosten perusteella ei voida päätellä, onko rasvapohjaisilla lisäravinteilla huonompi vaikutus kuin ruokavaliolla ilman lisäravinteita.

Tässä tutkimuksessa saatuja etelämalawilaisia lapsia koskevia tuloksia voidaan käyttää sellaisten rasvapohjaisia lisäravinteita hyödyntävien ohjelmien suunnitteluun, joilla pyritään ehkäisemään aliravitsemusta ja edistämään normaalia pituuskasvua sekä lasten varhaista kasvua samankaltaisissa olosuhteissa. Tällaisten ohjelmien tulee kuitenkin arvioida, olisiko hyödyllistä yhdistää lisäravinteisiin muita interventiostrategioita, kuten sellaisia, jotka pyrkivät parantamaan vedenlaatua, yleistä puhtaanapitoa ja hygieniaa tai ehkäisemään ja hallitsemaan infektioita subkliiniset infektiot mukaan lukien.

Childhood stunting (length-for-age z-score of <-2.00) remains a global health priority affecting millions of children. About a third of all children younger than 5 years in low-income and middle-income countries (LMICs) are estimated to be stunted. Impaired development is common too, with an estimated 200 million of these children failing to attain their developmental potential. Stunting commonly occurs between the ages of 6 to 24 months, contributes to increased morbidity and mortality and is a risk factor for developmental delay or deficits. It also affects health and productivity in adulthood.

Stunting is associated with poor complementary feeding in children living in LMICs. Interventions addressing this have so far had modest success in promotion of linear growth and its prevention. Recently, lipid-based nutrient supplements (LNS) have emerged as a potential low-cost strategy for enrichment of local complementary foods. They have been used successfully in treatment of children with severe acute malnutrition. Evidence from subsequent studies seems to indicate that some versions of LNS products might promote healthy growth and also prevent the development of undernutrition. Nevertheless, evidence of this is modest and still developing. Furthermore, in most of these studies, the focus has been on outcomes related to anthropometric measurements (such as height, weight) or micronutrient status (mainly iron, hemoglobin concentration). Only a few of the studies have also evaluated the effect of supplementation of complementary diet with LNS on child development, or on morbidity. In addition, the safety of universal use of LNS products in malaria-endemic areas (in view of their iron-fortification) has scarcely been assessed. Excess iron availability in the body has been suggested to facilitate infection from malaria parasites, and growth of pathogenic intestinal bacteria, leading to increased morbidity from malaria and other infections.

The present study was therefore conducted first, to evaluate the effects of supplementation with LNS on the prevention of stunting, and promotion of growth among infants and young children. The second aim was to assess the effect of the supplementation on the achievement of developmental milestones. The third aim was to assess the safety of LNS products by evaluating if supplementation leads to more frequent morbidity compared to no supplementation, and in the absence of excess morbidity, to evaluate effect of LNS on morbidity reduction. To evaluate these aims, a randomized community-based clinical trial was conducted in rural Malawi.

A total of 840 6-month-old infants were enrolled and allocated to receive supplementation with either Milk-LNS, Soy-LNS, corn-soy blend (CSB) or no nutritional supplementation (control) for 12 months. Children were followed every 2-weeks at home on morbidity, and developmental outcomes. At every 12-weeks interval from enrolment, outcomes on growth, haemoglobin concentration, malaria parasitemia and development were assessed at trial office.

At the end of 12-month follow-up period, final growth measurements were obtained from 747 of the participants (88.9%). There was no significant differences between intervention groups on their success to follow-up (P = 0.852). The incidence of severe stunting was 11.8%, 8.2%, 9.1%, and 15.5% (p=0.098) and that of very severe stunting 7.4%, 2.9%, 8.0%, and 6.4% (p=0.138) in control, Milk-LNS, Soy-LNS, or CSB respectively during the follow-up period. In the same groups, the proportion of children who were severely stunted at the end of the intervention period was 14.1%, 11.0%, 16.0%, and 16.1% (p=0.454) .Mean length and weight gains were 13.0 cm, 13.2 cm, 13.0 cm and 12.9 cm (p=0.43) and 2.42 kg, 2.53 kg, 2.46 kg and 2.32 kg (p=0.12) in control, Milk-LNS, Soy-LNS, or CSB respectively. Between 9 and 12 months of age, the mean change in length-for-age was -0.15 in control, -0.02 in milk–LNS, -0.12 in soy–LNS and -0.18 (P = 0.045) in CSB group. There were however no significant differences between the groups in linear growth during the other age-intervals.

Related to the achievement of developmental milestones, the mean age at achievement of walking with assistance was 42.5, 42.3, 42.7, and 43.2 weeks in control, milk-LNS, soy-LNS and CSB, respectively (p=0.75). Similarly, in the same groups, no significant differences were observed in either the mean age at standing alone (45.0, 44.9, 45.1, and 46.3 weeks), walking alone (54.6, 55.1, 55.3, 56.5 weeks), or running (64.6, 63.7, 64.8, 65.9 weeks).

Regarding morbidity, the proportion of days with febrile illness between 6 and 18 months was 4.9% and there were no differences between the groups: 4.9% (95% CI 4.3, 5.5%), 4.5% (3.9, 5.1%), 4.7% (4.1, 5.3%), 5.5% (4.7-6.3%) in milk-LNS, soy-LNS, CSB and control, respectively. The proportion of days with respiratory problems and diarrhea between 6 and 18 months of age did not also differ between groups. The risk of clinical malaria was similar between the intervention groups and the control group over the 12 months follow-up period with 95% confidence intervals confirming non-inferiority (incident rate ratio [95%CI] for milk-LNS=0.80 (0.59, 1.09); 0.77 (0.56, 1.06) for soy-LNS; and 0.79 (0.58, 1.08) for CSB). Incidence of febrile episodes, respiratory problems or admission to hospital, prevalence of malaria parasitemia throughout the follow-up were also similar between the groups. There was non-significant increase in diarrhea incidence in the two LNS groups compared to the control group.

In conclusion, a year-long supplementation with LNS did not generally prevent incidence of stunting or result in growth promotion compared to CSB or no supplementation. However, the study findings suggest that supplementation with milk-LNS may slow down the process of infant growth faltering at the ages of 9-to-12 months. This period corresponds with the time when the normal growth of a child, as described by the infancy-childhood-puberty model, transition from the infancy phase into the childhood phase of growth. Secondly, provision of LNS or CSB did not have an impact on the achievement of the selected developmental milestones with similar effect between the supplements and no supplementation on child development. Lastly, supplementation with LNS or CSB did not result in increases in malaria or respiratory morbidity. However, LNS supplementation was associated with modest increase in diarrhea incidence though the findings could not conclude non-inferiority of the LNS products in comparison to no supplementation.

The findings from the present study obtained from southern Malawi could be used for designing of programmes using LNS products that aim at prevention of undernutrition, and promotion of normal linear growth and early child development in similar settings. Such programmes however need to evaluate the benefits of incorporating other intervention strategies such as those that aim to improve water quality, general sanitation and hygiene, or prevent and control infections including subclinical conditions.