Fækal mikrobiotatransplantation til behandling af primær skleroserende cholangitis.

Baggrund og betydning:

Primær skleroserende cholangitis (PSC) er en progressiv, kronisk kolestatisk leversygdom karakteriseret ved inflammatorisk og fibrotisk ødelæggelse af de intrahepatiske og/eller ekstrahepatiske galdegange. PSC vil udvikle sig til galdecirrhose, portal hypertension og leversvigt (1) . Det er en almindelig indikation for levertransplantation. Hos op til 90 % af patienterne vil colitis ulcerosa eller Crohns sygdom også være til stede (2) . Medicin brugt til behandling af ulcerøs colitis såsom sulfasalazin, kortikosteroider og azathioprin eller 6-mercaptopurin har ikke været effektive til at reducere inflammation eller medføre remission i PSC (3) . En række undersøgelser af andre antiinflammatoriske midler har ikke vist nogen fordel. I standarddosering kan ursodeoxycholsyre (UDCA) være til gavn for at forsinke udviklingen af ​​sygdommen, selvom en nylig undersøgelse viste, at højdosis UDCA ikke kun var ineffektiv, den kan også være skadelig (4) . I øjeblikket er der ingen medicinsk behandling, der har vist sig at være effektiv i PSC, og ingen behandling har vundet FDA-godkendelse for denne indikation.

Det er blevet postuleret, at bakterielle komponenter kan stimulere et afvigende immunrespons, hvilket resulterer i fortsættelsen af ​​galdebetændelse set i PSC. Bakterier får adgang til leveren og galdetræet gennem translokation over en unormal og betændt tarmslimhinde ind i det portale venesystem (5). Undersøgelser har vist en øget risiko for portvenøs bakteriæmi hos patienter med PSC. Dyremodeller har vist, at enterisk dysbiose kan føre til hepatobiliær inflammation med forskellige træk ved PSC (6). De veje, hvorigennem bakterier så kan inducere patologien, der er karakteristisk for PSC, er spekulative.

Bakterier kan forårsage direkte skade gennem kolonisering, selvom undersøgelser ikke har identificeret noget bestemt patogen eller et konsistent sæt bakterier. En anden potentiel vej kan være, at et bestemt sæt bakterier genererer sekundære galdesyrer, såsom deoxycholsyre og lithocholsyre, som er skadelige for galdesystemet (7) . Vi har for nylig fundet en ændret serumgaldesyresammensætning hos patienter med PSC sammenlignet med ikke-kolestatiske kontroller. Behandling med UDCA hos PSC-patienter nedsætter koncentrationen af ​​den toksiske primære galdesyre chenodeoxycholsyre, men øger også den toksiske sekundære galdesyre lithocholsyre (Abstract DDW 2014). Ændring af tarmmikrobiotaen kan minimere eller eliminere denne skade.

Der er begrænset erfaring med brug af antibiotika til behandling af PSC. Metronidazol har vist sig at resultere i forbedring af leverfunktionstests (8). Oral vancomycin er også blevet avanceret som en potentielt lovende terapi (9) . En indledende rapport fra tre pædiatriske patienter og en efterfølgende lille, ukontrolleret serie af oral vancomycin hos 14 børn viste forbedring i levertests og symptomer (10, 11). Vi afsluttede for nylig en undersøgelse af oral vancomycin blev givet til 10 voksne med PSC fundet mild forbedring i serum alkalisk fosfatase niveauer (Abstract DDW 2011).

Fækal bioterapi (FBT), også kendt som fækal transplantation eller fækal mikrobiota-transplantation - involverer overførsel af en donors fækale flora (bakterier) til en modtagers tyktarm. Det er blevet bredt accepteret som standarden for behandling af tilbagevendende Clostridium difficile 3-infektion med en kumulativ helbredelsesrate på >90 % og minimale bivirkninger (12). Ved C. diff-infektion mindsker forudgående eksponering for antibiotika den normale colonflora, hvilket tillader C. diff-organismen at formere sig og frigive toksin (13). Dette bakterielle miljø ligner de store skift i mikrobiel diversitet, der ses hos patienter med IBD. Interessant nok, når patienter med IBD modtager FBT for C. diff. infektioner, er deres resultater fremragende, hvilket forstærker forestillingen om, at den enteriske flora har en stærk indflydelse på det enteriske immunsystem (14). Vi har i øjeblikket et robust FMT klinisk program for recidiverende og refraktære c.difficle infektioner med en helbredelsesrate > 90%. Vi har også for nylig deltaget i et åbent klinisk forsøg med brug af FMT ved crohns sygdom.

Vi antager, at for patienter med PSC vil fækal mikrobiotatransplantation korrigere en dysbiose, der har ført til hepatobiliær betændelse, hvilket fører til forbedring af LFT'er og langsom progression til cirrhose.

Specifikke mål:

Specifikt mål 1: Bestem indvirkningen af ​​fækal mikrobiotatransplantation på tarmmikrobiomet hos patienter med primær sclerose cholangitis med og uden inflammatorisk tarmsygdom via 16s ribosomal RNA-sekventering, der sammenligner leveringsmodaliteter (koloskopi og kapsler).

Hypotese: Fækal mikrobiotatransplantation vil resultere i en vedvarende repopulation af patientens mikrobiom, der svarer til bakterierne fra donorafføringen.

Specifikt mål 2: Vurder for klinisk respons hos patienter med PSC, der modtager FMT ved at sammenligne leveringsmodaliteter (koloskopi og kapsler).

Hypotese: Fækal mikrobiotatransplantation vil føre til en 50% reduktion i leverbiokemi hos patienter med PSC.

Specifikt mål 3: Vurder galdesaltmetabolomik som en terapeutisk biomarkør for klinisk respons på fækal mikrobiotatransplantation.

Hypotese: Et fald i produktionen af ​​toksiske sekundære galdesyrer (litocholsyre og deoxycholsyre) vil korrelere med klinisk respons på fækal mikrobiotaterapi

Primært fysiologisk endepunkt:

12

1. Modtagers fækale mikrobielle diversitet 12 uger efter FMT sammenlignet med baseline ved brug af 16s ribosomalt RNA.

Primært klinisk endepunkt

1. Det primære endepunkt for undersøgelsen er, at de gennemsnitlige ændrede serumleverbiokemier efter 3 måneders behandling sammenlignet med baseline. Behandlingssucces blev defineret som en forbedring af serum alkalisk fosfatase, total bilirubin, alaninaminotransferase (ALT) eller aspartataminotransferase (AST) med 50 % eller mere.

Sekundære endepunkter Metabolomics: Galdesaltprofiler af prøverne og tilhørende samfundsstruktur af det fækale mikrobiom vil blive vurderet som et mål for samspillet mellem værts- og tarmmikrobiota. Afføring og serum vil blive analyseret ved hjælp af metabolomics platformen på Broad Institute, målrettet galdesyrer. Prøver vil blive sendt til Broad Institute, hvor vi vil bruge væskekromatografi tandem massespektrometri (LC-MS) til at måle endogene galdesalte og deres metabolitniveauer i fækal supernatant. Vandopløselige metabolitter vil blive ekstraheret fra fæces som beskrevet af Saric et al., mens lipider vil blive ekstraheret fra lypofiliserede prøver ved hjælp af isopropanol. Vandopløselige metabolitter vil blive målt ved hjælp af ionparringskromatografi og hydrofile interaktionschromatografimetoder, og lipider og galdesyrer vil blive målt ved hjælp af C4 og C18 omvendt fase kromatografimetoder. MultiQuant software (AB SCIEX) vil blive brugt til automatiseret peak integration og manuel gennemgang af peak kvalitet forud for statistiske analyser. Softwaren GenePattern (Broad Institute) og IPA (Ingenuity Systems) vil blive brugt til at analysere og visualisere resultater.

Kliniske endepunkter:

1. Gennemsnitlig ændring i Harvey Bradshaw Index (HBI) og PBC 40-score mellem uge 0 og uge 1, 4, 8 og 12. Procentdel af patienter i klinisk remission (dem med en HBI-score i uge 12
2. Gennemsnitlig ændring i Mayo Risk Score i uge 12 sammenlignet med baseline. Mayo Risk Score (MRS) for PSC beregnes ud fra følgende formel: risiko = (0,0295 * (alder i år)) + (0,5373 * LN(total bilirubin i mg/dL)) - (0,8389 * (serumalbumin i g/dL)) + (0,5380 * LN(AST i IE/L) + (1,2426 * (point for variceal blødning)) Hvis din Mayo Risk Score er mindre end eller lig med 0, er du i den "lave" risikogruppe . Hvis din Mayo Risk Score er større end 0, men mindre end 2, er du i den "mellemliggende" risikogruppe. Hvis din Mayo Risk Score er større end 2, er du i den "høje" risikogruppe.

Sikkerhedsendepunkter: Antal og art af uønskede hændelser i uge 1, 4, 8, 12 og 24