Fäkale Mikrobiota-Transplantation zur Behandlung von primär sklerosierender Cholangitis.

Hintergrund und Bedeutung:

Die primär sklerosierende Cholangitis (PSC) ist eine fortschreitende, chronische cholestatische Lebererkrankung, die durch eine entzündliche und fibrotische Zerstörung der intrahepatischen und/oder extrahepatischen Gallenwege gekennzeichnet ist. PSC entwickelt sich zu biliärer Zirrhose, portaler Hypertonie und Leberversagen (1) . Es ist eine häufige Indikation für eine Lebertransplantation. Bei bis zu 90 % der Patienten liegen auch Colitis ulcerosa oder Morbus Crohn vor (2) . Medikamente zur Behandlung von Colitis ulcerosa wie Sulfasalazin, Kortikosteroide und Azathioprin oder 6-Mercaptopurin waren nicht wirksam bei der Verringerung der Entzündung oder der Herbeiführung einer Remission bei PSC (3) . Eine Reihe von Studien mit anderen entzündungshemmenden Mitteln konnte keinen Nutzen nachweisen. In der Standarddosierung kann Ursodeoxycholsäure (UDCA) bei der Verzögerung des Fortschreitens der Krankheit von Vorteil sein, obwohl eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte, dass hochdosierte UDCA nicht nur unwirksam war, sondern auch schädlich sein kann (4) . Derzeit gibt es keine medizinische Therapie, die sich bei PSC als wirksam erwiesen hat, und keine Therapie hat für diese Indikation die FDA-Zulassung erhalten.

Es wurde postuliert, dass bakterielle Komponenten eine abweichende Immunantwort stimulieren können, was zur Aufrechterhaltung der bei PSC beobachteten Gallenentzündung führt. Bakterien gelangen durch Translokation über eine krankhafte und entzündete Darmschleimhaut in das Pfortadersystem (5) in die Leber und den Gallengang. Studien haben ein erhöhtes Risiko einer portalvenösen Bakteriämie bei Patienten mit PSC gezeigt. Tiermodelle haben gezeigt, dass enterische Dysbiose zu hepatobiliärer Entzündung mit verschiedenen Merkmalen von PSC führen kann (6) . Die Wege, über die Bakterien dann die für PSC charakteristische Pathologie induzieren könnten, sind spekulativ.

Bakterien können durch Kolonisierung direkte Verletzungen verursachen, obwohl Studien keinen bestimmten Krankheitserreger oder eine konsistente Gruppe von Bakterien identifiziert haben. Ein weiterer möglicher Weg könnte darin bestehen, dass eine bestimmte Gruppe von Bakterien sekundäre Gallensäuren wie Desoxycholsäure und Lithocholsäure erzeugt, die für das Gallensystem schädlich sind (7) . Wir haben kürzlich bei Patienten mit PSC im Vergleich zu nicht-cholestatischen Kontrollen eine veränderte Zusammensetzung der Serumgallensäure festgestellt. Die Behandlung mit UDCA bei PSC-Patienten senkt die Konzentration der toxischen primären Gallensäure Chenodesoxycholsäure, erhöht aber auch die toxische sekundäre Gallensäure Lithocholsäure (Abstract DDW 2014). Eine Veränderung der Darmmikrobiota kann diese Verletzung minimieren oder beseitigen.

Es liegen nur begrenzte Erfahrungen mit der Anwendung von Antibiotika bei der Behandlung von PSC vor. Es wurde gezeigt, dass Metronidazol zu einer Verbesserung der Leberfunktionstests führt (8) . Oral verabreichtes Vancomycin wurde ebenfalls als potenziell vielversprechende Therapie vorgeschlagen (9) . Ein erster Bericht über drei pädiatrische Patienten und eine anschließende kleine, unkontrollierte Serie von oralem Vancomycin bei 14 Kindern zeigte eine Verbesserung der Leberwerte und Symptome (10, 11). Wir haben kürzlich eine Studie abgeschlossen, in der Vancomycin oral an 10 Erwachsene mit PSC verabreicht wurde, und fanden eine leichte Verbesserung der alkalischen Phosphatasespiegel im Serum (Abstract DDW 2011).

Fäkale Biotherapie (FBT), auch als Fäkaltransplantation oder Fäkal-Mikrobiota-Transplantation bekannt, beinhaltet die Übertragung der Fäkalflora (Bakterien) eines Spenders in den Dickdarm eines Empfängers. Es hat sich mit einer kumulativen Heilungsrate von > 90 % und minimalen unerwünschten Ereignissen als Behandlungsstandard für rezidivierende Clostridium-difficile-3-Infektionen durchgesetzt (12) . Bei einer C.-diff-Infektion verringert die vorherige Exposition gegenüber Antibiotika die normale Dickdarmflora, was es dem C.-diff-Organismus ermöglicht, sich zu vermehren und Toxine freizusetzen (13) . Diese bakterielle Umgebung ähnelt den großen Veränderungen in der mikrobiellen Diversität, die bei Patienten mit IBD beobachtet werden. Interessanterweise, wenn Patienten mit IBD FBT für C. diff. Infektionen, ihre Ergebnisse sind ausgezeichnet, was die Annahme verstärkt, dass die Darmflora einen starken Einfluss auf das enterische Immunsystem hat (14) . Wir haben derzeit ein robustes klinisches FMT-Programm für rezidivierende und refraktäre C.difficle-Infektionen mit einer Heilungsrate von > 90 %. Wir haben kürzlich auch an einer offenen klinischen Studie zur Anwendung von FMT bei Morbus Crohn teilgenommen.

Wir gehen davon aus, dass bei Patienten mit PSC eine fäkale Mikrobiota-Transplantation eine Dysbiose korrigieren wird, die zu einer hepatobiliären Entzündung geführt hat, was zu einer Verbesserung der LFTs und einem langsamen Fortschreiten zur Zirrhose führt.

Spezifische Ziele:

Spezifisches Ziel 1: Bestimmung der Auswirkungen der fäkalen Mikrobiota-Transplantation auf das intestinale Mikrobiom von Patienten mit primärer Cholangitis-Sklerose mit und ohne entzündliche Darmerkrankung durch 16s-ribosomale RNA-Sequenzierung durch Vergleich der Verabreichungsmodalitäten (Koloskopie und Kapseln).

Hypothese: Die fäkale Mikrobiota-Transplantation führt zu einer nachhaltigen Repopulation des Mikrobioms des Patienten, das den Bakterien aus dem Spenderstuhl entspricht.

Spezifisches Ziel 2: Bewertung des klinischen Ansprechens bei Patienten mit PSC, die FMT erhalten, durch Vergleich der Verabreichungsmodalitäten (Koloskopie und Kapseln).

Hypothese: Die fäkale Mikrobiota-Transplantation wird zu einer 50%igen Reduktion der Leberbiochemie bei Patienten mit PSC führen.

Spezifisches Ziel 3: Bewertung der Gallensalz-Metabolomik als therapeutischer Biomarker für das klinische Ansprechen auf eine fäkale Mikrobiota-Transplantation.

Hypothese: Eine Abnahme der Produktion toxischer sekundärer Gallensäuren (Lithocholsäure und Desoxycholsäure) korreliert mit dem klinischen Ansprechen auf die Therapie mit fäkalen Mikrobiota

Primärer physiologischer Endpunkt:

12

1. Fäkale mikrobielle Diversität des Empfängers 12 Wochen nach FMT im Vergleich zum Ausgangswert unter Verwendung von 16s-ribosomaler RNA.

Primärer klinischer Endpunkt

1. Der primäre Studienendpunkt ist die mittlere Veränderung der Biochemie der Serumleber nach 3-monatiger Behandlung im Vergleich zum Ausgangswert. Der Behandlungserfolg wurde als eine Verbesserung der alkalischen Phosphatase im Serum, des Gesamtbilirubins, der Alanin-Aminotransferase (ALT) oder der Aspartat-Aminotransferase (AST) um 50 % oder mehr definiert.

Sekundäre Endpunkte Metabolomik: Gallensalzprofile der Proben und die damit verbundene Gemeinschaftsstruktur des fäkalen Mikrobioms werden als Maß für das Zusammenspiel zwischen Wirts- und Darmmikrobiota bewertet. Stuhl und Serum werden mithilfe der Metabolomics-Plattform des Broad Institute analysiert, die auf Gallensäuren abzielt. Die Proben werden an das Broad Institute geschickt, wo wir Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS) verwenden werden, um endogene Gallensalze und ihre Metabolitenspiegel im Stuhlüberstand zu messen. Wasserlösliche Metaboliten werden aus Fäkalien extrahiert, wie von Saric et al. beschrieben, während Lipide aus lypophilisierten Proben unter Verwendung von Isopropanol extrahiert werden. Wasserlösliche Metaboliten werden mit Ionenpaarchromatographie und hydrophilen Interaktionschromatographiemethoden gemessen, und Lipide und Gallensäuren werden mit C4- und C18-Umkehrphasenchromatographiemethoden gemessen. Die MultiQuant-Software (AB SCIEX) wird für die automatische Peak-Integration und die manuelle Überprüfung der Peak-Qualität vor statistischen Analysen verwendet. Zur Analyse und Visualisierung der Ergebnisse werden die Software GenePattern (Broad Institute) und IPA (Ingenuity Systems) verwendet.

Klinische Endpunkte:

1. Mittlere Veränderung des Harvey-Bradshaw-Index (HBI) und des PBC 40-Scores zwischen Woche 0 und Woche 1, 4, 8 und 12. Prozentsatz der Patienten in klinischer Remission (diejenigen mit einem HBI-Score in Woche 12
2. Mittlere Veränderung des Mayo-Risiko-Scores in Woche 12 im Vergleich zum Ausgangswert. Der Mayo Risk Score (MRS) für PSC wird anhand der folgenden Formel berechnet: Risiko = (0,0295 * (Alter in Jahren)) + (0,5373 * LN (Gesamtbilirubin in mg/dL)) - (0,8389 * (Serumalbumin in g/dL)) + (0,5380 * LN(AST in IU/L) + (1,2426 * (Punkte für Varizenblutung)) Wenn Ihr Mayo-Risiko-Score kleiner oder gleich 0 ist, gehören Sie zur „niedrigen“ Risikogruppe . Wenn Ihr Mayo-Risiko-Score größer als 0, aber kleiner als 2 ist, gehören Sie zur „mittleren“ Risikogruppe. Wenn Ihr Mayo-Risiko-Score größer als 2 ist, gehören Sie zur „hohen“ Risikogruppe.

Sicherheitsendpunkte: Anzahl und Art der unerwünschten Ereignisse in Woche 1, 4, 8, 12 und 24