Fecale microbiota-transplantatie voor de behandeling van primaire scleroserende cholangitis.

Achtergrond en betekenis:

Primaire scleroserende cholangitis (PSC) is een progressieve, chronische cholestatische leverziekte die wordt gekenmerkt door inflammatoire en fibrotische vernietiging van de intrahepatische en/of extrahepatische galwegen. PSC zal evolueren naar galcirrose, portale hypertensie en leverfalen (1) . Het is een veel voorkomende indicatie voor levertransplantatie. Bij tot 90% van de patiënten zal ook colitis ulcerosa of de ziekte van Crohn aanwezig zijn (2) . Medicijnen die worden gebruikt voor de behandeling van colitis ulcerosa, zoals sulfasalazine, corticosteroïden en azathioprine of 6-mercaptopurine, zijn niet effectief geweest in het verminderen van ontstekingen of het bewerkstelligen van remissie bij PSC (3). Een aantal onderzoeken naar andere ontstekingsremmende middelen hebben geen enkel voordeel aangetoond. Bij standaarddosering kan ursodeoxycholzuur (UDCA) nuttig zijn bij het vertragen van de progressie van de ziekte, hoewel een recent onderzoek heeft aangetoond dat hoge doses UDCA niet alleen ondoeltreffend waren, maar ook schadelijk kunnen zijn (4) . Momenteel is er geen medische therapie waarvan is aangetoond dat deze effectief is bij PSC en geen enkele therapie heeft de goedkeuring van de FDA gekregen voor deze indicatie.

Er is gepostuleerd dat bacteriële componenten een afwijkende immuunrespons kunnen stimuleren, resulterend in het voortduren van de galontsteking die wordt waargenomen bij PSC. Bacteriën krijgen toegang tot de lever en de galwegen door translocatie over een abnormaal en ontstoken darmslijmvlies naar het portale veneuze systeem (5) . Studies hebben een verhoogd risico op portale veneuze bacteriëmie aangetoond bij patiënten met PSC. Diermodellen hebben aangetoond dat enterische dysbiose kan leiden tot hepatobiliaire ontsteking met verschillende kenmerken van PSC (6). De wegen waarlangs bacteriën vervolgens de pathologische kenmerken van PSC zouden kunnen induceren, zijn speculatief.

Bacteriën kunnen direct letsel veroorzaken door kolonisatie, hoewel studies geen specifieke ziekteverwekker of een consistente reeks bacteriën hebben geïdentificeerd. Een andere mogelijke route kan zijn dat een bepaalde groep bacteriën secundaire galzuren genereert, zoals deoxycholzuur en lithocholzuur, die schadelijk zijn voor het galsysteem (7). We hebben onlangs een gewijzigde serumgalzuursamenstelling gevonden bij patiënten met PSC in vergelijking met niet-cholestatische controles. Behandeling met UDCA bij PSC-patiënten verlaagt de concentratie van het toxische primaire galzuur chenodeoxycholzuur maar verhoogt ook het toxische secundaire galzuur lithocholzuur (Abstract DDW 2014). Verandering van de darmmicrobiota kan dit letsel minimaliseren of elimineren.

Er is beperkte ervaring met het gebruik van antibiotica bij de behandeling van PSC. Van metronidazol is aangetoond dat het leidt tot verbetering van leverfunctietesten (8). Orale vancomycine is ook naar voren geschoven als een potentieel veelbelovende therapie (9). Een eerste rapport van drie pediatrische patiënten en een daaropvolgende kleine, ongecontroleerde reeks van orale vancomycine bij 14 kinderen vertoonde verbetering van levertesten en symptomen (10, 11). We hebben onlangs een onderzoek afgerond naar orale toediening van vancomycine aan 10 volwassenen met PSC, waarbij een lichte verbetering van de alkalische fosfatasespiegels in het serum werd gevonden (Abstract DDW 2011).

Fecale biotherapie (FBT), ook bekend als fecale transplantatie of fecale microbiota-transplantatie, omvat de overdracht van de fecale flora (bacteriën) van een donor naar de dikke darm van een ontvanger. Het is algemeen aanvaard als de standaardbehandeling voor recidiverende Clostridium difficile 3-infectie, met een cumulatief genezingspercentage van >90% en minimale bijwerkingen (12). Bij een C. diff-infectie vermindert eerdere blootstelling aan antibiotica de normale darmflora, waardoor het C. diff-organisme zich kan vermenigvuldigen en toxine kan afgeven (13). Deze bacteriële omgeving is vergelijkbaar met de grote verschuivingen in microbiële diversiteit die worden waargenomen bij patiënten met IBD. Interessant is dat wanneer patiënten met IBD FBT krijgen voor C. diff. infecties zijn de resultaten uitstekend, wat het idee versterkt dat de darmflora een sterke invloed heeft op het darmimmuunsysteem (14) . We hebben momenteel een robuust klinisch FMT-programma voor recidiverende en refractaire c.difficle-infecties met een genezingspercentage > 90%. We hebben onlangs ook deelgenomen aan een open-label klinisch onderzoek naar het gebruik van FMT bij de ziekte van Crohn.

Onze hypothese is dat voor patiënten met PSC, fecale microbiota-transplantatie een dysbiose zal corrigeren die heeft geleid tot hepatobiliaire ontsteking, wat leidt tot verbetering van LFT's en langzame progressie naar cirrose.

Specifieke doelstellingen:

Specifiek doel 1: Bepaal de impact van fecale microbiota-transplantatie op het darmmicrobioom van patiënten met primaire sclerose cholangitis met en zonder inflammatoire darmziekte via 16s ribosomale RNA-sequencing waarbij leveringsmodaliteiten worden vergeleken (colonoscopie en capsules).

Hypothese: Fecale microbiota-transplantatie zal resulteren in een aanhoudende herbevolking van het microbioom van de patiënt dat overeenkomt met de bacteriën uit de donorontlasting.

Specifiek doel 2: Beoordelen van klinische respons bij patiënten met PSC die FMT krijgen, waarbij leveringsmodaliteiten worden vergeleken (colonoscopie en capsules).

Hypothese: Fecale microbiota-transplantatie zal leiden tot een vermindering van 50% van de biochemie van de lever bij patiënten met PSC.

Specifiek doel 3: Beoordelen van galzoutmetabolomics als een therapeutische biomarker voor klinische respons op fecale microbiota-transplantatie.

Hypothese: een afname van de productie van toxische secundaire galzuren (lithocholzuur en deoxycholzuur) zal correleren met de klinische respons op fecale microbiota-therapie

Primair fysiologisch eindpunt:

12

1. De fecale microbiële diversiteit van de ontvanger 12 weken na FMT, vergeleken met de uitgangswaarde met behulp van 16s ribosomaal RNA.

Primair klinisch eindpunt

1. Het primaire eindpunt van de studie is de gemiddelde verandering in de biochemie van de serumlever na 3 maanden behandeling in vergelijking met de uitgangswaarde. Het succes van de behandeling werd gedefinieerd als een verbetering van serumalkalinefosfatase, totaal bilirubine, alanineaminotransferase (ALT) of aspartaataminotransferase (AST) met 50% of meer.

Secundaire eindpunten Metabolomica: Galzoutprofielen van de monsters en de bijbehorende gemeenschapsstructuur van het fecale microbioom zullen worden beoordeeld als een maat voor het samenspel tussen gastheer- en darmmicrobiota. Ontlasting en serum zullen worden geanalyseerd met behulp van het metabolomics-platform van het Broad Institute, gericht op galzuren. Monsters zullen naar het Broad Institute worden gestuurd, waar we vloeistofchromatografie tandem massaspectrometrie (LC-MS) zullen gebruiken om endogene galzouten en hun metabolietniveaus in fecaal supernatant te meten. In water oplosbare metabolieten zullen worden geëxtraheerd uit feces zoals beschreven door Saric et al, terwijl lipiden zullen worden geëxtraheerd uit gevriesdroogde monsters met behulp van isopropanol. In water oplosbare metabolieten zullen worden gemeten met behulp van ionenpaarchromatografie en hydrofiele interactiechromatografiemethoden, en lipiden en galzuren zullen worden gemeten met behulp van C4- en C18-omgekeerde-fasechromatografiemethoden. MultiQuant-software (AB SCIEX) zal worden gebruikt voor geautomatiseerde piekintegratie en handmatige beoordeling van piekkwaliteit voorafgaand aan statistische analyses. De software GenePattern (Broad Institute) en IPA (Ingenuity Systems) zullen worden gebruikt om de resultaten te analyseren en te visualiseren.

Klinische eindpunten:

1. Gemiddelde verandering in Harvey Bradshaw Index (HBI) en PBC 40-score tussen week 0 en week 1, 4, 8 en 12. Percentage patiënten in klinische remissie (patiënten met een HBI-score in week 12
2. Gemiddelde verandering in Mayo-risicoscore in week 12 in vergelijking met baseline. De Mayo Risk Score (MRS) voor PSC wordt berekend op basis van de volgende formule: risico = (0,0295 * (leeftijd in jaren)) + (0,5373 * LN (totaal bilirubine in mg/dL)) - (0,8389 * (serumalbumine in g/dL)) + (0,5380 * LN(AST in IU/L) + (1,2426 * (punten voor varicesbloeding)) Als uw Mayo-risicoscore kleiner is dan of gelijk is aan 0, bevindt u zich in de "lage" risicogroep . Als uw Mayo-risicoscore groter is dan 0 maar kleiner dan 2, bevindt u zich in de "gemiddelde" risicogroep. Als uw Mayo-risicoscore groter is dan 2, bevindt u zich in de "hoge" risicogroep.

Veiligheidseindpunten: aantal en aard van bijwerkingen in week 1, 4, 8, 12 en 24