Fecale microbiota-transplantatie en ACHIM voor het manipuleren van darmmicrobiota bij IBS-patiënten

Fecale transplantatie (FMT), de infusie van een fecaal preparaat van een gezonde donor in het maagdarmkanaal van een ander mens, kan het darmmicrobioom van de nieuwe gastheer veranderen. Er wordt gespeculeerd dat menselijke uitwerpselen van een gezonde donor het ideale "probioticum" kunnen vormen, waardoor FMT wordt gesuggereerd als een behandelingsoptie voor aandoeningen waarbij een veranderde microbiota is gedetecteerd, waaronder het prikkelbare darmsyndroom (PDS). Anaëroob gekweekte menselijke darmmicrobiota (ACHIM) is een alternatieve manier om de darmmicrobiota te manipuleren in plaats van FMT. ACHIM-suspensie is een natuurlijk ecosysteem van normale darmbacteriën die regelmatig in het laboratorium (in vitro) worden gekweekt en vermeerderd. Na 20 jaar cultiveren heeft ACHIM dezelfde rijke biodiversiteit behouden als het originele ontlastingsmonster, afkomstig van een gezonde donor in 1995. ACHIM kan het ecologische evenwicht van de darm herstellen wanneer deze is verstoord (dysbiose), b.v. na een antibioticakuur. ACHIM is tot nu toe aan meer dan 400 patiënten toegediend (de meesten leden aan terugkerende Clostridium difficile-infectie) zonder dat er ernstige bijwerkingen werden waargenomen. Microbiologische tests hebben aangetoond dat ACHIM een uitgebalanceerde functionele microbiota is en de belangrijkste bacteriële phyla Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria en Actinobacteria bevat.

Dus, in de huidige studie is het doel om deze methoden te vergelijken op het gebied van veiligheid en werkzaamheid bij het verlichten van symptomen bij patiënten met IBS. Gezien de ethische bezwaren van onbekende en langdurige bijwerkingen van FMT-therapie, zullen alleen patiënten met matige tot ernstige symptomen worden opgenomen.

Doel:

Het primaire doel van deze open pilotstudie was om deze twee darmmanipulatiemethoden (FMT en ACHIM) bij IBS-patiënten te vergelijken.

De secundaire doelen waren als volgt;

1. Om de veiligheid en werkzaamheid van FMT en ACHIM-suspensie te evalueren en te vergelijken bij het verlichten van symptomen bij patiënten met IBS.
2. De FMT en ACHIM op kwaliteit van leven evalueren en vergelijken.
3. Vergelijken van de gedetailleerde karakterisering van de samenstelling van de microbiële gemeenschap (door middel van 16S rRNA-profilering) en bepaling van de kinetiek van veranderingen na FMT en ACHIM vs. placebo.

Onderzoeksopzet Deelnemers en steekproefomvang In een blind onderzoek worden patiënten geïncludeerd die voldoen aan de Rome III-criteria voor PDS met matige tot ernstige buiksymptomen. De patiënten zullen worden gerandomiseerd in drie groepen voor het ontvangen van ofwel FMT, ACHIM-suspensie of placebo (eigen ontlasting), en ze zullen gedurende 12 weken worden gevolgd met betrekking tot werkzaamheids- en veiligheidsparameters, evenals analyse van fecale monsters.

Donorscreening:

Donoren van fecale flora zijn gezonde personen die in hetzelfde huishouden wonen als de patiënten. Alle donoren worden vóór donatie gescreend op eerdere blootstelling aan besmettelijke infectieuze agentia. Screening van bloed omvatte serologische testen op hepatitis A, hepatitis B, hepatitis C, HIV, Epstein-Barr-virus en cytomegalovirus. Alle donorontlastingsmonsters worden gekweekt op enterische bacteriële pathogenen en gescreend op virussen en parasieten.

Onderzoeksprocedures Suspensie van verse ontlasting van een naast familielid voor FMT of ACHIM wordt via een endoscoop in de twaalfvingerige darm gebracht. Deze toedieningsweg is in alle onderzoeken veilig gebleken.

• Fecestransplantatieprotocol: verse ontlastingsmonsters worden genomen vlak voor FMT. 60 ml steriele 0,9% N-zoutoplossing wordt toegevoegd aan een ontlastingsmonster met een gewicht van ~ 30 g en handmatig gehomogeniseerd. Gescreend vanuit het gezichtspunt van de patiënt wordt 40 ml fecessuspensie via het werkkanaal van een gastroscoop in het onderste deel van de twaalfvingerige darm gedruppeld en daarna gespoeld met 60 ml steriele 0,9% N-zoutoplossing.
• ACHIM-transplantatieprotocol: De ACHIM-suspensie (ACHIM Biotherapeutics, Zweden) wordt toegediend via het werkkanaal van een gastroscoop in het onderste deel van de twaalfvingerige darm en daarna gespoeld met 60 ml steriele 0,9% N-zoutoplossing.
• Ontlastingsmonsters zullen twee keer vóór het onderzoek worden verzameld (week - 4 en -0-1), daarna na week 1, 4 en 12 en na 6 maanden. Donoruitwerpselen voor FMT worden ook verzameld. Verse ingevroren droge ontlasting wordt op alle tijdstippen bemonsterd, in porties verdeeld en bewaard bij -80 graden (<24 uur van productie tot levering).
• Microbiële DNA-analyses: Microbiota-analyse werd uitgevoerd met behulp van de Genetic Analysis (GA) map™ DysbiosisTest (Genetic Analysis AS, Oslo, Noorwegen). De GA-test is gebaseerd op reguliere moleculair biologische technieken, waaronder fecale monsterhomogenisatie en mechanische bacteriële celdisruptie; gecombineerd met chemische cellysis; geautomatiseerde totale bacteriële genomische DNA-extractie met behulp van magnetische korrels; 16S ribosomaal ribonucleïnezuur (rRNA) polymerasekettingreactie (PCR) DNA-amplificatie die de variabele gebieden V3-V9 bestrijkt; sondelabeling door verlenging van een enkele nucleotide; hybridisatie met complementaire probes gekoppeld aan magnetische bolletjes; en signaaldetectie met BioCode 1000A 128-Plex Analyzer (Applied BioCode, Santa Fe Springs, Californië, VS). Een Dysbiosis Index (DI) boven de 2 (maximaal 5) duidt op een microbiota die afwijkt van de referentiegroep (DI 1-2: niet-dysbiose, DI 3: matig, DI 4-5: ernstige dysbiose).
• Bloedmonsters (volledig bloedbeeld, nier- en leverfunctietesten) en urine-analyse.
• Beoordeling van symptomen en kwaliteit van leven: Gastro-intestinale symptomen, stoelgang en kwaliteit van leven worden geregistreerd tijdens een follow-upperiode van 12 weken, op dag 0, week 1, 4, 12 en 28 voor beoordeling van symptomen en kwaliteit van leven. De patiënten wordt gevraagd om de ernst van de globale IBS-symptomen en elk van de symptomen (diarree, opgeblazen gevoel, winderigheid en pijn) tijdens de voorgaande week te rapporteren, met behulp van een vierpuntsschaal (0 = geen, 1 = licht, 2 = matig, 3 = ernstig). IBS Symptom Severity Scale (PDS-SSS) bevat 5 vragen die worden beoordeeld op een 100-punts visuele analoge schaal (VAS) (de ernst van buikpijn, de frequentie van buikpijn, de ernst van opgezette buik, ontevredenheid over stoelgang, en interferentie met de kwaliteit van leven). De score varieert van 0 tot 500, waarbij een hogere score de slechtere toestand aangeeft (scores < 175 vertegenwoordigen milde IBS-symptomen, 175 - 300 vertegenwoordigen matige ernst, > 300 vertegenwoordigen ernstige IBS). Er is aangetoond dat een afname van 50 punten op de IBS-SSS correleert met verbetering van de klinische symptomen.

Korte vorm van Nepean Dyspepsia Index (SF-NDI) zal worden gebruikt om de kwaliteit van leven te evalueren.

Statistische analyse:

Longitudinale analyse van de samenstelling van de microbiota zal worden uitgevoerd met herhaalde ANOVA-metingen (voor alfa-diversiteit en bacterie-abundanties). Als niet-normale gegevens, zal arcsinus vierkantsworteltransformatie of een niet-parametrische test worden gebruikt. De microbiota van de ontlasting van de oorspronkelijke donor en van de ontvanger zal worden vergeleken (metingen van alfa-diversiteit en abundanties van taxa) bij aanvang en op elk tijdstip waarop de ontlasting van de ontvanger wordt bemonsterd met behulp van niet-parametrische of parametrische methoden.

Veiligheidsoverwegingen:

In het Haukeland University Hospital is de afgelopen jaren veel ervaring opgedaan met het uitvoeren van FMT bij therapieresistente Cl. difficile enterocolitis en hebben een uitgebreid programma ontwikkeld voor het identificeren van veilige donoren van feces voor FMT. Door de jaren heen zijn er geen ernstige bijwerkingen opgetreden. De subset van IBS-patiënten die in aanmerking komen voor de studie zijn typisch patiënten met een zware symptoomlast, met weinig behandelingsalternatieven. Daarom wordt de balans tussen bezorgdheid over de veiligheid en de mogelijkheid van symptoomverbetering als positief beschouwd, en zal het belang worden benadrukt van het verzamelen van veiligheidsgegevens over FMT en ACHIM voordat deze behandeling op grotere schaal wordt gebruikt.