Fekal mikrobiotatransplantasjon for behandling av primær skleroserende kolangitt.

Bakgrunn og betydning:

Primær skleroserende kolangitt (PSC) er en progressiv, kronisk kolestatisk leversykdom karakterisert ved inflammatorisk og fibrotisk ødeleggelse av de intrahepatiske og/eller ekstrahepatiske gallegangene. PSC vil utvikle seg til biliær cirrhose, portal hypertensjon og leversvikt (1) . Det er en vanlig indikasjon for levertransplantasjon. Hos opptil 90 % av pasientene vil også ulcerøs kolitt eller Crohns sykdom være tilstede (2) . Medisiner brukt til behandling av ulcerøs kolitt som sulfasalazin, kortikosteroider og azatioprin eller 6-merkaptopurin har ikke vært effektive for å redusere betennelse eller gi remisjon i PSC (3). En rekke studier av andre antiinflammatoriske midler har ikke vist noen fordel. I standarddosering kan ursodeoksykolsyre (UDCA) være til nytte for å forsinke sykdomsprogresjonen, selv om en nylig studie viste at høydose UDCA ikke bare var ineffektiv, den kan også være skadelig (4). For tiden er det ingen medisinsk terapi som har vist seg å være effektiv i PSC, og ingen terapi har vunnet FDA-godkjenning for denne indikasjonen.

Det har blitt postulert at bakterielle komponenter kan stimulere en avvikende immunrespons som resulterer i opprettholdelsen av gallebetennelsen sett i PSC. Bakterier får tilgang til leveren og galletreet gjennom translokasjon over en unormal og betent tarmslimhinne inn i portalvenesystemet (5). Studier har vist økt risiko for portvenøs bakteriemi hos pasienter med PSC. Dyremodeller har vist at enterisk dysbiose kan føre til hepatobiliær betennelse med ulike trekk ved PSC (6). Veiene som bakterier da kan indusere patologien som er karakteristisk for PSC er spekulative.

Bakterier kan forårsake direkte skade gjennom kolonisering, selv om studier ikke har identifisert noe spesielt patogen eller et konsistent sett med bakterier. En annen potensiell vei kan være at et visst sett med bakterier genererer sekundære gallesyrer, som deoksycholsyre og litokolsyre, som er skadelige for gallesystemet (7) . Vi fant nylig en endret gallesyresammensetning i serum hos pasienter med PSC sammenlignet med ikke-kolestatiske kontroller. Behandling med UDCA hos PSC-pasienter reduserer konsentrasjonen av den toksiske primære gallesyren chenodeoksykolsyre, men øker også den toksiske sekundære gallesyren litokolsyre (Abstract DDW 2014). Endring av tarmmikrobiotaen kan minimere eller eliminere denne skaden.

Det er begrenset erfaring med bruk av antibiotika ved behandling av PSC. Metronidazol har vist seg å gi bedring i leverfunksjonstester (8). Oral vankomycin har også blitt avansert som en potensielt lovende terapi (9). En første rapport fra tre pediatriske pasienter og en påfølgende liten, ukontrollert serie med oral vancomycin hos 14 barn viste bedring i levertester og symptomer (10, 11). Vi har nylig fullført en studie av oral vancomycin ble gitt til 10 voksne med PSC funnet mild forbedring i serum alkalisk fosfatase nivåer (Abstract DDW 2011).

Fekal bioterapi (FBT) også kjent som fekal transplantasjon eller fekal mikrobiota-transplantasjon - involverer overføring av en donors fekale flora (bakterier) til en mottakers tykktarm. Det har blitt allment akseptert som standard for omsorg for tilbakevendende Clostridium difficile 3-infeksjon, med en kumulativ helbredelsesrate på >90 % og minimale bivirkninger (12). Ved C. diff-infeksjon reduserer tidligere eksponering for antibiotika den normale tykktarmsfloraen, og lar C. diff-organismen proliferere og frigjøre toksin (13). Dette bakteriemiljøet ligner de store endringene i mikrobielt mangfold sett hos pasienter med IBD. Interessant, når pasienter med IBD får FBT for C. diff. infeksjoner, deres utfall er utmerket, noe som forsterker forestillingen om at enterisk flora har en sterk innflytelse på det enteriske immunsystemet (14). Vi har i dag et robust FMT klinisk program for tilbakevendende og refraktære c.difficle-infeksjoner med en helbredelsesrate > 90 %. Vi har også nylig deltatt i en åpen klinisk studie for bruk av FMT ved crohns sykdom.

Vi antar at for pasienter med PSC vil transplantasjon av fekal mikrobiota korrigere en dysbiose som har ført til hepatobiliær betennelse som fører til forbedring i LFT og langsom progresjon til skrumplever.

Spesifikke mål:

Spesifikt mål 1: Bestem virkningen av fekal mikrobiotatransplantasjon på tarmmikrobiomet til pasienter med primær sklerose kolangitt med og uten inflammatorisk tarmsykdom via 16s ribosomal RNA-sekvensering som sammenligner leveringsmodaliteter (koloskopi og kapsler).

Hypotese: Fekal mikrobiotatransplantasjon vil resultere i en vedvarende repopulasjon av pasientens mikrobiom som tilsvarer bakteriene fra donoravføringen.

Spesifikt mål 2: Vurdere for klinisk respons hos pasienter med PSC som mottar FMT ved å sammenligne leveringsmodaliteter (koloskopi og kapsler).

Hypotese: Fekal mikrobiotatransplantasjon vil føre til 50 % reduksjon i leverbiokjemi hos pasienter med PSC.

Spesifikt mål 3: Vurder gallesaltmetabolomikk som en terapeutisk biomarkør for klinisk respons på fekal mikrobiotatransplantasjon.

Hypotese: En reduksjon i produksjonen av toksiske sekundære gallesyrer (litocholsyre og deoksykolsyre) vil korrelere med klinisk respons på fekal mikrobiotaterapi

Primært fysiologisk endepunkt:

12

1. Mottakerens fekale mikrobielle mangfold 12 uker etter FMT, sammenlignet med baseline ved bruk av 16s ribosomalt RNA.

Primært klinisk endepunkt

1. Det primære endepunktet for studien er at de gjennomsnittlige serumleverbiokjemiene endres etter 3 måneders behandling sammenlignet med baseline. Behandlingssuksess ble definert som en forbedring i serum alkalisk fosfatase, total bilirubin, alaninaminotransferase (ALT) eller aspartataminotransferase (AST) med 50 % eller mer.

Sekundære endepunkter Metabolomikk: Gallesaltprofiler av prøvene og tilhørende fellesskapsstruktur til det fekale mikrobiomet vil bli vurdert som et mål på samspillet mellom verts- og tarmmikrobiota. Avføring og serum vil bli analysert ved hjelp av metabolomics-plattformen ved Broad Institute, rettet mot gallesyrer. Prøver vil bli sendt til Broad Institute hvor vi vil bruke væskekromatografi tandem massespektrometri (LC-MS) for å måle endogene gallesalter og deres metabolittnivåer i fekal supernatant. Vannløselige metabolitter vil bli ekstrahert fra avføring som beskrevet av Saric et al, mens lipider vil bli ekstrahert fra lypofiliserte prøver ved bruk av isopropanol. Vannløselige metabolitter vil bli målt ved bruk av ioneparingskromatografi og hydrofile interaksjonskromatografimetoder, og lipider og gallesyrer vil bli målt ved bruk av C4 og C18 reversfasekromatografimetoder. MultiQuant programvare (AB SCIEX) vil bli brukt for automatisert toppintegrasjon og manuell gjennomgang av toppkvalitet før statistiske analyser. Programvaren GenePattern (Broad Institute) og IPA (Ingenuity Systems) vil bli brukt til å analysere og visualisere resultater.

Kliniske endepunkter:

1. Gjennomsnittlig endring i Harvey Bradshaw Index (HBI) og PBC 40-skåre mellom uke 0 og uke 1, 4, 8 og 12. Prosentandel av pasienter i klinisk remisjon (de med HBI-score ved uke 12
2. Gjennomsnittlig endring i Mayo Risk Score ved uke 12 sammenlignet med baseline. Mayo Risk Score (MRS) for PSC beregnes basert på 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 * (poeng for variceal blødning)) Hvis Mayo Risk Score er mindre enn eller lik 0, er du i "lav" risikogruppen . Hvis Mayo Risk Score er større enn 0, men mindre enn 2, er du i den "mellomliggende" risikogruppen. Hvis Mayo Risk Score er større enn 2, er du i "høy" risikogruppen.

Sikkerhetsendepunkter: Antall og art av uønskede hendelser i uke 1, 4, 8, 12 og 24