Fekal mikrobiotatransplantasjon og ACHIM for manipulering av tarmmikrobiota hos IBS-pasienter

Fekal transplantasjon (FMT), infusjon av et fekalt preparat fra en frisk donor inn i mage-tarmkanalen til et annet menneske, er i stand til å endre tarmmikrobiomet til den nye verten. Det er spekulasjoner om at menneskelig avføring fra en frisk donor kan utgjøre det ideelle "probiotikaet", og antyder dermed FMT som et behandlingsalternativ for tilstander der en endret mikrobiota har blitt oppdaget, inkludert irritabel tarmsyndrom (IBS). Anaerobically Cultivated Human Intestinal Microbiota (ACHIM) er en alternativ måte å manipulere tarmmikrobiota i stedet for FMT. ACHIM-suspensjon er et naturlig økosystem av normale tarmbakterier som dyrkes og forplantes regelmessig i laboratoriet (in vitro). Etter 20 år med dyrking har ACHIM beholdt det samme rike biologiske mangfoldet som den opprinnelige avføringsprøven, som stammer fra en frisk donor i 1995. ACHIM kan gjenopprette den økologiske balansen i tarmen når den har blitt forstyrret (dysbiose) f.eks. etter antibiotikabehandling. ACHIM har til nå blitt gitt til over 400 pasienter (de fleste av dem lider av tilbakevendende Clostridium difficile-infeksjon) uten at noen alvorlige bivirkninger er observert. Mikrobiologiske tester har vist at ACHIM er en velbalansert funksjonell mikrobiota, og inneholder de viktigste bakteriefilene Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria og Actinobacteria.

Derfor, i denne studien tar sikte på å sammenligne disse metodene sikkerhet og effekt for å lindre symptomer hos pasienter med IBS. Gitt de etiske bekymringene rundt ukjente og langsiktige bivirkninger av FMT-behandling, vil kun pasienter med moderate til alvorlige symptomer inkluderes.

Mål:

Hovedmålet med denne åpne pilotstudien var å sammenligne disse to tarmmanipulerende metodene (FMT og ACHIM) hos IBS-pasienter.

De sekundære målene var som følger;

1. For å evaluere og sammenligne sikkerheten og effekten av FMT og ACHIM suspensjon for å lindre symptomer hos pasienter med IBS.
2. For å evaluere og sammenligne FMT og ACHIM på livskvalitet.
3. For å sammenligne den detaljerte karakteriseringen av mikrobiell fellesskapssammensetning (ved hjelp av 16S rRNA-profilering) og bestemmelse av kinetikken til endringer etter FMT og ACHIM vs. placebo.

Studiedesign Deltakere og utvalgsstørrelse I en blind studie vil pasienter som oppfyller Rome III-kriteriene for IBS med moderate til alvorlige abdominale symptomer inkluderes. Pasientene vil bli randomisert i tre grupper for å få enten FMT, ACHIM-suspensjon eller placebo (egen avføring), og de vil bli fulgt i 12 uker med hensyn til effekt- og sikkerhetsparametere, samt analyse av avføringsprøver.

Donorscreening:

Donorer av fekal flora er friske individer som bor i samme husholdning som pasientene. Alle givere blir screenet før donasjon for tidligere eksponering for smittsomme stoffer. Screening av blod inkluderte serologisk testing for hepatitt A, hepatitt B, hepatitt C, HIV, Epstein-Barr-virus og cytomegalovirus. Alle donoravføringsprøver dyrkes for enteriske bakterielle patogener og screenes for virus og parasitter.

Studieprosedyrer Suspensjon av fersk avføring fra et nært familiemedlem for FMT eller ACHIM vil bli instillert i tolvfingertarmen via et endoskop. Denne administreringsveien har vært trygg i alle studier.

• Avføringstransplantasjonsprotokoll: Ferske avføringsprøver tas rett før FMT. 60 ml sterilt 0,9 % N-saltvann tilsettes en avføringsprøve med en vekt på ~30 g og homogeniseres manuelt. Undersøkt fra pasientens syn, dryppes 40 ml avføringssuspensjon gjennom arbeidskanalen til et gastroskop inn i nedre del av tolvfingertarmen, og skylles deretter med 60 ml sterilt 0,9 % N-saltvann.
• ACHIM-transplantasjonsprotokoll: ACHIM-suspensjonen (ACHIM Biotherapeutics, Sverige) gis gjennom arbeidskanalen til et gastroskop inn i nedre del av tolvfingertarmen, og skylles deretter med 60 ml sterilt 0,9 % N-saltvann.
• Avføringsprøver vil bli tatt to ganger før studien (uke - 4 og -0-1), deretter etter uke 1, 4 og 12 og etter 6 måneder. Det vil også bli samlet inn donoravføring til FMT. Fersk frossen tørr avføring tas til alle tider, alikvotert og lagret ved -80 grader (<24 timer fra produksjon til levering).
• Mikrobiell DNA-analyser: Mikrobiotaanalyse ble utført ved bruk av Genetic Analysis (GA) map™ DysbiosisTest (Genetic Analysis AS, Oslo, Norge). GA-testen er basert på vanlige molekylærbiologiske teknikker, som omfatter homogenisering av fekal prøve og mekanisk forstyrrelse av bakterieceller; kombinert med kjemisk cellelyse; automatisert total bakteriell genomisk DNA-ekstraksjon ved bruk av magnetiske perler; 16S ribosomal ribonukleinsyre (rRNA) polymerasekjedereaksjon (PCR) DNA-amplifikasjon som dekker de variable områdene V3-V9; probemerking ved enkel nukleotidforlengelse; hybridisering til komplementære prober koblet til magnetiske kuler; og signaldeteksjon ved bruk av BioCode 1000A 128-Plex Analyzer (Applied BioCode, Santa Fe Springs, California, USA). En dysbioseindeks (DI) over 2 (maksimalt 5) indikerer en mikrobiota som skiller seg fra referansegruppen (DI 1-2: ikke-dysbiose, DI 3: moderat, DI 4-5: alvorlig dysbiose).
• Blodprøver (Fullstendig blodtelling, nyre- og leverfunksjonsprøver) og urinanalyse.
• Symptomer og livskvalitetsvurdering: Gastrointestinale symptomer, avføringsvaner og livskvalitet vil bli registrert i løpet av en 12 ukers oppfølgingsperiode, på dag 0, uke 1, 4, 12 og 28 for symptom- og livskvalitetsvurdering. Pasientene blir bedt om å rapportere alvorlighetsgraden av globale IBS-symptomer og hvert av symptomene (diaré, oppblåsthet, flatulens og smerte) i løpet av den foregående uken, ved å bruke en firepunktsskala (0 = ingen, 1 = mild, 2 = moderat, 3 = alvorlig). IBS Symptom Severity Scale (IBS-SSS) inneholder 5 spørsmål som er vurdert på en 100-punkts visuell analog skala (VAS) (alvorligheten av magesmerter, hyppigheten av magesmerter, alvorlighetsgraden av abdominal distensjon, misnøye med avføringsvaner, og forstyrrelse av livskvalitet). Poengsummen varierer fra 0 til 500, med en høyere poengsum som indikerer den verre tilstanden (score < 175 representerer milde IBS-symptomer, 175 - 300 representerer moderat alvorlighetsgrad, > 300 representerer alvorlig IBS). En nedgang på 50 poeng på IBS-SSS har vist seg å korrelere med bedring i kliniske symptomer.

Kortform av Nepean Dyspepsia Index (SF-NDI) vil bli brukt for å evaluere livskvalitet.

Statistiske analyser:

Longitudinell analyse av mikrobiotasammensetning vil bli utført med gjentatte mål ANOVA (for alfa-diversitet og bakterieoverflod). Hvis ikke-normale data, vil arcsine kvadratrottransformasjon eller en ikke-parametrisk test bli brukt. Opprinnelig donor- og mottakeravføringsmikrobiota vil bli sammenlignet (mål på alfa-diversitet og overflod av taxa) ved baseline og ved hvert mottakeravføringstidspunkt ved bruk av ikke-parametriske eller parametriske metoder.

Sikkerhetshensyn:

Det er opparbeidet lang erfaring de siste årene ved Haukeland Universitetssykehus med å utføre FMT for behandlingsresistent Cl. difficile enterocolitt og har utviklet et omfattende program for å identifisere trygge donorer av avføring for FMT. I løpet av årene har det ikke oppstått noen alvorlige bivirkninger. Undergruppen av IBS-pasienter som er kvalifisert for studien er typisk pasienter med en stor symptombyrde, med få behandlingsalternativer. Derfor anses balansen mellom sikkerhetshensyn versus mulighet for symptomforbedring å være positiv, og vil understreke viktigheten av å samle inn sikkerhetsdata om FMT og ACHIM før denne behandlingen blir mer utbredt.