Transplantacja mikroflory kałowej i ACHIM do manipulowania mikroflorą jelitową u pacjentów z IBS

Transplantacja kału (FMT), infuzja preparatu kału od zdrowego dawcy do przewodu pokarmowego innego człowieka, może zmienić mikrobiom jelitowy nowego gospodarza. Istnieją spekulacje, że ludzki kał pobrany od zdrowego dawcy może stanowić idealny „probiotyk”, co sugeruje, że FMT jest opcją leczenia stanów, w których wykryto zmienioną mikroflorę, w tym zespołu jelita drażliwego (IBS). Beztlenowo uprawiana ludzka mikroflora jelitowa (ACHIM) to alternatywny sposób manipulowania mikroflorą jelitową zamiast FMT. Zawiesina ACHIM to naturalny ekosystem normalnych bakterii jelitowych hodowanych i regularnie namnażanych w laboratorium (in vitro). Po 20 latach uprawy ACHIM zachował tę samą bogatą różnorodność biologiczną, co oryginalna próbka kału, pochodząca od zdrowego dawcy w 1995 roku. ACHIM może przywrócić równowagę ekologiczną jelit, gdy została ona zaburzona (dysbioza) m.in. po kuracji antybiotykowej. Do tej pory ACHIM podano ponad 400 pacjentom (większość z nich cierpiała na nawracające zakażenia Clostridium difficile) i nie zaobserwowano żadnych poważnych skutków ubocznych. Testy mikrobiologiczne wykazały, że ACHIM jest dobrze zbilansowaną funkcjonalną mikroflorą i zawiera główne typy bakterii Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria i Actinobacteria.

Dlatego w niniejszym badaniu celem jest porównanie bezpieczeństwa i skuteczności tych metod w łagodzeniu objawów u pacjentów z IBS. Biorąc pod uwagę kwestie etyczne związane z nieznanymi i długotrwałymi skutkami ubocznymi terapii FMT, uwzględnieni zostaną tylko pacjenci z umiarkowanymi lub ciężkimi objawami.

Cel:

Głównym celem tego otwartego badania pilotażowego było porównanie tych dwóch metod manipulacji jelitami (FMT i ACHIM) u pacjentów z IBS.

Cele drugorzędne były następujące;

1. Ocena i porównanie bezpieczeństwa i skuteczności zawiesiny FMT i ACHIM w łagodzeniu objawów u pacjentów z IBS.
2. Ocena i porównanie FMT i ACHIM pod kątem jakości życia.
3. Porównanie szczegółowej charakterystyki składu społeczności drobnoustrojów (za pomocą profilowania 16S rRNA) oraz wyznaczenie kinetyki zmian po FMT i ACHIM vs. placebo.

Projekt badania Uczestnicy i wielkość próby Do ślepego badania zostaną włączeni pacjenci, którzy spełniają kryteria rzymskie III dla IBS z objawami brzusznymi o nasileniu umiarkowanym do ciężkiego. Pacjenci zostaną losowo przydzieleni do trzech grup otrzymujących FMT, zawiesinę ACHIM lub placebo (własny kał) i będą obserwowani przez 12 tygodni pod kątem parametrów skuteczności i bezpieczeństwa oraz analizy próbek kału.

Badania przesiewowe dawców:

Dawcami flory kałowej są zdrowe osoby mieszkające w tym samym gospodarstwie domowym co pacjenci. Wszyscy dawcy są badani przed oddaniem pod kątem wcześniejszego narażenia na czynniki zakaźne. Badania przesiewowe krwi obejmowały testy serologiczne w kierunku wirusowego zapalenia wątroby typu A, wirusowego zapalenia wątroby typu B, wirusowego zapalenia wątroby typu C, HIV, wirusa Epsteina-Barra i wirusa cytomegalii. Wszystkie próbki kału dawcy są hodowane pod kątem jelitowych patogenów bakteryjnych i badane pod kątem wirusów i pasożytów.

Procedury badawcze Zawiesina świeżego kału od członka bliskiej rodziny w przypadku FMT lub ACHIM zostanie wkroplona do dwunastnicy za pomocą endoskopu. Ta droga podania była bezpieczna we wszystkich badaniach.

• Protokół przeszczepu kału: Świeże próbki kału pobiera się bezpośrednio przed FMT. Do próbki kału o masie ~30 g dodaje się 60 ml sterylnej 0,9% N-soli i homogenizuje ręcznie. Z punktu widzenia pacjentów, 40 ml zawiesiny kału wprowadza się przez kanał roboczy gastroskopu do dolnej części dwunastnicy, a następnie przepłukuje 60 ml jałowej 0,9% N-soli.
• Protokół przeszczepu ACHIM: Zawiesinę ACHIM (ACHIM Biotherapeutics, Szwecja) podaje się przez kanał roboczy gastroskopu do dolnej części dwunastnicy, a następnie przepłukuje 60 ml jałowej 0,9% N-soli.
• Próbki kału zostaną pobrane dwukrotnie przed badaniem (tydzień - 4 i -0-1), następnie po 1, 4 i 12 tygodniu oraz po 6 miesiącach. Zbierane będą również odchody dawców dla FMT. Świeżo mrożony suchy stolec jest pobierany we wszystkich punktach czasowych, dzielony na porcje i przechowywany w temperaturze -80 stopni (<24 godziny od produkcji do dostawy).
• Analizy DNA mikroorganizmów: Analizę mikroflory przeprowadzono przy użyciu narzędzia Genetic Analysis (GA) map™ DysbiosisTest (Genetic Analysis AS, Oslo, Norwegia). Test GA opiera się na zwykłych technikach biologii molekularnej, obejmujących homogenizację próbki kału i mechaniczne rozbijanie komórek bakteryjnych; w połączeniu z chemiczną lizą komórek; zautomatyzowana ekstrakcja całego bakteryjnego genomowego DNA przy użyciu kulek magnetycznych; Amplifikacja DNA w reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) 16S rybosomalnego kwasu rybonukleinowego (rRNA) obejmującego regiony zmienne V3-V9; znakowanie sondy przez wydłużenie pojedynczego nukleotydu; hybrydyzacja z komplementarnymi sondami sprzężonymi z kulkami magnetycznymi; i wykrywanie sygnału przy użyciu analizatora BioCode 1000A 128-Plex (Applied BioCode, Santa Fe Springs, Kalifornia, USA). Wskaźnik dysbiozy (DI) powyżej 2 (maksymalnie 5) wskazuje na mikroflorę różniącą się od grupy referencyjnej (DI 1-2: brak dysbiozy, DI 3: umiarkowana, DI 4-5: ciężka dysbioza).
• Próbki krwi (pełna morfologia krwi, testy czynnościowe nerek i wątroby) oraz analiza moczu.
• Objawy i ocena jakości życia: Objawy żołądkowo-jelitowe, nawyki jelitowe i jakość życia będą rejestrowane podczas 12-tygodniowego okresu obserwacji, w dniu 0, tygodniach 1, 4, 12 i 28 w celu oceny objawów i jakości życia. Pacjenci proszeni są o opisanie nasilenia objawów ogólnych IBS oraz każdego z objawów (biegunka, wzdęcia, wzdęcia i ból) w ciągu poprzedniego tygodnia, stosując czterostopniową skalę (0 = brak, 1 = łagodne, 2 = umiarkowane, 3 = ciężki). IBS Symptom Severity Scale (IBS-SSS) zawiera 5 pytań ocenianych na 100-punktowej wizualnej skali analogowej (VAS) (nasilenie bólu brzucha, częstość występowania bólu brzucha, nasilenie wzdęcia brzucha, niezadowolenie z rytmu wypróżnień, i ingerencji w jakość życia). Wynik mieści się w zakresie od 0 do 500, przy czym wyższy wynik wskazuje na gorszy stan (wyniki < 175 oznaczają łagodne objawy IBS, 175 - 300 oznacza umiarkowane nasilenie, > 300 oznacza ciężki IBS). Wykazano, że spadek o 50 punktów w IBS-SSS koreluje z poprawą objawów klinicznych.

Skrócona forma Nepean Dyspepsia Index (SF-NDI) zostanie wykorzystana do oceny jakości życia.

Analizy statystyczne:

Analiza podłużna składu mikrobiomu zostanie przeprowadzona z powtarzanymi pomiarami ANOVA (dla różnorodności alfa i liczebności bakterii). Jeśli dane nie są normalne, zostanie użyte przekształcenie pierwiastka kwadratowego z łuku sinusoidalnego lub test nieparametryczny. Oryginalna mikroflora kału dawcy i biorcy zostanie porównana (miary różnorodności alfa i obfitości taksonów) na linii podstawowej i w każdym punkcie czasowym pobierania próbek kału biorcy przy użyciu metod nieparametrycznych lub parametrycznych.

Względy bezpieczeństwa:

W ciągu ostatnich lat w Szpitalu Uniwersyteckim Haukeland zdobyto wieloletnie doświadczenie w wykonywaniu FMT u opornych na leczenie Cl. difficile enterocolitis i opracowali obszerny program identyfikacji bezpiecznych dawców kału dla FMT. Przez lata nie wystąpiły żadne poważne skutki uboczne. Podgrupa pacjentów z IBS, którzy kwalifikują się do badania, to zazwyczaj pacjenci z dużym obciążeniem objawami, z kilkoma alternatywnymi metodami leczenia. W związku z tym stosunek obaw związanych z bezpieczeństwem do możliwości złagodzenia objawów jest uważany za pozytywny i podkreśla znaczenie gromadzenia danych dotyczących bezpieczeństwa dotyczących FMT i ACHIM, zanim to leczenie stanie się szerzej stosowane.