Fekal mikrobiotatransplantation för behandling av primär skleroserande kolangit.

Bakgrund och betydelse:

Primär skleroserande kolangit (PSC) är en progressiv, kronisk kolestatisk leversjukdom som kännetecknas av inflammatorisk och fibrotisk förstörelse av de intrahepatiska och/eller extrahepatiska gallgångarna. PSC kommer att utvecklas till biliär cirros, portal hypertoni och leversvikt (1) . Det är en vanlig indikation för levertransplantation. Hos upp till 90 % av patienterna kommer även ulcerös kolit eller Crohns sjukdom att finnas (2) . Läkemedel som används för behandling av ulcerös kolit såsom sulfasalazin, kortikosteroider och azatioprin eller 6-merkaptopurin har inte varit effektiva för att minska inflammation eller åstadkomma remission i PSC (3) . Ett antal studier av andra antiinflammatoriska medel har inte visat någon fördel. I standarddosering kan ursodeoxicholsyra (UDCA) vara till nytta för att fördröja sjukdomsutvecklingen, även om en nyligen genomförd studie visade att högdos UDCA inte bara var ineffektivt, det kan också vara skadligt (4) . För närvarande finns det ingen medicinsk behandling som har visat sig vara effektiv vid PSC och ingen behandling har vunnit FDA-godkännande för denna indikation.

Det har postulerats att bakteriella komponenter kan stimulera ett avvikande immunsvar vilket resulterar i att den gallinflammation som ses i PSC fortsätter. Bakterier får tillgång till levern och gallträdet genom translokation över en onormal och inflammerad tarmslemhinna in i det portala vensystemet (5). Studier har visat en ökad risk för portalvenös bakteriemi hos patienter med PSC. Djurmodeller har visat att enterisk dysbios kan leda till lever- och gallinflammation med olika egenskaper hos PSC (6) . De vägar genom vilka bakterier sedan kan inducera patologin som är karakteristisk för PSC är spekulativa.

Bakterier kan orsaka direkt skada genom kolonisering, även om studier inte har identifierat någon speciell patogen eller en konsekvent uppsättning bakterier. En annan potentiell väg kan vara att en viss uppsättning bakterier genererar sekundära gallsyror, såsom deoxicholsyra och litokolsyra, som är skadliga för gallsystemet (7) . Vi hittade nyligen en förändrad gallsyrasammansättning i serum hos patienter med PSC jämfört med icke-kolestatiska kontroller. Behandling med UDCA hos PSC-patienter minskar koncentrationen av den toxiska primära gallsyran chenodeoxicholsyra men ökar också den toxiska sekundära gallsyran litokolsyra (Abstract DDW 2014). Förändring av tarmmikrobiotan kan minimera eller eliminera denna skada.

Det finns begränsad erfarenhet av användning av antibiotika vid behandling av PSC. Metronidazol har visat sig leda till förbättring av leverfunktionstester (8) . Oralt vankomycin har också utvecklats som en potentiellt lovande terapi (9) . En första rapport från tre pediatriska patienter och en efterföljande liten, okontrollerad serie av oralt vankomycin hos 14 barn visade förbättring av levertester och symtom (10, 11). Vi avslutade nyligen en studie av oralt vankomycin som gavs till 10 vuxna med PSC fann mild förbättring av nivåerna av alkaliskt fosfatas i serum (Abstract DDW 2011).

Fekal bioterapi (FBT) även känd som fekal transplantation eller fekal mikrobiota-transplantation - involverar överföring av en givares fekala flora (bakterier) till en mottagares kolon. Det har blivit allmänt accepterat som standardvård för återkommande Clostridium difficile 3-infektion, med en kumulativ botningsfrekvens på >90 % och minimala biverkningar (12). Vid C. diff-infektion minskar tidigare exponering för antibiotika den normala kolonfloran, vilket gör att C. diff-organismen kan föröka sig och frigöra toxin (13). Denna bakteriella miljö liknar de stora förändringarna i mikrobiell mångfald som ses hos patienter med IBD. Intressant nog när patienter med IBD får FBT för C. diff. infektioner, deras resultat är utmärkta, vilket förstärker uppfattningen att den enteriska floran har ett starkt inflytande på det enteriska immunsystemet (14) . Vi har för närvarande ett robust FMT kliniskt program för återkommande och refraktära c.difficle-infektioner med en botningsgrad > 90%. Vi har också nyligen deltagit i en öppen klinisk prövning för användning av FMT vid Crohns sjukdom.

Vi antar att för patienter med PSC kommer transplantation av fekal mikrobiota att korrigera en dysbios som har lett till lever- och gallinflammation som leder till förbättring av LFT och långsam progression till cirros.

Specifika mål:

Specifikt mål 1: Bestäm effekten av fekal mikrobiotatransplantation på tarmmikrobiomet hos patienter med primär skleros kolangit med och utan inflammatorisk tarmsjukdom via 16s ribosomala RNA-sekvenser som jämför leveransmodaliteter (koloskopi och kapslar).

Hypotes: Fekal mikrobiotatransplantation kommer att resultera i en ihållande återpopulation av patientens mikrobiom som motsvarar bakterierna från donatoravföringen.

Specifikt mål 2: Utvärdera för kliniskt svar hos patienter med PSC som får FMT genom att jämföra leveransmodaliteter (koloskopi och kapslar).

Hypotes: Fekal mikrobiotatransplantation kommer att leda till en 50% minskning av leverbiokemi hos patienter med PSC.

Specifikt mål 3: Bedöma gallsaltmetabolomik som en terapeutisk biomarkör för kliniskt svar på fekal mikrobiotatransplantation.

Hypotes: En minskning av produktionen av toxiska sekundära gallsyror (litokolsyra och deoxicholsyra) kommer att korrelera med kliniskt svar på fekal mikrobiotaterapi

Primär fysiologisk slutpunkt:

12

1. Mottagarens fekala mikrobiella mångfald 12 veckor efter FMT, jämfört med baslinjen med användning av 16s ribosomalt RNA.

Primär klinisk slutpunkt

1. Den primära slutpunkten för studien är den genomsnittliga förändringen av serumleverbiokemi efter 3 månaders behandling jämfört med baslinjen. Behandlingsframgång definierades som en förbättring av alkaliskt fosfatas i serum, totalt bilirubin, alaninaminotransferas (ALT) eller aspartataminotransferas (AST) med 50 % eller mer.

Sekundära slutpunkter Metabolomik: Gallsaltprofiler av proverna och tillhörande gemenskapsstruktur av den fekala mikrobiomet kommer att bedömas som ett mått på samspelet mellan värd- och tarmmikrobiota. Avföring och serum kommer att analyseras med hjälp av metabolomics-plattformen vid Broad Institute, inriktad på gallsyror. Prover kommer att skickas till Broad Institute där vi kommer att använda vätskekromatografi tandemmasspektrometri (LC-MS) för att mäta endogena gallsalter och deras metabolitnivåer i fekal supernatant. Vattenlösliga metaboliter kommer att extraheras från avföring enligt beskrivning av Saric et al, medan lipider kommer att extraheras från lypofiliserade prover med användning av isopropanol. Vattenlösliga metaboliter kommer att mätas med jonparningskromatografi och hydrofila interaktionskromatografimetoder, och lipider och gallsyror kommer att mätas med C4 och C18 omvändfaskromatografimetoder. MultiQuant mjukvara (AB SCIEX) kommer att användas för automatiserad toppintegration och manuell granskning av toppkvalitet innan statistiska analyser. Programvaran GenePattern (Broad Institute) och IPA (Ingenuity Systems) kommer att användas för att analysera och visualisera resultat.

Kliniska slutpunkter:

1. Genomsnittlig förändring i Harvey Bradshaw Index (HBI) och PBC 40-poäng mellan vecka 0 och vecka 1, 4, 8 och 12. Andel patienter i klinisk remission (de med HBI-poäng vid vecka 12)
2. Genomsnittlig förändring i Mayo Risk Score vecka 12 jämfört med baslinjen. Mayo Risk Score (MRS) för PSC beräknas utifrån följande formel: risk = (0,0295 * (ålder i år)) + (0,5373 * LN(totalt bilirubin i mg/dL)) - (0,8389 * (serumalbumin i g/dL)) + (0,5380 * LN(AST i IE/L) + (1,2426 * (poäng för variceal blödning)) Om ditt Mayo Risk Score är mindre än eller lika med 0 så är du i den "låga" riskgruppen . Om ditt Mayo Risk Score är högre än 0 men mindre än 2 så är du i den "mellanliggande" riskgruppen. Om ditt Mayo Risk Score är större än 2 är du i den "höga" riskgruppen.

Säkerhetsmål: Antal och karaktär av biverkningar vid vecka 1, 4, 8, 12 och 24