Gyd. rez. Roberta Petrauskaitė

FEKALIJŲ TRANSPLANTACIJA MULTIATSPARIŲ BAKTERIJŲ

DEKOLONIZACIJAI

PLANAS 1.  Kontekstas 2.  Donorų ir recipientų ištyrimas 3.  Skyrimo būdai 4.  Publikacijos

VIRŠKINIMO TRAKTAS •  Egzistuoja stabili, simbiotinė mikroorganizmų bendrija.

•  1000-1200 bakterijų rūšių ir bent 1014 bakterijų, •  dauguma - storojoje žarnoje [1].

•  Mikrofloros teikiama nauda: •  vitaminų sintezė, •  angliavandenių, gaunamų su maistu fermentacija, •  tulžies ir hormonų metabolizmas, •  konkuravimas su patogenais pagal žarnyno lokalizaciją (“atsparumas

kolonizacijai”) [2]. •  Mikroflora taip pat įtakoja vystymąsi ir brendimą imuninės sistemos per

sąveiką su žarnų epiteliu [3,4].

1.Qin J, Li R, Raes J, et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 2010; 464:59. 2. Robinson CJ, Bohannan BJ, Young VB. From structure to function: the ecology of host-associated microbial communities. Microbiol Mol Biol Rev 2010; 74:453. 3. Lee YK, Mazmanian SK. Has the microbiota played a critical role in the evolution of the adaptive immune system? Science 2010; 330:1768. 4. Sharma R, Young C, Neu J. Molecular modulation of intestinal epithelial barrier: contribution of microbiota. J Biomed Biotechnol 2010; 2010:305879.

ANTIBIOTIKŲ VARTOJIMAS •  Mikrofloros sudėtį ženkliai paveikia plačiai naudojami antibiotikai •  gali atrankiniu būdu pašalinti tam tikrą grupę bakterijų rūšių,

•  tarnaujančių kaip barjeras kolonizacijai ir/ar patogenų išlikimui [5,6]. •  žarnyno barjerinės funkcijos pakitimai gali sąlygoti

gleivinės imuninės sistemos defektus. •  galimos žarnyno infekcijos, tokios kaip C. difficile, •  iš aplikos patekę sporos subręsta ir sėkmingai

kolonizuoja žarnyną [7].

5. Jernberg C, Löfmark S, Edlund C, Jansson JK. Long-term ecological impacts of antibiotic administration on the human intestinal microbiota. ISME J 2007; 1:56. 6. Dethlefsen L, Relman DA. Incomplete recovery and individualized responses of the human distal gut microbiota to repeated antibiotic perturbation. Proc Natl Acad Sci U S A 2011; 108 Suppl 1:4554. 7. Reid G, Younes JA, Van der Mei HC, et al. Microbiota restoration: natural and supplemented recovery of human microbial communities. Nat Rev Microbiol 2011; 9:27.

PROBIOTIKAI Fekalijų mikrofloros transplantacija (FMT) - vienintelis probiotikų implantacijos būdas, leidžiantis donorų išmatų mikroflorai išlikti stabilios sudėties 24 savaites.

Grehan MJ, Borody TJ, Leis SM, et al. Durable alteration of the colonic microbiota by the administration of donor fecal flora. J Clin Gastroenterol 2010; 44:551.

DONORO IŠTYRIMAS

PILNAS KRAUJO TYRIMAS SEROLOGINIAI TYRIMAI Hepatitai A, B, C; ŽIV – 1, ŽIV – 2; sifilis

IŠMATŲ TYRIMAS Giardia antigenų (Ag), Cryptosporidium Ag,

Helicobacter pylori Ag, kripto sporų, izosporų, Dientamoeba fragilis, Blastocystis hominis, norovirusų, rotavirusų

Dėl asimptominio nešiojimo

C. difficile

IŠMATŲ ŠVIESINĖ MIKROSKOPIJA Kiaušinėliai, parazitai, bakterijos KLINIKINIS IŠTYRIMAS Anamnezėje Per 6 mėnesius nevartojo antibiotikų, nėra

uždegiminės žarnų ligos

RECIPIENTO IŠTYRIMAS

•  ŽIV; hepatito A, B, C; sifilio. •  Išmatų ištyrimas dėl parazitų prieš FMT.

SKYRIMO BŪDAI •  KLIZMA

•  KOLONOSKOPIJA

•  NAZOGASTRINIS/JEJUNALINIS VAMZDELIS

•  P/OS (KAPSULĖS)

KLIZMA •  27 pacientai, sergantys atsparia gydymui arba pasikartojančia C. difficile infekcija •  FMT atlika klizma •  Donorai – 2 savanoriai.

•  Po FMT, 25 iš 27 (93 proc) pasveiko.

•  22 per 24 valandas nuo FMT.

•  5 pacientams, atlikta pakartoti FMT

•  3 pasveiko, 2 išliko viduriavimas po 2 FMT. •  Nebuvo atkryčio ar nepageidaujamų reiškinių, vidutinė stebėsena 427 dienų po

FMT.

Kassam Z, Hundal R, Marshall JK, Lee CH. Fecal transplant via retention enema for refractory or recurrent Clostridium difficile infection. Arch Intern Med 2012; 172:191.

KOLONOSKOPIJA •  19 pacientų, kuriems diagnozuota recidyvuojanti C. difficile infekcija,

•  taikytas standartinis gydymas neefektyvus. •  FTM atlikta kolonoskopijos metu.

•  Vienam pacientui skirtos 2 infuzijos.

•  C. difficile infekcijos remisija stebėta nuo 6 mėnesių iki 5 metų.

•  3 pacientams stebėta pasikartojanti C. difficile infekcija pavartojus antibiotikų nesusijusių su minėta infekcija.

•  Tyrimas įrodė, kad žarnų mikrofloros struktūra ir funkcija kartą atkurta nėra pastovi, ją gali sutrikdyti antibiotikų nesusijusių su minėta infekcija naudojimas.

Rohlke F, Surawicz CM, Stollman N. Fecal flora reconstitution for recurrent Clostridium difficile infection: results and methodology. J Clin Gastroenterol 2010; 44:567.

KODĖL FMT NETAPO RUTININIU C. DIFFICILLE INFEKCIJOS GYDYMO METODU? •  Neestetiška procedūra •  Logistiškai sudėtinga •  Medžiagos paėmimas, tinkamas apdorojimas

•  Trūksta duomenų apie procedūros veiksmingumą •  Randomizuotų, kontroliuojamų tyrimų stoka

Buvo tiriamas donoro fekalijų infuzijos į dvylikapirštę žarną poveikis gydant atsinaujinančią C. difficile infekciją.

METODIKA (1) Atsitiktinai pacientai gavo 1 iš 3 gydymų: •  1 grupė: pradinis vankomicino skyrimas (500 mg p/os 4 kartus per dieną, 4

dienas), paskutinę antibakterinio gydymo dieną žarnų lavažas (4 l makrogolo tirpalo (Klean-Prep)), kitą dieną donorų išmatų infuzija per nazogastrinį vamzdį; •  Pacientai, kuriems pasikartojanti C. difficile infekcija išsivystė po pirmos

donoro fekalijų infuzijos buvo skirta antroji infuzija, panaudojant skirtingų donorų išmatas.

•  2 grupė: standartinis vankomicino skyrimas (500 mg p/os 4 kartus per dieną, 14 dienų);

•  3 grupė: standartinis vankomicino skyrimas ir žarnų lavažas (4-5 antibakterinio gydymo dieną);

Pacientams, kuriems gydymas antibiotikais neefektyvus, buvo pasiūlyta gydytis donorų fekalijų infuzija ne pagal protokolą.

METODIKA (2) •  Pacientai pildė dienoraštį •  Tuštinimosi dažnis ir konsistensija •  Vaistų vartojimas ir pašalinis poveikis 7, 14, 21, 35, ir 70

dienomis nuo vankomicino gavimo pradžios. •  Išmatų tyrimas dėl C. difficile toksino buvo atliekamas centrinėje

laboratorijoje (Premier Toxins A&B, Meridian Bioscience) 14, 21, 35, ir 70 dienomis ir kuomet buvo stebimas viduriavimo pasireiškimas.

ĮTRAUKIMO KRITERIJAI •  Pilnamečiai pacientai •  Tikėtinas išgyvenamumas ne mažiau kaip 3 mėnesiai •  C. difficile infekcijos kriterijai

•  Viduriavimas •  ≥3 skystomis arba vandeningomis išmatomis per dieną mažiausiai 2 dienas iš

eilės •  ≥8 skystomis išmatomis per 48 valandas;

•  Teigiamas išmatose C. difficile toksino testas arba patvrtinimas PGR ribotipavimu; •  C. difficile infekcijos atkrytis, po bent vieno kurso racionalaus gydymo antibiotikais

•  ≥10 dienų vankomicinas, skiriant ≥125 mg 4 kartus per dieną •  ≥10 dienų metronidazolis, skiriant 500 mg 3 kartus per dieną

ATMETIMO KRITERIJAI •  Užsitęsusi imunosupresija dėl neseniai skirtos chemoterapijos

•  Žmogaus imunodeficito viruso (ŽIV) infekcija

•  CD4 mažesnis kaip 240

•  Ilgai naudotas prednizolonas

•  60 mg ir didesnė paros dozė

•  Nėštumas

•  Antibiotikų naudojimas

•  išskyrus C. difficile gydymui infekcijos pradžioje;

•  Patekimas į intensyviosios terapijos skyrių

•  Vazopresorių poreikis

DONORŲ IŠTYRIMAS •  Donorai (<60 metų) savanoriai

•  Iš pradžių buvo tikrinami naudojant klausimyną, atkeipiant dėmesį į užkrečiamų ligų rizikos veiksnius.

•  Prieš donaciją buvo užduodami klausimai apie esamas ligas. •  Donorų išmatos buvo tiriamos dėl

•  parazitų (įskaitant Blastocytis hominis ir Dientamoeba fragilis), •  C. difficile ir enteropatogeninių bakterijų.

•  Kraujas buvo tikrinamas dėl •  antikūnų prieš ŽIV; •  žmogaus T-ląstelių limfotropinio viruso 1 ir 2 tipo; •  hepatito A, B, ir C; •  CMV; EBV; •  Treponema pallidum; Strongyloides stercoralis; Entamoeba histolytica

Buvo sukurtas donorų registras ir patikros buvo kartojamos kas 4 mėnesiai.

DONORO FEKALIJŲ INFUZIJA •  Donoro išmatos buvo surenkamos infuzijos dieną ir nedelsiant

nuvežamos į ligoninę. •  Ekskrementai buvo praskiedžiami 500 ml sterilaus fiziologinio tirpalo

(0,9%), sumaišomi ir supilami į sterilų buteliuką. •  Per 6 val po surinkimo buvo skiriama recipientui per nazoduadeninį

vamzdelį (po 50 ml per 2 iki 3 min) •  Vamzdelis buvo pašalinamas per 30 min po infuzijos •  Pacientai buvo stebimi 2 val •  Pacientams, kuriems infuzija buvo skirta nenurodytose ligoninėse

•  Donorų išmatos buvo gaminamas studijų centre ir nedelsiant nuvežamos ir skiriamos, dalyvaujant į studiją įtrauktam gydytojui.

IŠEITYS •  Pirminis tikslas: diarėjos susijusios su C. difficile pabaiga be atkryčio po 10

savaičių •  1 grupės pacientams, kuriems reikėjo antros infuzijos, tolesnis sekimas

buvo pratęstas iki 10 savaičių po antrosios infuzijos. •  Antrinis galutinis tikslas buvo išgydyti be atkryčio po 5 savaičių. •  Remisija:

•  viduriavimo pabaiga arba persistuojantis viduriavimas dėl kitos žinomos priežasties

•  3 iš eilės neigiami išmatų C. difficile toksino testai •  Recidyvas:

•  atsinaujinęs viduriavimas ir teigiamas išmatų C. difficile toksino testas

REZULTATAI (1) Tyrimas buvo nutrauktas, atlikus preliminarią analizę

1 grupė (16 pacientų)

13 (81%) pacientų diarėjos susijusios su C. difficile pabaiga užfiksuota po pirmos fekalijų infuzijos. 3 pacientams skirta pakatotinė infuzija kito donoro fekalijų – 2 pacientams užfiksuota diarėjos pabaiga.

2 grupė 4 iš 13 pacientų (31%) užfiksuota diarėjos pabaiga. 3 grupė 3 iš 13 pacientų (23%) užfiksuota diarėjos pabaiga.

P<0.001 2 ir 3 grupės palyginimas su 1.

REZULTATAI (2)

Po donorų išmatų infuzijų recipientams nustatyta padidėjusi išmatų bakterijų įvairovė, panaši į sveikų donorų, padaugėjo Bacteroidetes rūšių ir Clostridium IV ir XIVa klasterių bei sumažėjo Proteobacteria rūšių.

Donor-Feces Infusion for Recurrent C. difficile

n engl j med 368;5 nejm.org january 31, 2013 413

Fecal Microbiota

The Simpson’s Reciprocal Index of diversity of fe-cal microbiota obtained from nine patients who were evaluated before the donor-feces infusion was consistently low (mean, 57±26) and increased within 2 weeks after infusion to 179±42 (P<0.001), becoming undistinguishable from the fecal mi-crobiota diversity level of the donors (mean, 172±54) (Fig. 3). In eight patients for whom sam-ples were available, the diversity of fecal micro-biota remained undistinguishable from that of the donor during follow-up.

In addition, a principal component analysis was performed on the phylogenetic microarray profiles of each sample. This unsupervised anal-ysis showed that nearly 50% of the variation in the data was explained by the first two principal components, indicating a major shift in the pa-tients’ microbiota after donor-feces infusion to-ward that of the donors (Fig. S2 in the Supple-mentary Appendix).

After donor-feces infusion, we observed quantitative changes in relevant groups of intes-tinal bacteria (P<0.05) (Table S2 in the Supple-mentary Appendix). These changes included in-creased numbers of Bacteroidetes species and of clostridium clusters IV and XIVa (by a factor of 2 to 4 for both groups) and decreased numbers of Proteobacteria (by a factor of up to 100).

Discussion

In this small, open-label, randomized, controlled trial, we found that the infusion of donor feces is a potential therapeutic strategy against recurrent C. difficile infection. Our study population of mainly elderly patients reflects the population in whom C. difficile infection develops in daily prac-tice. However, we excluded three groups of pa-tients at risk for recurrent C. difficile infection. Patients with prolonged immunodeficiency were excluded to prevent the potential translocation of infused intestinal bacteria. Infectious complica-tions were not observed after donor infusion in our study and have not been reported in the lit-erature.15 Also, critically ill patients who were admitted to an intensive care unit (ICU) were ex-cluded. However, C. difficile infection in the ICU is associated with high death rates,24 and anecdotal reports have shown promising results of donor-feces infusion in critically ill patients.25,26 The third excluded group comprised patients requir-

ing additional antibiotics to treat infections oth-er than C. difficile because it seems reasonable to postpone donor-feces infusion until antibiotics can be stopped, enabling colonization of the bowel with healthy donor feces.

Although our study was designed for patients with any recurrence of C. difficile infection, only 8 of 43 patients were included after a first re-lapse, reflecting the reluctance of patients and physicians to choose donor-feces infusion at an early stage. The efficacy of antibiotic therapy de-creases with subsequent recurrences, and it seems reasonable to initiate treatment with donor-feces infusion after the second or third relapse. It has yet to be established whether other promising treatment strategies, such as fidaxomycin or infu-sion of antibodies against clostridium toxins,3,27 are effective against recurrent C. difficile infection.

The power calculation of our study was based on the efficacy of vancomycin for a first recur-rence of C. difficile infection. Because most pa-tients had several relapses before inclusion in the study (typically, after a failure of vancomycin therapy), the efficacy of vancomycin in our study was considerably lower than expected, which prob-

Sim

pson

’s!R

ecip

roca

l!Ind

ex

250

150

200

100

50

0Donors Patients!before

InfusionPatients!after

Infusion

Figure!3.!Microbiota!Diversity!in!Patients!before!and!!after!Infusion!of!Donor!Feces,!as!Compared!with!!Diversity!in!Healthy!Donors.

Microbiota diversity is expressed as Simpson’s Recip-rocal Index of diversity in fecal samples obtained from nine patients before and 14 days after the first infusion of donor feces, as compared with their donors. The in-dex ranges from 1 to 250, with higher values indicating more diversity. The box-and-whisker plots indicate in-terquartile ranges (boxes), medians (dark horizontal lines in the boxes), and highest and lowest values (whiskers above and below the boxes).

The New England Journal of Medicine Downloaded from nejm.org at VILNIUS UNIVERSITY on October 26, 2014. For personal use only. No other uses without permission.

Copyright © 2013 Massachusetts Medical Society. All rights reserved.

Nebuvo pastebėta jokių reikšmingų nepageidaujamų reiškinių skirtumų tarp trijų tiriamųjų grupių, •  išskyrus lengvą viduriavimą ir

pilvo spazmus išmatų infuzijos dieną 1-oje grupėje.

NEPAGEIDAUJAMI REIŠKINIAI

IŠVADA Donorų išmatų infuzijos buvo žymiai efektyvesnės nei vankomicinas, gydant pasikartojančią C. difficile infekciją.

•  KLINIKINIS ATVEJIS •  PHILADELPHIA – FMT sėkmingai dekolanizavo žarnyną nuo

multirezistentiškų Klebsiella pneumoniae bakterijų. •  Tai pirmas publikuotas atvejis kuomet FMT naudojama eliminuoti

karbapenemams atsparių Enterobacteriaceae kolonizaciją, pakeičiant į normalią žarnyno mikroflorą.

13 METŲ PACIENTĖ

Skirtas gydymas plataus spektro antibiotikais, tačiau išliko skaumas, fiksuoti teigiami paviršiniai pasėliai.

Vėliau otomastoidinas (operacinės medžiagos pasėlyje identifikuotas Pseudomonas aeruginosa augimas)

Diagnozuotas pasikartojantis vidurinės ausies otitas.

Būklei pagėjus po gydymo didelėmis kortikosteroidų dozėmis ir etopozidu, pacientė išrašyta.

Pakartotinai hospitalizuota po mėnesio dėl persistuojačio karščiavimo - diagnozuota hemofagicitinė

limfohistiocitozė.

Taikytas antibioterinis gydymas neefektyvus: išsivystė septinis vieno peties ir abiejų klubų artritas.

Kraujyje identifikuota labai multirezistentiška, karbapenemazes produkuojanti Klebsiella pneumoniae.

Pakartotinai hospitalizuota po 2 mėnesių dėl naujo karščiavimo epizodo.

KAIP GYDYTI?

Netekęs vilties Dr. Freedman

Iškojo pagalbos internete

"nuostabų konsultantų grupė padėjo rasti išeitį."

Ilgalaikė infuzija doripenemu,

kolistinu, rifampicinu ir plazomicinu.

Sąnarių plovimas

polimiksinu

Atlikta FMT.

Nutraukus antibiotikus, po 7 mėnesių diagnozuotas sunkus šlaunikaulio osteomielitas, identifikuotas tas pats sukėlėjas.

Išmatose identifikuota karbapenemazes produkuojanti Klebsiella pneumoniae.

Pacientė išliko asimptomė kelis mėnesius.

FMT •  Donoras (įbrolis)

•  Jaunas, sveikas, pilnai paskiepitas, nevartojantis antibiotikų •  Išmatų tyrimai dėl bakterijų, virusų, parazitų ir jų kiaušnėlių neigiami

•  Plaktuvu nuo 25 iki 30 g išmatų buvo homogenizuotos su 60 ml fiziologinio tirpalo.

•  Nufiltruota 2 kartus per komerciškai prieinamą nebalintą kavos filtrą. •  Procedūra truko trumpiau nei 10 min

•  25 ml filtrato buvo skirti, naudojant nazogastrinį vamzdelį •  pacientė pusiau vertikalioje padėtyje gulėjo dar valandą po procedūros •  skundėsi tik lengvu trumpalaikiu pykinimu

REZULTATAS •  Po 2 savaičių po transplantacijos, karbapenemams

rezistentiškos Enterobacteriaceae Klebsiella nebuvo aptinkama išmatų mėginiuose

•  Nerasta 4 mėginiuose tirtuose per 8 mėnesius •  Dr. Friedman patvirtino "Nebuvo ir klinikinių bakterinės

infekcijos požymių."

PAPRASTESNIS, MAŽIAU NEMALONUS TRANSPLANTACIJOS BŪDAS

•  Recidyvuojančios C. difficile infekcijos atsparios įprastam gydymui eradikacija skiriant peroralines kapsules su krioprezervuotų išmatų bakterijų koncentratu

•  Donorai buvo sveiki, ištirti dėl infekcinių ligų, ir negavo jokių antibiotikų per pastaruosius 6 mėnesius.

•  Sutvarkyta donoro medžiaga buvo trigubai aplieta, kad intaktiškai viduje esantys organizmai patektų žemiau skrandžio.

Nimit Saraiya, MD, an infectious disease fellow at the Hofstra North Shore�–LIJ Health System in Manhasset, New York.

SKIRTAS GYDYMAS •  Ambulatoriškai 13 moterų ir 6 vyrai prarijo maždaug 10 kapsulių. •  Tikslas: C. difficile infekcijos rezoliucija be atkryčio 90 dienų. •  Pacientai buvo gydomi geriamu vankomicinu. •  Naktį prieš ir transplantacijos rytą buvo skiriamas omeprazolis.

REZULTATAI •  Po pirmo skyrimo (ingestion of one regimen) C. difficile infekcija

išgydyta13 pacientų (68%). •  Po antrojo - keturi pacientai pasveiko. •  Didesnis skyrimų skaičius - nebuvo veiksmingas likusiems

dviems pacientams. •  Yra penki atvejai, kai užfiksuotas laikinas diskomfortas

epigastriume.

•  Labai įvairi bakterijų populiacija egzistuoja gastrointestinaliniame trakte, moduliuoja šeimininko uždegiminį atsaką ir skatina imuninę toleranciją.

•  Alogeninių kamieninių kraujodaros ląstelių transplantacijos (alo-KKLT) metu virškinimo trakto gleivinė yra pažeidžiama ir padidėja kolonizacijančių bakterijų įtaka, kurios gali sutrikdyti žarnyno mikrofloros įvairovę.

•  Kadangi bakteriemija yra dažna alo-KKLT komplikacija, tirta pacientų, kuriems atliekama alo-KKLT mikrobiota ir mikrobų pokyčių koreliacija su bakteriemijos rizika.

METODIKA •  Išmatų mėginiai prieš transplantaciją ir iki 35 dienų po

transplantacijos buvo imami paeiliui 94 pacientams, kuriems atliekama alo-KKLT.

•  Žarnyno mikroflora buvo charakterizuota atliktus 454 pirosekvenavimą 16S rRNR bakterijų genų V1-V3 regionuose. Filogenetinė klasifikacija buvo gauta naudojant Ribosomų Duomenų Bazės Projekto (RDP) klasifikatorių.

•  Buvo įvertintos sąsajos tarp mikrofloros klinikinių prognostinių veiksnių ir išeičių.

REZULTATAI •  Atliekant Alo-KKLT sumažėja bakterijų įvairovė, užfiksuojami ryškūs bakterijų

populiacijų nuokrypiai •  Bakterijų dominavimas - vienas vyraujantis bakterijų taksonas sudaro ne

mažiau kaip 30% mikrobiotos. •  Dažniausiai dominuoja enterokokai, streptokokai ir įvairios

proteobakterijos. •  Enterokokų dominavimą 3 kartus padidina metronidazolio skyrimas,

proteobakterijų 10 kartų sumažėja dėl fluorochinolonų gavimo. •  Enterokokų dominavimas padidino vankomicinui atsparių enterokokų

bakteriemijos riziką 9 kartus. •  Proteobakterijų dominavimas padidino gramneigiamų lazdelių

bakteriemijos riziką iki 5 kartų.

AR ŽARNYNO ĮVAIROVĖ TURĖJO ĮTAKOS REZULTATAMS PO TRANSPLANTACIJOS?

•  Tiriamieji buvo suskirstyti į didelės, tarpinės ir mažos bakterijų įvairovės grupes, kurioms įvertintas bendras išgyvenamumas iki trejų metų ir su transplantacija susijęs mirtingumas.

•  Bendras išgyvenamumas buvo blogesnis, turintiems mažą žarnyno bakterijų įvairovę, palyginti su turinčiais tarpinę arba aukštą (bent trejus metus, 36%, 60% ir 67%, atitinkamai; “log rank” p = 0,019); Panašūs rezultatai buvo stebimi ir dėl su transplantacija susijusio mirtingumo.