Можливі чинники, що визначають ефективність трансплантації фекальної мікробіоти. Огляд літератури та власні дані

С. М. Ткач; Н. В. Харченко; А. Е. Дорофєєв

doi:10.30978/MG-2022-1-48

Автор(и)

С. М. Ткач Український науково-практичний центр ендокринної хірургії, трансплантації ендокринних органів і тканин МОЗ України, Київ, Ukraine http://orcid.org/0000-0003-1772-9562
Н. В. Харченко Національний університет охорони здоров’я України імені П. Л. Шупика, Київ, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-6683-3748
А. Е. Дорофєєв Національний університет охорони здоров’я України імені П. Л. Шупика, Київ, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-2631-8733

DOI:

https://doi.org/10.30978/MG-2022-1-48

Ключові слова:

трансплантація фекальної мікробіоти, ефективність при кишкових захворюваннях, кишковий дисбіоз

Анотація

Нині трансплантацію фекальної мікробіоти (ТФМ) розглядають як одну із найефективніших терапевтичних процедур для лікування псевдомембранозних колітів, асоційованих з інфекцією Clostridium difficile, що рецидивують, та деяких інших кишкових і позакишкових захворювань, пов’язаних із кишковим дисбіозом. Дослідження, проведені останнім часом, дають підставу припустити, що успіх ТФМ значною мірою залежить від мікробної різноманітності та складу донорського випорожнення. Запропоновано концепцію існування так званих супердонорів ТФМ, до яких відносять осіб, ТФМ від яких супроводжується високою ефективністю. Розглянуто інші можливі механізми та чинники, що впливають на успіх ТФМ, зокрема характер і тяжкість патології, що лікується, кратність процедур, якість та кількість донорського матеріалу, проведення ТФМ від одного або кількох донорів тощо. Представлені власні дані щодо ефективності ТФМ від «супердонорів» у 86 хворих із різними кишковими захворюваннями. Вперше в Україні проведено порівняльне вивчення ефективності ТФМ у 28 осіб із легким та середньотяжким неспецифічним виразковим колітом, у 8 із хворобою Крона та у 40 із постінфекційним синдромом подразненої кишки з діареєю. Усі ТФМ проводили шляхом введення донорського матеріалу в купол сліпої кишки під час колоноскопії. Клінічну ефективність щодо індукції ремісії протягом 2 міс після ТФМ відзначено у 17 (60,7 %) хворих на неспецифічний виразковий коліт і 4 (50,0 %) пацієнтів із хворобою Крона. Ефективність ТФМ від тих самих супердонорів у 27 (67,5 %) хворих із синдромом подразненої кишки з діареєю була дещо вищою. Відзначено клінічне поліпшення у вигляді зменшення абдомінального болю, діарейного синдрому, здуття живота та поліпшення загального стану. Розглянуто також можливість прогнозу ефективності ТФМ за допомогою мікробного та метаболічного профілю, мікробні взаємодії, пов’язані з ефективністю ТФМ, чинники, які впливають на віддалені наслідки TФМ, нові персоніфіковані підходи до ТФМ, що дадуть у майбутньому застосовувати ТФМ цілеспрямованіше.

Біографії авторів

С. М. Ткач, Український науково-практичний центр ендокринної хірургії, трансплантації ендокринних органів і тканин МОЗ України, Київ

д. мед. н., проф.,
гол. наук. співр. відділу профілактики та лікування цукрового діабету та його ускладнень

Н. В. Харченко, Національний університет охорони здоров’я України імені П. Л. Шупика, Київ

д. мед. н., проф., член-кореспондент НАМН України, зав. кафедри дієтології і ендоскопії

А. Е. Дорофєєв, Національний університет охорони здоров’я України імені П. Л. Шупика, Київ

д. мед. н., проф., професор кафедри терапії

Посилання

Aroniadis O. C., Brandt L. J., Oneto C., Feuerstadt P., Sherman A., Wolkoff A. W. et al. A double-blind, randomized, placebo-controlled trial of fecal microbiota transplantation capsules (FMTC) for the treatment of diarrhea-predominant irritable bowel syndrome (IBS-D) // Gastroenterology. — 2018. — 154. — S-154–S-155. doi: 10.1016/S0016-5085 (18)30932-6.

Cammarota G., G., Ianiro G., Tilg H., Rajilić-Stojanović M., Kump P., Satokari R. et al. European consensus conference on faecal microbiota transplantation in clinical practice // Gut. — 2017. — 66. — P. 569 — 580. doi: 10.1136/gutjnl-2016-313017.

Cammarota G., Masucci L., Ianiro G., Bibbò S., Dinoi G., Costamagna G. et al. Randomised clinical trial: faecal microbiota transplantation by colonoscopy vs. vancomycin for the treatment of recurrent Clostridium difficile infection // Aliment. Pharmacol. Ther. — 2015. — 41. — P. 835 — 843. doi: 10.1111/apt.13144.

Conceição-Neto N., Deboutte W., Dierckx T., Machiels K., Wang J., Yinda K. C. et al. Low eukaryotic viral richness is associated with faecal microbiota transplantation success in patients with UC // Gut. — 2018. — 67. — P. 1558 — 1559. doi: 10.1136/gutjnl-2017-315281.

Costello S. P., Soo W., Bryant R. V., Jairath V., Hart A. L., and Andrews J. M. Systematic review with meta-analysis: faecal microbiota transplantation for the induction of remission for active ulcerative colitis // Aliment. Pharmacol. Ther. — 2017. — 46. — P. 213 — 224. doi: 10.1111/apt.14173.

DeFilipp Z., Peled J. U., Li S., Mahabamunuge J., Dagher Z., Slingerland A. E. et al. Third-party fecal microbiota transplantation following allo-HCT reconstitutes microbiome diversity // Blood Adv. — 2018. — 2. — P. 745 — 753. doi: 10.1182/bloodadvances.2018017731.

Ding C., Fan W., Gu L., Tian H., Ge X., Gong J. et al. Outcomes and prognostic factors of fecal microbiota transplantation in patients with slow transit constipation: results from a prospective study with long-term follow-up // Gastroenterol. Rep. — 2018. — 6. — P. 101 — 107. doi: 10.1093/gastro/gox036.

Eckburg P. B., Bik E. M., Bernstein C. N., Purdom E., Dethlefsen L., Sargent M. et al. Diversity of the human intestinal microbial flora // Science. — 2005. — 308. — P. 1635 — 1638. doi: 10.1126/science.1110591.

Fuentes S., Rossen N. G., van der Spek M. J., Hartman J. H., Huuskonen L., Korpela K. et al. Microbial shifts and signatures of long-term remission in ulcerative colitis after faecal microbiota transplantation // ISME J. — 2017. — 11. — P. 1877 — 1889. doi: 10.1038/ismej.2017.44.

Goodrich J. K., Waters J. L., Poole A. C., Sutter J. L., Koren O., Blekhman R. et al. Human genetics shape the gut microbiome // Cell. — 2014. — 159. — P. 789 — 799. doi: 10.1016/j.cell.2014.09.053.

Halkjær S. I., Christensen A. H., Lo B. Z. S., Browne P. D., Günther S., Hansen L. H. et al. Faecal microbiota transplantation alters gut microbiota in patients with irritable bowel syndrome: results from a randomised, double-blind placebo-controlled study // Gut. — 2018. — 67. — P. 2107 — 2115. doi: 10.1136/gutjnl-2018-316434.

Hall A. B., Tolonen A. C., and Xavier R. J. Human genetic variation and the gut microbiome in disease // Nat. Rev. Genet. — 2017. — 18. — P. 690 — 699. doi: 10.1038/nrg.2017.63.

Holvoet T., Joossens M., Boelens J., Christiaens E., Heyerick L., Verhasselt B. et al. Fecal microbiota transplantation in irritable bowel syndrome with predominant abdominal bloating: results from a double blind, placebo-controlled clinical rial // Gastroenterology. — 2018. — 154. — S-130. doi: 10.1016/S0016-5085 (18)30860-6.

Ianiro G., Segal J. P., Mullish B. H. et al. Fecal microbiota transplantation in gastrointestinal and extraintestinal disorders // Future Microbiology. — 2020. — 15 . — 1173 — 86. https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0061.

Johnsen P. H., Hilpüsch F., Cavanagh J. P., Leikanger I. S., Kolstad C., Valle P. C. et al. Faecal microbiota transplantation versus placebo for moderate-to-severe irritable bowel syndrome: a double-blind, randomised, placebo-controlled, parallel-group, single-centre trial // Lancet. Gastroenterol. Hepatol. — 2018. — 3. — P. 17 — 24. doi: 10.1016/S2468-1253 (17)30338-2.

Kao D., Roach B., Silva M., Beck P., Rioux K., Kaplan G. G. et al. Effect of oral capsule– vs colonoscopy-delivered fecal microbiota transplantation on recurrent Clostridium difficile infection // JAMA. — 2017. — 318 . — 1985. doi: 10.1001/jama.2017.17077.

Kassam Z., Lee C. H., Yuan Y., and Hunt R. H. Fecal Microbiota transplantation for Clostridium difficile infection: systematic review and meta-analysis // Am. J. Gastroenterol. — 2013. — 108. — P. 500 — 508. doi: 10.1038/ajg.2013.59.

Kazerouni A., and Wein L. M. Exploring the efficacy of pooled stools in fecal microbiota transplantation for microbiota-associated chronic diseases // PLoS ONE. — 2017. — 12. — e0163956. doi: 10.1371/journal.pone.0163956.

Keller J., Christian R., Hvas L. et al. A standardised model for stool banking for faecal microbiota transplantation: a consensus report from a multidisciplinary UEG working group // United European Gastroenterol. J. — 2021. — 9 (2). — P. 229 — 247. doi: 10.1177/2050640620967898. Epub 2021 Mar 9.

Kellingray L., Gall G. L., Defernez M., Beales I. L. P., Franslem-Elumogo N., and Narbad A. Microbial taxonomic and metabolic alterations during faecal microbiota transplantation to treat Clostridium difficile infection // J. Infect. — 2018. — 77. — P. 107 — 118. doi: 10.1016/j.jinf.2018.04.012.

Kelly C. R., Kahn S., Kashyap P., Laine L., Rubin D., Atreja A. et al. Update on fecal microbiota transplantation : indications, methodologies, mechanisms, and outlook // Gastroenterology. — 2015. — 149. — P. 223 — 237. doi: 10.1053/j.gastro.2015.05.008.

Khanna S. Microbiota replacement therapies: innovation in gastrointestinal care // Clin. Pharmacol. Ther. — 2018. — 103. — P. 102 — 111. doi: 10.1002/cpt.923.

Kumar R., Yi N., Zhi D., Eipers P., Goldsmith K. T., Dixon P. et al. Identification of donor microbe species that colonize and persist long term in the recipient after fecal transplant for recurrent Clostridium difficile // Biofilms Microb. — 2017. — 3. — 12. doi: 10.1038/s41522-017-0020-7.

Kump P., Wurm P., Gröchenig H. P., Wenzl H., Petritsch W., Halwachs B. et al. The taxonomic composition of the donor intestinal microbiota is a major factor influencing the efficacy of faecal microbiota transplantation in therapy refractory ulcerative colitis // Aliment. Pharmacol. Ther. — 2018. — 47. — P. 67 — 77. doi: 10.1111/apt.14387.

Li S. S., Zhu A., Benes V., Costea P. I., Hercog R., Hildebrand F. et al. Durable coexistence of donor and recipient strains after fecal microbiota transplantation // Science. — 2016. — 352. — P. 586 — 589. doi: 10.1126/science.aad8852.

Lloyd-Price J., Abu-Ali G., and Huttenhower C. The healthy human microbiome // Genome Med. — 2016. — 8. — 51. doi: 10.1186/s13073-016-0307-y.

Mizuno S., Masaoka T., Naganuma M., Kishimoto T., Kitazawa M., Kurokawa S. et al. Bifidobacterium-rich fecal donor may be a positive predictor for successful fecal microbiota transplantation in patients with irritable bowel syndrome // Digestion. — 2017. — 96. — P. 29 — 38. doi: 10.1159/000471919.

Moayyedi P., Surette M. G., Kim P. T., Libertucci J., Wolfe M., Onischi C. et al. Fecal microbiota transplantation induces remission in patients with active ulcerative colitis in a randomized controlled trial // Gastroenterology. — 2015. — 149. — P. 102 — 109.e6. doi: 10.1053/j.gastro.2015.04.001.

Nishino K., Nishida A., Inoue R., Kawada Y., Ohno M., Sakai S. et al. Analysis of endoscopic brush samples identified mucosa-associated dysbiosis in inflammatory bowel disease // J. Gastroenterol. — 2018. — 53. — P. 95 — 106. doi: 10.1007/s00535-017-1384-4.

Osman M., Stoltzner Z., O’Brien K., Ling K., Koelsch E., Dubois N. et al. Donor efficacy in fecal microbiota transplantation for recurrent Clostridium difficile: evidence from a 1,999-patient cohort // Open Forum Infect. Dis. — 2016. — 3. — P. 841. doi: 10.1093/ofid/ofw194.48.

Paramsothy S., Kamm M. A., Kaakoush N. O., Walsh A. J., van den Bogaerde J., Samuel D. et al. Multidonor intensive faecal microbiota transplantation for active ulcerative colitis: a randomised placebo-controlled trial // Lancet. — 2017. — 389. — P. 1218 — 1228. doi: 10.1016/S0140-6736 (17)30182-4.

Paramsothy S., Paramsothy R., Rubin D. T., Kamm M. A., Kaakoush N. O., Mitchell H. M. et al. Faecal microbiota transplantation for inflammatory bowel disease: a systematic review and meta-analysis // J. Crohn’s Colitis. — 2017. — 11. — 1180 — 1199. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjx063.

Ponce-Alonso M., Garcia-Fernandez S., Aguilera L., Rodriguez de santiago, E., Foruny J. R., Roy G. et al. A new compatibility test for donor selection for faecal microbiota transplantation in ulcerative colitis // J. Crohn’s Colitis. — 2017. — 11. — S480–S481. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjx002.903.

Quraishi M. N., Widlak M., Bhala N., Moore D., Price M., Sharma N. et al. Systematic review with meta-analysis: the efficacy of faecal microbiota transplantation for the treatment of recurrent and refractory Clostridium difficile infection // Aliment. Pharmacol. Ther. — 2017. — 46. — P. 479 — 493. doi: 10.1111/apt.14201.

Rossen N. G., Fuentes S., van der Spek M. J., Tijssen J. G., Hartman J. H., Duflou A. et al. Findings from a randomized controlled trial of fecal transplantation for patients with ulcerative colitis // Gastroenterology. — 2015. — 149. — P. 110 — 118. e4. doi: 10.1053/j.gastro.2015.03.045.

Smillie C. S., Sauk J., Gevers D., Friedman J., Sung J., Youngster I. et al. Strain tracking reveals the determinants of bacterial engraftment in the human gut following fecal microbiota transplantation // Cell. Host Microbe. — 2018. — 23. — P. 229 — 240.e5. doi: 10.1016/j.chom.2018.01.003.

Thompson S., Guetterman H., Taylor A., Bogner A., Martin D., Farrell J. J. et al. Dietary predictors of fecal microbiota transplantation success // J. Acad. Nutr. Diet. — 2016. — 116:A76. doi: 10.1016/j.jand.2016.06.267.

Vermeire S., Joossens M., Verbeke K. et al. Donor species richness determines faecal microbiota transplantation success in inflammatory bowel disease // J. Crohn’s Colitis. — 2016. — 10. — Р. 387 — 394. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjv203.

Wilson B. C., Vatanen T., Cutfield W. S., O’Sullivan J. M. The super-donor phenomenon in fecal microbiota transplantation // Front. Cell. Infect. Microbiol. — 2019. — 9. — 2. doi: 10.3389/fcimb.2019.00002.