Tom 11, Nr 4 (2019)
Artykuły
Opublikowany online: 2020-01-30
Wyświetlenia strony
646
Wyświetlenia/pobrania artykułu
103
Jak się ma przeszczepianie szpiku do przeszczepiania stolca? Rola mikrobiomu jelitowego u biorców przeszczepu szpiku
Gastroenterologia Kliniczna 2019;11(4):128-137.
Streszczenie
Transplantacja allogenicznych komórek krwiotwórczych (alloHCT) jest metodą stosowaną w leczeniu nowotworów hematologicznych. Mikrobiota jelitowa (wszystkie drobnoustroje bytujące w przewodzie pokarmowym) została uznana jako czynnik patogenetyczny wielu jednostek chorobowych. Zmiany ilościowe i jakościowe w składzie gatunkowym mikrobioty jelitowej (dysbioza) wpływają na wyniki alloHCT w kontekście trzech najczęstszych przyczyn niepowodzenia terapii wśród pacjentów poddawanych alloHCT: infekcji, choroby przeszczep-przeciwko-gospodarzowi (GvHD) i nawrotu choroby podstawowej. Okres okołoprzeszczepowy wiąże się ze stanem dysbiozy, która umożliwia kolonizację przewodu pokarmowego przez bakterie antybiotykooporne (ARB). Kolonizacja ARB sprzyja infekcjom krwiopochodnym wywołanym przez ARB oraz ma znaczący wpływ na przeżycie pacjentów po alloHCT: skraca całkowite przeżycie (OS) ponad dwukrotnie i zwiększa ryzyko zgonu ponad trzykrotnie. Spadek bioróżnorodności mikrobioty jelitowej i wzrost gęstości Enterococcus spp. w przewodzie pokarmowym w okresie okołoprzeszczepowym korelują z rozwinięciem GvHD, a obecność Blautia spp. ze zmniejszoną śmiertelnością z powodu GvHD i dłuższym OS. Potencjalne mechanizmy powyższych uwzględniają stymulację komórek immunokompetentych przez fragmenty drobnoustrojów oraz ochronny wpływ metabolitów bakteryjnych na integralność bariery jelitowej. Obecność Eubacterium limosum w mikrobiocie jelitowej, poprzez modulację zjawiska przeszczep-przeciwko-białaczce (GVL) zmniejsza ryzyko nawrotu lub progresji choroby podstawowej. Przeszczepianie mikrobioty jelitowej (FMT), dzięki zdolności do przywrócenia stanu eubiozy u biorcy, staje się innowacyjną metodą walki z powikłaniami po alloHCT: obok dużego bezpieczeństwa, wykazuje dużą skuteczność w eradykacji szczepów antybiotykoopornych kolonizujących przewód pokarmowy pacjentów z chorobami hematoonkologicznymi oraz zaczyna znajdować zastosowanie w leczeniu ciężkiej sterydoopornej/zależnej GVHD, która jest obarczona brakiem skutecznej terapii oraz szczególnie złym rokowaniem i wysoką śmiertelnością.
Słowa kluczowe: mikrobiota jelitowatransplantacja allogenicznych komórek krwiotwórczychchoroba przeszczep przeciwko gospodarzowibakterie antybiotykooporne
Referencje
- Gooley TA, Chien JW, Pergam SA, et al. Reduced mortality after allogeneic hematopoietic-cell transplantation. N Engl J Med. 2010; 363(22): 2091–2101.
- Mikulska M, Del Bono V, Viscoli C. Bacterial infections in hematopoietic stem cell transplantation recipients. Curr Opin Hematol. 2014; 21(6): 451–458.
- Machiels K, Joossens M, Sabino J, et al. A decrease of the butyrate-producing species Roseburia hominis and Faecalibacterium prausnitzii defines dysbiosis in patients with ulcerative colitis. Gut. 2014; 63(8): 1275–1283.
- Wortelboer K, Nieuwdorp M, Herrema H. Fecal microbiota transplantation beyond Clostridioides difficile infections. EBioMedicine. 2019; 44: 716–729.
- Kelly CR, Kahn S, Kashyap P, et al. Update on Fecal Microbiota Transplantation 2015: Indications, Methodologies, Mechanisms, and Outlook. Gastroenterology. 2015; 149(1): 223–237.
- Gustinetti G, Mikulska M. Bloodstream infections in neutropenic cancer patients: A practical update. Virulence. 2016; 7(3): 280–297.
- Caselli D, Cesaro S, Ziino O, et al. Infection Study Group of the Associazione Italiana Ematologia Oncologia Pediatrica (AIEOP). Multidrug resistant Pseudomonas aeruginosa infection in children undergoing chemotherapy and hematopoietic stem cell transplantation. Haematologica. 2010; 95(9): 1612–1615.
- Kim SB, Min YH, Cheong JW, et al. Incidence and risk factors for carbapenem- and multidrug-resistant Acinetobacter baumannii bacteremia in hematopoietic stem cell transplantation recipients. Scand J Infect Dis. 2014; 46(2): 81–88.
- Bilinski J, Robak K, Peric Z, et al. Impact of Gut Colonization by Antibiotic-Resistant Bacteria on the Outcomes of Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation: A Retrospective, Single-Center Study. Biol Blood Marrow Transplant. 2016; 22(6): 1087–1093.
- Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. 2012; 486(7402): 207–214.
- Samet A, Sledzińska A, Krawczyk B, et al. Leukemia and risk of recurrent Escherichia coli bacteremia: genotyping implicates E. coli translocation from the colon to the bloodstream. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2013; 32(11): 1393–1400.
- Bohnhoff M, Miller CP, Martin WR. Resistance of the mouse's intestinal tract to experimental salmonella infection. Ii. Factors responsible for its loss following streptomycin treatment. J Exp Med. 1964; 120: 817–828.
- FRETER R. The fatal enteric cholera infection in the guinea pig, achieved by inhibition of normal enteric flora. J Infect Dis. 1955; 97(1): 57–65.
- Taur Y, Xavier JB, Lipuma L, et al. Intestinal domination and the risk of bacteremia in patients undergoing allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Clin Infect Dis. 2012; 55(7): 905–914.
- Thijm HA, van der Waaij D. The effect of three frequently applied antibiotics on the colonization resistance of the digestive tract of mice. J Hyg (Lond). 1979; 82(3): 397–405.
- Buffie CG, Pamer EG. Microbiota-mediated colonization resistance against intestinal pathogens. Nat Rev Immunol. 2013; 13(11): 790–801.
- Taur Y, Jenq RR, Perales MA, et al. The effects of intestinal tract bacterial diversity on mortality following allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Blood. 2014; 124(7): 1174–1182.
- O'Fallon E, Gautam S, D'Agata EMC. Colonization with multidrug-resistant gram-negative bacteria: prolonged duration and frequent cocolonization. Clin Infect Dis. 2009; 48(10): 1375–1381.
- Huttner B, Haustein T, Uçkay I, et al. Decolonization of intestinal carriage of extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae with oral colistin and neomycin: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial. J Antimicrob Chemother. 2013; 68(10): 2375–2382.
- Rieg S, Küpper MF, de With K, et al. Intestinal decolonization of Enterobacteriaceae producing extended-spectrum β-lactamases (ESBL): a retrospective observational study in patients at risk for infection and a brief review of the literature. BMC Infect Dis. 2015; 15: 475.
- Halaby T, Al Naiemi N, Kluytmans J, et al. Emergence of colistin resistance in Enterobacteriaceae after the introduction of selective digestive tract decontamination in an intensive care unit. Antimicrob Agents Chemother. 2013; 57(7): 3224–3229.
- Tacconelli E, Mazzaferri F, de Smet AM, et al. ESCMID-EUCIC clinical guidelines on decolonization of multidrug-resistant Gram-negative bacteria carriers. Clin Microbiol Infect. 2019; 25(7): 807–817.
- van Nood E, Vrieze A, Nieuwdorp M, et al. Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile. N Engl J Med. 2013; 368(5): 407–415.
- Ubeda C, Taur Y, Jenq RR, et al. Vancomycin-resistant Enterococcus domination of intestinal microbiota is enabled by antibiotic treatment in mice and precedes bloodstream invasion in humans. J Clin Invest. 2010; 120(12): 4332–4341.
- Biliński J, Grzesiowski P, Muszyński J, et al. Fecal Microbiota Transplantation Inhibits Multidrug-Resistant Gut Pathogens: Preliminary Report Performed in an Immunocompromised Host. Arch Immunol Ther Exp (Warsz). 2016; 64(3): 255–258.
- Bilinski J, Grzesiowski P, Sorensen N, et al. Fecal Microbiota Transplantation in Patients With Blood Disorders Inhibits Gut Colonization With Antibiotic-Resistant Bacteria: Results of a Prospective, Single-Center Study. Clin Infect Dis. 2017; 65(3): 364–370.
- Battipaglia G, Malard F, Rubio MT, et al. Fecal microbiota transplantation before or after allogeneic hematopoietic transplantation in patients with hematologic malignancies carrying multidrug-resistance bacteria. Haematologica. 2019; 104(8): 1682–1688.
- Xhaard A, Rocha V, Bueno B, et al. Steroid-refractory acute GVHD: lack of long-term improved survival using new generation anticytokine treatment. Biol Blood Marrow Transplant. 2012; 18(3): 406–413.
- Martin PJ, Rizzo JD, Wingard JR, et al. First- and second-line systemic treatment of acute graft-versus-host disease: recommendations of the American Society of Blood and Marrow Transplantation. Biol Blood Marrow Transplant. 2012; 18(8): 1150–1163.
- Westin JR, Saliba RM, De Lima M, et al. Steroid-Refractory Acute GVHD: Predictors and Outcomes. Adv Hematol. 2011; 2011: 601953.
- Martin PJ, Schoch G, Fisher L, et al. A retrospective analysis of therapy for acute graft-versus-host disease: initial treatment. Blood. 1990; 76(8): 1464–1472.
- Castilla-Llorente C, Martin PJ, McDonald GB, et al. Prognostic factors and outcomes of severe gastrointestinal GVHD after allogeneic hematopoietic cell transplantation. Bone Marrow Transplant. 2014; 49(7): 966–971.
- Riwes M, Reddy P. Microbial metabolites and graft versus host disease. Am J Transplant. 2018; 18(1): 23–29.
- Jenq RR, Taur Y, Devlin SM, et al. Intestinal Blautia Is Associated with Reduced Death from Graft-versus-Host Disease. Biol Blood Marrow Transplant. 2015; 21(8): 1373–1383.
- Holler E, Butzhammer P, Schmid K, et al. Metagenomic analysis of the stool microbiome in patients receiving allogeneic stem cell transplantation: loss of diversity is associated with use of systemic antibiotics and more pronounced in gastrointestinal graft-versus-host disease. Biol Blood Marrow Transplant. 2014; 20(5): 640–645.
- Köhler N, Zeiser R. Intestinal Microbiota Influence Immune Tolerance Post Allogeneic Hematopoietic Cell Transplantation and Intestinal GVHD. Front Immunol. 2018; 9: 3179.
- Marchesi JR, Adams DH, Fava F, et al. The gut microbiota and host health: a new clinical frontier. Gut. 2016; 65(2): 330–339.
- Staffas A, Burgos da Silva M, van den Brink MRM. The intestinal microbiota in allogeneic hematopoietic cell transplant and graft-versus-host disease. Blood. 2017; 129(8): 927–933.
- Ghimire S, Weber D, Mavin E, et al. Pathophysiology of GvHD and Other HSCT-Related Major Complications. Front Immunol. 2017; 8: 79.
- Hill GR, Crawford JM, Cooke KR, et al. Total body irradiation and acute graft-versus-host disease: the role of gastrointestinal damage and inflammatory cytokines. Blood. 1997; 90(8): 3204–3213.
- van Bekkum DW, Roodenburg J, Heidt PJ, et al. Mitigation of secondary disease of allogeneic mouse radiation chimeras by modification of the intestinal microflora. J Natl Cancer Inst. 1974; 52(2): 401–404.
- Bansal T, Alaniz RC, Wood TK, et al. The bacterial signal indole increases epithelial-cell tight-junction resistance and attenuates indicators of inflammation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010; 107(1): 228–233.
- Swimm A, Giver CR, DeFilipp Z, et al. Indoles derived from intestinal microbiota act via type I interferon signaling to limit graft-versus-host disease. Blood. 2018; 132(23): 2506–2519.
- Cook SI, Sellin JH. Review article: short chain fatty acids in health and disease. Aliment Pharmacol Ther. 1998; 12(6): 499–507.
- Mathewson ND, Jenq R, Mathew AV, et al. Gut microbiome-derived metabolites modulate intestinal epithelial cell damage and mitigate graft-versus-host disease. Nat Immunol. 2016; 17(5): 505–513.
- Kakihana K, Fujioka Y, Suda W, et al. Fecal microbiota transplantation for patients with steroid-resistant acute graft-versus-host disease of the gut. Blood. 2016; 128(16): 2083–2088.
- Qi X, Li X, Zhao Ye, et al. Treating steroid refractory intestinal acute graft-vs.-host disease with fecal microbiota transplantation: a pilot study. Front Immunol. 2018; 9: 2195.
- Spindelboeck W, Schulz E, Uhl B, et al. Repeated fecal microbiota transplantations attenuate diarrhea and lead to sustained changes in the fecal microbiota in acute, refractory gastrointestinal graft--host-disease. Haematologica. 2017; 102(5): e210–e213.
- Lier Yv, Davids M, Haverkate N, et al. Fecal Microbiota Transplantation Can Cure Steroid-Refractory Intestinal Graft-Versus-Host Disease. Biology of Blood and Marrow Transplantation. 2019; 25(3): S241.
- Shouval R, Youngster I, Geva M, et al. Repeated Courses of Orally Administered Fecal Microbiota Transplantation for the Treatment of Steroid Resistant and Steroid Dependent Intestinal Acute Graft Vs. Host Disease: A Pilot Study (NCT 03214289). Blood. 2018; 132(Supplement 1): 2121–2121.
- Shouval R, Geva M, Nagler A, et al. Fecal microbiota transplantation for treatment of acute graft-versus-host disease. Clinical Hematology International. 2019; 1(1): 28.
- Negrin RS. Graft-versus-host disease versus graft-versus-leukemia. Hematology Am Soc Hematol Educ Program. 2015; 2015: 225–230.
- Daillère R, Vétizou M, Waldschmitt N, et al. Enterococcus hirae and Barnesiella intestinihominis Facilitate Cyclophosphamide-Induced Therapeutic Immunomodulatory Effects. Immunity. 2016; 45(4): 931–943.
- Viaud S, Saccheri F, Mignot G, et al. The intestinal microbiota modulates the anticancer immune effects of cyclophosphamide. Science. 2013; 342(6161): 971–976.
- Sivan A, Corrales L, Hubert N, et al. Commensal Bifidobacterium promotes antitumor immunity and facilitates anti-PD-L1 efficacy. Science. 2015; 350(6264): 1084–1089.
- Vétizou M, Pitt JM, Daillère R, et al. Anticancer immunotherapy by CTLA-4 blockade relies on the gut microbiota. Science. 2015; 350(6264): 1079–1084.
- Peled JU, Devlin SM, Staffas A, et al. Intestinal Microbiota and Relapse After Hematopoietic-Cell Transplantation. J Clin Oncol. 2017; 35(15): 1650–1659.
