Clostridium difficile fertőzések kezelése faecalis bacteriotherápiával - új lehetőségek a horizonton Clostridium difficile fertőzések kezelése faecalis bacteriotherápiával - új lehetőségek a horizonton Dr. Nagy Gergely György osztályvezető főorvos Borsod-Abaúj-Zemplén Megyei Kórház és Egyetemi Oktatókórház I. sz. Belgyógyászat - Kardiológiai Osztály, Miskolc

Clostridium difficile fertőzések kezelése faecalis bacteriotherápiával - új lehetőségek a horizonton - Dr. Nagy Gergely György 1,2,4, Dr. Fazekas György 4, Dr. Szabó Judit 3, Dr. Tudlik Zsuzsa 4, Dr. Várvölgyi Csaba 2 B-A-Z Megyei Kórház és Egyetemi Oktatókórház, I. sz. Belgyógyászat és Kardiológia 1 ; Debreceni Egyetem Klinikai Központ, Belgyógyászati Intézet 2 ; Mikrobiológiai Intézet 3 ; Sejtterápia Központ 4

A Clostridium difficile kórokozó A kórokózó Gram-pozitív, spóraképző, anaerob bacillus toxinjával az epithelsejtek elhalását okozza Vegetatív forma képes a toxin termelésre környezetben 4-6 óráig életképes gyomorsav, antibakteriális szappan megöli Spóra vegetatív formából képződik külső „stressz” indukálja kialakulását rendkívül ellenálló alkoholos kézfertőtlenítő nem pusztítja el gyomorsavat túléli antibiotikumok többségének ellenáll könyezetben évekig életképes csak „sporocid” szerekkel eliminálható

Miért “sláger” téma a Clostridium? Hypervirulens & antibiotikum rezisztens törzsek jelentek meg, megváltozott az epidemiológia Fokozott toxin termelésre képesek, a TcdA és TcdB mellett egy ún. bináris toxint is szintetizálnak Sokkal súlyosabb lefolyás és magas mortalitás jellemzi őket Európában, Észak-Amerikában járványok alakultak ki Új célpopulációkat is megtámad (pl. eü. dolgozók, terhesek) Kórházi osztályok bénulnak meg a járvány miatt Mortalitás változása az USA-ban Publikációk száma a PubMed-en

A fertőzés pathogenesise Antibiotikum kezelés Bélflóra megváltozása Kolonizációs rezisztenica megszűnik CD expozíció és kolonizáció Toxintermelés Nyálkahártya sérülés és gyulladás Szekunder sepsis cephalosporinok clindamycin fluoroquinolonok

Clostridium infectio és veseelégtelenség Praerenalis volumen depletio hypotonia - shock alacsony cardiac output alacsony intravascularis volumen Renalis SIRS TTP-HUS Toxin mediálta direkt tubularis károsodás Rho-GTPase inhibíció tubularis necrosis, apoptosis aquaporin-2 transzlokáció gátlása Abdominalis hypertonia renalis perfúziós nyomás csökken glomerularis filtrációs gradiens csökken Alvardo et al., 2013, Clin. Nephrol.

Súlyos CD colitis – egy 2000 cm 2 -es seb Egészséges colonPseudomembranosus colitis

Jelenlegi kezelési elv és gyakorlat „Kutyaharapást szőrével...” Az antibiotikum kiváltotta betegséget antibiotikummal kezeljük Az érvényes irányelvek alapján javasolt antibiotikumok: metronidazol 3x500 mg vancomycin 4x mg minimum napig fidaxomicin 2x200 mg A bélflóra tovább pusztul, de a CD spórák túlélnek... Verseny kezdődik, mi lesz hamarabb: bélflóra helyreáll, kiszorítva a Clostridiumot vagy meghal a beteg szövődményben... ???

Új Clostridium kezelési irányelv: ESCMID 2014 Evidencia erősségeEvicencia minőségi szintje AErősIRandomizált vizsgálat BKözepesIINem-randomizált vizsgálat CGyengeIIISzakértői vélemény DKontraindikált

Az antibiotikumok sötét oldala... SzempontFidaxomicinVancomycinMetronidazol Szisztémás mellékhatások--++ Klinikai hatékonyság 1, Klinikai hatékonyság antibiotikum szedőknél Terápiás kudarc primer kezelésnél 1,4,5 ≈ 12 %≈ 14 %≈ 22 % Recidiva ráta primer kezelés után 1, %23-24 %22-35 % Terápiás kudarc + recidiva (primer) 1,4,5 ≈ 25 %≈ 38 %44-57 % Recidiva ráta első rekurrencia után 2,6 20 %36-57 %? Normál bélflórát károsító hatás VRE vastagbél colonizáció kezelés során 7,8 + (7%)+++ (31%)++ (14%) Candida vastagbél colonizáció kezelés során 7 + (19%)++ (29%)? Antibiotikum költség (10 nap) Ft Ft2 – Ft Ön szerint a fenti paraméterek mellett biztonságban van a betege ? 1,5 Louie 2011, 2012; 2 Cornely 2012; 3 Mullane 2011; 4 Vardakas 2012; 6 Nood 2013; 7 Nerandzic 2012, 8 Cheah 2014

Összefoglalóan az antibiotikumokról Az CDI antibiotikum kezelése finoman szólva is insufficiens Antibiotikum mellett a mortalitás súlyos eseteknél eléri a 20-40%-ot Metrodinazol súlyos esetekben vagy magas rizikónál kontraindikált Fidaxomicin a hazai gyakorlatban extrém ára miatt nehezen adható Vancomycin per os alkalmazása katasztrófával fenyeget Vancomycin resistens Enterococcusok (VRE) Vancomycin resistens Staphylococcus (VRSA) & MRSA Új kezelési módszereket kell mérlegelni! VanA resistentia gén

Új kezelési stratégia Kutyaharapást NE a szőrével gyógyítsuk! Felértékelődik a fiziológiás bélflóra szerepe Állítsuk helyre ami elromlott – oki kezelés: faecalis microbiota transzplantáció (FMT) – széklettranszplantáció friss donor széklet fagyasztott donor széklet - székletbank lyofilizált donor széklet bioartificialis intestinalis flora A normális baktériumok kiszorítják a Clostridiumot Nincs szükség új antibiotikumra Nem alakul ki antibiotikum rezisztencia

Széklettranszplantáció - Vajon hogyan hat? E gészséges egyénből nyert, szuszpenzióvá homogenizált széklet bejuttatása a beteg tápcsatornájába Kolonizációs rezisztencia helyreállítása Tápanyagokért történő kompetíció Bacteriocinek termelése Clostridium toxinok proteolyticus hasítása Epithelialis toxinkötőhelyek elfoglalása Cukor fermentáció miatt csökkenő pH Immunmoduláns hatás Szekretoros IgA termelés fokozása Epitheliális micronutriensek termelése Epitheliális barrier restitúciója

Evidenciák a széklettranszplantáció sikerére SzerzőNÚtvonalSikerrátaRecidiva Aas, NG94 %6.6 % Macconnachie, NG73 %6.6 % Garborg, NG / colonoscopia73 %N/A Wettstein, Colonoscopia94 %N/A Yoon, Colonoscopia100 %0 % Rholke, Colonoscopia95 %0 % Mellow, Colonoscopia85 %9.1 % Kelly, Colonoscopia92 %4.2 % Mattila, Colonoscopia94 %6.1 % Louie, Enema98 %N/A Silverman, 20107Enema100 %0 % Moore, Enema99 %N/A Összesítve (múlt évtized)34692 %kb. 3-6 % Irodalomban összesen42693%kb. 3-6 %

Az első prospektív randomizált tanulmány...

Új Clostridium kezelési irányelv: ESCMID 2014 Evidencia erősségeEvicencia minőségi szintje AErősIRandomizált vizsgálat BKözepesIINem-randomizált vizsgálat CGyengeIIISzakértői vélemény DKontraindikált

Útvonal Felső GI traktus Alsó GI traktus Nasogastricus Nasojejunalis Colonoscopos Beöntés során Széklettranszplantáció kivitelezése jelenleg I.

Széklettranszplantáció kivitelezése jelenleg II.* * Egyedi etikai engedéllyel végzett beavatkozás, DEOEC RKEB/IKEB azonosító: Felső útvonal esetén g széklet ml homogenizátum Alsó útvonal esetén g széklet ml homogenizátum

Új kezelési eljárások a horizonton I. Problémafelvetés: az FMT körülményes, munkaigényes, előkészítése visszataszító, fentiek miatt nehezen hozzáférhető a betegeknek és a kezelőorvosoknak, az eljárások nem standardizáltak, hiányoznak a GCP elvek, otthoni vagy intézeti „barkácsolás” veszélyezteti a beteget, OEP nem téríti az eljárást. Célkitűzés: Új standardizált, automatizált széklettranszplantációs eljárás kifejlesztése, tesztelése, validálása és hazai bevezetése a vérellátó mintájára centralizált „székletellátó” létrehozása, standardizált, biztonságos, GCP kompatibilis technológia alkalmazása, a legjobb bakteriális viabilitás biztosítása, hosszú távon székletbank létesítése, széles körű hozzáférhetőség biztosítása, OEP befogadás. 1

Automatizált transzplantátum előkészítő Zárt, kettős védelmi technológia Nyomásszabályozott kabin HEPA és aktívszén szűrők Állandó légcsere Beépített: homogenizátor, mérleg, hegesztő berendezés. Automatikus tömegmérés Hígítás Diszpergálás hígító folyadékban Hidraulikus szűrés (280 μm) Egyszerhasználatos szerelékek Zárt-rendszerű szilikon hegesztés Burgin Matic 100 (BM-100) (munkacsoportunk saját fejlesztése)

A működőképes prototípus

Intestinalis microbiota graft előállítása az új eljárással* * Egyedi etikai engedéllyel végzett beavatkozás, DEOEC RKEB/IKEB azonosító:

Recidiváló CD fertőzés Transzplantáció Vancomycin versus Multicentrikus prospektív klinikai tanulmány Primer CD fertőzés Súlyos fertőzés magas rizikója Recidiva magas rizikója Obszervációs kar (n = 50 beteg) Randomizációs kar (n = 2x50 beteg) cross-over

Fagyasztott székletbank létrehozása Baktériumok túlélik a fagyasztást Széklet homogenizátum cryoprotekció után hónapokig eltartható Kiterjesztett donorszűrés is költséghatékony Fix donorok, szűrés után többszöri donáció Igény szerint azonnal biztosítható a transzplantátum GCP elvek szerint lehetséges a termékfelszabadítás

Új kezelési eljárások a horizonton II. Problémafelvetés: az FMT invazív vagy „semi-invazív” beavatkozás, jellege miatt ellenérzést válthat ki a betegekből, lebonyolítása logisztikailag nehézkes, a transzplantátum rövid eltarthatóságú. Célkitűzés: Lyofilizált humán székletet tartalmazó bélben oldódó capsula előállítása és preklinikai értékelése a Clostridium difficile fertőzés kezelésére és megelőzésére az „ideális probiotikum” megalkotása, a fagyasztva szárítás során a viabilitás és biodiverzitás megőrzése, a gyomorsav pusztító hatását elkerülő kiszerelés, hosszú eltarthatóság, könnyű szállíthatóság, „felhasználóbarát” termék. 2

Feltaláltuk a spanyol viaszt... Állatgyógyászatban lyofilizált szárnyas székletet évitizedek óta alkalmaznak Megelőzi az enteropathogén kórokozók colonizációját az állományban Képes csirkefarmok salmonella-mentesítésére...

Széklet lyofilizálás: Astellas-AGAR Anti-Infektív Díj 2013 standardizált feldolgozás cryoprotekció fagyasztva szárítás donor széklet széklet capsula Tenyésztés MALDI-TOF Genomika

Lyofilizált széklet előállítása

Lyofilizált széklet és abból izolált életképes fajok Viabilis fajok (“culturomics” és MALDI identifikálás) Gram-pozitívGram-negatív Actinomyces meyeri Bacillus lichenoformis Clostridium spiroforme Enterococcus hirae Enterococcus faecium Lactobacillus acidophilus Lactobacillus mucosae Lactobacillus nagelii Lactobacillus versmoldensis Lactobacillus salivarius Leuconostoc lactis Leuconostoc mesenteroides Micrococcus luteus Rothia mucilagniosa Streptococcus anginosus Streptococcus sanguinis Streptococcus castoreus Staphylococcus capitis stb… Acinetobacter johnsonii Aeromonas shubertii Bacteroides fragilis, ovatus Bacteroides vulgatus Burkholderia ambifaria Buttiauxella gaviniae Citrobacter freundi Collinsella aerofaciens Escherichia coli Klyvera intermedia Morganella morganii Pannonibacter Prevotella ssp. Proteus mirabilis Ralstonia pickettii Thauera terpenica stb…. Összesen: 122 faj

DNS és RNS alapú genomikai vizsgálat

Összefoglalás Alábecsültük a bélflóra fiziológiás szerepét Az antibiotikumok vesztésre állnak a CDI ellen Az orvosok vesztésre állnak az antibiotikum rezisztencia ellen A felborult bélflóra helyreállítása ígéretes CDI kezelési lehetőség A tudományos evidenciák megalapozottak A bevatkozás hatékony és biztonságos A horizonton lévő új eljárások hamarosan széles körben elérhetők

A jövő.....???????