Трансплантация фекальной микробиоты

Fecal Microbiota Transplant (FMT), или фекальная трансплантация — это метод лечения, при котором фекальный материал донора после специальной подготовки помещают больному человеку.

Первая пересадка кала была произведена в 1958 году, а у животных она выполнялась уже более 100 лет. Например, ветеринары проводят лечение лошадей и коров при ряде кишечных заболеваний.

Для чего нужна фекальная трансплантация?

Есть исследования, в которых сообщается о хороших эффектах клостридиального колита — кишечной инфекции, вызванной Clostridium difficile (тяжелая форма ее — псевдомембранозный колит). Есть предварительные данные о влиянии пересадки кала на клинику рассеянного склероза, болезни Крона, неспецифического язвенного колита и сахарного диабета. Все, что связывает эти заболевания — это сложное бактериальное сообщество кишечника. Вся суть лечения вращается вокруг этого сложного микробиоценоза.

Ученые закономерно подчеркивают, что бактерии не являются единственным фактором в фекалиях доноров. Вирусы, археи, грибы, простейшие, а также эпителиальные клетки кишечника вместе с продуктами метаболизма, — вся эта «солянка» может играть существенную роль в механизме фекальной пересадки.

Состав фекалий человека

Состав фекальной массы до сих пор не изучался интенсивно. Исследования состава в основном проводились в 70-80х годах прошлого столетия. В среднем, фекалии состоят из 75% воды и 25% твердого вещества. Большая часть твердого компонента представляет собой органический материал, состоящий на 30-45% из микробных клеток, мертвых и живых.

В значительных концентрациях определяются архебактерии, грибы, простейшие. Одна из видов архебактерии — метанобразующая Methanobrevibacter smithii, была выявлена у 96% пациентов и может составлять до 10% всех фекальных анаэробов. Пока их вклад в эффект фекальной трансплантации не проявлялся.
Бактерии. если говорит о бактериях в кале, то их концентрация очень большая, и достигает 10^11 клеток на грамм влажного стула. Тем не менее, при исследовании выявлены важные для метода пересадки моменты: из бактерий 49% являются жизнеспособными. Половина бактериальных клеток донорского материала, а это около 3-6,6% общего фекального вещества. И хотя под действием воздуха ряд бактерий погибает, даже бактериальная ДНК погибших бактерий может нести иммуностимулирующую функцию. Не менее важно: донорский материал можно заморозить — эффект в последующем не теряется.
Вирусы. Теперь о выявлении в составе кала вирусов. Это самый малоизученный компонент. Вирусов где-то в 10 раз меньше, чем бактерий. Если сравнить с другими средами, вирусов обычно в природе больше бактерий в 1,5-160 раз, то есть в кишечнике они себя проявляют значительно скромнее. Наибольший интерес для методики представляют бактериофаги (вирусы, поражающие бактерии). Один из самых распространенных бактериофагов — crAssphage. Влияние фагов на здоровье человека сейчас активно рассматривается. В эксперименте при фаготерапии выявлено снижение количества клеток клостридий и снижение выработки токсинов (хотя и увеличилось количество спор этих бактерий).
Архебактерии и грибы. В целом, давно уже признанная, но по количеству небольшая часть микробиома человека (хотя, если говорить о метаноархеон, то количество их составляет 10% от всей анаэробной флоры и повышается при рассеянном склерозе и болезни Крона). Грибы культивируются у 70% здоровых взрослых и составляют 0,03% всех микробов в фекалиях. Самый распространенный представитель — Candida albicans, дрожжевой грибок. Их очень мало, так как и количество в норме держится под контролем кишечными бактериями. При нарушении баланса эти грибы могут вызывать кишечные заболевания, нарушая колоноцитарный барьер. Candida albicans в высокой концентрации выявляется при болезни Крона и НЯК. Но пока грибы и архебактерии — предмет для изучения.
Колоноциты человека. А вот это интересно. Эпителиальные клетки толстой кишки выделяются в жизнеспособном состоянии в концентрации 10млн. клеток на грамм фекалий. Выживаемость колоноцитов связана с их способностью принимать глобулярную (сферическую) форму. Для чего это важно? Дело в том, что любое воспаление кишечной стенки связано с повреждением этих клеток. И чем быстрее восстанавливается слизистая кишечника — тем лучше. В последних экспериментах на мышах проводилась пересадка стволовых клеток кишечника и выявилось, что эти клетки легко интегрируются («приживаются») на новом месте. И хотя стволовых клеток в кале пока не выявлено (есть исследования, что эти клетки проникают в просвет кишки),они могут повлиять на успех фекальной трансплантации.

Продукты метаболизма в кале. Давно хорошо известно, что клетчатка в кишечнике используется бактериями для синтеза короткоцепочечных жирных кислот (бутиратов), обладающих противовоспалительными и иммуномодулирующими свойствами. Кроме того, эти вещества являются энергетическим субстратом для колоноцитов.

Клетчатка увеличивает количество фекальной массы и снижение ее количества приводит к «микробному голоданию». Так что кушаем побольше клетчатки. Это увеличивает микробное разнообразие и повышает количество полезных бутиратов (ацетата, бутирата, пропионата), улучшает клиническое состояние у пациентов с неспецифическим язвенным колитом. Кроме того, кормление мышей с экспериментальным колитом бутиратом натрия уменьшает воспаление и повреждение слизистой оболочки.

Процедура фекальной трансплантации

Трансплантация фекалий обычно путем колоноскопии и реже — при помощи назоинтестинального зонда и специальных капсул. Во время колоноскопии аппарат продвигается через всю толстую кишку, затем производится введение донорского материала.

Требования к донорам для пересадки кала

— Доноры не должны иметь за последние 6 месяцев воздействия антибиотиков
— У них не должно быть ослабления иммунитета
— Не иметь за последние полгода татуировок и пирсинга
— Не иметь неприятностей с наркотиками
— Не иметь половых контактов с высоким риском
— Донор не должен незадолго до сбора материала посещать эндемичные районы
— Не иметь воспалительных заболеваний кишечника (болезни Крона и неспецифического язвенного колита)
Донора сдает общий анализ крови, анализ на гепатиты А, В и С, сифилис. Берется анализ кала на яйца гельминтов, Clostridium difficile, сдается кал на микрофлору и антиген к Girdia.
Кстати, совсем не обязательно, чтобы донор был близок с больным (муж или жена) или был ему родственником.

Пересадка кала: какие опасения

Учитывая собранные на сегодняшний момент данные — метод фекальной трансплантации имеет очень мало побочных эффектов. Сообщается о единичном случае развития ревматоидного артрита и болезни Шегрена, но ученые не видят прямой взаимосвязи с методикой. Остается риск, который дает сама колоноскопия, но эти риски незначительны.

В заключение

Метод у нас в России пока не лицензирован. Все исследования и применение фекальной трансплантации проводятся за рубежом. В интернете описано много случаев применения методики пациентами на дому. У нас в стране еще в статусе экспериментальной методики проводится в Государственном научном центре колопроктологии в Москве и в Новосибирске. Звучит глупо, но возникают споры, чем считать фекальный материал? Пока считается трансплантационным материалом со всей соответствующей законодательной базой.
Все же, можно быть уверенным, что метод станет намного более распространенным в течение следующих лет.

---