Preview

Альманах клинической медицины

Расширенный поиск

Аппаратный способ подготовки биоматериала для фекальной трансплантации

https://doi.org/10.18786/2072-0505-2020-48-060

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Сегодня фекальная трансплантация рассматривается как компонент лечения широкого спектра патологических состояний, включая аутоиммунные заболевания (язвенный колит, болезнь Крона, сахарный диабет 1-го типа и  инсулинорезистентность, рассеянный склероз, псориаз). Качественная подготовка биоматериала  – необходимая процедура, позволяющая в  течение длительного времени хранить приготовленный фекальный трансплантат при ультранизких температурных режимах и  использовать его по мере необходимости.

Цель  – оптимизировать способ подготовки биоматериала для фекальной трансплантации и  оценить его «выживаемость» в  различные временные промежутки в  условиях криоконсервации.

Материал и  методы. Разработано и  предложено устройство для подготовки донорского фекального материала для трансплантации (патент Российской Федерации № 2659417 от 02.07.2018). В смеситель устройства помещается фекальный материал донора, собранный утром в  день заготовки в  стерильный контейнер, растворитель, глицерол, затем содержимое автоматически гомогенизируется в  закрытом контуре и  пропускается через одноразовый фильтр, к  которому присоединен стерильный контейнер-гемакон. Длительное хранение полученного трансплантата обеспечивает заморозка при ультранизких температурных режимах (криоконсервация при -80 °С). Изучали микробный состав полученного нативного субстрата и образцов, подвергшихся криоконсервации, в различные временные интервалы (от 7 до 365 суток).

Результаты. Предложенный оригинальный способ позволяет бесконтактно в  закрытом контуре приготовить биоматериал для хранения в низкотемпературном режиме для последующей фекальной трансплантации в  течение 6–12  месяцев. При анализе фекального трансплантата в  различные временные промежутки не обнаружено качественных и  количественных различий в  микробном составе между нативным материалом донора и  свежеприготовленным фильтратом. Приготовленный по оригинальной методике биоматериал сохраняется в течение 12 месяцев.

Заключение. Предложенный аппаратный способ подготовки биоматериала для фекальной трансплантации удобен в  использовании и позволяет приготовить трансплантат с минимальной внешней микробной контаминацией, в отличие от общепринятого метода подготовки донорского материала путем фильтрации фекальных масс через марлевые или кофейные фильтры с ручным пособием.

Об авторах

Л. Р. Шедоева
ФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»
Россия

Шедоева Людмила Руслановна – врач-колопроктолог, младший научный сотрудник лаборатории реконструктивной хирургии научного отдела клинической хирургии

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1



Е. Ю. Чашкова
ФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»
Россия

Чашкова Елена Юрьевна – кандидат медицинских наук, врач-колопроктолог, ведущий научный сотрудник, заведующая лабораторией реконструктивной хирургии научного отдела клинической хирургии

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1



О. Г. Карноухова
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Карноухова Ольга Геннадьевна – кандидат медицинских наук, врач-бактериолог, доцент кафедры патофизиологии и клинической лабораторной диагностики

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1



Г. Ю. Коган
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Коган Галина Юрьевна – врач-бактериолог, ассистент кафедры патофизиологии и клинической лабораторной диагностики

664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1



Список литературы

1. van Nood E, Vrieze A, Nieuwdorp M, Fuentes S, Zoetendal EG, de Vos WM, Visser CE, Kuijper EJ, Bartelsman JF, Tijssen JG, Speelman P, Dijkgraaf MG, Keller JJ. Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile. N Engl J Med. 2013;368(5):407–15. doi: 10.1056/NEJMoa1205037.

2. Youngster I, Sauk J, Pindar C, Wilson RG, Kaplan JL, Smith MB, Alm EJ, Gevers D, Russell GH, Hohmann EL. Fecal microbiota transplant for relapsing Clostridium difficile infection using a frozen inoculum from unrelated donors: a randomized, open-label, controlled pilot study. Clin Infect Dis. 2014;58(11):1515– 22. doi: 10.1093/cid/ciu135.

3. Cammarota G, Masucci L, Ianiro G, Bibbò S, Dinoi G, Costamagna G, Sanguinetti M, Gasbarrini A. Randomised clinical trial: faecal microbiota transplantation by colonoscopy vs. vancomycin for the treatment of recurrent Clostridium difficile infection. Aliment Pharmacol Ther. 2015;41(9):835–43. doi: 10.1111/apt.13144.

4. Surawicz CM, Brandt LJ, Binion DG, Ananthakrishnan AN, Curry SR, Gilligan PH, McFarland LV, Mellow M, Zuckerbraun BS. Guidelines for diagnosis, treatment, and prevention of Clostridium difficile infections. Am J Gastroenterol. 2013;108(4):478–98; quiz 499. doi: 10.1038/ajg.2013.4.

5. Sokol H, Galperine T, Kapel N, Bourlioux P, Seksik P, Barbut F, Scanzi J, Chast F, Batista R, Joly F, Joly AC, Collignon A, Guery B, Beaugerie L; French Group of Faecal microbiota Transplantation (FGFT). Faecal microbiota transplantation in recurrent Clostridium difficile infection: Recommendations from the French Group of Faecal microbiota Transplantation. Dig Liver Dis. 2016;48(3):242–7. doi: 10.1016/j.dld.2015.08.017.

6. Cammarota G, Ianiro G, Tilg H, Rajilić-Stojanović M, Kump P, Satokari R, Sokol H, Arkkila P, Pintus C, Hart A, Segal J, Aloi M, Masucci L, Molinaro A, Scaldaferri F, Gasbarrini G, Lopez-Sanroman A, Link A, de Groot P, de Vos WM, Högenauer C, Malfertheiner P, Mattila E, Milosavljević T, Nieuwdorp M, Sanguinetti M, Simren M, Gasbarrini A; European FMT Working Group. European consensus conference on faecal microbiota transplantation in clinical practice. Gut. 2017;66(4):569–80. doi: 10.1136/gutjnl-2016-313017.

7. Kelly CR, Kahn S, Kashyap P, Laine L, Rubin D, Atreja A, Moore T, Wu G. Update on Fecal Microbiota Transplantation 2015: Indications, Methodologies, Mechanisms, and Outlook. Gastroenterology. 2015;149(1):223–37. doi: 10.1053/j.gastro.2015.05.008.

8. Шелыгин ЮА, Головенко ОВ, Головенко АО, Сухина МА. Трансплантация фекальной микробиоты – перспективы применения при заболеваниях кишечника (обзор литературы). Колопроктология. 2015;4(54):65–73.

9. Sood A, Mahajan R, Singh A, Midha V, Mehta V, Narang V, Singh T, Singh Pannu A. Role of Faecal Microbiota Transplantation for Maintenance of Remission in Patients With Ulcerative Colitis: A Pilot Study. J Crohns Colitis. 2019;13(10):1311–7. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjz060.

10. Cui B, Li P, Xu LJ, Peng Z, Zhao Y, Wang H, He Z, Zhang T, Ji G, Wu K, Fan D, Zhang F. Fecal microbiota transplantation is an effective rescue therapy for refractory inflammatory bowel disease. Inflamm Cell Signal. 2015;2:757. doi: 10.14800/ics.757.

11. Satokari R, Mattila E, Kainulainen V, Arkkila PE. Simple faecal preparation and efficacy of frozen inoculum in faecal microbiota transplantation for recurrent Clostridium difficile infection – an observational cohort study. Aliment Pharmacol Ther. 2015;41(1):46–53. doi: 10.1111/apt.13009.

12. Orenstein R, Dubberke E, Hardi R, Ray A, Mullane K, Pardi DS, Ramesh MS; PUNCH CD Investigators. Safety and Durability of RBX2660 (Microbiota Suspension) for Recurrent Clostridium difficile Infection: Results of the PUNCH CD Study. Clin Infect Dis. 2016;62(5):596–602. doi: 10.1093/cid/civ938.

13. Ishikawa D, Sasaki T, Osada T, Kuwahara-Arai K, Haga K, Shibuya T, Hiramatsu K, Watanabe S. Changes in Intestinal Microbiota Following Combination Therapy with Fecal Microbial Transplantation and Antibiotics for Ulcerative Colitis. Inflamm Bowel Dis. 2017;23(1):116– 25. doi: 10.1097/MIB.0000000000000975.

14. Rossen NG, Fuentes S, van der Spek MJ, Tijssen JG, Hartman JH, Duflou A, Löwenberg M, van den Brink GR, Mathus-Vliegen EM, de Vos WM, Zoetendal EG, D'Haens GR, Ponsioen CY. Findings From a Randomized Controlled Trial of Fecal Transplantation for Patients With Ulcerative Colitis. Gastroenterology. 2015;149(1):110–8.e4. doi: 10.1053/j.gastro.2015.03.045.

15. Moayyedi P, Surette MG, Kim PT, Libertucci J, Wolfe M, Onischi C, Armstrong D, Marshall JK, Kassam Z, Reinisch W, Lee CH. Fecal Microbiota Transplantation Induces Remission in Patients With Active Ulcerative Colitis in a Randomized Controlled Trial. Gastroenterology. 2015;149(1):102–9.e6. doi: 10.1053/j.gastro.2015.04.001.

16. Paramsothy S, Kamm MA, Kaakoush NO, Walsh AJ, van den Bogaerde J, Samuel D, Leong RWL, Connor S, Ng W, Paramsothy R, Xuan W, Lin E, Mitchell HM, Borody TJ. Multidonor intensive faecal microbiota transplantation for active ulcerative colitis: a randomised placebo-controlled trial. Lancet. 2017;389(10075):1218–28. doi: 10.1016/S0140-6736(17)30182-4.

17. Costello SP, Hughes PA, Waters O, Bryant RV, Vincent AD, Blatchford P, Katsikeros R, Makanyanga J, Campaniello MA, Mavrangelos C, Rosewarne CP, Bickley C, Peters C, Schoeman MN, Conlon MA, Roberts-Thomson IC, Andrews JM. Effect of Fecal Microbiota Transplantation on 8-Week Remission in Patients With Ulcerative Colitis: A Randomized Clinical Trial. JAMA. 2019;321(2):156–64. doi: 10.1001/jama.2018.20046.

18. Kump P, Wurm P, Gröchenig HP, Wenzl H, Petritsch W, Halwachs B, Wagner M, Stadlbauer V, Eherer A, Hoffmann KM, Deutschmann A, Reicht G, Reiter L, Slawitsch P, Gorkiewicz G, Högenauer C. 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(1):67–77. doi: 10.1111/apt.14387.

19. Hamilton MJ, Weingarden AR, Sadowsky MJ, Khoruts A. Standardized frozen preparation for transplantation of fecal microbiota for recurrent Clostridium difficile infection. Am J Gastroenterol. 2012;107(5):761–7. doi: 10.1038/ajg.2011.482.

20. OpenBiome [Internet]. Available from: http:// www.openbiome.org.

21. Zhang T, Lu G, Zhao Z, Liu Y, Shen Q, Li P, Chen Y, Yin H, Wang H, Marcella C, Cui B, Cheng L, Ji G, Zhang F. Washed microbiota transplantation vs. manual fecal microbiota transplantation: clinical findings, animal studies and in vitro screening. Protein Cell. 2020;11(4):251–66. doi: 10.1007/s13238-019-00684-8.

22. Апарцин КА, Кулундуков АА, Чашкова ЕЮ, авторы; ФГБНУ ИНЦХТ, ФГБУН ИНЦ СО РАН, патентообладатели. Устройство для подготовки донорского фекального материала к трансплантации. Пат. 2659417 Рос. Федерация. Опубл. 02.07.2018.

23. Dupont HL, Jiang ZD, Dupont AW, Utay NS. The intestinal microbiome in human health and disease. Trans Am Clin Climatol Assoc. 2020;131:178–97.

24. Cammarota G, Ianiro G, Kelly CR, Mullish BH, Allegretti JR, Kassam Z, Putignani L, Fischer M, Keller JJ, Costello SP, Sokol H, Kump P, Satokari R, Kahn SA, Kao D, Arkkila P, Kuijper EJ, Vehreschild MJG, Pintus C, Lopetuso L, Masucci L, Scaldaferri F, Terveer EM, Nieuwdorp M, López-Sanromán A, Kupcinskas J, Hart A, Tilg H, Gasbarrini A. International consensus conference on stool banking for faecal microbiota transplantation in clinical practice. Gut. 2019;68(12):2111–21. doi: 10.1136/gutjnl-2019-319548.

25. Jiang ZD, Alexander A, Ke S, Valilis EM, Hu S, Li B, DuPont HL. Stability and efficacy of frozen and lyophilized fecal microbiota transplant (FMT) product in a mouse model of Clostridium difficile infection (CDI). Anaerobe. 2017;48:110–4. doi: 10.1016/j.anaerobe.2017.08.003.


Дополнительные файлы

1. Tabl. 1. Fecal transplant survival with cryopreservation
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (399KB)    
Метаданные
2. Fig. 1. The hardware device for the preparation of donor fecal material for transplantation
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (136KB)    
Метаданные
3. Fig. 2. Bifidobacterium spp. (with cryopreservation can maintain their viability for up to 365 days)
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (107KB)    
Метаданные
4. Fig. 3. Lactobacterium spp. (no quantitative changes during the 1st month of storage; there is a decrease of the median numbers by Day 90 from 9.0 to 7.0 lg CFU/g, with subsequent maintenance for one year under cryopreservation)
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (140KB)    
Метаданные
5. Fig. 4. Enterococcum spp. (no quantitative changes at ultralow temperature for up to 180 days, with a subsequent decrease of the concentration)
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (121KB)    
Метаданные
6. Fig. 5. E. coli spp. (no changes in concentration in the frozen filtrate during storage for up to 6 months, or 180 days, with significant decrease of the concentration during longer storage)
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (123KB)    
Метаданные
7. Fig. 6. Lactose-negative E. coli spp. (most sensitive to ultralow temperatures; their concentration decreases significantly by day 7)
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (117KB)    
Метаданные
8. Fig. 7. Clostridium spp. (their concentration during cryopreservation at -80 °С decreases by day 180, or 6 months; not found by day 365)
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (115KB)    
Метаданные
9. Fig. 8. Cocci spp. (have shown their cryoprotective properties during long-term storage at -80 °С; no changes in numbers by day 365)
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (114KB)    
Метаданные
10. Fig. 9. Yeast-like Candida spp. (not found in the analyzed fecal filtrate)
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (85KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Шедоева Л.Р., Чашкова Е.Ю., Карноухова О.Г., Коган Г.Ю. Аппаратный способ подготовки биоматериала для фекальной трансплантации. Альманах клинической медицины. 2020;48(6):403-411. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2020-48-060

For citation:


Shedoeva L.R., Chashkova E.Yu., Karnoukhova O.G., Kogan G.Yu. The hardware method of biomaterial preparation for fecal transplantation. Almanac of Clinical Medicine. 2020;48(6):403-411. (In Russ.) https://doi.org/10.18786/2072-0505-2020-48-060

Просмотров: 239


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-0505 (Print)
ISSN 2587-9294 (Online)