健康なドナーの糞便移植またはペントキシフィリン療法を受けた重症アルコール関連肝炎患者の臨床転帰と腸内細菌叢解析：ケララ州の単一施設の経験

健康なドナーの糞便移植またはペントキシフィリン療法を受けた重症アルコール関連肝炎患者の臨床転帰と腸内細菌叢解析：ケララ州の単一施設の経験
サイリアック・アビー・フィリップス、リズワン・アハメド、サシダラン・ラジェッシュ、ショービット・シン、アジット・タラカン、ジンシャ・K・アブドゥルジャレル、フィリップ・オーガスティン
Gastroenterology Report, Volume 10, 2022, goac074, https://doi.org/10.1093/gastro/goac074
掲載：2022年12月05日 記事履歴
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概要
背景
感染症を伴う重症アルコール性肝炎（SAH）患者は、短期死亡率が高い。腸内細菌叢の異常はSAHの発症に重要な役割を果たす。予備的研究により、健康なドナーの糞便微生物叢移植（FMT）の長期的な有益性が示されている。SAHに対するFMTとペントキシフィリンの比較、および関連する腸内細菌の変化に関するデータは、文献上不足しています。

研究方法
2019年1月から2021年2月にかけて、単一病院の記録をレトロスペクティブに解析したところ、FMT（100 mL/日を経鼻十二指腸チューブで7日間）を受けたSAH患者47人とペントキシフィリン（400 mg/8時間、28日間）を受けたマッチした患者25人が判明した。主要評価項目は6ヵ月生存率であった。副次的エンドポイントは、腹水、肝性脳症、感染症、急性腎障害の発生率、治療後のグループ間の腸内細菌叢の変化などであった。また、レトロスペクティブに保存された便サンプルを用いて、治療後群の腸内細菌叢の有意な分類群を同定するために、バイオマーカー発見とネットワーク解析を行った。

結果
すべて男性であった。6ヶ月生存率は、FMTを受けた患者の方がペントキシフィリンを受けた患者よりも高かった（83.0％対56.0％、P = 0.012）。6 ヵ月後の追跡調査終了時点で，ペントキシフィリン投与群では，臨床的に重大な腹水（56.0% 対 25.5%，P = 0.011）， 肝性脳症（40.0% 対 10.6%，P = 0.003）， 重大な感染（52.0% 対 14.9%，P < 0.001 ）の発生率が FMT 治療群のそれよりも有意に高かった．3ヵ月後のバイオマーカー解析では，FMT群とペントキシフィリン群で，それぞれBifidobacteriumとEggerthellaが有意に多くなっていた。6ヶ月後では、FMT群のBifidobacteriumとペントキシフィリン群の病原性Aerococcaceaeが顕著であった。また，ネットワーク解析の結果，FMT群ではBifidobacteriumが6ヵ月後の食事に大きな影響を与えることが示唆された。

結論
健康なドナーによるFMTは、ペントキシフィリンと比較して生存率を向上させ、肝臓関連の合併症を減少させた。これらの臨床効果は腸内細菌群集の良好な調節と関連していた。治療困難なSAH患者はFMTにより安全に移植への橋渡しができる可能性がある。長期的な転帰を評価する対照試験は、満たされていないニーズである。

糞便微生物叢、便移植、アルコール性肝炎、肝移植、ディスバイオーシス
イシューセクション 原著論文
はじめに
重症アルコール性肝炎（SAH）は、高い罹患率と死亡率を有するアルコール関連肝疾患の重症型である [1]。Maddreyの判別機能スコア32以上または肝性脳症を有する未治療のSAH患者の28日生存率は、50～60％である[2]。現在、副腎皮質ステロイド療法がSAH患者に対する唯一の推奨治療法ですが、約40％の患者が反応しません[2, 3]。SAHと感染症を併発した患者の短期死亡率は約67％である。Lilleスコアは、副腎皮質ステロイド療法に反応しない患者の判定に役立つ。7日後のLille scoreが0.45以上であれば、副腎皮質ステロイド治療の中止が正当化される [4]。ステロイド療法はSAH患者を感染症にさせる可能性があり、臨床転帰の悪化と関連している [5] 。ペントキシフィリンは、短期的には効果がないことが判明したが、1ヶ月を超えても副腎皮質ステロイドに劣らず効果があり、ステロイド使用に対して禁忌のある患者に利用することができる [6]。最近の系統的レビューとメタアナリシスでは、ペントキシフィリンとコルチコステロイドの二重療法は、コルチコステロイド単剤療法に劣らず、急性腎障害の発生率と感染症のリスクを低減することが示されました [7]。

肝移植はSAH患者の治癒的選択肢であり、保存的治療を受けた患者と比較して生存率を向上させる [8] 。しかし、臓器の少なさ、コントロールされていない感染症などの即時移植の禁忌、SAHに伴う急速な肝外臓器不全、アルコール再発の高いリスクなどが懸念されます。最近、アルコール関連肝疾患の臨床転帰を改善するための腸-肝臓軸とその調節の役割が示されました [9, 10]。複数の研究により、腸内細菌叢の操作がSAHの経過と転帰に好影響を与えることが示された [11, 12]。

健康なドナーの糞便微生物腔移植（FMT）またはペントキシフィリン療法に関連する長期的な臨床結果と腸内細菌叢の変化は、依然として不明である。本研究では、SAH患者に対するFMTとペントキシフィリン治療の6ヶ月間の転帰を分析し、両群の治療前後の適切な腸内細菌叢を記述することを目的とした。

研究方法
対象患者
2019年1月から2021年2月までにFMTまたはペントキシフィリン治療を受けたSAH患者を含めるために、インド、ケララ州アルヴァのRajagiri Hospitalの病院記録を分析した。FMT（新鮮な加工便サンプル100mLを1日1回経鼻十二指腸管で7日間）またはペントキシフィリン（400mgを1日3回28日間）を受け、治療を完了したSAH患者をレトロスペクティブに本研究に組み入れた。患者は年齢，性別，ベースライン時の肝疾患重症度スコア（Maddreyの判別関数，Child Pugh，末期肝疾患モデルスコア）でマッチングされた．これらの患者は，副腎皮質ステロイド治療の絶対的および相対的禁忌を有し，アルコール使用障害および過去 30 日以内の活発なアルコール使用により肝移植を考慮することができなかった．すべての患者は組織学的に証明されたSAHの証拠を持っていた。過去1カ月以内に上部消化管出血があった患者、支援を必要とする多臓器不全、補完代替医療の併用、入院時に血液透析を必要とする強心剤による制御不能な敗血症、関連ウイルス性肝炎、デング熱、レプトスピラ症、腸管麻痺、肝または肝外悪性腫瘍、播種性血管内凝固症候群は除外された。

研究プロトコルは、ラジャギリ病院の施設審査委員会の承認を受け、1975年のヘルシンキ宣言とその関連する改訂版に準拠して実施された。このレトロスペクティブデザインでは、プロトコールごとの分析のみが実施された。すべての患者は、臨床的に重大な門脈圧亢進症がある場合、最大限の耐性を持つβ遮断薬治療を開始された。腹水がある患者には、利尿剤の最低有効量を継続した。治療終了後に肝性脳症を発症した患者には、二次予防としてリファキシミンを追加した。また，経過観察中に感染症や急性腎障害を発症し入院が必要となった症例には，抗菌薬の静注療法やテルリプレシン併用または非併用のアルブミン輸液を開始した。

便検体は入院後24時間以内にFMTまたはペントキシフィリン治療開始前に採取した。治療後のフォローアップ検体は、各外来または入院で3～4カ月および6～7カ月に採取した。上記のフォローアップ期間内に保存された最新のサンプルのみが、配列決定とさらなる解析のために送られた。すべての参加者（またはその近親者）は、この手順と、将来の研究のための非識別化保存便サンプルの使用について、インフォームド・コンセントを提供した。保存便サンプルは、両群の生存者において、治療終了後3カ月および6カ月における細菌属の有意な変化について分析された。本研究は、ヘルシンキ宣言およびその修正版に概説されている原則を確認している。

便の提供者
当研究所にはプール便ドナー施設がないため、家族にインタビューを行い、FMTドナーとしての適格性を審査した。便ドナーの候補者は、血液像、空腹時血糖、糖化ヘモグロビン、肝生化学、空腹時脂質プロファイル、便のルーチン検査、シスト、寄生虫、卵、潜血および便培養のための顕微鏡検査などのルーチン検査でスクリーニングされた。ドナーはまた、新型コロナウイルス、慢性ウイルス性肝炎、HIV 1および2、Clostridium difficile、および一般的な性病のスクリーニングを受けた。毎日便を提供する目的で、ドナーから書面によるインフォームドコンセントを得た。ドナーは、18歳未満または50歳以上、一次または二次免疫抑制状態、過去3ヶ月以内の腸管感染症の記録、炎症性腸疾患の家族歴、腹部手術歴、膵臓障害、消化管新生物、代謝症候群、全身性自己免疫、アトピー疾患、食物および呼吸器アレルギー、慢性神経障害、神経発達障害、過去3ヶ月以内の抗生物質の使用などがある場合には除外された。また、機能性胃腸障害を示唆する特徴、過去3ヶ月以内の旅行歴、潜在的な感染症の素因、時折のアルコール摂取、物質乱用歴がある場合、または同意が得られない場合もドナーを除外された。ドナーは、研究期間中、病院の栄養士と相談し、通常の食事計画に従うよう助言され、栄養士はドナーの食事計画を綿密に監視した。ドナーは、栄養士によって計算された推奨一日摂取量に基づいた食事をするよう助言され、屋台での食事、公的行事への参加、家族の行事やパーティーでの食事は禁止された。食事計画からの逸脱を評価するために、ドナーの毎日のモニタリングが実施された。

便の採取と準備
ドナーは、病院に到着後、毎日新鮮な便を滅菌プラスチック容器で採取し、提出するよう指示された。毎日の便サンプルはすべて処置の6時間前に採取された。便の重量は約30g（約3×1010個の微生物が付着した約2cm3）であることが適切とされた。便サンプルに合計100 mLの滅菌生理食塩水を加え、ブレンダー（HR1363/04; Philips®; Amsterdam, Netherlands）を用いて2分間、30秒パルスで均質化し、各パルス間に5秒の待機時間を設けた。均質な懸濁液を滅菌ガーゼで3回ろ過し、ろ液から固形物を除いた。便検体の調製に携わる者は、アイシールド、マスク、耐液性ガウンの着用を義務付けられた。

便の投与手順
簡単に言えば、100mLの手動濾過便を、FMTの1日前に透視ガイダンス下で設置した経鼻十二指腸チューブから供給した。レシピエントは便注入の少なくとも4時間前から無経口で保たれた。計100mLの新鮮な便懸濁液が7日間毎日投与された。試験への登録時から治療開始時まで、非吸収性抗生物質の投与は避けた。入院時にはSAHプロトコールの一環として全例に第3世代セファロスポリンを投与し、培養と感度に基づく担当医の判断により抗生物質のグレードアップを行った。便の注入は、患者がベッドに仰臥位で45°の角度になるように行い、処置後少なくとも30分間はこの姿勢を維持した。便注入後，鼻十二指腸チューブを30mLの通常生理食塩水で洗浄した．患者はFMTの2時間後に食事摂取を再開することができた。全例に塩分制限を継続し，利尿剤と1～1.5 g/（kg・日）の蛋白質を摂取し，担当栄養士が処方した体重ベースの推奨摂取カロリーを守った．入院期間中は指示に従いアルブミンの点滴を継続した。リファキシミンなどの非吸収性抗生物質は控えたが、1日2〜3回の軟便のために二糖類は許可した。

統計解析
統計解析はMedCalc Statistical Software (Ostend, Belgium)を用いて行った。データは、平均値および標準偏差、または中央値および括弧間の範囲で示した。カテゴリーデータの評価にはFischer's exactまたはchi-square testを使用した。Wilcoxon rank testは、ベースラインと介入後のデータのペアワイズ比較に使用された。データが正規分布している場合は、パラメータ間の統計的有意性を評価するために平均値を用い、分布が正規分布していない場合（対数正規分布または類似分布）は、分析したパラメータの中央値を使用した。一元配置分散分析（ANOVA）は、各群の治験変数の平均値間のベースライン時の差異を検定するために使用された。P < 0.05は統計的に有意であるとみなされた。ANOVA検定の前に、分散の等質性に関するLeveneの検定が行われた。Leveneの検定が陽性（P < 0.05）であれば、データに対数変換が適用された。患者が試験終了時点まで生存する確率をKaplan-Meier法を用いて計算し、生存曲線でグラフ化した。生存曲線はlog-rank検定で比較し、P < 0.05を有意とみなした。

治療後の微生物相の解析
便サンプルは500μgのサンプルに分注された。すべてのサンプルは、処理とDNA単離まで-80℃で保存された。Illumina MiSeq次世代シーケンサー（Illumina；米国カリフォルニア州サンディエゴ）を用いて、採取した約200mgの便サンプルから抽出した細菌DNAのV3-V4領域における便中16S rRNAアンプリコンシークエンシングを実施した。細菌DNAは、市販のQIAmp DNA Stool Mini Kit1 (Qiagen; Venlo, Netherlands) の有効なプロトコルを改変して抽出し、Greengenes Database (version 13.8) に従って分類された細菌群集を同定した。定量的な微生物群集の把握には、Quantitative Insights into Microbial Ecology (version 1.9.1)を使用した。クラスカル・ワリス検定とペアワイズ・ウィルコクソン検定を組み合わせた線形判別分析効果量として知られる多変量バイオマーカー発見法を用いて、治療後の群間生存者間で有意に異なる微生物群集を確認した。デフォルトの有意性（すなわちアルファ値0.05）と、時点間およびグループ間のすべての分類レベルで線形判別分析の閾値2.0を使用しました。出力データは、有意な細菌分類群を描いた棒グラフの形で示される。

FMTレシピエントの細菌分類のネットワーク解析
ネットワークは、Cytoscape™（バージョン3.7.2）内のCoNet®（バージョン1.1.1-β）アプリケーションによって推論した。計算には、各対のノード間の関連性の有意性と、CoNetのReBoot機能によるブートストラップを使用した。P値＜0.05のエッジ（関連性）は保持され、有意とみなされた。NetworkX® (version 2.2)を用いて、次数中心性、中間中心性、近接中心性というネットワーク指標を算出した。これらはすべてグラフのノード属性に追加された。ネットワークのトポロジーは、Cytoscape™の放射状分析機能を用いて評価し、コア経路に影響を与える中心的な細菌分類群を特定し、放射状ネットワークの相互作用という形で出力した。

結果
患者の特徴
2019年1月から2021年2月までに、合計281人のSAH患者がこのレトロスペクティブ研究に含まれ、そのうち129人（45.9％）がステロイド治療の相対的または絶対的禁忌を有していた。他の治療を受けている患者、フォローアップが完全でない患者、フォローアップが中断している患者、アルコール再発、治療後6カ月以内の肝移植を除外した後、FMTを受けている患者47人とペントキシフィリン療法を受けている患者25人を最終解析対象として確認した（図1）。

図1.
研究方法、患者の包含と除外、解析経路のフロー図。CAM、代替医療、FMT、糞便微生物移植、PTX、ペントキシフィリン。
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研究方法、患者の包含と除外、解析経路のフロー図。CAM：代替医療、FMT：糞便微生物叢移植、PTX：ペントキシフィリン。

ベースラインの感染症は、ペントキシフィリン群11人（44.0％）、FMT群16人（34.0％）で顕著だった（P = 0.407）。感染症は，肺感染症（n=14，51.9%）が最も多く，次いで自然発症の細菌性腹膜炎（n=3，11.1%）および尿路感染症（n=3，11.1%）の27名であった．最も多く培養された菌はKlebsiella pneumoniae（n = 9；33.3％）であり，Escherichia coli（n = 7；25.9％）がそれに続いた．2つの研究グループは，人口統計学的データおよび疾患の重症度スコアに関して同等であった．両群の患者特性、臨床パラメータ、および治験の詳細を表1に示す。

表1.ベースライン時の両群の臨床検査値および重症度
パラメータ PTX（n = 25） FMT（n = 47） P値
年齢（歳） 47.7 ± 9.9 45.2 ± 10.2 0.321
腹水 グレード2以上 18 (72.0%) 31 (65.9%) 0.059
脳症 グレード2以上 15名（60.0％） 30名（63.8％） 0.753
ヘモグロビン(g/L) 10.4 ± 2.2 10.1 ± 1.6 0.509
総白血球数（×109/L） 18.3 ± 8.4 15.6 ± 9.3 0.229
血小板数a（×109/L） 52（43～516） 104（29～282） 0.134
総ビリルビン（mg/dL） 21.9 ± 11.6 21.2 ± 11.5 0.807
アスト（u/l） 162.6 ± 92.5 145.3 ± 63.8 0.353
ALT（U/l） 52.5 ± 29.1 51.8 ± 30.1 0.924
アルブミン（g/dL） 2.4±0.4 2.3±0.4 0.316
INR 2.2 ± 0.7 2.3 ± 0.6 0.527
血中尿素窒素(mg/dL) 35.5 (14-122) 34 (10-130) 0.158
血清クレアチニン（mg/dL） 1.1 ± 0.7 1.2 ± 0.5 0.485
血清ナトリウム（mmol/L） 129.3 ± 5.3 130.6 ± 4.6 0.282
CTPa 13（11-14） 12（10-15） 0.068
メルド 28.2 ± 6.3 28.1 ± 4.7 0.939
MDFa 79.8 (45.1-166.9) 90.7 (45.6-199.2) 0.269
PTX、ペントキシフィリン、FMT、糞便微生物移植、AST、アスパラギン酸トランスアミナーゼ、ALT、アラニントランスアミナーゼ、INR、国際正規化比、CTP、Child Turcotte Pugh score、MELD、末期肝疾患モデル、MDF、Maddreyの判別関数。

a
数値は中央値（範囲）。

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臨床的アウトカム
ペントキシフィリン群では72.0％（n=18）、FMT群では65.9％（n=31）の患者が治療開始時にグレード2以上の腹水を持っていた。6ヵ月後の追跡調査では、腹水のグレードが1以上であった患者は、Pentoxifylline群で56.0％（n＝14）、FMT群で25.5％（n＝12）であった（P＝0.011）。同様に、治療開始時に明らかな肝性脳症が認められた患者は、pentoxifylline群で60.0％（n = 15）、FMT群で63.8％（n = 30）であった。6ヶ月の追跡調査終了時点で，Pentoxifylline群では40.0％（n＝10），FMT群では10.6％（n＝5）に明らかな肝性脳症が認められた（P＝0.003）．FMTを受けた患者は、治療後6ヶ月の時点で、腹水の動員や肝性脳症のコントロールがより良く改善されていた。治療前後の急性腎不全の発生率は両群間で有意差はなかった。6ヵ月後の追跡調査において、外来管理を必要とする非重症感染症（40.0％［10/25］ vs 17.0％［8/47］, P = 0.033）および入院を要する重症感染症（52.0％［13/25］ vs 14.9％［7/47］, P < 0.001）の割合はFMTグループよりPENTOXIFILLINEグループの方が有意に高かったです。感染症で入院した患者の6ヵ月後の追跡調査では，グラム陰性菌感染症（K. pneumoniae，Pseudomonas aeruginosa）および真菌感染症（Candida spp.）の発生率は，Pentoxifylline群でFMT群よりわずかに高かった（61.5％［8/13］ vs 33.3％［3/9］, P = 0.204 ）．全体として，ペントキシフィリン群の11人（44.0%）とFMT群の8人（17.0%）が，追跡期間6カ月以内に死亡した．平均生存期間は、FMTで治療した患者（159.8日）がペントキシフィリンで治療した患者（131.0日）より長かった。6 ヵ月後まで生存している患者の割合は，FMT 群よりもペントキシフィリン群のほうが低かった（56.0% 対 83.0%; ハザード比 3.4 [1.31-9.18]; P = 0.012)．健康なドナーの糞便移植は、SAH患者の生存期間を6ヶ月以上延長させ、現在の標準的な治療法では見られない特徴を示した（図2）。

図2.
(A)ベースラインとフォローアップの詳細、関連する変数。(B)生存率解析により、FMTを実施した患者の臨床転帰が良好であることが示されている。FMT、糞便微生物移植、PTX、ペントキシフィリン。
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(A)ベースラインとフォローアップの詳細。(B)生存率解析により、FMTを実施した患者の臨床転帰が良好であることが示された。FMT、糞便微生物移植、PTX、ペントキシフィリン。

追跡調査における群間の有意な腸内細菌叢の変化
我々は、線形判別分析効果量として知られる多変量バイオマーカー発見法を利用し、生存者の治療後のグループ間で有意に異なる微生物コミュニティを特定しました。3カ月後、FMTを投与された患者ではビフィドバクテリウム、バクテロイデス、シトロバクターの相対存在度が有意に高く、ペントキシフィリンで治療した患者ではバチルスとエッゲルタケラが豊富であることがわかった（図3）。

図3.
LDA Effect Size法（LEfSe）による最も有意な結果の棒グラフ。 (A)-(E) LEfSeは、統計的に有意な効果量を示した細菌群を特定し、中央値の高い順に治療群間（3ヶ月のフォローアップ終了時）で関連付ける。点線は中央値、直線は平均値を表す。（F）LEfSeは、6ヶ月のフォローアップ終了時に治療群間で有意な予測機能的代謝経路を示した。FMTは糞便微生物移植、PTXはペントキシフィリン。
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LDA Effect Size法（LEfSe）による最も有意な結果の棒グラフ。 (A)-(E) LEfSeは、統計的に有意な効果量を示した細菌群を特定し、中央値の高い順に治療群間（3ヶ月後のフォローアップ時）で関連づける。点線は中央値、直線は平均値を表す。（F）LEfSeは、6ヶ月のフォローアップ終了時に治療群間で有意な予測機能的代謝経路を示した。FMT、糞便微生物移植、PTX、ペントキシフィリン。

6ヶ月後、FMT投与患者ではペントキシフィリン投与患者に比べ、ビフィドバクテリウム属が有意に高く、エアロコックス属は有意に高い。予測的機能代謝経路解析に関するバイオマーカー探索の結果、細胞傷害の緩和を目的とした低酸素ストレスを否定するための細胞膜安定性の維持に関連するグリセロリン脂質代謝が、FMTを受けた患者では6カ月目に有意にアップレギュレートされていることが判明した。興味深いことに、ネットワーク解析の結果、FMT群ではPropionibacteriumとBifidobacteriumがそれぞれ3ヶ月と6ヶ月のフォローアップで中心的な影響因子として有益な細菌分類群であることが示された。ペントキシフィリン群では、コリオバクテリウム科とミクロコッカス科がそれぞれ治療後3カ月と6カ月に中心的なインフルエンサーとして働いていた（図3、図4）。

図4.
LDA Effect Size法（LEfSe；6ヶ月のフォローアップ終了時）を用いた最も有意な結果の棒グラフ。(A)-(C)統計的に有意な効果量を示した細菌群を、中央値の高い順に治療群間で関連付けたもの。点線は中央値、直線は平均値を表す。（D）放射状構成で表したネットワーク解析のトポグラフィーで、3カ月および6カ月後のフォローアップ終了時に治療群間で優勢な特定の中心細菌分類群を示す。FMT、糞便微生物移植、PTX、ペントキシフィリン。
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LDA Effect Size法（LEfSe; 6ヶ月のフォローアップ終了時）による最も有意な結果の棒グラフ。(A)-(C)統計的に有意な効果量を示した細菌群を示し、中央値の高い順に治療群間で関連付ける。点線は中央値、直線は平均値を表す。（D）放射状構成で表したネットワーク解析のトポグラフィーで、3カ月および6カ月後のフォローアップ終了時に治療群間で優勢な特定の中心細菌分類群を示す。FMT、糞便微生物移植、PTX、ペントキシフィリン。

有害事象
ペントキシフィリン投与群で最も多く認められた有害事象は腹痛（32.0％、n＝8）、次いで嘔吐（16.0％、n＝4）で、これらの患者には用量変更の必要はなかった。FMTを実施した患者において最も多く認められた有害事象は、鼓腸（25.5％、n=12）、自己限定性下痢（8.5％、n=4）および軽度の鼻出血（4.3％、n=2）で、治療3日目と4日目に鼻十字管の交換を必要とした。その他，両群とも治療に直接関連する重大な有害事象や生命を脅かすような有害事象は認めなかった。

考察
ヒトにおけるFMTの初期のエビデンスに基づく使用は、1958年にEisemanと同僚による4人の患者のシリーズで、糞便浣腸によるMicrococcus pyogenesによる偽膜性大腸炎に対するものであった[13]。重度のアルコール関連肝疾患の患者では、腸内細菌の異常がこの種の肝疾患の開始と進行に強く関連し、肝性脳症、急性腎障害、敗血症などの特定の臨床事象と関連していた[14]。重度のアルコール誘発性肝障害の管理のための潜在的な標的としての腸内細菌叢は、Llopisらによって提唱されました[14]。Ferrereら[15]は、腸内細菌叢の調節が、マウスモデルにおけるアルコール誘発性肝障害のディスバイオージスの予防および改善と関連していることを実証しました。ステロイド不適格のSAHの被験者に対するFMTに関するパイロット・ヒト研究では、過去の対照群と比較して1年生存率が改善することが示された（87.5％対33.3％） [11]．アルコール性肝炎に対するステロイドまたはペントキシフィリン（STOPAH）試験では、28日目にプレドニゾロン投与群で有意でない死亡率改善効果が示されたが、3ヵ月後と1年後には見られなかった。一方、ペントキシフィリンはどの時点でもSAH患者の生存率を改善しなかった [16] 。

我々の研究では、3ヶ月の時点でFMTまたはペントキシフィリンのいずれかを受けたSAH患者間の肝疾患重症度、臨床イベント、および生存成績を分析した。その結果、FMTを受けた患者では、腹水が有意に改善し、顕性肝性脳症が減少したことがわかりました。さらに、FMT群ではペントキシフィリン群に比べ、3ヵ月後の時点でSAHの患者さんが生存している割合が有意に高かったのです。これは、現在推奨されている従来の医学的治療のいずれも、SAH患者の28日以降の生存率の改善と関連していないことから、注目されることです。臨床的改善の裏付けとして、FMT前後の細菌群に、腸内微小環境における機能的代謝経路の有益な調節と関連する結果的な変化も見いだされました。Philipsらによる研究[11]では、SAH患者におけるFMTは、腸内細菌群の有意な変化と関連していた。健康なドナーの間で優勢な門である堅果類は、1年間のフォローアップでFMTを受けたレシピエントで優先的に豊富になった[11]。一方、病原性プロテオバクテリアはFMT後に減少し、有益な短鎖脂肪酸生成アクチノバクテリアが増加することが示された[11]。また、著者らは、FMT後6ヶ月および1年において、K. pneumoniaの相対量が減少し、Megasphaera elsdenii、Bifidobacterium longumおよびEnterococcus villorumなどの有益な分類群が増加することを見いだした[11]。別のオープンラベル研究では、研究者はFMT、ペントキシフィリン、コルチコステロイド、または栄養療法を受けたSAH患者の3ヶ月後の臨床転帰を比較し、それらの中でFMT群で最も高い生存率を示すことを発見した [17]．また，FMT後30日以降に，Bilophila，Enterobacter，Klebsiellaなどの病原性分類群の相対量が減少し，Bacteroides，Parabacteroides，Porphyromonasなどの有益属の相対量が増加するとともに，RoseburiaやMicrococcusの相対量も増加した[17]．興味深いことに、細菌群集の機能代謝もFMT後に変化した。有益なペルオキシソーム増殖剤活性化受容体シグナル伝達経路が有意にアップレギュレートされる一方で、有害なリポポリサッカライドシグナル伝達経路はダウンレギュレートされた[17]。

アルコール性肝炎に関連した急性・慢性肝不全（ACLF）患者におけるFMTに関する最初の研究では、548日の追跡調査時点で66％の全生存率が示された [18]。548日終了時の高グレードのACLF患者の生存率は58.3％であり、SAH関連ACLFのこの非常に重症なグループにおけるFMTの利点について概念を証明した [18] 。同様に、インドのPost Graduate Institute, Chandigarhの研究者による最近の研究でも、FMTが安全で、短期および中期の生存率を改善し、患者の臨床的重症度スコアの改善につながるという知見が検証された [19]。Bajajら[20]は、無作為化臨床試験において、合理的な便ドナーからのFMTが肝性脳症を改善することを示したが、これは我々の知見と一致するものであった。最近、同じグループが、肝硬変における抗生物質による微生物叢の組成と機能の崩壊が、健康なドナーのFMTによって回復することを実証した[21]。本研究では、ペントキシフィリン投与群では、FMT投与群に比べ、グラム陰性菌感染症およびカンジダ関連感染症の発生率が高いことを明らかにした。同様に、SAH患者の3年間の転帰を分析した研究では、FMTはコルチコステロイド療法と比較して腹水、感染症、脳症、アルコール再発が有意に少なく（生存率が高い傾向）、長期的にも有益な腸内細菌叢変調との関連が顕著であった [22]．アルコール関連肝疾患治療におけるFMTに関する我々の以前の研究では、PropionibacteriumやBifidobacteriumなどの短鎖脂肪酸を産生する有益な細菌分類群の存在量が著しく増加し、それが追跡調査における良好な臨床転帰と関連していることが示された［11, 17］。

また、私たちの患者の臨床的改善と関連する可能性のある微生物代謝経路の有益な調節を確認した。本研究の機能的代謝経路解析により、FMTを受けた患者では、6ヶ月目にグリセロリン脂質代謝シグナルがアップレギュレートされることが明らかになった。エタノールによる低酸素とそれに関連したサイトカイン産生の変化は、肝細胞の酸化ストレスを引き起こし、アルコール関連肝疾患の肝炎と疾患進行を促進する要因としてよく知られている。グリセロリン脂質経路の代謝産物は、低酸素ストレスに対する細胞膜の安定性を維持し、細胞傷害を緩和することが示されている。これらの研究は、FMTを介した微生物の調節が、局所的だけでなく全身的な炎症シグナルを改善し、宿主に利益をもたらし、臨床転帰を改善し得るという概念の初期証明を示している[23, 24]。本研究では、ベースラインから治療後までの細菌群集に関するネットワーク解析のトポグラフィー評価により、FMT群ではPropionibacteriumとBifidobacteriumが、Pentoxifylline群ではCoriobacteriaceaeとMicrococcaceaeが中心的なインフルエンサーであることが明らかにされた。プロピオニバクテリウムは日和見病原体として振る舞う能力があるにもかかわらず、正常なヒト微生物叢の一部として、他のより病原性の高い微生物がコロニーを形成しうるニッチを占めることによって、結果としてヒトの健康においても役割を果たす。プロピオンバクテリウムの機能的代謝を介した重要な免疫調節特性は、Th-2が介在する疾患から宿主を保護することも可能にしている[25]。

ビフィズス菌を介した健康上の利点は、腸内細菌叢の他のメンバーとヒトの宿主との間の複雑で動的な相互作用によってもたらされます。ビフィズス菌は、有機酸、抗菌ペプチド、クオラムセンシング阻害剤、および免疫刺激を産生することによって、病原体を抑制することができます[26]。ビフィズス菌は、短鎖脂肪酸の産生を介してT調節反応を拡大する能力を持つことから、局所および全身の免疫機能と腸管バリア機能を維持する強力な腸内細菌叢のメンバーである[26]．ビフィズス菌は、上皮細胞上の共通の結合部位に基づく病原体の競合的排除によって、消化管感染症を予防することが報告されている。したがって、FMT後のBifidobacteriumの拡大は、SAH患者の臨床転帰および生存利益において重要な役割を果たす側面であった可能性がある[26, 27]。コリオバクテリウム科は、通常、非運動性、非胞子形成性、非溶血性、および厳密な嫌気性細菌であり、例えばEggerthellaのような14属に属する30種を含んでいます。菌血症、歯周炎、膣炎など様々な病態に関連しているため、病原体とみなされている。Pentoxifylline投与患者において，CoriobacteriaceaeはEggerthellaを有意に上昇させ，経過観察に大きな影響を与えることが判明した。数千人規模の健康・疾病マーカーと腸内細菌叢組成との相関を分析した大規模な研究において、Eggerthellaは、疾病の原因となる日和見病原体と推定されるものとして説明された[28]。本研究の患者群からの知見は、おそらくペントキシフィリンの使用がFMTと比較して臨床転帰を悪くすることを示唆する。さらに、炎症性サイトカインの強力な供給源であり、感染に対する強固な自然および適応反応を促進するだけでなく、宿主のエネルギー代謝の増強に関連することが知られているシトロバクター種は、FMT後に発現が上昇した［29, 30］。

本研究は、少数の患者を対象とした単一施設のレトロスペクティブ研究であった。本研究の結果は、より大規模なプロスペクティブコントロール試験で確認する必要がある。無作為化比較試験（RCT）環境下でのFMTの長期的な結果は不足しており、依然として満たされていないニーズである。我々は、我々の患者および研究期間中のドナーにおいて、FMT後に腸内細菌叢を変化させた可能性のある環境因子および地域の食習慣の役割を考慮しなかった。しかし、実証された微生物叢の変化は、研究された臨床事象とよく相関し、現在の文献とも一致するものであった。このように、SAHに対するFMTとペントキシフィリンの比較に関する我々の概念実証論文は、SAHの重症度の改善と、従来のガイドラインに基づく内科的管理では見られなかった1ヶ月を超える（≤6ヶ月）より良い移植不要生存を実証しています。FMTに関するより大規模なプロスペクティブ多施設RCTと、有益な細菌群および機能的経路に関するさらなるメタゲノム解析が、引き続き強く期待されている。

著者の貢献
C.A.P.とR.A.はプロジェクトの構想および設計を行った。C.A.P.、R.A.、A.T.、J.K.A.はデータ収集にあたった。A.T.，C.A.P.，R.A.はデータを分析し解釈した。C.A.P.、R.A.、A.T.は原稿を起草した。S.R.、S.S.、P.A.は原稿を修正・編集した。最終原稿は全著者が読み、承認した。

資金提供
なし。

謝辞
なし。

利益相反
なし

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