vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1814-6023-2022-19-4-391-403vestim-878Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEПервый в Республике Беларусь опыт проведения трансплантации фекальной микробиоты для восстановления кишечного микробиоценоза у пациентов с онкогематологическими заболеваниямиInitial experience of fecal microbiota transplantation in Belarus in patients with hematologic malignancies as a method for recovery of intestinal microbiocenosishttps://orcid.org/0000-0002-3195-6529ОхремчукЕ. В.AkhremchukK. U.

Охремчук Екатерина Владимировна ‒ научный сотрудник.

ул. акад. В. Ф. Купревича, 2, 220141, Минск

Katsiaryna U. Akhremchuk ‒ Researcher, Institute of Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus.

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

katerina_akhr@bio.bsu.byhttps://orcid.org/0000-0002-4510-6760СкоповецЕ. Я.SkapavetsK. Y.

Скоповец Екатерина Ярославовна ‒ младший научный сотрудник.

ул. Фрунзенская, 43, 223053, д. Боровляны, Минский р-н

Katsiaryna Y. Skapavets ‒ Junior Researcher, Republican Research Center for Pediatric Oncology, Hematology and Immunology.

43, Frunzenskaya Str., 223053, v. Borovliany, Minsk region

skopovets@yandex.byhttps://orcid.org/0000-0001-8602-4887ОхремчукА. Э.AkhremchukA. E.

Охремчук Артур Эдуардович ‒ научный сотрудник.

ул. акад. В. Ф. Купревича, 2, 220141, Минск

Artur E. Akhremchuk ‒ Researcher. Institute of Microbiology of the National Academy  of  Sciences  of  Belarus.

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

akhremchuk@bio.bsu.byhttps://orcid.org/0000-0002-3193-4864КирсановаН. П.KirsanavaN. P.

Кирсанова Наталья Павловна ‒ кандидат медицинских наук, врач-гематолог.

ул. Фрунзенская, 43, 223053, д. Боровляны, Минский р-н

Natallia P. Kirsanava ‒ Ph. D. (Med.), hematologist, Republican Research Center for Pediatric Oncology, Hematology and Immunology.

43, Frunzenskaya Str., 223053, v. Borovliany, Minsk region

litvinko_natasha@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8447-9538СидоренкоА. В.SidarenkaA. V.

Сидоренко Анастасия Вячеславовна ‒ кандидат биологических наук, доцент, заведующий лабораторией.

ул. акад. В. Ф. Купревича, 2, 220141, Минск

Anastasiya V. Sidarenka ‒ Ph. D. (Biol.), Associate Professor, Head of the Laboratory, Institute of Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus.

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

a_sidarenka@mbio.bas-net.byhttps://orcid.org/0000-0001-7329-743XВалентовичЛ. Н.ValentovichL. N.

Валентович Леонид Николаевич ‒ кандидат биологических наук, доцент, заведующий лабораторией.

ул. акад. В.Ф. Купревича, 2, 220141, Минск

Leonid N. Valentovich ‒ Ph. D. (Biol.), Associate Professor, Head of the Laboratory,  Institute  of  Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus.

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

valentovich@mbio.bas-net.byИнститут микробиологии НАН БеларусиInstitute of Microbiology of the National Academy of Sciences of BelarusРеспубликанский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологииRepublican Research Center for Pediatric Oncology, Hematology and Immunology202229112022194391403Copyright © Охремчук Е.В., Скоповец Е.Я., Охремчук А.Э., Кирсанова Н.П., Сидоренко А.В., Валентович Л.Н., 20222022Охремчук Е.В., Скоповец Е.Я., Охремчук А.Э., Кирсанова Н.П., Сидоренко А.В., Валентович Л.Н.Akhremchuk K.U., Skapavets K.Y., Akhremchuk A.E., Kirsanava N.P., Sidarenka A.V., Valentovich L.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/878

Впервые в Республике Беларусь проведена трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ) двум  пациентам с онкогематологическими заболеваниями с целью коррекции кишечного микробиоценоза. У обоих реципиентов ТФМ отмечался частичный клинический ответ на процедуру: колонизация кишечника микробиотой донора, положительная динамика функционирования желудочно-кишечного тракта и снижение количества полирезистентных микроорганизмов, ассоциированных с инфекционными осложнениями. Однако после возобновления химиотерапии и антибиотикотерапии положительный эффект ТФМ утрачивался. Необходимы  дальнейшие  исследования  для повышения эффективности трансплантации фекальной микробиоты у пациентов с онкогематологическими заболеваниями.

This article describes the first attempt of fecal microbiota transplantation for correction of gut microbiota in two patients suffering from hematologic malignancies made in the Republic of Belarus. Partial clinical response to the procedure was observed in the both patients. We  detected positive changes in the gastrointestinal tract state and a decrease  in the abundance of multiresistant bacteria. In addition, microorganisms from donor microbiota were observed in intestinal microbiota of the patients. However, the positive effects of fecal microbiota transplantation disappeared after re-initiation of chemotherapy and antibiotics treatment. Further research is required to improve the procedure effectiveness in patients   with hematologic malignancies.

онкогематологические заболеваниядисбиозфекальная бактериотерапиякишечная микробиотамикробиомhematologic malignanciesdysbiosisfecal bacteriotherapyintestinal microbiotamicrobiomeРабота выполнена в рамках Государственной программы «Наукоемкие технологии и техника» на 2016‒2020 годы, подпрограммы «Инновационные биотехнологии – 2020» (мероприятие 671).This work was supported by the government program “Science-Intensive Technologies and Equipment” for 2016–2020, subprogram “Innovative Biotechnologies-2020” (project No. 671).ReferencesFecal enema as an adjunct in the treatment of pseudomembranous enterocolitis / B. Eiseman [et al.] // Surgery. – 1958. – Vol. 44, N 5. – P. 854‒859.Eiseman B., Silen W., Bascom G.S., Kauvar A. J. Fecal enema as an adjunct in the treatment of pseudomembranous enterocolitis. Surgery, 1958, vol. 44, no. 5, pp. 854‒859.Long-term follow-up of colonoscopic fecal microbiota transplant for recurrent Clostridium difficile infection / L. J. Brandt [et al.] // Am. J. Gastroenterol. – 2012. – Vol. 107, N 7. – P. 1079‒1087. https://doi.org/10.1038/ajg.2012.60Brandt L. J., Aroniadis O. C., Mellow M., Kanatzar A., Kelly C., Park T., Stollman N., Rohlke F., Surawicz Ch. Long-term follow-up of colonoscopic fecal microbiota transplant for recurrent Clostridium difficile infection. American Journal of Gastroenterology, 2012, vol. 107, no. 7, pp. 1079‒1087. https://doi.org/10.1038/ajg.2012.60Leffler, D. A. Clostridium difficile infection / D. A. Leffler, J. T. Lamont // N. Engl. J. Med. – 2015. – Vol. 372, N 16. – P. 1539‒1548. https://doi.org/10.1056/NEJMra1403772Leffler D. A., Lamont J. T. Clostridium difficile infection. New England Journal of Medicine, 2015, vol. 372, no. 16, pp. 1539‒1548. https://doi.org/10.1056/NEJMra1403772Балабанцева, А. П. Трансплантация фекальной микробиоты как эффективный метод лечения кишечной патологии, некоторых метаболических и аутоиммунных заболеваний / А. П. Балабанцева, С. М. Ткач, И. Л. Кляритская // Крым. терапевт. журн. – 2016. – № 1. – С. 12‒21.Balabantseva A. P., Tkach S. M., Klyaritskaya I. L. Faecal microbiota transplantation as an effective method of treatment of enteropathy and some metabolic and autoimmune conditions. Krymskii terapevticheskii zhurnal [Crimean journal of internal diseases], 2016, vol. 1, pp. 12‒21 (in Russian).Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile / E. van Nood [et al.] // N. Engl. J. Med. – 2013. – Vol. 368, N 5. – P. 407‒415. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1205037van Nood E., Vrieze A., Nieuwdorp M., Fuentes S., Zoetendal E. G., de Vos W. M. [et al.]. Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile. New England Journal of Medicine, 2013, vol. 368, no. 5, pp. 407‒415. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1205037Fecal microbiota transplantation for patients with steroid-resistant acute graft-versus-host disease of the gut / K. Kakihana [et al.] // Blood. – 2016. – Vol. 128, N 16. – P. 2083‒2088. https://doi.org/10.1182/blood-2016-05-717652Kakihana K., Fujioka Y., Suda W., Najima Yu., Kuwata G., Sasajima S. [et al.]. Fecal microbiota transplantation for patients with steroid-resistant acute graft-versus-host disease of the gut. Blood, 2016, vol. 128, no. 16, pp. 2083‒2088. https://doi.org/10.1182/blood-2016-05-717652Intestinal microbiota-related effects on graft-versus-host disease / Y. Shono [et al.] // Int. J. Hematol. – 2015. – Vol. 101, N 5. – P. 428‒437. https://doi.org/10.1007/s12185-015-1781-5Shono Y., Docampo M. D., Peled J. U., Perobelli S. M., Jenq R. R. Intestinal microbiota-related effects on graft-versus-host disease. International Journal of Hematology, 2015, vol. 101, no. 5, pp. 428‒437. https://doi.org/10.1007/s12185-015-1781-5Leszczyszyn, J. J. Intestinal microbiota transplant – current state of knowledge / J. J. Leszczyszyn, M. Radomski, A. M. Leszczyszyn // Rheumatology. – 2016. – Vol. 54, N 1. – P. 24‒28. https://doi.org/10.5114/reum.2016.58758Leszczyszyn J. J., Radomski M., Leszczyszyn A. M. Intestinal microbiota transplant – current state of knowledge. Rheumatology, 2016, vol. 54, no. 1, pp. 24‒28. https://doi.org/10.5114/reum.2016.58758Афанасьев, Б. В. Аллогенная трансплантация гемопоэтических стволовых клеток у детей: настоящее, проблемы, перспективы / Б. В. Афанасьев, Л. С. Зубаровская, И. С. Моисеев // Рос. журн. дет. гематологии и онкологии. – 2015. – Т. 2, № 2. – С. 28‒42.Afanas’ev B. V., Zubarovskaya L. S., Moiseev I. S. Allogenic transplantation of hematopoietic stem cells in children: present, problems, perspectives. Rossiiskii zhurnal detskoi gematologii i onkologii [Russian Journal of Pediatric Hematology аnd Oncology], 2015, vol. 2, no. 2, pp. 28‒42 (in Russian).Первый опыт терапии полирезистентных инфекционных осложнений, ассоциированных с Clostridium difficile и Klebsiella pneumoniae, методом трансплантации фекальной микробиоты у пациентов после аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток / О. В. Голощапов [и др.] // Инфекц. болезни. – 2017. – Т. 15, № 3. – С. 65‒74.Goloshchapov O. V., Kucher M. A., Suvorova M. A., Klement’eva R. V., Shcherbakov A. A., Shvetsov A. N., Moiseev I. S., Chukhlovin A. B., Afanas’ev B. V. First experience in the treatment of multidrug-resistant infectious complications associated with Clostridium difficile and Klebsiella pneumoniae using fecal microbiota transplantation in patients after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Infektsionnye bolezni [Messenger of anesthesiology and resuscitation], 2019, vol. 16, no. 3, pp. 63‒73 (in Russian).Трансплантация фекальной микробиоты при реакции «трансплантат против хозяина» у детей и взрослых: методы, клинические эффекты, безопасность / О. В. Голощапов [и др.] // Терапевт. архив. – 2020. – Т. 92, № 7. – С. 43‒54.Goloshchapov O. V., Chukhlovin A. B., Bakin E. A., Stanevich O. V., Klement’eva R. V., Shcherbakov A. A. [et al.]. Fecal microbiota transplantation for graft-versus-host disease in children and adults: methods, clinical effects, safety. Terapevticheskii arkhiv [Therapeutic archive], 2020, vol. 92, no. 7, pp. 43–54 (in Russian).Fecal microbiota transplantation before or after allogeneic hematopoietic transplantation in patients with hematologic malignancies carrying multidrug-resistance bacteria / G. Battipaglia [et al.] // Haematologica, Supplement. – 2019. – Vol. 104, N 8. – P. 1682‒1688. https://doi.org/10.3324/haematol.2018.198549Battipaglia G., Malard F., Rubio M. T., Ruggeri A., Mamez A. C., Brissot E. [et al.]. Fecal microbiota transplantation before or after allogeneic hematopoietic transplantation in patients with hematologic malignancies carrying multidrug-resistance bacteria. Haematologica, 2019, vol. 104, no. 8, pp. 1682‒1688. https://doi.org/10.3324/haematol.2018.198549Pretreatment gut microbiome predicts chemotherapy-related bloodstream infection / E. Montassier [et al.] // Genome Medicine. – 2016. – Vol. 8, N 1. – Art. 49. https://doi.org/10.1186/s13073-016-0301-4Montassier E., Al-Ghalith G. A., Ward T., Corvec S., Gastinne T., Potel G., Moreau P., de la Cochetiere M. F., Batard E., Knights D. Pretreatment gut microbiome predicts chemotherapy-related bloodstream infection. Genome Medicine, 2016, vol. 8, no. 1, art. 49. https://doi.org/10.1186/s13073-016-0301-4Methods for improving human gut microbiome data by reducing variability through sample processing and storage of stool / M. A. Gorzelak [et al.] // PLoS ONE. – 2015. – Vol. 10, N 8. – P. e0134802. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0134802Gorzelak M. A., Gill S. K., Tasnim N., Ahmadi-Vand Z., Jay M., Gibson D. L. Methods for improving human gut microbiome data by reducing variability through sample processing and storage of stool. PLoS ONE, 2015, vol. 10, no. 8, p. e0134802. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0134802International consensus conference on stool banking for faecal microbiota transplantation in clinical practice / G. Cammarota [et al.] // Gut. – 2019. – Vol. 68, N 12. – P. 2111‒2121. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2019-319548Cammarota G., Ianiro G., Kelly C. R., Mullish B. H., Allegretti J. R., Kassam Z. [et al.]. International consensus conference on stool banking for faecal microbiota transplantation in clinical practice. Gut, 2019, vol. 68, no. 12, pp. 2111‒2121. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2019-319548Трансплантация фекальной микробиоты: критерии выбора донора, подготовки и хранения биоматериала / А. А. Якупова [и др.] // Терапевт. архив. – 2021. – Т. 93, № 2. – С. 215‒221.Yakupova A. A., Abdulkhakov S. R., Safin A. G., Alieva I. M., Oslopova Yu. V., Abdulkhakov R. A. Fecal microbiota transplantation: donor selection criteria, storage and preparation of biomaterials (review of current recommendations). Terapevticheskii arkhiv [Therapeutic archive], 2021, vol. 93, no. 2, pp. 215–221 (in Russian).Strain tracking reveals the determinants of bacterial engraftment in the human gut following fecal microbiota transplantation / C. S. Smillie [et al.] // Cell Host Microbe. – 2018. – Vol. 23, N 2. – P. 229‒240.e5. https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.01.003Smillie C. S., Sauk J., Gevers D., Friedman J., Sung J., Youngster I. [et al.]. Strain tracking reveals the determinants of bacterial engraftment in the human gut following fecal microbiota transplantation. Cell Host & Microbe, 2018, vol. 23, no. 2, pp. 229‒240.e5. https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.01.003Oral, frozen fecal microbiota transplant (FMT) capsules for recurrent Clostridium difficile infection / I. Youngster [et al.] // BMC Medicine. – 2016. – Vol. 14, N 1. – Art. 134. https://doi.org/10.1186/s12916-016-0680-9Youngster I., Mahabamunuge J., Systrom H. K., Sauk J., Khalili H., Levin J., Kaplan J. L., Hohmann E. L. Oral, frozen fecal microbiota transplant (FMT) capsules for recurrent Clostridium difficile infection. BMC Medicine, 2016, vol. 14, no. 1, art. 134. https://doi.org/10.1186/s12916-016-0680-9OpenBiome. OpenBiome Quality Metrics. 2019. [Electronic resource]. – Mode of access: https://static1.squarespace.com/static/50e0c29ae4b0a05702af7e6a/t/5cc2477b36a72a000152b793/1556236156464/Quality+Metrics.pdf. ‒ Date of access: 23.06.2022.OpenBiome. OpenBiome Quality Metrics. 2019. Available at: https://static1.squarespace.com/static/50e0c29ae4b0a05702af7e6a/t/5cc2477b36a72a000152b793/1556236156464/Quality+Metrics.pdf (accessed 23.06.2022).A two-week fecal microbiota transplantation course in pediatric patients with inflammatory bowel disease / K. Karolewska-Bochenek [et al.] // Clin. Investigation / ed. M. Pokorski. – Cham, 2017. – P. 81‒87.Karolewska-Bochenek K., Grzesiowski P., Banaszkiewicz A., Banaszkiewicz A., Gawronska A., Kotowska M., Dziekiewicz M., Albrecht P., Radzikowski A., Lazowska-Przeorek I. A two-week fecal microbiota transplantation course in pediatric patients with inflammatory bowel disease. Clinical Investigation. Cham, 2017, pp. 81‒87.Gut microbiome of healthy people and patients with hematological malignancies in Belarus / K. V. Akhremchuk [et al.] // Microbiol. Indep. Res. J. (MIR Journal). – 2022. – Vol. 9, N 1. – P. 18‒30. https://doi.org/10.18527/2500-2236-2022-9-1-18-30Akhremchuk K. V., Skapavets K. Y., Akhremchuk A. E., Kirsanava N. P., Sidarenka A. V., Valentovich L. N. Gut microbiome of healthy people and patients with hematological malignancies in Belarus. MIR Journal, 2022, vol. 9, no. 1, pp. 18‒30. https://doi.org/10.18527/2500-2236-2022-9-1-18-30Сравнительная характеристика методов выделения метагеномной ДНК для изучения микробиоты кишечника / Е. В. Охремчук [и др.] // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты : сб. науч. тр. / гл. ред. Э. И. Коломиец. – Минск, 2020. – Т. 12. – С. 339‒354.Okhremchuk E. V., Okhremchuk A. E., Buinitskaya S. V., Sidorenko A. V., Valentovich L. N. Comparative evaluation of metagenomic DNA extraction methods for analysis of gut microbiota. Mikrobnye biotekhnologii: fundamental’nye i prikladnye aspekty: sbornik nauchnykh trudov. Tom 12 [Microbial biotechnologies: fundamental and applied aspects: collection of scientific papers. Vol. 12]. Minsk, 2020, pp. 339‒354 (in Russian).Simpson, E. H. Measurement of diversity / E. H. Simpson // Nature. – 1949. – Vol. 163, N 4148. – P. 688‒688.Simpson E. H. Measurement of Diversity. Nature, 1949, vol. 163, no. 4148, pp. 688‒688.Donor stool processing time: the effect on the intestinal microbiome and clinical outcomes of fecal microbiota transplantation in Clostridium difficile infection / S. Budree [et al.]. – Gastroenterology. – 2017. – Vol. 152, N 5. – P. S1006. https://doi.org/10.1016/S0016-5085(17)33415-7Budree S., Elliott R. J., Rao S., Njenga M., Ladha A., Allegretti J. R. [et al.]. Donor stool processing time: the effect on the intestinal microbiome and clinical outcomes of fecal microbiota transplantation in Clostridium difficile infection. Gastroenterology, 2017, vol. 152, no. 5, p. S1006. https://doi.org/10.1016/S0016-5085(17)33415-7Effect of antibiotic pretreatment on bacterial engraftment after Fecal Microbiota Transplant (FMT) in IBS-D / P. Singh [et al.] // Gut Microbes. – 2022. – Vol. 14, N 1. – Art. 2020067. https://doi.org/10.1080/19490976.2021.2020067Singh P., Alm E. J., Kelley J. M., Cheng V., Smith M., Kassam Z., Nee J., Iturrino J., Lembo A. Effect of antibiotic pretreatment on bacterial engraftment after Fecal Microbiota Transplant (FMT) in IBS-D. Gut Microbes, 2022, vol. 14, no. 1, art. 2020067. https://doi.org/10.1080/19490976.2021.2020067

The authors declare that there are no conflicts of interest present.