糞菌移植的應用研究進展

張碧碧，趙 靚，孟立娜

作者單位：310053浙江省杭州市，浙江中醫藥大學第一臨床醫學院消化內科

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糞菌移植的應用研究進展

張碧碧，趙 靚，孟立娜

作者單位：310053浙江省杭州市，浙江中醫藥大學第一臨床醫學院消化內科

【摘要】近年來,臨床上發生難辨梭狀芽孢桿菌感染(CDI)的概率明顯增加,而且難辨梭菌對抗菌藥物開始出現多重耐藥。一個新興的治療措施——糞菌移植(FMT)，可以在短期內改善患者臨床癥狀，對治療CDI顯示出了很好的療效。此外，越來越多的國內外研究者嘗試將FMT應用于炎癥性腸病、腸易激綜合征、代謝綜合征等疾病的治療，其臨床應用價值有待進一步發現。目前對于移植供體和方法選擇等問題還沒有完全解決，有關移植技術的安全性和有效性尚需進一步研究。本文就FMT的發展歷史、臨床應用及操作流程做一介紹。

糞菌移植(FMT)又被稱為糞便移植、糞便細菌治療、腸道微生物群落移植等，是指將健康人糞便中的正常功能菌群分離移入患者腸道內，從而糾正失調的腸道菌群來治療相關疾病。此方法已被推薦用于復發性難辨梭狀芽孢桿菌感染(CDI)的治療。近年來國內外眾多研究者嘗試將FMT用于腸內外其他疾病中，迄今，已有數千例患者接受了FMT治療。本文就其發展歷史、臨床應用及操作流程進行介紹。

1FMT的歷史

我國早在1 700年前就有關于FMT的歷史記載，東晉時期葛洪在《肘后備急方》中用糞便治療食物中毒和腹瀉的患者；李時珍的《本草綱目》中也有用黃龍湯(糞便)治療疾病的內容[1]。國外最早于1958年報道FMT，Eiseman等[2]用健康人的糞便懸浮液治療4例偽膜性腸炎患者，其中3例最終康復出院，1例死于與腸道感染無關的疾病。由于認識、觀念等方面的限制，該療法此后并未受到重視。近年來由于CDI的發生率及萬古霉素治療后復發率逐漸增高[3]，FMT被重新提出并應用于臨床，且各項研究表明FMT對復發性CDI的治療安全有效。隨著對腸道菌群研究的逐漸深入，發現腸道菌群的改變不僅會導致腸道內疾病，如炎癥性腸病、結直腸癌、腸易激綜合征(IBS)，還與許多慢性全身性代謝性疾病相關，如肥胖、2型糖尿病等[4-5]。目前越來越多的學者開始嘗試將FMT用于菌群失調相關疾病的治療。

2FMT的臨床應用

2.1FMT在CDI中的應用難辨梭狀芽孢桿菌屬革蘭陽性專性厭氧菌，為條件致病菌，是導致醫院獲得性感染性腹瀉的主要病原菌。由于抗生素的長期不規范使用，正常的敏感菌數量減少，耐藥的梭狀芽孢桿菌因失去其他細菌的拮抗作用而大量繁殖造成菌群失調，進而發生難辨梭狀芽孢桿菌相關性腹瀉(CDAD)。

近年來臨床上繼發性CDI的發生率明顯增加，在美國、加拿大和歐洲甚至出現大規模流行[6]。抗生素的廣泛應用導致難辨梭菌開始出現多重耐藥，傳統抗菌藥物(甲硝唑、萬古霉素等)治療后容易再次復發，而FMT對于復發性CDI的治療已取得良好的效果。2012年，Brandt等[7]進行了一項多中心經結腸鏡FMT治療復發性CDI的長期隨訪觀察研究，結果顯示總治愈率高達98%，其中91%的患者通過1次移植即可達到治愈。Aroniadis等[8]對17例采用FMT治療的重度復雜性CDI患者進行長期隨訪研究也得出類似結果，初次治愈率和總治愈率分別為88.2%和94.1%。2013年，van Nood等[9]進行了一項關于CDI治療的臨床隨機對照試驗，FMT治療組81%(13/16)的患者癥狀得到緩解，萬古霉素單藥治療組癥狀緩解率僅為31%(4/13)。鑒于FMT臨床上的顯著療效，美國傳染病學會(IDSA)目前已將FMT治療方案列入復發性CDI的治療指南[10]中。FMT治療CDI的機制目前尚不清楚,可能是通過重建受損的腸道菌落來抵御難辨梭菌的腸道定植和感染[11-12]。Weingarden等[13]發現腸道菌群在膽汁酸的代謝中發揮重要作用，膽汁酸的代謝反過來也可以影響腸道的菌群，FMT可能是通過恢復正常腸道膽汁酸的代謝，進而糾正紊亂的菌群，達到治療CDI的目的。

2.2FMT在炎癥性腸病中的應用炎癥性腸病是一種原因不明的特發性腸道炎癥性疾病，包括潰瘍性結腸炎(UC)及克羅恩病(CD)，兩者在臨床表現、病變部位和病理特點上各有不同，但在治療原則上基本相同。

早在1989年就有使用FMT成功治療難治性UC的報道[14-15]。近年來不斷有文獻發表， Borody等[16]研究團隊對6例重癥復發型UC患者進行FMT治療，采用健康者糞便混懸液連續保留灌腸5 d，患者最終均獲得臨床緩解，隨訪1～13年患者臨床癥狀、結腸鏡下表現和組織病理學均無復發跡象。Aroniadis等[17]對8例潰瘍性結腸炎患者給予FMT治療，結果顯示7例患者的臨床癥狀有明顯改善。然而，也有研究認為FMT治療UC效果不理想，2013年，Kump等[18]采用同一志愿者的糞便混懸液對6例UC患者進行了結腸鏡下FMT，盡管所有患者在2周內臨床癥狀均出現好轉，但沒有一例達到臨床緩解。

目前臨床上使用FMT治療CD的研究結果也有不同報道。2012年，Vermeire等[19]進行的一項前瞻性研究顯示FMT對CD的治療效果不佳，該研究對4例慢性復發性CD患者經鼻十二指腸管進行糞便懸浮液移植，治療結束后8周內既沒有出現顯著臨床療效，也沒有明顯的內鏡下改變。2013年，國內報道 1例重度CD患者合并瘺管和腹腔內巨大炎癥包塊，采用FMT治療后，腸道炎癥明顯減輕，瘺管基本愈合，腹腔內滲出物逐漸被吸收，營養狀況也明顯改善[20]。2014年，一項通過中消化道(從十二指腸至回盲瓣)進行FMT治療頑固性CD的研究顯示，30例患者第1個月的臨床緩解率達86.7%(26/30)，隨訪15個月，可獲得持續緩解[21]。

FMT對炎癥性腸病治療的安全性評價也存在差別，有報道指出，FMT治療炎癥性腸病的過程中可出現發熱、腹痛、腹瀉等不良反應，但均可在治療后緩解消失[19]。但Angelberger等[22]報道了5例中、重度UC患者，在激素、免疫抑制劑治療失敗后接受了FMT治療,短時間內出現體溫和C反應蛋白水平升高,甚至出現更為嚴重的腹瀉癥狀及菌血癥。

近年來臨床上應用FMT治療炎癥性腸病還僅是一些個案報道或者小范圍的觀察性研究，其臨床療效和安全性證據等級不足。2015年，Rossen等[23]進行了一項雙盲隨機對照研究，50例輕中度UC患者被隨機分成兩組經鼻十二指腸管進行FMT，試驗組使用健康者糞便，對照組為患者自體糞便，3個月后觀察兩組臨床緩解情況；結果顯示健康者糞便緩解率為41.2%(7/17)，對照組為25.0%(5/20),兩者之間無明顯差異，但試驗組患者腸道菌群結構與健康供體較為一致，與對照組有明顯差異。該項研究的樣本量較小，但提示FMT治療疾病的機制可能與重建失衡的腸道菌群相關，期待以后有更多高質量的隨機對照試驗進一步驗證。

2.3FMT在IBS中的應用IBS是一種以腹痛或腹部不適為主要癥狀，癥狀持續存在或間歇發作，伴排便習慣改變或糞便性狀異常，而又缺乏可解釋癥狀的形態學或生化學異常的腸道功能紊亂性疾病。

國內外許多研究發現，IBS的發生與腸道菌群失調密切相關，Si等[24]研究發現IBS患者與健康志愿者相比，IBS患者的雙歧桿菌比例明顯降低，腸桿菌比例明顯升高，雙歧桿菌/腸桿菌(B/E)比值<1，這意味著IBS患者存在一定的菌群失調情況。Malinen等[25]應用實時PCR技術比較IBS患者與正常對照者糞便中的細菌組成，發現腹瀉型IBS患者糞便中乳酸桿菌數量降低，便秘型IBS患者糞便中韋榮球菌數量升高。Lin[26]研究發現，部分IBS患者存在小腸細菌過度生長(小腸內菌群數量超過正常范圍或寄居在大腸的細菌出現在小腸中)，而且小腸細菌過度生長被糾正后約有75%的IBS患者癥狀較前緩解。這提示應用FMT來糾正患者腸道菌群紊亂從而改善患者臨床癥狀不失為一種有效的方法。在一項長期的隨訪研究中，Andrews等[27]將從健康人腸道中分離出來的正常菌群移植到IBS患者腸道中后發現，89%(40/45)的患者排便困難、腹脹和腹痛癥狀明顯減輕，其中60%(18/30)的患者在為期9～19個月的隨訪中病情未再復發。2015年，國內一項應用FMT治療慢性傳輸型便秘的臨床研究，隨訪至第8周臨床癥狀改善率為60.0%(12/20)，治愈率為35.0%(7/20)，癥狀改善所需時間為(10.9±4.9)d，隨訪期間無明顯不良反應[28]。FMT操作過程復雜，患者有一定的痛苦，導致其在IBS的臨床應用中受到限制，對IBS治療的有效性尚缺乏高質量的大樣本證據。

2.4FMT在腸道外疾病中的應用肥胖是多因素綜合作用的結果，以往認為其與遺傳、高熱量飲食、缺乏運動等因素有關，現在更多的研究證實，肥胖還與腸道微生物種類、數量等密切相關[29]。腸道微生物通過影響轉錄因子的活性來調控宿主基因的表達，減少脂肪酸氧化分解，增強宿主三酰甘油合成和脂肪沉積，從而調控宿主能量代謝[30]。Vrieze等[31]對18例男性代謝綜合征患者進行隨機雙盲對照試驗，50%的患者植入較瘦供體的糞菌，另外50%植入自體糞菌，結果顯示接受瘦供體糞菌的代謝綜合征患者空腹血清三酰甘油迅速下降，而另一組無明顯變化；6周時外周和肝胰島素敏感性在瘦供體糞便接受組明顯提高，而另一組未見明顯改變。研究結果表明FMT對能量代謝相關疾病(肥胖、糖尿病、代謝綜合征)可能會有一定療效。FMT還可能用于治療帕金森病、多發性硬化癥和兒童自閉癥。

3FMT的操作流程

3.1供體的篩選FMT可以說是一種特殊的“器官移植”，其供體篩選也非常嚴格，腸道微生物與各種腸內外疾病密切相關，因此供體選擇應該排除所有腸道微生物相關疾病，并對供者的血標本和糞便標本進行篩檢，是否有攜帶通過糞便傳播的致病病原體，同時還要詢問近期有無服用影響腸道微生物的藥物[32]。由于人腸道微生態平衡與飲食習慣、居住環境以及宿主基因有密切關系，所以供體最好選擇家屬，這樣可以減少篩檢的成本，且能夠提高移植的成功率[33]。有研究指出使用匿名標準健康志愿者的糞便也能達到同樣的治療效果[34]，這項研究為使用健康志愿者的標準糞便進行大規模臨床應用FMT技術提供了可能。

3.2移植前準備受體準備：(1)移植前3 d停用抗菌藥物；(2)術前一晚進行腸道清潔準備；(3)采用上消化道途徑者，術前一晚和手術當天給予質子泵抑制劑；采用下消化道途徑者，移植當天給予抗腸動力藥物。供體準備：(1)避免進食對患者可能造成過敏的食物；(2)移植前一晚口服滲透性緩瀉劑[33]。

3.3糞菌液制備(1)用無菌0.9%氯化鈉溶液進行糞便稀釋；(2)無氧環境下用勻漿機使溶質充分均質化并過濾微粒狀物質；(3)濾過液離心將沉淀物質制成懸浮液進行移植，也可加入無菌甘油后置于-80 ℃作為冰凍樣本保存1～8周。對于FMT的時間尚無統一標準，有學者認為,為避免細菌死亡或變異,應在6 h內及時移植[35]；有學者認為冷藏處理后的糞便臨床療效無差異[36]。

3.4移植途徑選擇FMT可通過鼻胃管、鼻胃十二指腸管、結腸鏡、保留灌腸、吞咽膠囊等途徑實現，不同移植途徑采用的糞便懸浮液劑量不同，治療效果也有差別。上消化道途徑，如鼻胃十二指腸管滴注[33]：用注射器抽取25～50 ml糞菌懸浮液靜脈注射，用0.9%氯化鈉溶液沖管后即可拔出。此方法操作簡單，風險性低，但細菌通過小腸可能會影響小腸內菌群的分布。經結腸鏡途徑[7]：這是研究中常用的方法，糞菌混懸液總量約500 ml，用注射器將糞菌液從結腸鏡活檢孔道緩慢注入，從回腸末端和盲腸開始，邊噴灑邊緩慢退鏡，直至糞菌液遍布全結直腸。此法的優點是可以直視下直達全段結腸，缺點是屬于侵入性治療，患者依從性較差。

不同的移植途徑可能會影響臨床療效，Gough等[37]系統性回顧分析了317例用FMT治療CDI的療效，通過下消化道移植的方法有效率高于上消化道，其中灌腸有效率為95%，通過結腸鏡有效率為89%，通過上消化道途徑的有效率為76%。近來有研究將糞便樣本制成膠囊形式，通過口服膠囊糞便來治療復發性CDI，最終總治愈率可達90%左右，臨床療效和其他移植途徑相當[38-39]。這一新途徑易被患者接受，可能會成為將來FMT的發展方向。目前尚缺乏關于移植途徑的比較研究，臨床上需要有更多的數據來證實這些結果和評估其長期有效性。

4小結

人體腸道中的微生物數量龐大，正常成年人體內有500～1 000多種細菌，在維持人類健康狀態中起到了巨大的作用。通過糾正失調的腸道菌群來治療微生態失衡相關疾病，越來越受科研工作者關注。FMT治療研究目前正處于起步階段，相關供體的篩選標準、菌液制備的質量和安全性、移植流程的規范操作等需要進一步研究確定。對于FMT治療的療效以及是否可導致患者出現新的感染或消化道腫瘤等，需要開展更高質量的臨床隨機對照試驗和長期隨訪來評估。此外，FMT對腸道菌群的重建機制目前仍不清楚，腸道宏基因組研究計劃的開展，分析治療前后患者腸道菌群結構和功能的變化，明確具體的功能菌群，探索疾病相關的靶菌群及相關的微生物產物，可能會為FMT在臨床的應用提供更多有效的理論基礎。

作者貢獻：張碧碧進行資料整理、撰寫論文、成文并對文章負責；趙靚進行課題評估、資料收集；孟立娜進行文章質量控制及審校。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：趙躍翠)

【關鍵詞】腸易激綜合征；難辨梭菌；感染；腸炎；糞便；微生物群落

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【Abstract】In recent years,the probability of suffering from clostridium difficile infection(CDI) has increased significantly in clinical practice,and clostridium difficile began to have multiple drug resistance to antibacterials.A new treatment measure，fecal microbiota transplantation(FMT)， can improve clinical symptoms in a short time of period and has shown great efficacy in the treatment of CDI.In addition,more and more researchers have tried to apply FMT in the treatment of inflammatory bowel disease,irritable bowel syndrome,metabolic syndrome and other diseases at home and abroad,and its clinical application needs to be further explored.At present,there are still problems unsolved in the aspects of the choice of the donor and the method of transplantation,and the security and validity of the transplant technology still need to be further studied.This paper introduced the development history,clinical application and operation flow of FMT.

【Key words】Irritable bowel syndrome；Clostridium difficile；Infection；Enteritis；Feces；Microbial consortia

(收稿日期：2015-10-05；修回日期：2015-11-20)

【中圖分類號】R 574.62

【文獻標識碼】A

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.05.028

通信作者：孟立娜，310053浙江省杭州市，浙江中醫藥大學第一臨床醫學院消化內科；E-mail：mln6713@163.com