兒童糞便移植研究進展

王緝干，廖鑫余，鄧秀麗 綜述，羅建明審校

(1.廣西壯族自治區婦幼保健院急診科(廂竹)，南寧 530003；2.廣西醫科大學第一附屬醫院兒科，南寧 530022)

糞便移植(fecal microbiota transplantation，FMT)又稱腸道微生物移植、糞便治療，糞菌移植是通過各種方式將健康捐贈者的糞便菌群移植入患者消化道內，旨在重建患者腸道菌群從而達到對腸道內外疾病治療的目的。腸道微生物穩態及失調在疾病發生、發展中發揮作用，在成人的相關研究較多，兒科FMT相關研究較少，故本文就FMT在兒童的產生背景、方法與途徑、應用現狀及未來作一綜述。

1 FMT的起源

隨著抗菌藥物的廣泛使用，具有耐藥性的“超級細菌”開始出現，嚴重威脅著人類健康。而FMT是一種通過重建腸道菌群治療疾病的方法，即把經過處理的健康人的糞便液灌入患者腸道內,從而調節患者的腸道菌群，使患者恢復正常的腸道微生態系統[1]。FMT最早由美國學者EISEMAN等[2]完成，在1958年之前偽膜性腸炎的消化道疾病病死率高達75%。EISEMAN等[2]對4例患有嚴重偽膜性腸炎的患者，采用抗菌藥物、激素抗炎及口服腸道益生菌等方法治療，但患者仍腹瀉無好轉，甚至出現休克的表現，用患者家屬的大便制成糞水進行灌腸治療，其中3例在幾天內康復出院，而另1例患者在住院期間死于與腸道感染無關的其他疾病，至此FMT在歐美國家陸續展開。FMT療法在我國有很深的歷史淵源,東晉時期的葛洪(公元284—364年)在其所著《肘后備急方》卷二中，記載了用糞清治療食物中毒和嚴重腹瀉，“絞糞汁，飲數合至一二升，謂之黃龍湯，陳久者佳”，還記載了用動物糞便治療疾病，如“驢矢，絞取汁五六合，及熱頓服，立定”，我國學者對此推崇。近年來FMT開始在治療難辨梭狀芽孢桿菌感染、便秘、炎癥性腸病、代謝性疾病等多種疾病中起到極為重要的作用[3]。

2 兒童腸道菌群特點

人類胃腸道(GI)的細菌種類豐富，約為體細胞的10倍[4]，人GI含有高密度的微生物，包括近1 500種細菌，統稱為腸道微生物群，絕大多數為擬桿菌屬、厚壁菌、放線菌和變形桿菌。腸道微生物群在新生兒GI中開始繁殖；2～3歲時微生物結構明顯不穩定，受分娩方式(剖宮產與陰道)、喂養模式(母乳與配方)、生物感染、抗菌藥物等因素的影響；3歲左右穩定下來，菌群差異受遺傳學、飲食和其他環境因素的影響[3]。

3 疾病治療的進展

3.1難辨梭狀芽孢桿菌感染(CDI) 采用FMT治療成人CDI已有相對完善的指導意見，但有關FMT 在兒童中應用報道很少,我國在2016年作出兒童糞菌移植技術規范的共識[5]。兒童FMT最常用于CDI導致的腸炎的治療，難辨梭狀芽孢桿菌是一種革蘭陽性厭氧桿菌，約20%的抗菌藥物相關性腹瀉是由該菌感染引起。CDI定義為24 h內排不成形便至少3次，且糞便、內鏡或組織病理學檢查結果證實存在難辨梭狀芽孢桿菌。2013年，美國將FMT治療方案列入治療復發性CDI的臨床指南[6]。美國小兒科學會建議甲硝唑為治療CDI的一線藥物，并建議兒童使用萬古霉素治療復發CDI[7]。難辨梭狀芽孢桿菌被認為是導致抗菌藥物相關性結腸炎的最重要病原體之一，占醫院內抗菌藥物相關性腹瀉病例的15%～25%。目前，輕度至中度CDI的標準治療建議使用甲硝唑或萬古霉素，但二者在重度CDI的治愈率分別為76%和97%。 8周內復發性CDI的可能性為10%～20%，患者一旦復發經治愈后再次復發率會增加至40%～65%[6]。CDI患兒腸道微生物多樣性減少，可能為難辨梭狀芽孢桿菌的繁殖創造生態系統，而抗菌藥物治療后腸道微生物多樣性降低，這可能是導致CDI復發率高的原因。RUSSELL等[8]報道了1例復發CDI的2歲患兒，經傳統萬古霉素+益生菌治療無效后，經鼻胃管注入給予FMT后治愈。KAHN等[9]報道1例6次復發性CDI患兒，經腸鏡輸送給予FMT后治愈。鑒于FMT的治療效果，以及低成本、明顯的安全性和可用性等特點，越來越被學界接受[10]。

3.1.1CDI的FMT指征 兒童CDI的患病率正在增加,1～4歲兒童CDI發病率最高[11]。初次感染后20%～30%的患兒可能復發[12]。兒童CDI復發的危險因素包括炎癥性腸病(IBD)、惡性腫瘤、近期手術及抗菌藥物數量[13]。國外FMT治療兒童CDI的指征[14]：(1)至少有3次輕度或中度感染，萬古霉素6～8周治療無效或至少有2次嚴重的CDI導致住院并多次發病的；(2)中等CDI對標準療法(萬古霉素)無反應至少1周；(3)嚴重的(甚至可能暴發性難辨梭狀芽孢桿菌性結腸炎)48 h后對標準療法無反應。

3.1.2特殊類型CDI的FMT療效 BEURDEN等[15]報道1例14歲唐氏綜合征合并顱內腫瘤患兒，給予萬古霉素、甲硝唑治療無效，并持續惡病質的情況下采用FMT，全身麻醉下鼻+指腸管注入，取得很好的療效，但FMT 18 d后再次出現腹瀉并且難辨梭狀芽孢桿菌培養陽性，后非達霉素10 d，癥狀再次消失。這可能是由于唐氏綜合征患者具有替代免疫系統，即使在嚴重的免疫功能低下的狀態下，也可以很好地耐受FMT并從中受益。目前對唐氏綜合征患者腸道菌群組成特征的了解非常有限。BIAGI等[16]發現，唐氏綜合征患者腸道菌群主要由門厚壁菌門、放線菌組成。WALIA等[17]對2例早產兒的FMT研究顯示，1例26周早產，3個月開始長期腸外營養，反復發作CDI，20個月時以患兒祖母為供體，經結腸鏡注入給予FMT，癥狀消失；另1例20個月齡，27周早產，以患兒母親為供體，經腸鏡注入給予FMT，癥狀消失，2年隨訪無復發。早產會影響GI菌群發展，嬰兒出生時通過剖宮產會造成較少的雙歧桿菌和類桿菌定植，但會導致更多的難辨梭狀芽孢桿菌定植，早產和圍生期延長與更多的難辨梭狀芽孢桿菌定植有關[18]。

3.2IBD IBD是發生于GI的慢性復發性疾病，克羅恩病(CD)和潰瘍性結腸炎(UC)為兩種主要表現形式。活動性IBD患者厭氧微生物較少，如擬桿菌、類桿菌和變形桿菌屬的增加芽孢桿菌[19]。KAROLEWSKA- BOCHENEK等[20]對10例IBD患者(8例UC、2例CD)進行為期2周的強化治療，短期隨訪取得滿意療效，不良反應少。16S rRNA技術是利用細菌可變區序列的差異對不同菌屬、菌種的細菌進行分類鑒定，其作為一種可靠的檢測方法被廣泛用于腸道微生物的研究[21]。BUSH等[22]學者對10例IBD患兒(8例UC、2例CD)做FMT治療，分別于治療后1周、1、6個月收集糞便，采用16S rRNA基因序列的PCR擴增測序進行糞便菌群分析，FMT前后測量小兒科CD活動指數(PCDAI)和小兒科UC活動指數(PUCAI)評分，并與健康志愿者對比，結果顯示腸道菌群隨著時間延長越來越接近健康者。但ALKA等[23]報道12例IBD患者，均給予FMT治療，隨訪6個月發現，在最初2周療效顯著，但隨訪到6個月時只有2例患者臨床緩解，因此對于IBD的FMT治療遠期效果有待研究。

3.3小兒短腸綜合征(SBS) SBS是指廣泛小腸切除(包括部分結腸切除)術后，殘留的功能性腸管不能維持患者營養需要的吸收不良綜合征。凡小兒剩余小腸不足75 cm者或剩余小腸少于50%者，術后需腸外營養支持超過42 d者即為短腸綜合征[24]。此類患兒往往伴有各種不同程度的營養問題，術后仍需較長時間的腸內營養支持。兒童SBS的危害較成人大，因為兒童小腸的消化和吸收功能不僅需要維持小兒正常的生存，而且還要滿足生長發育的需要[25]。過去SBS的病死率很高，隨著腸外營養的應用及對SBS病理生理和代償機制的進一步認識，該病的治療和預后有了很大的改善，患者生存率明顯提高。由于腸道菌群及內環境變化，引起菌群失調及小腸細菌過度生長，造成細菌移居,由于移位腸道菌群產生過多的D- 乳酸，故容易引起D- 乳酸中毒，其神經系統表現為語言模糊、共濟失調、神志改變[26]。DAVIDOVICS 等[27]通過經胃造口管移植患兒父親糞便治愈1例已經有12年病程的15歲男孩SBS引起的D- 乳酸中毒，經移植后1周癥狀消失，隨訪6個月無復發。人體乳酸菌及其他細菌產生碳水化合物D乳酸，不能被D乳酸脫氫酶分解，故引起D乳酸中毒，而供體糞便的輸注可能已經建立一個更多樣化的腸道微生物群，含有更少的D- 乳酸產生物種。

3.4食物過敏性胃腸病 KALLIOMKI等[26]研究表明，兒童腸道菌群紊亂發生在過敏之前，推測兒童腸道過敏與腸道菌群紊亂有密切的關系。我國學者對于過敏兒童與健康兒童腸道菌群進行分析，過敏兒童革蘭陽性桿菌比例降低，革蘭陰性桿菌、革蘭陽性球菌比例增高，經過FMT成功治愈1例嚴重食物過敏患兒[28]。

3.5兒童肥胖 兒童肥胖癥是一種國際流行病，腸道菌群與肥胖亦有密切關系[29]。研究發現，把肥胖小鼠糞便移植到瘦小鼠體內，移植后瘦小鼠體內總脂肪水平明顯高于未移植之前。已有學者開始探索將FMT用于肥胖和胰島素依賴的治療[30]。消瘦人群的糞便有助于改善肥胖人群的肝臟功能和胰島素抵抗，其功效被認為是由來自供體糞便的細菌增加的短鏈脂肪酸產生的。短鏈脂肪酸是由細菌發酵不吸收的膳食碳水化合物產生的，可作為人體的直接能量來源，從而潛在地調節能量的利用。類似的機制對兒童和肥胖的年輕人可能同樣有效。FMT用于肥胖人群的治療具有安全和低成本的特點，且具有降低肥胖相關疾病發病率的潛力，目前正在進行更大規模的臨床試驗。盡管如此，這種療法對人類仍然具有潛在的發展空間。

4 FMT部位

FMT一般分為上消化道(經胃鏡或鼻胃管注入)和下消化道(經腸鏡注入)，研究表明，對于兒童FMT，鼻胃管[9]和結腸鏡[10]輸送對復發性CDI都是成功的。GOUGH等[31]回顧性分析發現，經過上消化道給藥的方式療效較差。而YOUNGSTER等[32]的一項小型隨機試驗顯示，經結腸鏡與胃鏡移植的FTM對CDI的療效無明顯差異，但樣本量較小，尚需要較大樣本量的試驗研究。上消化道給藥療效不好的原因之一可能是胃酸對供體的影響。結腸鏡輸送更具侵入性并且可能不適用于部分患者，其優點是可以對結腸進行相關檢查，并有黏膜活檢，特別是對于IBD相關性的CDI會更加適合。

5 FMT的并發癥

5.1FMT短期并發癥 PIEROG等[33]報道6例小兒難治性難辨梭狀芽孢桿菌感染，1例12歲患兒術后2周感染急性闌尾炎，經闌尾切除后炎癥性腸炎未復發，不認為與FMT有關。KUNDE等[34]對10例UC患兒給予經腸鏡送入的FMT治療后無嚴重不良事件發生，僅合并痙攣、胃脹氣、腹脹、腹瀉、大便帶血等輕度不良反應以及中度不良反應(發熱)，但均可耐受；1例患者未能耐受糞便灌腸，1例出現中等發熱，水楊酸處理后好轉，無敗血癥發生。FMT在免疫缺陷人群中最主要的問題是可能的細菌易位和感染。KELLY等[35]報道了80例免疫功能低下患者的CDI(成人75例，兒童5例)，其中HIV/AIDS 3例，實體器官移植19例，腫瘤疾病7例，免疫抑制治療IBD 36例和其他醫療狀況/藥物治療15例；單次FMT后CDI治愈率為78%，62例患者在FMT后至少12周內無復發；12例患者接受了重復FMT，其中8例未進一步發生CDI，總治愈率為89%。FMT后12周內有12例(15%)有嚴重不良事件，其中10例住院；FMT在12周內發生2例死亡，其中1例是通過結腸鏡檢查給予FMT鎮靜期間誤吸導致，另1例與FMT無關；未發現與FMT明確相關的感染，但有2例患者有與FMT不相關性的感染發生，5例患有自限性腹瀉疾病，未發現致病微生物；1例患者因FMT進行結腸鏡檢查而出現表層黏膜撕裂，3例患者在FMT后出現輕度、自限性腹部不適。總體上FMT短期是安全的。

5.2FMT遠期并發癥 研究報道，有成年患者在FMT后引起自身免疫疾病和體質量增加[36],表明微生物群落移植可能會導致免疫衰老加快和免疫相關并發癥[37]。但目前尚缺乏FMT治療后長期隨訪的研究。使用年齡匹配、體內微生物組發展階段類似的糞便捐獻者，或許可以解決兒童的這一問題，但這需要進一步的探索。此外，有關兒童FMT治療后短期和長期的微生物群變化的分析(包括免疫學和代謝分析)亦缺乏相關研究。

6 FMT的供體

雖然FMT有望兒童復發性CDI和IBD，但與兒童FMT相關的問題尚有待考慮。大多數兒童FMT的研究都使用了成人糞便供者(家庭或家庭成員的糞便捐贈)。有研究表明，成人FMT來自近親捐贈者的CDI治療成功率為93%，而來自非近親捐贈者的CDI治療成功率為84%[31]。兒童，尤其是嬰幼兒的腸道菌群與免疫系統需經過幾個階段的發展后才能達到穩定狀態，與成人的腸道微生物群不相同[3]。因此，尚不能說明兒童FMT來自近親捐贈者的CDI治療成功率高于來自非近親捐贈者的CDI治療成功率。

7 生命倫理法規及展望

目前已有關于糞便膠囊的研究[38]，其更加便利，且可避免麻醉風險和內窺鏡檢查的程序性風險，但存在的劑量、最佳膠囊材料、釋放位置及對胃的影響等問題尚未解決。我國學者張發明[39]在南京建立中華糞菌庫，作為非營利性糞菌庫,主要通過建設糞菌移植體系,并作為特殊生物樣本庫面向全國提供臨床救治服務，但目前糞菌庫體系還有待完善，如劑量、保存、給藥途徑都尚無統一標準，并且面臨生命倫理法規的問題。此外，目前尚缺乏統一的管理規范，如對FMT各種并發癥的處理。FMT是一種有效的治療成人復發性CDI的方法，目前兒童的相關研究有限，已有研究顯示FMT治療CDI復發是有效的，并在短期內是安全的。當然，仍需要兒童FMT治療的長期隨訪試驗，以及其對兒童微生物群影響的詳細分析，進一步解決其有效性和安全性等問題。