糞菌移植的臨床應用進展

肖艷艷，劉建華，秦曉松，劉 勇

(中國醫科大學附屬盛京醫院檢驗科，沈陽 110004)

糞便菌群移植(fecal microbiota transplantation，FMT)是指將健康供者的糞便處理后經胃、小腸、結腸等途徑輸入到患者體內,以治療由腸道菌群改變引起的腸道疾病。糞便移植的概念及應用最早可追溯至東晉時期，在我國著名醫藥學家葛洪的《肘后備急方》中就記載了用糞液治療食物中毒、腹瀉的方法[1]。60年前美國一名醫生率先將FMT應用于臨床實踐[2]。2013年第一篇應用FMT治療復發性難辨梭菌感染(recurrenceClostridiumdifficileinfection,rCDI)的隨機對照試驗(randomized controlled trials,RCTs)的發表使得FMT成為臨床研究的焦點[3]，隨后出現了較多的FMT相關臨床試驗。2012年世界上首個非營利性糞菌庫(OpenBiome)在美國成立，開啟了FMT實驗的大門[4]。同年，我國南京醫科大學第二附屬醫院建立了醫院糞菌庫，最初僅用于院內患者的救治和臨床研究。2015年，南京醫科大學第二附屬醫院消化醫學中心和第四軍醫大學西京消化病醫院聯合發起了“中華糞菌庫-緊急救援計劃”，由國家消化系統疾病臨床研究中心項目等資助運行。至今已經在我國進行了一系列的臨床治療[5]。

在抗生素治療的壓力下，腸道可以成為其他潛在抗生素抗性病原體的儲存庫，通過FMT恢復正常的微生物群落結構可能是保護機體免受這些病原體感染的有效方法[6]。盡管FMT的治療機制還不十分清楚，但Allegretti等[7]推測FMT建立了一個富含微生物的腸道系統。這個新建立的系統通過產生抗菌蛋白(細菌素)及競爭營養和定植資源從而達到抑制難辨梭菌(Clostridiumdifficile,CD)生長的目的。腸道微生物群還可以激活多種宿主免疫防御，并通過次級膽汁酸抑制CD芽胞萌發和營養生長[6]。應用FMT后患者的臨床癥狀減輕，說明FMT的機制不僅僅是改變腸道微生物群落結構，而且也包括恢復腸道微生物的功能[8]。FMT是治療rCDI的有效方法，近年來FMT也被應用于炎癥性腸病等其他慢性疾病。經過標準化處理后的糞便制劑或膠囊可能成為諸多腸道菌群紊亂相關疾病的治療選擇之一。現就FMT近年來的應用熱點進行綜述。

1 FMT給藥方式

FMT給藥方式包括上消化道途徑和下消化道途徑。上消化道途徑包括上鼻胃管、內鏡、和膠囊。上消化道途徑的缺點是在患者存在梗阻的情況下，移植糞便不能到達結腸。使用鼻胃管能夠使糞便在患者消化道充分暴露，有利于更多移植的微生物群存活。與結腸鏡相比，鼻胃管的插入相關并發癥更少，但仍存在誤吸的可能[9]；上內鏡在現有報道的文獻中應用較少，僅應用于復雜的下消化道手術患者和沒有完整結腸的患者。與結腸鏡檢查一樣，上內鏡檢查也存在檢查操作風險；膠囊化糞便產品是將糞便裝入膠囊中，患者以口服的方式使用。膠囊糞便產品的優點是不需要昂貴的儀器，多次服用對患者的損傷較小，患者耐受性好，尤其適用于老年患者。在制作膠囊的過程中，可以除去可能存在于無癥狀供體中的真菌，寄生蟲和病毒以及一些炎癥介質，減少疾病傳播的可能性[10]。

下消化道途徑主要包括保留灌腸、下消化道內鏡，其中下消化道內鏡又包括結腸鏡和乙狀結腸鏡等途徑。通過下消化道內鏡或者灌腸可能會加重腸道炎癥反應，導致腸穿孔的可能性[11]。保留灌腸是一種廉價的輸注途徑，不需要專業的儀器并且患者對灌腸耐受性良好。保留灌腸的優點是不需要鎮靜即可施行，因此大大減少了操作風險。保留灌腸也可在醫院以外的機構進行[9]，但保留灌腸治療難辨梭菌感染(Clostridiumdifficileinfection,CDI)的有效率在各種輸注途徑中最低[7]；結腸鏡在目前的臨床試驗中應用廣泛。結腸鏡指導的FMT允許醫師直接評估腸道的炎癥情況并在合適的部位輸注足量的供者糞便。其優點是可以清晰看到腸道黏膜情況，并對可疑組織進行活檢，有利于發現除CDI以外的其他疾病，同時有利于疾病分期[12]。其缺點是存在一定的操作風險，如穿孔；乙狀結腸鏡僅用于體質虛弱或腸穿孔風險高的患者，如嚴重結腸炎患者等。目前缺乏乙狀結腸鏡應用于FMT的數據。

2 FMT的臨床應用

2.1CDI CD是產芽胞的革蘭染色陽性厭氧桿菌。抗生素是治療CDI的一線藥物，目前治療CDI的常用抗生素是萬古霉素和非達霉素[13]。應用抗生素治療可以減少CDI癥狀，但是抗生素也同時抑制了腸道的微生物系統，導致腸道微生物豐富度急劇下降并持續數月[14]，最后導致rCDI的發生。患者應用抗生素時患者自發感染或復發的風險增加，Kelly和Lamont[15]的研究顯示應用甲硝唑和萬古霉素的復發率分別為20.2%(380/1 877)和18.4%(148/805)。Lessa等[16]研究顯示約有21%的衛生保健相關感染病例和14%的社區相關感染病例發生至少一次rCDI。rCDI患者再次復發風險≥60%，因為常規治療方法不能解決潛在的胃腸道生態失調[10]，不能治愈rCDI。FMT目前被廣泛用于治療3次以上的rCDI以及對大劑量抗生素治療無反應的急性、嚴重和嚴重-復雜難辨梭菌感染(severe-complicatedClostridiumdifficileinfection，SC-CDI),不推薦FMT治療初發CDI[17-19]。用單劑量的FMT治療rCDI患者的治愈率多超過80%，重復劑量FMT多能治愈超過90%的rCDI患者[17]，部分RCTs表明FMT是治療rCDI的有效方法，70%～96.2%的rCDI經FMT治療后癥狀消失，達到臨床緩解[3,11,20-21]。Khoruts等[12]研究提示同時患有CDI和炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)的患者接受FMT后的治療效果較僅患有CDI的患者稍差，提示未來在治療CDI的同時，應注意其他疾病對治療的影響。

2.2炎癥性腸病 IBD是腸道慢性、復發性炎癥，主要疾病類型包括潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis，UC)和克羅恩病(Crohn′s disease，CD)。目前IBD的致病機制尚不清楚，可能是遺傳、免疫及環境等因素綜合作用的結果，其中腸道微生態失調參與了IBD的發病過程，因此應用FMT調節腸道菌群是目前的研究熱點。

2.2.1UC 1989年FMT第一次被應用于UC的治療[22]，之后有更多學者進行了病例研究。Paramsothy等[23]的RCTs使用預先建立的隨機化列表以1∶1的比例隨機分配患有活動性UC的患者，使用FMT或安慰劑經結腸鏡輸注，每周5 d，持續8周。FMT組41例患者中，11例(27%)獲得了初級終點，而安慰劑組的40例患者中有3例(8%)達到了初級終點(RR=3.6，95%CI1.1～11.9；P=0.021)。研究表明，強化劑量多供體FMT是UC的一種有效的治療方法。Narula等[24]的Meta分析提示短期的FMT有利于改善UC患者的臨床癥狀和內鏡下愈合，表明FMT具有良好的應用前景。Paramsothy等[25]，Sun等[26]，Costello等[27]的Meta分析均提示FMT可促使UC達到臨床緩解，但長期安全性不十分清楚。目前也有關于將FMT應用于兒童UC患者治療的報道[28-29]。除應用激素和免疫抑制劑治療UC外，FMT可能成為UC的新的治療選擇。

2.2.2CD CD是累及全消化道的透壁性炎癥反應，目前應用FMT治療CDI多為單病例報道。Cui等[30]選取Harvey-Bradshaw指數評分≥7的難治性CD患者共30例,在無痛胃鏡下通過輸注管向患者的中消化道注入經實驗室純化的新鮮糞便懸液，整個過程在1 h內完成。應用FMT 1周后患者的臨床改善率和臨床緩解率分別為83.3%(25/30)和60%(18/30)，1個月后患者的臨床改善率和臨床緩解率達到峰值，分別為86.7%(26/30)和76.7%(23/30)。15個月的隨訪顯示了FMT持續的臨床療效。患者的臨床改善率和臨床緩解率在應用FMT后1個月達到最高，可能的原因是宿主腸道在開始時對移植的微生物群施加定植抗性，經過一個月的重塑后，在外來微生物群和宿主微生物群之間重建新的平衡，從而達到最佳療效，微生物群的宏基因組分析也將提供更多證據。Fang等[31]的Meta分析提示UC的總臨床緩解率為21%(95%CI8%～37%)，CD的總臨床緩解率為30%(95%CI11%～52%)，估計兒科UC的臨床緩解率為10%(95%CI0%～43%)，兒科CD總臨床緩解率為45%(95%CI24%～66%)，表明FMT是治療兒童和成人IBD的安全、有效的方法，目前報道的不良反應主要有發熱、寒戰以及消化系統癥狀，如腹脹、嘔吐、腹部不適等，但是上述不良反應具有自限性，大部分患者在2～3 d內可自行緩解。但是仍需更多的大樣本的RCTs來進一步探討糞便菌群的組分、應用劑量及給藥方式等問題。

2.3腸易激綜合征(irritable bowel syndrome，IBS) IBS的發病機制尚未完全清楚，其特征是慢性和復發性腹痛和排便習慣改變[32]，IBS致病與腸道菌群紊亂關系密切，因此通過FMT治療可能改善或者減輕IBS患者的癥狀[33]。Pinn等[34]的研究納入13例患者，9例為腹瀉型IBS，3例為便秘型IBS，1例為腹瀉便秘交替型IBS，經過18個月的隨訪后，9例(70%)患者癥狀消失，達到臨床緩解；Johnsen等[35]的RCTs納入了83例IBS患者，在內鏡檢查前2 h口服8 mg洛哌丁胺以保留移植物。通過結腸鏡將移植物(50～80 g糞便與200 mL等滲鹽水和50 mL 85%甘油混合)植入盲腸。治療組中有65%(36/55)的患者在3個月時達到主要治療終點，而安慰劑組為43%(12/28)(P=0.049)。提示FMT可以引起IBS癥狀緩解，但目前發表的RCTs數量有限，提示在將FMT應用于IBS之前仍需要更大規模的RCTs。

2.4代謝綜合征(metabolic syndrome，MS) MS是由胰島素抵抗、血脂異常、高血壓和腹圍增加所定義的一組癥狀，其與2型糖尿病和心血管疾病的發展密切相關[36-37]。在人類腸道中，兩組占優勢的有益細菌分別是擬桿菌門和厚壁菌門。將正常小鼠的腸道微生物群移植到無菌的受體中會增加它們的體脂而不會增加食物消耗，從而表明腸道中微生物群落的組成可能影響從飲食中攝取能量的多少[38]。將GF(C56BL/6)小鼠放在高脂肪環境中，也會導致小鼠體重增加[39]。在相同飲食條件下，肥胖小鼠比瘦體重的小鼠少50%的擬桿菌門，同時具有更多的厚壁菌門[40]。為了研究腸道微生態與人體脂肪的關系，Ley等[41]將12例肥胖患者隨機分配到脂肪限制組或碳水化合物限制組等兩組低卡飲食組中，監測患者1年后腸道微生物群的組成變化。結果表明與瘦體重人相比，肥胖人群中擬桿菌的相對比例減少，并且這一比例隨著兩種低卡飲食人群的體重減輕而增加。上述試驗表明腸道菌群比例可能影響腸道吸收營養物質的量的多少，而FMT重建腸道正常微生態以達到緩解或治療MS的效果。Vrieze等[42]對受試者輸注瘦體重供者的糞便，6周后觀察到受試者的胰島素敏感性增加，提示可以應用腸道微生物群作為增加人體胰島素敏感性的治療劑。通過對應用FMT后患者腸道微生物群落變化的檢測，可以進一步研究MS的病理生理學，并有望通過對腸道菌群的調節達到治療疾病的目的。

2.5急性移植物抗宿主病(acute graft-versus-host disease，aGVHD) 腸道微生物與aGVHD密切相關，FMT可能是aGVHD的新治療方法。Kakihana等[43]對4例aGVHD患者應用FMT，結局有3例患者完全緩解，1例患者部分緩解，試驗期間未發現任何不良反應。Spindelboeck等[44]對3例接受allo-HSCT后患有難治性胃腸道aGVHD的嚴重病例進行FMT治療，結果提示重復劑量的FMT與胃腸道aGVHD的持續改善相關。Liu等[45]選取了57名同種異體造血干細胞移植受者和22名健康供體，研究兩者之間腸道微生物群之間的關系。結果顯示移植物受者的糞便細菌多樣性(P=0.000 2)低于健康移植供體，系統發育多樣性較低的受體具有較高的總體死亡率(OR=0.37，P=0.008)，但急性胃腸道GVHD風險差異無統計學意義。供體高細菌多樣性與急性胃腸道GVHD風險降低相關(OR=0.12，P=0.038)。而具有高細菌多樣性或具有某些特定菌群成分的供者急性胃腸道GVHD的危險性是否可以降低還有待進一步研究。目前FMT在治療aGVHD中的應用正處于臨床應用的初始階段。關于FMT在上述疾病中的應用尚缺乏更多大樣本臨床資料證實。因為干細胞移植患者處于嚴重免疫抑制狀態，應用FMT后存在被輸注的微生物群感染的潛在風險，因此在臨床實踐中應充分關注FMT的安全問題。

除上述疾病外，FMT還被應用于肝臟疾病，如肝性腦病、乙型肝炎等疾病，以及精神神經疾病如孤獨癥譜系障礙等疾病的治療。同時也有應用FMT治療急性重癥胰腺炎的病例報道。

3 小 結

2017年《中國成人艱難梭菌感染診斷和治療專家共識》也將FMT列為CDI的治療方法之一[46]。美國傳染病學會及美國醫療保健流行病學學會發表的最新指南也推薦將FMT應用于rCDI，基于FMT的有效性及便捷性，FMT可能成為治療CDI的一線用藥[13]。FMT也被應用于其他治療領域，均取得了一定成果。目前的報道尚未發現因應用FMT而導致的嚴重不良反應，但受患者本身的身體狀況、并發其他嚴重疾病等因素的影響，仍會有部分患者存在不良反應，包括死亡、感染等[47]。在臨床試驗中更應關注FMT應用后的不良反應，而延長治療后隨訪時間是其中有效的監測方法。

隨著檢測技術的不斷進步，FMT的機制將被進一步明確，FMT可能應用于更多腸道菌群失調相關慢性疾病的治療。