粪菌移植的研究进展
2016-03-13关春迪高孝忠褚衍六
关春迪，高孝忠，褚衍六
1. 滨州医学院，山东 烟台264003； 2. 威海市立医院
综述
粪菌移植的研究进展
关春迪1，高孝忠2，褚衍六2
1. 滨州医学院，山东 烟台264003； 2. 威海市立医院
粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)又被称为粪便移植、粪菌治疗、肠道微生物移植等，是指将健康人粪便中的功能菌群移植至患者胃肠道内，重建具有正常功能的肠道菌群，以此治疗肠道和肠道外疾病的过程。目前报道指出FMT已应用于难辨梭状芽孢杆菌(艰难梭菌)感染、溃疡性结肠炎、克罗恩病、肠易激综合征、能量代谢相关疾病等多种疾病的治疗中。本文就FMT的临床应用现状及应用基础作一综述。
粪菌移植；难辨梭状芽孢杆菌；炎症性肠病；肠易激综合征；代谢性疾病
早在1 700多年前的东晋时期葛洪编著的《肘后方》以及明朝时期李时珍的《本草纲目》中就有提到利用黄龙汤治疗严重腹泻或食物中毒的内容，但在近几年人们才开始重视粪菌移植[1](fecal microbiota transplantation,FMT)在治疗艰难梭菌感染、便秘、炎症性肠病、代谢性疾病等多种疾病中的作用，FMT成为热点，本文就FMT的应用基础及研究进展作一综述。
1 FMT的应用基础
人类的胃肠道内存在300～500种细菌，粗略估计每克粪便中含有1012个细菌细胞[2]，大部分的肠道细菌为绝对厌氧菌，包括拟杆菌属、双歧杆菌属、真杆菌属、乳杆菌属、消化链球菌属、普氏菌属、瘤胃球菌属等[3]。饮食、环境、基因影响内脏细菌的构成[4]。这些微生物的功能包括复杂碳水化合物的消化、能量存储、免疫功能和抵御病原体的入侵等。肠道共生菌群能够通过一系列的局部作用或引起局部或系统水平的自身免疫抑制细菌定植。当肠道菌群平衡因为多种原因遭到破坏，就可引起多种疾病，如艰难梭菌的感染、炎症性肠病、肥胖以及自身免疫性疾病、抑郁症、自闭症等肠外疾病。因此粪菌被称“虚拟器官”，应用FMT治疗疾病也越来越多。
2 FMT的方法和途径
FMT有多种不同的形式，上消化道通过鼻饲管或胃镜。下消化道通过肠镜、灌肠等，灌肠是最简单和更容易接受的方式。结肠镜的方式因更接近病变部位，较灌肠更有效，FMT的量为5～300 g，通过上消化道途径比通过下消化道肠镜途径用量少[5]。也有应用口服的、胶囊式的和储藏在-80 ℃冰冻的FMT，Youngster等[6]观察了20例艰难梭菌感染患者，应用口服的、胶囊式的和冰冻的FMT，结果未发生不良事件，14例患者(70%)在单胶囊的FMT后腹泻得以缓解，6例无反应者再治疗后4例腹泻缓解，总体腹泻缓解率为90%(18/20)。但是这种方法的腹泻缓解时间(平均4 d)比通过肠镜或鼻饲管(平均2 d)方式长。对于供体的选择，有研究[7]证实患者指定的供体和标准的样本未见明显差异，新鲜样本与冰冻样本在感染清除率上无明显不同。单次灌输供体粪便感染清除率为86%。
3 FMT与难辨梭菌感染相关性腹泻
艰难梭菌(Clostridium diffcile, CD)是一种厌氧的革兰氏阳性产毒素芽孢杆菌[3]。1935年最早被描述，艰难梭菌分有活力和芽孢两种形式。致病菌株可产生肠毒素及细胞毒素，其介导上皮的损伤和胃肠道的炎症是感染的主要原因[8]。健康者肠道正常菌群可通过多种机制影响艰难梭菌的发生和生长[4]。但由于广谱抗生素的应用，以及高龄、住院时间长、服用免疫抑制药物或化疗药、近期肠道手术、炎症性肠病、既往CDI病史以及应用质子泵抑制剂等原因[9]，艰难梭菌感染越来越普遍，甚至超越耐甲氧西林金黄色葡萄球菌成为医院获得性感染的主要病因。治疗常用的抗生素有万古霉素、甲硝唑、利福昔明和非达霉素等[10]。但35%在最初改善之后复发，65%的患者形成慢性反复发作的慢性过程[11]。1958年最早报道应用排泄物治疗抗生素相关性肠炎[12]。近几年随着其广泛应用，2013年10月29日，欧洲临床微生物和感染病学会(ESCMID)更新的艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection，CDI)治疗指南，指出对于多次复发CDI，强烈推荐使用FMT[13]。
对于FMT治疗CDI的效果，很多研究者进行了研究。Gough等[14]系统性回顾了27项病例分析和报道，共317例患者，成功率为92%。另有研究称应用FMT治疗CDI引起的伪膜性肠炎缓解率为94%，而应用万古霉素仅有31%缓解率[15]。 另有研究者[16]研究了70例艰难梭菌患者，他们采用肠镜将志愿者的新鲜粪便灌输入盲肠。70例患者中66例(94%)患者缓解，其中难辨梭状芽胞杆菌核糖核酸型027感染的患者缓解率达89%。 2011年一篇综述[17]总结了22项报道，包括239例患者，其中暴发性、复发性CDI缓解率为87%(145/166)。一篇对于11个非对照研究的Meta分析[18]， 包括273例患者，其加权混合缓解率为89.1%(95%CI：84%～93%)， 并且对高质量研究小组内分析其缓解率依然很高。虽然有很多文章报道了FMT的安全性和可行性，就FMT对于复发性的CDI治疗价值高于传统疗法这一说法尚缺乏随机对照试验[7]。此外，多种因素影响FMT治疗CDI的成功率。
年龄对于CDI的治疗是否有影响？有研究[19]称FMT治疗儿童CDI患者累积的长期的成功率(关于粪便隐血试验的成功率)是89.4%，与成人相似，无1例并发症报道。另有研究115例60～101岁的成年人随访时间2月～5年CDI缓解率89.6%，且年轻者和年长者治愈率无显著差异[20]。
4 FMT与炎症性肠病
炎症性肠病(inflammatory bowel diseases, IBD)是慢性、复发性、非特异性肠道炎症[21]。主要包括克罗恩病(Crohn’s disease,CD)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)。IBD药物治疗方法有柳氮磺胺吡啶、氨基水杨酸钠、类固醇激素、免疫抑制剂和生物治疗。但是许多患者复发或有严重的不良反应，甚至许多患者需要手术治疗。近期研究[22]发现，对于肠道菌群失衡的自身免疫反应的异常激活可能是IBD的潜在机制。调节菌群的治疗方法开始被研究，包括抗生素、益生菌、益生元、合生元，但都因疗效不佳仅作为辅助治疗[23]。1989年首例UC患者接受FMT治疗后出现持续性的临床和组织病理学治愈[24]。
但是关于FMT治疗IBD的研究较CDI明显减少，Kunde等[25]首次研究了对UC患者实行FMT的可行性及安全性。调查了10例儿童患者，7～21岁，轻中度UC，经过5 d粪菌灌肠，无严重并发症发生，轻(胃肠胀气、腹泻、大便带血等)、中度(发热等)不良事件具有自限性。另有一项系统综述[26]描述了FMT可使63% IBD患者得到临床缓解，76%患者可以停用药物治疗，消化道症状减轻。 但也有研究[27]显示5例中重度UC患者FMT 12周后无缓解，仅1例有积极的临床反应。但当IBD标准治疗方案失败时FMT仍是潜在的、安全有效的治疗方案。与CD相比，UC的病变主要限于黏膜与黏膜下层，有效性更强，但这需要更深入的研究。
一项系统分析[26]查找了5 320篇相关文献，共17篇满足条件，无1例为对照试验。9例选择FMT治疗IBD，8例治疗IBD患者发生的感染性腹泻。17篇文章报道了41例患者(27例UC、12例CD、2例未分型)。随访时间2周～13年。均经肠镜或灌肠(26/33)、肠内管(7/33)移植。疾病症状缓解率为76%(19/25)，停用IBD药物治疗(13/17),疾病消除(15/24)。一项Meta分析[28]共包括18项研究(9个队列研究，8个案例研究，1个随机对照试验)包括122例患者(79例UC，39例CD，4例IBD未分型)，随访期间45%(54/119)患者临床缓解，队列研究中混合比例的患者缓解率为36.2% (95%CI：17.4%～60.4%)。小组分析UC临床缓解率为22% (95%CI：10.4%～40.8%)，CD缓解率为60.5%(95%CI：28.4%～85.6%)。 虽有大量数据统计结果，但都缺乏随机对照试验，因此，对于FMT治疗IBD仍需进一步的研究。
5 FMT与其他疾病的关系
功能性胃肠病临床很常见，尤其是肠易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)，其病因是多因素的。目前也有研究将FMT试用于其治疗中。一项研究[29]针对45例有慢性便秘的IBS患者应用FMT后，随访9～19个月期间，60%的患者能够正常规律排便。
慢性便秘也是常见疾病，肠道菌群与其形成也有很大的关联，故一研究[30]将FMT应用于45例慢性便秘患者，通过肠镜及第2天单次粪菌灌肠，40例患者FMT之后排便、腹胀、腹痛迅速缓解。18例患者FMT之后9～19个月排便仍正常。
此外有研究[31]认为肠道菌群通过影响人体代谢可能导致肥胖、胰岛素抵抗，甚至2型糖尿病。因而FMT也可改善胰岛素的敏感性。但因缺乏资料，证据尚不确凿。
我国学者[32]报道了1例35岁患者，经多次周转最终确诊为嗜酸细胞性胃肠炎，患者接受FMT和口服强的松治疗，经随访，患者消化道症状消失。
6 FMT的应用现状
FMT主要在澳、北美和欧洲的少数医院和诊所实施，在中国，现代标准的FMT则始于2012年张发明等[33]对“FMT”的诠释、推介和应用。 2013 年第一次报道了用FMT治疗1例重度CDI患者。在美国，食品及药品监督局(FDA)鼓励开展FMT的机构提交IND (试验性新药) 的申请，但作为疗效突出的治疗方法，对于治疗重度CDI 则不需要申请。在我国，这项技术的审批、应用及知情同意尚未形成统一的标准，相关的法律法规还需进一步完善。虽然本文已详细阐述了FMT在上述疾病中的应用及其治疗效果，但也有质量和安全性难以控制、无法实现工业化和标准化生产、粪菌标本不能长期保存、供体筛选过程复杂等缺陷[34]，有待在以后的发展中得以解决。
7 FMT的应用前景
FMT在CDI、IBD、IBS以及代谢性疾病等多种疾病的治疗中应用越来越广泛，很多专家也对其治疗效果及方案进行了研究，由此可见FMT远大的应用前景。Petrof等[35]从健康人粪便中分离出33种细菌, 培养后制成细菌混合物, 通过FMT途径成功治愈2例复发性艰CDI, 从而揭示了FMT新的发展方向—粪人工组合菌群治疗(synthetic microbiota transplantation, SMT)。即通过人工培养特定的细菌，并组合成最佳比例和数量, 实现标准化SMT, 不但可确保细菌来源的安全性和可控性，进行有效质控，减少供体筛查环节，而且还可以将人工合成的细菌做成冻干粉或胶囊的形式直接口服或经内镜输入。虽然如此，FMT的进一步发展仍需更深入的探索。
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(责任编辑：陈香宇)
Research progress of fecal microbiota transplantation
GUAN Chundi1, GAO Xiaozhong2， CHU Yanliu2
1. Binzhou Medical College, Yantai 264003; 2. Weihai Municipal Hospital, China
Fecal microbiota transplantation (FMT) is also called fecal transplantation, fecal bacteriotherapy or intestinal microbiota transplantation, which can restore the normal microbial composition by introducing fecal microbiota obtained from a healthy donor into a patient for treating some gastrointestinal or extradigestive diseases. So far, FMT is applied to treat clostridium diffcile infection (CDI), ulcerative colitis, Crohn’s disease, irritable bowel syndrome， metabolic disorders and so on. This article aims to give an overview about the clinical application of FMT and its application foundation.
Fecal microbiota transplantation; Clostridium diffcile infection; Inflammatory bowel disease; Irritable bowel syndrome; Metabolic diseases
高孝忠，教授，主任医师，研究方向：消化系疾病诊疗。E-mail: xzgaoweihai@sina.com
10.3969/j.issn.1006-5709.2016.05.024
R574.62
A
1006-5709(2016)05-0578-04
2015-08-17
