粪菌移植治疗非酒精性脂肪性肝病研究与思考

骆庆玲，周永健

粪菌移植治疗非酒精性脂肪性肝病研究与思考

骆庆玲，周永健

非酒精性脂肪性肝病；粪菌移植；肠道微生态

1 粪菌移植的起源与现状

粪菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT），也被少数人称为粪便移植（fecal transplantation）、粪菌治疗（fecal bacteriotherapy）和肠菌移植（intestinal microbiota transplantation），是指将健康人粪便中的功能菌群移植到患者胃肠道内，重建具有正常功能的肠道菌群，实现对肠道及肠道外疾病的治疗。粪菌移植的起源可追溯到公元300多年的时候，中国一名医生用健康人的新鲜粪便治疗严重的腹泻患者。现代医学中最早提及粪菌移植是1958年第一次用粪菌移植成功治愈了4例伪膜性肠炎的报道[1]。现在，粪菌移植在治疗肠道艰难梭菌感染上已经有明确的疗效，用于艰难梭菌感染所致的腹泻，其治愈率在90%，治疗炎症性肠病缓解率超过50%[2]。近年来，学者们关于用FMT治疗非胃肠道疾病的报道越来越多，更多的成果提示粪菌移植可增加胰岛素敏感性，可用于改善代谢综合证（MS）。

2 非酒精性脂肪性肝病

非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD），即脂肪在肝内病理性地积累，目前被认为是世界上最多的慢性肝脏疾病，发病率大约在25%～30%。NAFLD患者代谢综合征（metabolic syndrome，MS）患病率高，普遍伴随肥胖、2 型糖尿病，高脂血症和高血压等[3]。广东省流行病学研究显示，普通人群NAFLD患者MS患病率为36.8%[4]。单纯性脂肪性肝病一般呈良性病程，NAFLD可伴有胰岛素抵抗（insulin resistance，IR），LDL 氧化成HDL的比例也会升高[5]。由于肝脏脂肪积累引起的炎症，25%NAFLD患者会最终发展成为非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH），进一步导致慢性肝损伤、纤维化，持续性的肝脏纤维化会导致肝硬化。一旦形成肝硬化，肝脏的功能便会明显受到削弱，并可导致终末期肝病的一些并发症，如门脉高压和肝癌。可以治疗NAFLD和NASH的方法不多，维生素E和胰岛素增敏剂可用于某些NASH的临床治疗，改变生活方式来改变肝脏脂肪变的情况，如减肥、提高运动量和控制甘油和脂质的摄入等，均可收到良好的效果[6]。

到目前为止，虽然对NAFLD的病理学发病仍不清楚，但是现在比较明确的是其与异常的脂质代谢相关，其风险因素有摄入脂肪的堆积、胰岛素抵抗，基因易感性和过多的促炎因子释放等。

3 FMT治疗NAFLD的有关研究

门脉血流是肝脏和肠道的一个重要连接系统，肝脏血流的营养供应大部分来自肝脏门静脉。最近几年研究证据显示，肠道菌群参与了NAFLD的发生、发展。早在1982年，Drenick et al研究发现胃分流术后患者肝细胞脂肪变性发展与菌群的增长一致[6]。在这个早期研究中，在那些用过甲硝唑抗感染的患者中，肝细胞脂肪变的进程可被逆转，提示肠道菌群能影响NAFLD发生、发展。小肠细菌过度增殖的情况在NASH患者比一般人常见，而运用益生菌及益生元调节NAFLD患者的肠道菌群紊乱可以减轻胰岛素抵抗、肝细胞脂肪变性和炎症病变[7]。近年来，越来越多的在动物和人的研究揭示菌群对NAFLD的病理发展的影响是肯定的。

3.1 动物实验 在给予C57BL/6J小鼠HFD饲养喂养后产生NAFLD组（即产生了MS症状和NAFLD）和非NAFLD组（没有产生这种代谢表型如高糖血症、系统炎症或者肝脂肪变性）。采用FMT将两组肠道菌群转移到GF小鼠，结果只有NAFLD组肠道菌群可使得GF小鼠产生NAFLD及脂质合成基因增加。通过16srRNA基因分析菌群的总量，发现两组肠道菌群多样性并不相同。在NAFLD组，Barnesiella intestinihominis和Lachnospiraceae明显增加，提示其与表型的发生发展有重要关系，而Bacteroides vulgatus在非NAFLD组GF小鼠增多明显，提示这些肠道菌群多样性变化是NAFLD发病的重要因素[8]。

Jefferry et al从2006年开始研究肠道菌群对哺乳动物疾病的影响，于2009年通过宏基因组学及平行测序方法研究，提出了核心微生物对生物代谢的影响。得益于宏基因组学的应用，许多研究发现肠道菌群失调与肥胖和NAFLD的相关代谢失调有关，但是肠道菌群在不同个体中的种群组成是不一样的，这些也是研究疾病与菌群相关性的难题[9]。GF小鼠是在无菌条件下饲养，消除了微生物的干扰，为研究肠道菌群的宿主生理和病理作用提供了工具[10]。

把肥胖小鼠和消瘦小鼠的肠道菌群通过FMT转移给GF小鼠产生相应的体质量增加和减少的现象，证实了肠道菌群对机体代谢的作用，其机制可能与肠道菌群分解碳水化合物和短链脂肪酸相关[11]。

2017年上海交通大学的一项研究经过16周HFD饮食喂养制备NAFLD小鼠，经过8周FMT干预调整小鼠的肠道菌群，观察干预后小鼠的体质量、HOMA-IR及血清转氨酶的变化，发现经过FMT干预的小鼠肝脏脂肪变性情况得到了明显缓解，提示FMT可能是治疗NASH的一个有效手段，并提出其机制可能与肠道屏障和炎症因子的调节有关[12]。

尚无研究证实单一种类的肠道菌群与NAFLD的发生相关，但大多数研究证实肠道菌群环境与NAFLD相关。Michail et al发现NAFLD患儿、非NAFLD的肥胖患儿和健康儿童之间肠道菌群不同。通过粪便16 s rRNA基因分析和使用微阵列分析法分析粪便的细菌分类特征，结果发现NAFLD患儿粪菌中Y变性菌（Gammaproteobacteria）和V变性菌（Epsilonproteobacteria）显著高于健康儿童和肥胖儿童。在基因的层面上，NAFLD患儿Prevotella普氏菌的比例比正常儿童高。Meta分析测序结果显示，与正常个体比，NAFLD患儿有更多的途径参与能量代谢和脂质合成，由此推测Prevotella普氏菌可能与非酒精性脂肪肝患者的能量代谢有关[13]。通过宏蛋白质组（Metaproteomics）分析方法发现，NAFLD患者体内与能量代谢相关的蛋白质NAD依赖醛脱氢酶表达增加，说明NAFLD患者肠道菌群对宿主的能量代谢处理更有效率[13]。在另一项研究中，将不同的人进行缺乏胆碱饮食处理后，测试不同时间段的粪菌种类变化，同时对这些人的PEMT多态性进行分析，结果发现变形菌门丫亚群（Gammaproteobacteria）数量与脂肪肝的高风险呈负相关，而Erysipelotrichia数量则与之呈正相关[14]。研究发现NASH患者有更丰富的变形菌门（Phylum Proteobacteria）。在NASH患者，肠杆菌科和结肠属相对肥胖的人数量更高[15]。与健康人比，NASH患者有可能有菌群失调，Firmicutes在NASH中丰富，而Bacteroidetes levels在两种人群无明显差异。NASH患者Parabacteroides Allisonella增加，而 Faecalibacterium Anaerosporobacter降低[16]。

NAFLD患儿粪菌含有更多的Gammaproteobacteria和Prevotella，也含有较高的乙醇水平和明显不同的短链脂肪酸含量，细菌介导的旁路代谢可能是加重肝脏损伤的原因[13]。

4 FMT治疗NAFLD的机理

NAFLD患者多出现肠道菌群的紊乱，菌群失调对NAFLD的影响机制是多个方面的，比如肠道屏障被破坏，调节因子介导的氧化反应，及代谢产物对肝脏的毒性作用。

胃肠道黏膜上皮细胞组成机械性屏障，可以阻止成千上万的寄生菌进入无菌的宿主内环境，但包括NAFLD在内的肝脏疾病和其他代谢性疾病基本都存在肠道渗透性增加。2009年Miele首次证明肠粘膜渗透性对改变人类NAFLD的作用，肠上皮细胞的连接异常容易导致细菌移位，细菌移位则进一步导致NAFLD往更严重的程度发展[17]。采用高脂饮食（HFD）诱导小鼠肝脏脂肪变，发现葡聚糖硫酸酯钠（DSS）调控的HFD小鼠更容易发生肝脂肪变性和肝纤维化，暗示在NASH发生发展过程中，存在肠道屏障功能失常。HFD小鼠门脉毒素水平升高，但在HFD DSS调控的小鼠其毒素升高更明显，说明细菌移位增加导致了NAFLD往更严重地疾病程度发展[18]。

一些调节因子，如脂联素，可能是肠道菌群影响NAFLD的一个关键点。作为胰岛素的一种增敏激素，脂联素是机体内糖脂质代谢稳态调控中的重要因子之一。脂联素缺乏可导致体内脂肪酸氧化降低，脂肪酸在肝脏内堆积，便发生与糖脂毒性相关的NAFLD。我们团队已证实了NAFLD患者胰岛素抵抗与脂肪组织脂联素低表达相关，脂联素单核苷酸多态性（SNP）位点与NAFLD发病易感性也密切相关。血清脂联素与肠道菌群相关，推测肠道菌群可能通过影响脂联素的表达发挥作用[19]。

短链脂肪酸（shot chain fatty acid，SCFA）参与NAFLD发病，主要与宿主体质量、肠道平衡和调节糖脂代谢有关。肥胖小鼠胃肠富含SCFA，后者与BMI呈正相关。然而，SCFA对NAFLD/NASH发生发展的作用尚未明确。G蛋白偶联受体43（G-protein-coupled receptors 43，GPR43）是特异性的短链脂肪酸受体，通过介导短链脂肪酸，通过MAPK信号通路，在调节机体脂肪形成和白细胞功能等生理过程及在肠道对营养物质的吸收方面发挥重要作用。缺乏GPR43的小鼠经HFD喂养出现体质量增加、脂质增加、肝脂肪变和胰岛素抵抗。然而，GPR43小鼠经HFD喂养体质量增加但没有明显的肝脏脂肪变。在GF条件下，所有的与GPR43缺乏有关的小鼠均未见有与代谢异常相关的表现，提示肠道菌群需要GPR43功能，可能是因为GPR43能促进细菌合成SCFA[20]。另外，SCFA-GPR43对恢复肠道渗透性有帮助，同时抑制黏膜炎症。

肠道微生物代谢产生的酒精对肝脏的毒性作用是肠道菌群紊乱导致NAFLD的机制之一。通过研究肠道菌群的成分，比较NASH患者、肥胖患者和健康孩童血液酒精水平发现，NAFLD患者生产的酒精更多，其血液内酒精含量也更高[21]，这些结果提示细菌产生的酒精可能导致了NAFLD/NASH的进展。

在肝脏，胆汁酸结合胆汁酸受体（FXR）抑制了胆汁酸的合成。FXR结合胆汁酸与肝细胞结合传递信号，促使肝再生，减少脂肪在肝内的积累有关，也增加了甘油和胆固醇的分解。胆汁酸激动剂可激活肝脏FXR，可减少肝细胞脂肪变和减少肝脏损伤[22]。在回肠、肾脏、肝脏甚至脂肪组织均有FXR的激活位点[23]，肠道FXR受体的激活成为治疗NAFLD患者，改善其肝脏脂肪变及减低脂质生成的一条途径。

5 EMT治疗NAFLD的实施过程

FMT的具体操作步骤包括供体筛选、菌液制备、受体术前准备、移植途径等几个方面。

明确无移植禁忌证的NAFLD患者作为受体需进行移植前准备，移植前准备与选择的移植途径相关，经下消化道移植患者多需要通过导泻或灌肠方式行肠道清洁准备，必要时留置TET管以备多次移植，经上消化道移植患者则可以通过适当的抑酸治疗，以减少胃酸对移植菌液的破坏。

取供体的新鲜粪菌，经过离心等步骤制作成菌液。在FMT治疗炎症性肠病的RCT相关研究中，供体粪菌的质量对FMT疗效非常重要。然而，疗效与粪菌供体捐献者的生活质量、性别、年龄等因素不相关[24]。在NAFLD相关试验显示，普通拟杆菌和Faecalibacterium Anaerosporobacter在肠道中增加可能是NAFLD的一个保护因素，供体粪菌含有这两种菌数量大，更有益于改善NAFLD患者胰岛素抵抗及肝脏脂肪变[25]。健康供体提供粪菌前，需排除感染如HIV、各型肝炎病毒、巨细胞病毒、诺如病毒等，及可能影响FMT治疗疗效的自身免疫性疾病，如炎症性肠病等。

目前，对于FMT治疗NAFLD最有效的方式尚无相关的报道。常用的FMT方式主要分经上消化道方式（包括内镜下胃、十二指肠、空肠下菌液注入，或口服含细菌的胶囊制剂）和经下消化道方式（如结肠镜下注入或植入TET管多次注入后保留灌肠）[26]。在现有研究中，经肠镜置管途径导入粪菌过滤液最为常见，保留灌肠应用也比较常见，最新提出用特制胶囊口服的效果值得期待，这种特制的胶囊可以使其定位在小肠后溶解，让细菌在肠内释放，从而发挥作用[27]。选择FMT的途径需根据患者的具体情况而定。

评价FMT治疗NAFLD伴有MS患者的疗效，评价指标主要包括生化学指标（肝功能指标、糖代谢指标、脂代谢指标）、稳态模型评估IR指数（HOMA-IR）、 细 胞 因 子（CK18、CK18-M30、CK18-M65）、肿瘤坏死因子（TNF-ɑ）、白细胞介素-6（IL-6）、瘦素、人体测量学指标、肝脏受控衰减参数（CAP）和硬度（E）和生活质量评分等。

2016年统计的有关FMT文献7562篇[28]，其相关的副作用及不良反应共有78种，包括发热、呕吐、胃肠道痉挛和心动过速等，其发生率为28.5%。这些副作用也包括内镜治疗过程中产生的消化道损伤、误吸等问题，经上消化道进行FMT的不良反应发生率为43.6%（89/204），经下消化道的有17.7%（76/430）。轻症的不良反应大多可以自行恢复或经药物处理后可恢复。另外，严重的不良反应包括重症感染、死亡等，其发生率在经上消化道和下消化道的发生率分别是2.0%（4/196）和6.1%（40/659）。

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（收稿：2017-08-01）

（本文编辑：陈从新）

Fecal microbiota transplantation in the treatment of patients with non-alcoholic fatty liver diseases

Luo Qinglin，Zhou Yongjian.Department of Gastroenterology，First Hospital，Affiliated to Guangzhou Medical University，Guangzhou 510180

10.3969/j.issn.1672-5069.2017.06.002

510180广州市 广州医科大学附属广州市第一人民医院消化内科

周永健，E-mail:yjzhou@gzhmu.edu.cn