粪菌移植与慢性肝脏疾病

谢文瑞，何兴祥

粪菌移植与慢性肝脏疾病

谢文瑞，何兴祥

酒精性脂肪性肝病；非酒精性脂肪性肝病；肝硬化；肝细胞癌；粪菌移植；肠道菌群

成人胃肠道粘膜表面积达到300 m2，是人体与外界环境发生相互作用最大的区域。在成人胃肠道中定殖着超过1×1014个微生物。各种不同的环境信号和不同的饮食习惯使肠道微生物群产生大量的代谢产物以及脂多糖/内毒素、胆汁酸、短链脂肪酸、三甲胺等物质。肝脏作为肠道营养物质、细菌产物、毒素以及其他各种代谢产物的接受者和过滤者，经受着这些物质的作用，可能造成许多肝脏疾病，包括酒精性/非酒精性脂肪性肝病、肝硬化、肝恶性肿瘤等的发生、发展[1]。长期以来，“从肠治肝”、“肝肠同治”的观点得到了临床医疗工作者的认可，并逐渐成为目前研究的热点，许多有关肠道、肝脏、免疫系统和新陈代谢系统之间的基础及临床研究也取得了令人鼓舞的结果，但同时也仍然存在各种各样的不确定性。

就胚胎起源而言，肠道和肝脏均起源于前肠。在分化成熟后，两者通过胆道和门静脉而关联。肝脏从肠道、脾脏、心脏接收血液，在中间代谢、胆汁和sIgA分泌、维持血液循环的无菌状态、异生物质解毒和免疫活动等生理功能方面发挥关键的作用[2]。肠道微生物代谢产物能被定植在肝脏的免疫细胞感知。机体免疫系统通过模式识别受体（如Toll样受体等）识别抗原/微生物相关分子模式，调节肠道菌群，通过与宿主免疫系统以及肝细胞、窦内皮细胞、Kupffer细胞、胆管上皮细胞等的相互作用，影响肝脏脂肪变性、炎症及纤维化过程。破坏肠道稳态将诱发肝纤维化和肝癌。许多慢性肝病（包括酒精性和非酒精性肝病、原发性硬化性胆管炎）均与肠道菌群改变密切相关[3]。以改善肠道微生态失衡、维持肠粘膜屏障完整性和调节肝脏对肠道微生物的免疫反应为切入点的治疗有望成为慢性肝病新的治疗方法。

粪菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT）作为重建肠道菌群最有效的手段，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，实现肠道及肠道外疾病的治疗[4]。目前，临床已应用于难辨梭状芽孢杆菌感染等多种菌群紊乱相关性疾病的治疗和探索性研究，被认为是近年的突破性医学进展[5]。FMT在炎症性肠病、肠易激综合征、慢性便秘、自身免疫相关性肠病、食物肠道过敏、代谢综合征、神经发育异常和神经退行性疾病、慢性肝病等领域的基础或者临床试验也逐步展开。人胃肠道细菌约有1000～1150种，因此与常见的益生菌片剂或者胶囊比较而言，FMT具有菌群种类丰富、数量巨大等优点，其疗效也应优于单纯的益生菌治疗。

1 FMT与脂肪肝

非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）的发病受遗传及环境因素的共同影响。近期的研究表明，肠道微生态的失衡可导致NAFLD发病。NAFLD患者存在小肠细菌过度生长以及肠粘膜屏障通透性增加现象。NAFLD患者血清LPS水平和肝脏TLR4表达显著增加，肠道菌群多样性和肠道微生物定殖抗性下降[6]。肠道菌群通过模式识别受体（pattern molecular receptors，PRRs）影响宿主细胞。肠道菌群的变化和NAFLD小鼠肝脏炎症和纤维化存在因果关系，其原因可能与菌群通过调节胆汁酸的作用有关[7]。然而，针对NAFLD的不同研究间的菌群变化结果存在着差异，其原因或许与不同研究所采用的人口学资料差异、疾病的严重程度以及研究方法不一致等有关。

慢性酒精滥用是酒精性肝病（alcoholic liver disease，ALD）的诱发因素。然而，并非所有的酗酒者最终都会出现肝功能损害，说明仍有其他因素参与了ALD的发病过程。大量的动物实验以及临床观察性的研究均表明，肠道细菌内毒素介导的炎症反应及功能变化是酒精性肝损害发病的共同致病因子[3]。血清内毒素水平升高刺激体内产生大量的炎症因子，导致肝脏炎症损害。同时，可以观察到ALD患者出现空肠细菌过度生长现象，且空肠细菌过度生长的严重程度与肝硬化的病情密切相关。

ALD患者肠道菌群的数量和种类均出现显著的改变。拟杆菌属降低，变形杆菌属增加。与健康人比，酒精性肝炎（ASH）患者粪便Akk菌丰度降低，并且其降低程度与肝脏疾病的严重程度密切相关。补充Akk菌可预防性减少肝损伤、脂肪肝和中性粒细胞浸润，增加肠道黏液厚度和紧密连接蛋白的表达，对抗酒精诱导的肠道屏障通透性增加。

酒精性脂肪肝是否进展成为酒精性肝炎，除了与酒精毒性相关外，尚与肠道微生态密切相关，细菌代谢物通过门静脉循环到达肝脏，共同促进组织炎症发生发展。大量的酒精摄入导致肠道细菌的过度生长，引起肠道微生态的失衡。与非酒精性肝炎患者比较，重度酒精性肝炎患者肠道双歧杆菌和链球菌增加，奇异菌属减少，而肠杆菌数量和血清胆红素水平与酒精性肝炎评分呈正相关。通过粪菌移植，将重度酒精性肝炎患者的粪菌移植至无菌大鼠后，大鼠肠道屏障通透性明显增加，肝脏/体质量比增加，转氨酶升高，肝组织CD45+细胞明显升高，而移植非酒精性肝炎患者的粪菌后可成功逆转酒精诱导的小鼠肝脏病变，表明个体对酒精诱导的肝损害的易感性与肠道微生物及其代谢产物密切相关。

另一项研究采用酒精诱导建立小鼠脂肪肝及肝炎模型，分别进行酒精抗性小鼠供体的粪菌移植或喂食果胶，结果表明粪菌移植或喂食果胶均能够使酒精敏感性小鼠肠道菌群组成接近酒精抗性小鼠，并且能够抑制酒精诱导的脂肪肝及肝脏炎症，表明粪菌移植可能是一种能有效改善酒精性脂肪肝及脂肪性肝炎发展的治疗方法。但目前的研究仍多处于动物实验水平，其临床疗效如何，尚有待进一步的验证。

2 FMT与乙型肝炎

慢性乙型肝炎患者肠道微生态发生改变。与正常健康人比较，慢性乙型肝炎患者肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌等益生菌数量下降，而肠杆菌、肠球菌等致病菌数量显著增加。而且，与健康个体以及普通慢性肝炎患者比较，慢性肝衰竭患者双歧杆菌和类杆菌减少更明显，肠杆菌和真菌等增加更显著，说明肠道微生态与乙型肝炎病毒感染及肝病的严重程度密切相关。肠球菌的过度繁殖可产生大量的趋化因子，介导肝脏炎症反应，加重肝脏损伤。重建肠道菌群的稳态或许有助于乙型肝炎病毒的清除。这是迄今为止首次采用粪菌移植联合抗病毒治疗能促进慢性乙型肝炎患者体内HBeAg清除的报道。虽然是属于观察性的临床研究，病例数量也很少，对慢性乙型肝炎抗病毒治疗效果差的患者能否真正带来更大的益处，还需要大样本、多中心的严格RCT临床研究进一步证实。

3 FMT与肝硬化

肝硬化患者肠道菌群移位以及循环中细菌DNA水平均有明显的上调，而且菌群移位在肝硬化患者的全身性感染中扮演了关键的角色。动物实验发现，大肠杆菌、变形杆菌等肠杆菌较厌氧菌更容易透过肠道屏障入血导致菌血症的发生。随着肝硬化程度的逐步进展，肠道菌群紊乱程度、肝脏炎症反应和肠道菌群移位也逐步进展。

另一方面，相对于健康人而言，肠道菌群及其代谢产物在肝硬化患者中亦发生变化，后者的粪便菌群丰度降低，拟杆菌丰度降低，厚壁菌及变形菌丰度增加。在肠道菌群代谢组中，胺、不饱和脂肪酸、短链脂肪酸浓度较高，糖醇、氨基酸浓度下降。肠道菌群紊乱的程度与肝硬化患者Child-Pugh分级等密切相关，纠正肠道菌群的紊乱有助于肝硬化患者肝功能的恢复[13-15]。

肝性脑病是失代偿期肝硬化严重的并发症之一，也是肝硬化患者最主要的死因之一。对69例患有轻微型肝性脑病（minimal hepatic encepha

lopathy，MHE）的门诊患者进行粪便检测，发现粪便潜在的致病菌大肠杆菌和葡萄球菌存在过度生长现象。而在另一项关于MHE的研究中发现，链球菌科、韦荣球菌科的比例在伴随及不伴随MHE的肝硬化患者中均有升高，在MHE患者中还进一步发现，唾液链球菌数量增多，其增加的量与血氨升高水平呈正相关。2016年，加拿大Dina Kao首次报道应用FMT治疗MHE临床病例报道，该患者经过7周4次FMT治疗后，认知水平得以提高，抑制控制试验（inhibitory control test，ICT）和 Stroop test评分均下降，提示FMT确实能改善患者的临床表现及认知能力。但在停止FMT治疗后的14周，该患者的ICT和Stroop test评分回升至治疗前水平，其疗效的持续性尚有待于进一步的探讨。

在一项随机开放性临床试验中，Bajaj JS et al评价了FMT及标准疗法（standard of care，SOC）在治疗复发性肝性脑病患者的安全性及疗效。FMT治疗2例患者出现了与FMT无关的严重不良事件：1例患者在治疗后84天出现急性肾功能损害，另有1例患者在治疗后115天出现急性心血管事件。SOC治疗组有8例患者出现了严重的不良事件：包括门静脉血栓、贫血、静脉曲张破裂出血等。在疗效评价方面，随访150天，SOC治疗组中有5例患者再发肝性脑病，但FMT治疗组无再发肝性脑病者。FMT治疗后患者的认知能力得到了提高，菌群多样性和有益菌增加。作者认为FMT对肝硬化并发复发性肝性脑病患者具有良好的治疗安全性，并能改善其认知能力，降低患者的再住院率。

4 FMT与肝癌

肝癌均是在慢性肝脏疾病的基础上进展而来。超过80%～90%肝癌由严重的肝纤维化或肝硬化演变所致。越来越多研究表明肠道菌群与肿瘤的发生有关，肠道菌群的失调以及移位是许多慢性肝病和肝癌发生的促进因素。肥胖小鼠诱导的革兰氏阳性菌成分脂磷壁酸移位到肝，形成促癌微环境，促进肝细胞癌形成。脂磷壁酸与肥胖诱发的肠道菌群产物脱氧胆酸能增强肝星状细胞（HSC）的老化及其相关分泌表型（SASP）的表达，通过Toll样受体2提高SASP因子和环氧合酶-2表达，而环氧合酶-2诱导的前列腺素E2（PGE2）通过EP4受体抑制抗肿瘤免疫，促进HCC发展。同时，在无肝硬化或非酒精性脂肪性肝炎基础的HCC患者也发现HSC表达COX-2增加和PGE2过多生成现象。某些细菌及菌群失调可通过损伤DNA，活化致癌信号通路活化，产生促进肿瘤的代谢产物，增强肝胆胰腺肿瘤的发展。肠道菌群不仅影响癌症化疗和靶向免疫治疗的效果，还影响肝胆胰腺癌患者的手术后并发症的发生。以肝-微生物-肠为治疗靶点既能有效抑制大鼠肝癌的发生，同时又有效改善相关的并发症发生，提高生存率，为临床进一步开展FMT治疗肝癌带来了曙光。

肝脏与肠道解剖学上的密切联系以及功能上的相互影响是从肠治肝的理论基础。肠道菌群在调节机体免疫、调控炎症、参与物质代谢等方面发挥重要作用。FMT即在于重建肠道菌群，实现对异常免疫状态、炎症、神经递质数量与活性异常、血管活性物质数量与活性异常、能量代谢异常等的调节。临床上已应用于治疗溃疡性结肠炎、克罗恩病、便秘、代谢综合征、癫痫等，甚至被美国列入治疗难辨梭状芽孢杆菌临床指南。但到目前为止，FMT详细的作用机制仍然不清楚[4]。FMT治疗脂肪性肝病、病毒性肝炎、肝硬化等慢性肝病已见于报道，但多数仍为动物实验研究或者临床非随机对照的观察性研究，多数临床研究的样本量偏小，尚缺少高质量的RCT研究，其治疗的安全性、有效性以及详细的作用机制还有待于进一步不断深入探讨。

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（收稿：2017-08-01）

（本文编辑：陈从新）

Fecalmicrobiota transplantation in chronic liverdiseases

Xie Wenrui，He Xingxiang.Departmentof Gastroenterology，First Affiliated Hospital，Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510080，Guangdong Province，China

Alcoholic fatty liver disease；Nonalcoholic fatty liver disease；Liver cirrhosis；Hepatocellular carcinoma；Faecal microbiota transplantation；Gut microbiota

10.3969/j.issn.1672-5069.2017.06.003

510080广州市 广东药科大学附属第一医院消化内科

谢文瑞，男，38岁，医学博士，副主任医师。主要从事肝病基础与临床研究。E-mail:103652740@qq.com

何兴祥，E-mail:13724887928@qq.com