粪菌移植在胃肠疾病及非胃肠疾病临床应用研究的证据现状

李甜甜，李东颖，李建生

近年来，随着研究者深入地理解肠道菌群及其对宿主疾病和健康的意义，粪菌移植（FMT）受到越来越多的关注。肠道菌群能调节宿主的许多重要功能，通过FMT转移整个微生物群除了可以改善诸如难辨梭菌感染（CDI）、炎症性肠病（IBD）等疾病外［1］，FMT还可用于治疗其他很多疾病，如慢性疲劳综合征、帕金森病、肥胖、代谢综合征及多发性硬化症［2］。本文就FMT的临床应用研究的证据现状做一综述。

1 FMT与CDI

难辨梭菌是导致医院感染的危险微生物。目前，CDI的治疗药物为甲硝唑或万古霉素。然而，CDI的复发风险很高，有10%～20%的患者在治疗后8周内发生第1次复发，40%～65%的患者在治疗后8周后复发，这些患者常对传统的万古霉素及甲硝唑治疗无应答。因此，长期以来临床一直在关注旨在重建共生菌群的治疗理念［3］。EISEMAN等［4］第1次报道了4例伪膜性结肠炎患者接受了粪便灌肠治疗。在接下来的几十年中，几项病例报告和小型研究强化了FMT能有效治疗难辨梭菌相关性结肠炎的概念［5］。但是只有VAN NOOD等［1］的报告为这一策略提供了有力证据，该研究纳入的是至少应用1个足够抗生素疗程之后复发的CDI患者，这些患者随机接受以下3种疗法之一：FMT组接受万古霉素治疗方案（500 mg/次，1次/6 h，持续4 d），然后进行肠灌洗，通过经鼻十二指肠管行FMT；组2接受万古霉素治疗方案（500 mg/次，1次/6 h，持续14 d）；组3接受标准万古霉素治疗方案及肠灌洗。该研究在中期分析后提前终止，FMT组第1次FMT后16例患者中13例（81%）难辨梭菌相关性结肠炎得到缓解，另3例中有2例在行第2次FMT后治愈，组2中有31%的患者、组3中有23%的患者结肠炎症得到了治疗。FMT后患者肠内细菌多样性也增加，这对病原体防御至关重要，被称为定植抗性。FMT治疗CDI的机制目前尚不清楚，可能是通过重建受损的肠道菌群来抵御难辨梭菌的肠道定植和感染。WEINGARDWN等［6］发现肠道菌群在胆汁酸的代谢中发挥重要作用，胆汁酸的代谢反过来也可以影响肠道菌群，FMT可能是通过恢复正常肠道胆汁酸的代谢，进而纠正紊乱的肠道菌群，达到治疗CDI的目的。FMT的最终目标是提供一个标准化的FMT胶囊，患者可以咽下，从而避免插入鼻胃十二指肠管或进行内镜检查等操作的风险，但也涉及捐赠者的筛选、粪便材料的制备、移植途径等诸多困难。尽管FMT后增加了细菌多样性，有助于增强肠道的定植抗性，但是不清楚应将哪种细菌包括在标准FMT移植物中。

Open Biome（一个粪菌银行）在提供标准FMT胶囊方面迈出了第一步，根据美国食品药品监督管理局（FDA）的协议，该粪菌银行向全美各地的医院和诊所提供冷冻的粪便样本［7］。但是，仍不清楚哪些监管规定必须适用于粪菌移植。在最近给Nature Biotechnology编辑的一封信中作者讨论了粪便样品是否应该作为组织而不是药物来处理［7］。与美国FDA相反，欧洲卫生部门没有提供有关“质量标准”的规定，而是制定了一套关于FMT的临床应用共识［8］。鉴于CDI明显缺乏替代治疗方案，FDA允许对标准抗生素治疗无反应的患者进行FMT［9］。当选择适当的供体时，一个重要的问题是潜在的感染性颗粒的转移；除了感染之外，还必须考虑肠道菌群对能量代谢、免疫系统以及神经发育和行为等多方面的调节作用［10］。

2 FMT与IBD

治疗抗生素耐药梭状芽孢杆菌感染的可行性和巨大成功，最终为FMT进入IBD治疗领域奠定了基础。IBD包括克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC）。虽然IBD的病因尚未完全明确，但众所周知肠道菌群与IBD的发生和发展有关。具体而言，IBD患者的肠道菌群的多样性较正常人减少，主要特点为硬壁菌门和拟杆菌门数量减少，变形杆菌门和放线菌门数量增加。因此，肠道菌群的改变已被认为是IBD肠道炎症发病机制的关键因素［11-12］。相关动物模型研究也支持这一观点，将患病小鼠肠道菌群转移到健康小鼠可以诱发肠道炎症［13-15］。相应地，FMT和肠道微生物多样性的重建可能诱导IBD缓解的治疗概念被认为是非常有吸引力的。目前FMT治疗CD的证据比UC更有限，因此FMT在治疗CD中的作用仍不确定。在这种背景下，应重点关注FMT治疗UC。

本文要点：

本文查询了27项采用粪菌移植（FMT）治疗炎症性肠病（IBD）的临床注册试验，采用梅奥评分客观分析FMT治疗效果，得出满意的结果，并收集FMT对于其他非胃肠疾病的临床研究文献，为该技术在我国的普及提供理论支持及方向指导。然而由于对FMT中细菌的功能了解不足，无法具体阐明其作用机制，患者长期生物组成的变化尚不清楚，远期结果有待继续研究。

在具有里程碑意义的VAN NOOD等［1］的研究之前，研究人员已经开始了探讨FMT是否能有效治疗IBD。最早的FMT用于治疗UC的病例报告由BENNET等［16］于1989年发表。之后，至少有18例病例报告和病例系列报道了有关FMT在成人和儿童UC或CD患者中诱导缓解作用［16-33］；已经有2个重要的关于FMT治疗IBD的系统评价分别发表于2012年和2014年［34-35］；2014年发表的另一篇系统性综述讨论了FMT治疗胃肠疾病和非胃肠疾病的效果［36］；COLMAN等［35］的系统评价和meta分析包括18项研究（9项前瞻性队列研究、5项病例系列、3例病例报告、1项随机对照研究［37］），这些研究进行的时间为1989—2014年，其中11项关于UC患者、4项关于CD患者、2项未明确IBD分型、1项包含了多个IBD亚型。这些研究包括122例成人和儿童患者，其中79例患有UC，39例患有CD，4例IBD未分类；分析显示FMT后总的临床缓解率为45%。亚组分析：单独9项队列研究分析显示FMT后36.2%的患者达到了临床缓解，具有中等异质性（I2=37%）；UC患者中，FMT后22%的患者达到临床缓解，这是一个没有明显异质性的数据集（I2=0）；CD患者中，FMT后60.5%的患者达到临床缓解，但汇总分析中仅有4项研究显示中度异质性（I2=37%），这主要是由2项样本量较大的研究所致。这些研究中的粪便来源多样（包括从一级亲属到健康的匿名捐助者）、FMT管理方案不同（如灌肠、鼻肠管、内镜）以及FMT（单个或多个）的频率不同。没有研究报告任何严重的不良事件，但一些患者发生发热、寒战、腹痛、腹胀、恶心、呕吐、腹泻等。

迄今为止，有4项随机对照研究关于FMT治疗UC的结果令人满意，这些研究表明FMT可能有效诱导活动期UC的缓解［38-39］。

MOAYYEDI等［37］进行了一项双盲随机对照试验，纳入的活动期UC患者定义为梅奥评分≥4分，允许同时使用的药物包括美沙拉嗪、糖皮质激素、硫唑嘌呤和抗TNF药物，条件是患者已经使用稳定的剂量12周（类固醇使用4周），但病情仍然处于活动期。FMT之前患者没有接受过肠道灌洗，粪便来自6位健康志愿者，均是按照以前公布的方案进行筛选［40］。患者被随机分为两组，治疗组予以FMT处理，给予来自健康供体的粪菌悬浮液（由50 g供体粪便和300 ml的商业瓶装饮用水混合而成）灌肠，1次/周，50 ml/次，连续6周；安慰剂组予以相同的频率和剂量注水灌肠。每周收集粪便样本并在第7周重复进行疾病活动评分以及结肠镜检查。评估的主要终点事件是诱导UC临床缓解，定义为在第7周梅奥评分＜3分、梅奥内镜评分为0分。试验在进行到一半时被数据监测和安全委员会（DSMC）终止，最终70例患者完成了试验，FMT组36例，安慰剂组34例（FMT组2例删失，安慰剂组3例删失）。FMT组24%（9/38）的患者达到临床缓解，对照组仅5%（2/37）的患者达到临床缓解（P=0.03）。没有患者在试验结束时达到梅奥内镜评分为0分；两组在生活质量方面无显著差异。重要的是，获得缓解的FMT组患者7/9用来自供体B捐献的粪便进行治疗。比较接受来自供体B粪菌的缓解者和非缓解者的肠道菌群组成显示，缓解者中肠道菌群与供体B的相似性更大。另外FMT组FMT后的微生物组成与其对应的供体肠道菌群相似，尽管样本量较小，但这些结果表明供体粪便的微生物组成可能在治疗方面起着至关重要的作用。这项研究还观察到，行免疫抑制治疗患者的治疗效果较不治疗患者的效果更好，但无统计学差异；近期诊断为UC的患者（定义为1年或更少）对FMT的反应比那些病程长的患者更好，这意味着在新诊断UC后不久，早期FMT可能带来更大的获益。

ROSSEN等［41］的第2项随机对照试验纳入了轻～中度活动期的UC〔简化临床结肠炎活动度指数（SCCAI）评分4～11分〕患者，在整个研究过程中，患者可继续服用稳定剂量的美沙拉嗪、硫嘌呤和皮质类固醇（10 mg/d），与MOAYYEDI等［37］的研究不同，如果在筛选前8周内使用抗TNF或甲氨蝶呤、4周内使用环孢素，则排除。粪便来自15位健康捐献者（1位伴侣、1位朋友和13位志愿者），120 g的供体粪便与0.9%氯化钠溶液混合制成500 ml的粪便混悬液后被分至多个不透明的注射器，不同于MOAYYEDI等［37］的研究，该研究中的患者在行FMT之前进行了肠道灌洗（2 L聚乙二醇溶液和2 L透明液体）。患者随机分成两组，治疗组在第0周和第3周经鼻胃管输注健康供体的粪便混悬液到其十二指肠；对照组以相同的频率和剂量输注自体的粪便混悬液；在第6周和第12周时进行临床和内镜随访并收集FMT之前及第6、12周的粪便样本；该研究的主要结果是将临床缓解定义为SCCAI评分≤2分、梅奥内镜评分在第12周时较前改善至少1分，DSMC早期也停止了这项研究，最终有37例患者完成了临床和内镜随访并纳入符合方案集分析（PP），48例患者纳入意向性治疗原则（ITT）分析；在第6周，FMT组临床缓解率为26.1%（6/23）、安慰剂组临床缓解率为32.0%（8/25）（P=0.76）。在第12周，FMT组23例患者中7例（30.4%）和安慰剂组25例中8例（32.0%）达到临床疗效（P=1.0）。两组的内镜反应率也相似。该研究中的大多数患者经历轻度不良事件，例如短暂性消化不良和大便次数增加，但两组以上事件发生率间无明显差异。研究者发现缓解者的肠道微生物谱在随访中变得地与捐献者的肠道微生物谱相似。此外，微生物分析显示，持续缓解者和1年内复发的患者在第12周的肠道菌群存在显著差异。持续缓解者肠道菌群富集了产短链脂肪酸的菌，为今后的研究中供体的选择提供了依据。

PARAMSOTHY等［42］最近在澳大利亚进行的第3项双盲随机安慰剂对照试验，纳入轻～中度活动的UC患者（定义为梅奥评分4～10分，梅奥内镜评分≥1分）。允许患者保持口服稳定剂量的美沙拉嗪和硫嘌呤或甲氨蝶呤，也被允许继续口服泼尼松，但每日剂量≤20 mg且必须接受高达2.5 mg/周的强制性类固醇减量，目标是在第8周脱离类固醇治疗。在研究期间以及在前12周内禁止使用抗TNF剂和钙调磷酸酶抑制剂。在研究期间和入组前2周内也不允许局部应用皮质类固醇和美沙拉嗪。入组后4周内不允许使用抗生素和益生菌。与之前的两项研究不同，每个粪便微生物制剂含有来自3～7个不相关健康供体的粪便混合物。患者被随机分配到治疗组（n=41）、对照组（n=40）及安慰剂组，患者首先经结肠镜行肠道准备，再予以灌肠，治疗组予以FMT灌肠5 d/周，持续8周；安慰剂组给予相同频次的安慰剂灌肠；主要终点是8周时无类固醇临床缓解和内镜缓解，定义为总梅奥评分≤2分且4项亚因子评分≤1分，梅奥内镜评分至少改善1分。8周后，治疗组27%（11/41）达到了主要终点、安慰剂组8%（3/40）达到了主要终点（P=0.02）；进入8周开放式FMT试验的患者（27%，10/37）也能达到主要终点。

COSTELL等［43］进行了第4次随机对照试验纳入轻～中度活动的UC患者（定义为梅奥评分≥1分、梅奥内镜评分≥2分）。允许使用的稳定的维持药物包括口服及直肠给药的美沙拉嗪、硫嘌呤、甲氨蝶呤、抗TNF、泼尼松龙（≤20 mg），但必须接受强制性类固醇减量。干预组接受厌氧条件下制备的来自3～4名健康供者的粪便悬浮液。无氧条件下，制备好的材料可能有助于保留微生物。患者首先经结肠镜行肠道准备，再予以灌肠，治疗组予以FMT灌肠2次/周，持续8周；安慰剂组给予相同频次的自体FMT灌肠；第8周UC的无类固醇缓解（定义为总梅奥评分＜2分，梅奥内镜评分＜1分）：治疗组32%（12/38）的患者达到主要终点，而安慰剂组为9%（3/35）（P=0.02）。

截至2018-01-01，在www.clinicaltrials.gov网站查阅到27项采用FMT治疗IBD的临床试验，其中14项是关于UC的研究，5项是关于CD的研究，另外8项研究同时纳入UC和CD。尽管发表的病例报告和队列研究提示FMT有治疗IBD的潜力，但需要更好地评估短期安全性终点和长期随访，以期能寻找预测临床疗效及安全性的因素、FMT有效治疗（包括潜在的短链脂肪酸生成）的机制［44-47］。

3 FMT与其他疾病

肠道菌群提供并调节宿主的许多重要功能。除肠道感染和炎症外，肠道菌群对其他自身免疫性疾病、功能性疾病等也有影响，因此，除了复发性CDI（rCDI）和IBD之外，FMT还可用于治疗其他很多疾病，如慢性疲劳综合征、帕金森病、肥胖、代谢综合征以及多发性硬化症。研究者特别感兴趣的是FMT治疗功能性疾病的效果，如肠易激综合征（IBS）。尽管一些研究显示IBS患者肠道菌群存在差异，但尚不清楚这是否与IBS发病有关［48-49］。一项单中心研究显示：13例对药物治疗无反应的IBS患者接受FMT，70%患者的腹痛、消化不良、腹胀和肠胃气胀等症状得到改善［50］。对IBS和慢性便秘患者进一步的研究显示症状仅得到短期改善，＜50%的患者得到长期改善［51］。另一较大的研究领域是围绕着肥胖和代谢综合征，有研究表明，肠道微生物对肥胖发展可能起着重要的作用，微生物分析显示体形消瘦个体与肥胖个体的肠道菌群有显著差异［52-53］。另外，在用于FMT研究的小鼠中，当肥胖小鼠的粪便转移至消瘦的个体后，消瘦的小鼠体质量较前明显增加［54］。进一步的研究已经在人群中进行，肥胖者接受“瘦”捐助者的FMT后改善了胰岛素敏感性，增加了肠道菌群的多样性［55］。尽管需要进行更多的研究以确定是否有长期益处，但这些发现确实引起了对使用肥胖FMT供体（包括rCDI在内的任何适应证）的担忧，因为消瘦受体可能产生不良结果，如肥胖。其他潜在的FMT应用研究较少，但有成功用于肠外疾病如孤独症、慢性疲劳综合征、纤维肌痛综合征、帕金森病、系统性硬化病、特发性血小板减少性紫癜等的个案报道。以上疾病的治疗效果还没有在随机临床试验中进行评估。

4 展望

总之，现有的研究数据强调了FMT是一种治疗rCDI非常有效的方法，同时目前也正在研究其是否在其他疾病中发挥作用。在FMT解决了生态失调的概念之后，定义了微生物种类的组成可能成为IBD的治疗策略，特别是UC的治疗策略。如前所述，FMT后似乎没有发生显著的短期不利事件，但长期肠道菌群组成的变化尚不清楚，需要进行长期的前瞻性评估。尽管没有发生主要不良事件，但考虑到FMT有引入感染的可能性和/或在接受者中诱导短暂或持续的表型改变，必须慎重地探索使用FMT治疗较CDI病死率低的疾病。FMT的目标是改善肠道菌群（理想情况下回到疾病前的状态），而且有证据表明FMT后肠道细菌种类及总体上有明显变化。然而，目前对这些细菌的功能知之甚少，需要从识别肠道中存在的细菌转向确定这些细菌的功能以促进这一有希望的治疗策略的发展。

作者贡献：李甜甜进行文章的构思与设计，收集、整理文献资料，并撰写论文；李甜甜和李东颖进行论文的修订，英文的修订；李建生负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。