粪菌移植的临床应用进展

肖艳艳，刘建华，秦晓松，刘 勇

(中国医科大学附属盛京医院检验科，沈阳 110004)

粪便菌群移植(fecal microbiota transplantation，FMT)是指将健康供者的粪便处理后经胃、小肠、结肠等途径输入到患者体内,以治疗由肠道菌群改变引起的肠道疾病。粪便移植的概念及应用最早可追溯至东晋时期，在我国著名医药学家葛洪的《肘后备急方》中就记载了用粪液治疗食物中毒、腹泻的方法[1]。60年前美国一名医生率先将FMT应用于临床实践[2]。2013年第一篇应用FMT治疗复发性难辨梭菌感染(recurrenceClostridiumdifficileinfection,rCDI)的随机对照试验(randomized controlled trials,RCTs)的发表使得FMT成为临床研究的焦点[3]，随后出现了较多的FMT相关临床试验。2012年世界上首个非营利性粪菌库(OpenBiome)在美国成立，开启了FMT实验的大门[4]。同年，我国南京医科大学第二附属医院建立了医院粪菌库，最初仅用于院内患者的救治和临床研究。2015年，南京医科大学第二附属医院消化医学中心和第四军医大学西京消化病医院联合发起了“中华粪菌库-紧急救援计划”，由国家消化系统疾病临床研究中心项目等资助运行。至今已经在我国进行了一系列的临床治疗[5]。

在抗生素治疗的压力下，肠道可以成为其他潜在抗生素抗性病原体的储存库，通过FMT恢复正常的微生物群落结构可能是保护机体免受这些病原体感染的有效方法[6]。尽管FMT的治疗机制还不十分清楚，但Allegretti等[7]推测FMT建立了一个富含微生物的肠道系统。这个新建立的系统通过产生抗菌蛋白(细菌素)及竞争营养和定植资源从而达到抑制难辨梭菌(Clostridiumdifficile,CD)生长的目的。肠道微生物群还可以激活多种宿主免疫防御，并通过次级胆汁酸抑制CD芽胞萌发和营养生长[6]。应用FMT后患者的临床症状减轻，说明FMT的机制不仅仅是改变肠道微生物群落结构，而且也包括恢复肠道微生物的功能[8]。FMT是治疗rCDI的有效方法，近年来FMT也被应用于炎症性肠病等其他慢性疾病。经过标准化处理后的粪便制剂或胶囊可能成为诸多肠道菌群紊乱相关疾病的治疗选择之一。现就FMT近年来的应用热点进行综述。

1 FMT给药方式

FMT给药方式包括上消化道途径和下消化道途径。上消化道途径包括上鼻胃管、内镜、和胶囊。上消化道途径的缺点是在患者存在梗阻的情况下，移植粪便不能到达结肠。使用鼻胃管能够使粪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。与结肠镜相比，鼻胃管的插入相关并发症更少，但仍存在误吸的可能[9]；上内镜在现有报道的文献中应用较少，仅应用于复杂的下消化道手术患者和没有完整结肠的患者。与结肠镜检查一样，上内镜检查也存在检查操作风险；胶囊化粪便产品是将粪便装入胶囊中，患者以口服的方式使用。胶囊粪便产品的优点是不需要昂贵的仪器，多次服用对患者的损伤较小，患者耐受性好，尤其适用于老年患者。在制作胶囊的过程中，可以除去可能存在于无症状供体中的真菌，寄生虫和病毒以及一些炎症介质，减少疾病传播的可能性[10]。

下消化道途径主要包括保留灌肠、下消化道内镜，其中下消化道内镜又包括结肠镜和乙状结肠镜等途径。通过下消化道内镜或者灌肠可能会加重肠道炎症反应，导致肠穿孔的可能性[11]。保留灌肠是一种廉价的输注途径，不需要专业的仪器并且患者对灌肠耐受性良好。保留灌肠的优点是不需要镇静即可施行，因此大大减少了操作风险。保留灌肠也可在医院以外的机构进行[9]，但保留灌肠治疗难辨梭菌感染(Clostridiumdifficileinfection,CDI)的有效率在各种输注途径中最低[7]；结肠镜在目前的临床试验中应用广泛。结肠镜指导的FMT允许医师直接评估肠道的炎症情况并在合适的部位输注足量的供者粪便。其优点是可以清晰看到肠道黏膜情况，并对可疑组织进行活检，有利于发现除CDI以外的其他疾病，同时有利于疾病分期[12]。其缺点是存在一定的操作风险，如穿孔；乙状结肠镜仅用于体质虚弱或肠穿孔风险高的患者，如严重结肠炎患者等。目前缺乏乙状结肠镜应用于FMT的数据。

2 FMT的临床应用

2.1CDI CD是产芽胞的革兰染色阳性厌氧杆菌。抗生素是治疗CDI的一线药物，目前治疗CDI的常用抗生素是万古霉素和非达霉素[13]。应用抗生素治疗可以减少CDI症状，但是抗生素也同时抑制了肠道的微生物系统，导致肠道微生物丰富度急剧下降并持续数月[14]，最后导致rCDI的发生。患者应用抗生素时患者自发感染或复发的风险增加，Kelly和Lamont[15]的研究显示应用甲硝唑和万古霉素的复发率分别为20.2%(380/1 877)和18.4%(148/805)。Lessa等[16]研究显示约有21%的卫生保健相关感染病例和14%的社区相关感染病例发生至少一次rCDI。rCDI患者再次复发风险≥60%，因为常规治疗方法不能解决潜在的胃肠道生态失调[10]，不能治愈rCDI。FMT目前被广泛用于治疗3次以上的rCDI以及对大剂量抗生素治疗无反应的急性、严重和严重-复杂难辨梭菌感染(severe-complicatedClostridiumdifficileinfection，SC-CDI),不推荐FMT治疗初发CDI[17-19]。用单剂量的FMT治疗rCDI患者的治愈率多超过80%，重复剂量FMT多能治愈超过90%的rCDI患者[17]，部分RCTs表明FMT是治疗rCDI的有效方法，70%～96.2%的rCDI经FMT治疗后症状消失，达到临床缓解[3,11,20-21]。Khoruts等[12]研究提示同时患有CDI和炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)的患者接受FMT后的治疗效果较仅患有CDI的患者稍差，提示未来在治疗CDI的同时，应注意其他疾病对治疗的影响。

2.2炎症性肠病 IBD是肠道慢性、复发性炎症，主要疾病类型包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)和克罗恩病(Crohn′s disease，CD)。目前IBD的致病机制尚不清楚，可能是遗传、免疫及环境等因素综合作用的结果，其中肠道微生态失调参与了IBD的发病过程，因此应用FMT调节肠道菌群是目前的研究热点。

2.2.1UC 1989年FMT第一次被应用于UC的治疗[22]，之后有更多学者进行了病例研究。Paramsothy等[23]的RCTs使用预先建立的随机化列表以1∶1的比例随机分配患有活动性UC的患者，使用FMT或安慰剂经结肠镜输注，每周5 d，持续8周。FMT组41例患者中，11例(27%)获得了初级终点，而安慰剂组的40例患者中有3例(8%)达到了初级终点(RR=3.6，95%CI1.1～11.9；P=0.021)。研究表明，强化剂量多供体FMT是UC的一种有效的治疗方法。Narula等[24]的Meta分析提示短期的FMT有利于改善UC患者的临床症状和内镜下愈合，表明FMT具有良好的应用前景。Paramsothy等[25]，Sun等[26]，Costello等[27]的Meta分析均提示FMT可促使UC达到临床缓解，但长期安全性不十分清楚。目前也有关于将FMT应用于儿童UC患者治疗的报道[28-29]。除应用激素和免疫抑制剂治疗UC外，FMT可能成为UC的新的治疗选择。

2.2.2CD CD是累及全消化道的透壁性炎症反应，目前应用FMT治疗CDI多为单病例报道。Cui等[30]选取Harvey-Bradshaw指数评分≥7的难治性CD患者共30例,在无痛胃镜下通过输注管向患者的中消化道注入经实验室纯化的新鲜粪便悬液，整个过程在1 h内完成。应用FMT 1周后患者的临床改善率和临床缓解率分别为83.3%(25/30)和60%(18/30)，1个月后患者的临床改善率和临床缓解率达到峰值，分别为86.7%(26/30)和76.7%(23/30)。15个月的随访显示了FMT持续的临床疗效。患者的临床改善率和临床缓解率在应用FMT后1个月达到最高，可能的原因是宿主肠道在开始时对移植的微生物群施加定植抗性，经过一个月的重塑后，在外来微生物群和宿主微生物群之间重建新的平衡，从而达到最佳疗效，微生物群的宏基因组分析也将提供更多证据。Fang等[31]的Meta分析提示UC的总临床缓解率为21%(95%CI8%～37%)，CD的总临床缓解率为30%(95%CI11%～52%)，估计儿科UC的临床缓解率为10%(95%CI0%～43%)，儿科CD总临床缓解率为45%(95%CI24%～66%)，表明FMT是治疗儿童和成人IBD的安全、有效的方法，目前报道的不良反应主要有发热、寒战以及消化系统症状，如腹胀、呕吐、腹部不适等，但是上述不良反应具有自限性，大部分患者在2～3 d内可自行缓解。但是仍需更多的大样本的RCTs来进一步探讨粪便菌群的组分、应用剂量及给药方式等问题。

2.3肠易激综合征(irritable bowel syndrome，IBS) IBS的发病机制尚未完全清楚，其特征是慢性和复发性腹痛和排便习惯改变[32]，IBS致病与肠道菌群紊乱关系密切，因此通过FMT治疗可能改善或者减轻IBS患者的症状[33]。Pinn等[34]的研究纳入13例患者，9例为腹泻型IBS，3例为便秘型IBS，1例为腹泻便秘交替型IBS，经过18个月的随访后，9例(70%)患者症状消失，达到临床缓解；Johnsen等[35]的RCTs纳入了83例IBS患者，在内镜检查前2 h口服8 mg洛哌丁胺以保留移植物。通过结肠镜将移植物(50～80 g粪便与200 mL等渗盐水和50 mL 85%甘油混合)植入盲肠。治疗组中有65%(36/55)的患者在3个月时达到主要治疗终点，而安慰剂组为43%(12/28)(P=0.049)。提示FMT可以引起IBS症状缓解，但目前发表的RCTs数量有限，提示在将FMT应用于IBS之前仍需要更大规模的RCTs。

2.4代谢综合征(metabolic syndrome，MS) MS是由胰岛素抵抗、血脂异常、高血压和腹围增加所定义的一组症状，其与2型糖尿病和心血管疾病的发展密切相关[36-37]。在人类肠道中，两组占优势的有益细菌分别是拟杆菌门和厚壁菌门。将正常小鼠的肠道微生物群移植到无菌的受体中会增加它们的体脂而不会增加食物消耗，从而表明肠道中微生物群落的组成可能影响从饮食中摄取能量的多少[38]。将GF(C56BL/6)小鼠放在高脂肪环境中，也会导致小鼠体重增加[39]。在相同饮食条件下，肥胖小鼠比瘦体重的小鼠少50%的拟杆菌门，同时具有更多的厚壁菌门[40]。为了研究肠道微生态与人体脂肪的关系，Ley等[41]将12例肥胖患者随机分配到脂肪限制组或碳水化合物限制组等两组低卡饮食组中，监测患者1年后肠道微生物群的组成变化。结果表明与瘦体重人相比，肥胖人群中拟杆菌的相对比例减少，并且这一比例随着两种低卡饮食人群的体重减轻而增加。上述试验表明肠道菌群比例可能影响肠道吸收营养物质的量的多少，而FMT重建肠道正常微生态以达到缓解或治疗MS的效果。Vrieze等[42]对受试者输注瘦体重供者的粪便，6周后观察到受试者的胰岛素敏感性增加，提示可以应用肠道微生物群作为增加人体胰岛素敏感性的治疗剂。通过对应用FMT后患者肠道微生物群落变化的检测，可以进一步研究MS的病理生理学，并有望通过对肠道菌群的调节达到治疗疾病的目的。

2.5急性移植物抗宿主病(acute graft-versus-host disease，aGVHD) 肠道微生物与aGVHD密切相关，FMT可能是aGVHD的新治疗方法。Kakihana等[43]对4例aGVHD患者应用FMT，结局有3例患者完全缓解，1例患者部分缓解，试验期间未发现任何不良反应。Spindelboeck等[44]对3例接受allo-HSCT后患有难治性胃肠道aGVHD的严重病例进行FMT治疗，结果提示重复剂量的FMT与胃肠道aGVHD的持续改善相关。Liu等[45]选取了57名同种异体造血干细胞移植受者和22名健康供体，研究两者之间肠道微生物群之间的关系。结果显示移植物受者的粪便细菌多样性(P=0.000 2)低于健康移植供体，系统发育多样性较低的受体具有较高的总体死亡率(OR=0.37，P=0.008)，但急性胃肠道GVHD风险差异无统计学意义。供体高细菌多样性与急性胃肠道GVHD风险降低相关(OR=0.12，P=0.038)。而具有高细菌多样性或具有某些特定菌群成分的供者急性胃肠道GVHD的危险性是否可以降低还有待进一步研究。目前FMT在治疗aGVHD中的应用正处于临床应用的初始阶段。关于FMT在上述疾病中的应用尚缺乏更多大样本临床资料证实。因为干细胞移植患者处于严重免疫抑制状态，应用FMT后存在被输注的微生物群感染的潜在风险，因此在临床实践中应充分关注FMT的安全问题。

除上述疾病外，FMT还被应用于肝脏疾病，如肝性脑病、乙型肝炎等疾病，以及精神神经疾病如孤独症谱系障碍等疾病的治疗。同时也有应用FMT治疗急性重症胰腺炎的病例报道。

3 小 结

2017年《中国成人艰难梭菌感染诊断和治疗专家共识》也将FMT列为CDI的治疗方法之一[46]。美国传染病学会及美国医疗保健流行病学学会发表的最新指南也推荐将FMT应用于rCDI，基于FMT的有效性及便捷性，FMT可能成为治疗CDI的一线用药[13]。FMT也被应用于其他治疗领域，均取得了一定成果。目前的报道尚未发现因应用FMT而导致的严重不良反应，但受患者本身的身体状况、并发其他严重疾病等因素的影响，仍会有部分患者存在不良反应，包括死亡、感染等[47]。在临床试验中更应关注FMT应用后的不良反应，而延长治疗后随访时间是其中有效的监测方法。

随着检测技术的不断进步，FMT的机制将被进一步明确，FMT可能应用于更多肠道菌群失调相关慢性疾病的治疗。