粪菌移植在儿童功能性便秘中的应用

张妮妮，江 逊

(空军军医大学/第四军医大学唐都医院儿科，陕西 西安 710038)

功能性便秘(functional constipation，FC)是儿童时期最常见的慢性疾病之一，影响着全世界1%到30%的儿童，占儿童初级保健就诊的3%，占儿童胃肠病就诊的10%～25%[1]。FC的主要表现有：①每周排便≤2次；②大量粪便潴留史；③排便疼痛和排便费力史；④排粗大粪便史；⑤直肠内存在有大量粪便团块；⑥粗大粪便曾堵塞抽水马桶史[2]。FC不仅对患儿生理功能产生很大的影响，还会导致不同程度的心理障碍，且往往持续到成年。

FC发生的因素是多样的，各因素间起相互协同作用或连锁反应，甚至形成恶性循环。传统认为，FC大多与水分摄取不足或过度吸收、肠道平滑肌肌张力下降、肠道蠕动减慢、排便肌群活动障碍或自主神经功能紊乱等有关。而最新研究发现，肠道菌群失调在FC的发生发展中起着重要作用，“脑-肠-菌”轴(brain-gut-microbiota axis，BGMA)作为胃肠病学的新概念亦可帮助阐释FC的发病机制[3]。

近年来，肠道疾病与肠道微生物群的研究逐渐揭示了FC与肠道菌群紊乱的关系，为其微生物治疗提供了理论依据。微生物处理主要包括益生菌制剂，如益生菌(probiotics)、益生元(prebiotics)、合生元(synbiotics)和粪菌移植(fecal microbiota transplantation，FMT)[4]。微生物治疗可改善临床症状，促进肠道菌群的恢复，治疗过程中无严重并发症发生，与传统治疗方法相比，具有安全、方便、疗效显著等优势，值得临床研究进一步推广应用。

1 FC与肠道菌群

1.1 FC患者存在肠道菌群失调

正常人胃肠道内寄居着种类繁多的微生物，其总数高达1014个，种类多达1 000种以上，是人体细胞总和的10倍。肠道菌群按一定的比例组合，各菌间互相制约，互相依存，维持一定的生态平衡。肠道菌群在维持宿主的健康中发挥着重要的作用，参与宿主体内多种生理活动，同时，还可作为生物屏障，防止致病菌和潜在致病菌的黏附和入侵[5]。现有研究表明，肠道菌群在FC的发生和发展中发挥着重要的作用。FC人群常伴随肠道菌群的失衡，而失衡的肠道菌群会对人体产生诸多的不利影响，如产生多种肠内毒素，诱发结肠癌，加速衰老以及促发多种肠道疾病[6]。

Ohkusa等[7]对28名FC患儿(平均年龄9.5岁)和14名健康儿童(平均年龄7.9岁)的粪便样本进行培养分析，结果发现FC患儿粪便中的梭状芽孢杆菌和双歧杆菌物种的水平显著升高。Zhu等[8]采用16SrRNA基因高通量测序技术对FC患儿(平均年龄11.8岁)粪便标本进行检测，结果发现FC患儿厚壁菌门、拟杆菌门较健康儿童增加，FC患儿普氏菌属显著降低，双歧杆菌属和梭杆菌属未见明显减少。Kim等[9]利用实时定量PCR发现FC患者粪便标本中双歧杆菌和拟杆菌显著降低。Feng等[10]对FC患者粪便标本和结肠黏膜菌群进行了研究，发现粪便标本中双歧杆菌和乳酸杆菌明显低于正常对照组，同时结肠黏膜菌群双歧杆菌显著减少。以上研究均证明FC患者存在肠道菌群紊乱。

1.2 肠道菌群失调与肠道运动功能障碍相关

FC的发病主要原因是肠道运动功能障碍，而肠道菌群与肠道动力紧密相关。Dupont等[11]的动物实验发现：与正常菌群小鼠相比，无菌小鼠胃排空和肠道传播时间延长。此外，如果将一种典型的肠道细菌(如乳酸菌或双歧杆菌)引入无菌小鼠体内，肠道传播时间明显改善。同时，5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)是肠嗜铬细胞(enterochromaffin cells，EC)产生的一种重要的神经递质，在结肠中是一种重要的促动力剂。Yano等[12]的研究表明微生物群在调节宿主5-HT产生过程中起着关键作用。来自小鼠和人类微生物群的产芽孢细菌促进结肠EC的5-HT生物合成。Sjögren等[13]发现与正常无特定病原体级(specific pathogen free，SPF)小鼠相比，无菌小鼠的血清5-HT水平较低。

细菌也通过其代谢物影响肠道运动。Hurst等[14]发现纤维素可以由肠道菌群发酵成短链脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFA)，从而释放5-HT以促进肠道蠕动。Wichmann等[15]研究证实，肠道菌群的破坏会影响SCFA的产生，从而进一步降低胰高血糖素样肽(glucagon peptide，GLP-1)的产生，并抑制肠道传递功能。Grasa等[16]另一项研究报道，对小鼠进行抗生素治疗可以激活其Toll样受体并减少其肠道乙酰胆碱的分泌，进一步减少废物排出量并延长结肠转运时间(prolonging colonic transit time，PTT)。

总之，健康的肠道微生物环境是促进肠道蠕动的重要因素。与正常人的肠道菌群相比，FC患者存在肠道菌群紊乱。同时，SCFA和5-HT是维持肠道规律运动的重要代谢产物，需要经过肠道内有益菌的发酵过程产生，缺乏任何一种都可能导致肠道功能紊乱和FC。

2 FC与粪菌移植

2.1 粪菌移植概况

粪菌移植(fecal microbiota transplantation，FMT)是将健康人粪便中的功能菌群通过一定方式移植至患者肠道内，从而调节紊乱的肠道菌群，重建肠道微生态系统。我国传统医学中有使用人粪治疗疾病的相关记载[17]：早在公元300—400年间，东晋医学家葛洪所著《肘后备急方》中便记载了使用人粪治疗食物中毒、腹泻、发热并濒临死亡的患者。此外，李时珍《本草纲目》中也记载了使用人粪治疗疾病的方药，足足有二十多种。换言之，人粪移植或者粪菌移植治疗肠道疾病至少已有1 700年的历史。随着研究的不断深入，粪菌移植开始用于治疗难辨梭状芽孢杆菌感染、炎症性肠病、顽固性便秘、代谢病、肠道免疫缺陷、肠道过敏等疾病，大量研究已证明粪菌移植在治疗肠道疾病方面的显著疗效及安全性。直至2013年4月，美国医学家首次将粪菌移植写入临床指南，主要用以治疗复发性难辨梭状芽孢杆菌感染。

2.2 粪菌移植在FC中的应用

2.2.1 FMT对FC相关症状的影响

鉴于肠道菌群在FC的发生和发展中发挥着重要的作用。因此，有学者发现通过FMT来重塑肠道菌群可以恢复结肠内“有益菌群”，从而促进FC患者的结肠动力而缓解FC的症状。

Ding等[18]对52位慢性传输型便秘(slow transit constipation，STC)成人患者进行为期6个月的FMT前瞻性研究，发现患者便秘症状评分和便秘生活质量评分均得到了改善，并且过程中没有观察到严重的并发症。Ge等[19]的研究显示，21名STC患者接受FMT治疗后3天，应用可溶性膳食纤维4周，第4周和第12周的临床改善率分别为76.2%和66.7%。患者排便频率、排便连续性和排便结肠传导时间均有所改善。Tian等[20]报道，24名STC患者FMT治疗3天后，临床改善率从第1周的70.8%降至第4周的66.7%，第12周时稳定在50%。同时，每周排便次数、Wexner便秘评分和排便的连续性均有所改善。Li等[21]对406例接受过FMT的患者的临床资料进行了回顾性分析，其中276例为FC患者，其临床治愈率和改善率分别为40.2%(111/276)和67.4%(186/276)。另有学者采用粪菌移植联合聚乙二醇治疗35例顽固性FC患者，发现治疗3个月后的症状积分及生存质量评分显著低于治疗前，且焦虑、抑郁评分均低于治疗前(P<0.05)，充分说明该法可显著改善便秘症状，提高患者的生活质量[22]。以上研究证明FMT是一种安全有效的治疗方法。

2.2.2 FMT治疗FC的相关机制

FMT与益生菌制剂治疗FC相比，两者的相同点均为通过调节患者肠道菌群以达到治疗目的。而益生菌制剂主要通过在肠黏膜表面形成一道生物屏障，抑制整个肠道中的有害菌产生，从而达到良好疗效。肠道益生菌还可刺激机体的免疫功能，从而促进肠道蠕动的恢复，最终有效缓解便秘等一系列症状。

Ge等[23]对FC患者的粪便菌群进行了提取和分析，并将这些菌群移植到了伪无菌小鼠中，检测其肠道运动情况。结果发现这些小鼠排珠频率和含水量均较低，同时颗粒较小、胃肠道转运时间延长和结肠平滑肌自发性收缩减弱。为了明确肠道转运时间延长的机制，该研究同时对其菌群代谢产物进行了测量。结果发现，接受便秘菌群供体小鼠的短链脂肪酸和二级胆汁酸含量降低。在补充丁酸盐和脱氧胆酸后，小鼠的一些症状被逆转，这提示FMT可能是一定程度上通过影响宿主的代谢而调节肠道的转运能力。

2.2.3 FMT治疗FC的临床应用

有学者使用粪菌胶囊通过口服治疗慢传输型便秘，结果显示治疗后病人在临床治愈率、临床缓解率、每周自主排便次数、Bristol评分、Wexner便秘评分及生活质量评分等方面较治疗前有显著改善，与通过粪便菌液的方式治疗相比疗效也没有差异，且没有观察到明显不良反应[24]。这将有利于推动FMT的进一步发展普及，促进FMT方式的多样化、便利化，提高患者对于FMT的接受程度。南京医科大学第二附属医院的Peng等[25]报道了经内镜肠道植管术(transendoscopic enteral tubing，TET)在FMT中的临床应用，TET是指经内镜钳道孔植入管道，送到并固定于肠道深部的一种新型技术。行FMT时，则可直接通过TET管肛门外端输入粪菌液，可连续多次分时段输入，无需多次行胃镜或肠镜，操作简单、方便经济、药物能到达肠道深部且保留时间长、患者痛苦小，更易被接受。

以上结果表明，在FC的发生发展过程中，菌群的改变可能通过改变菌群衍生的代谢物影响肠道运动，而恢复肠道正常菌群可能改善临床表型。因此得出，通过FMT调节肠道菌群可能是FC的一种新的治疗策略。

3 展望

由于FC的病因比较复杂，加之FC的个体差异比较大，所以目前治疗FC的原则就是个体化治疗和综合治疗相结合，目的主要是用于缓解便秘的症状，加快肠道转运时间，同时消除便秘的病因[26]。目前，关于FMT应用于FC虽有了大量研究，但研究对象主要还是集中在成年人以及老年人中，而儿童的肠道菌群特征明显不同于以上两个群体。因此，在临床应用中仍需要更多的循证医学证据来建立儿童标准化的FMT方案，如供体的选择、所需粪便的重量、稀释粪便的液体、输入粪菌液的体积、移植途径等。供体的来源既可以是患者的家庭成员，也可以是符合筛选条件的健康个体。家庭成员作为供体虽能减少患者的厌恶心理，但是，大量健康供体的选择有助于标准化粪菌库的建立，能同时向多个患者提供粪便，用途更广泛。