靶向菌群治疗对肠易激综合征患者肠道菌群影响的范围综述

张晋东，郑浩楠，张涛，段丽萍

肠易激综合征（irritable bowel syndrome，IBS）是一种以反复发作的腹痛并伴有排便习惯改变为特征的功能性肠病[1]。世界范围内IBS的患病率为5%～10%[2]，严重影响患者的生活质量和工作效率，给患者家庭及社会带来了很大的经济压力。近年来，随着测序技术的不断发展，消化领域学者对肠道菌群与IBS关系的认识也逐渐深入。现有研究表明IBS发病机制主要包括遗传易感性、肠道感觉与动力异常、内脏高敏感、肠黏膜屏障和免疫功能紊乱[1]。2016年更新的《功能性胃肠病罗马Ⅳ诊断标准共识》提出，肠-脑互动异常是IBS的病理生理基础[3]，该共识同时强调了肠道菌群紊乱在IBS发病中起到的重要作用。目前学者已针对该领域开展了多种靶向肠道菌群治疗手段的研究，包括益生菌、益生元、肠道非吸收性抗生素[4]和粪菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT）[5-6]等。然而现阶段各种靶向肠道菌群的治疗手段在药物种类、剂量、疗程等方面存在较大的异质性，以至于上述治疗手段对于肠道菌群的影响尚无统一结论。范围综述是一种基于循证实践的文献分析方法，其可针对性地探索某一类研究主题的研究范围、研究深度与不足之处。本文采用范围综述的方法，通过对既往相关文献进行查询汇总，进一步分析靶向菌群治疗对IBS患者肠道菌群的影响，以期为临床选择合适的治疗方法提供参考。

1 资料与方法

1.1 确定研究问题 临床实践中所使用的以肠道菌群为靶点的治疗方法对IBS患者菌群多样性、结构及细菌丰度的影响。

1.2 文献检索策略 以“Web of Science核心合集”“PubMed”“Embase”“Cochrane Library”为文献来源数据，检索截至2022-5-20发表的相关文献。检索策略为：“IBS OR irritable bowel syndrome”“Probiotics OR Saccharomyces OR Lactobacillus OR Bifidobacterium OR Escherichia OR Clostridium”“Prebiotics OR inulin OR fructooligosaccharide OR fructooligosaccharide OR galactooligosaccharide OR galactooligosaccharide”“Antibiotics OR anti-bacterial agents OR penicillins OR cephalosporins OR rifamycins OR quinolones OR nitroimidazoles OR tetracycline OR doxycycline OR amoxicillin OR ciprofloxacin OR metronidazole OR tinidazole OR rifaximin”“（（FMT）OR（bacteriotherapy））OR（（（fecal）OR（faecal）OR（stool）OR（feces）OR（faeces）OR（microbiota）OR（microflora）OR（fecal flora）OR（faecal flora）OR（fecal microbiota）OR（feacal microbiota））AND（（transplant*）OR（transfusion）OR（implant*）OR（instillation）OR（donor）OR（enema）OR（reconstitution）OR（infusion）OR（transfer）））”“Microbiota OR microbiome OR microbes OR microflora”。

1.3 文献纳入与排除标准 纳入标准：（1）研究对象为IBS患者；（2）接受单一种类的益生菌、益生元、抗生素和FMT治疗；（3）原始研究；（4）包含干预后肠道菌群结果。排除标准：（1）使用多种手段联合治疗的研究；（2）无法获得全文；（3）重复文献；（4）无肠道菌群结果。

1.4 文献筛选与资料提取 由两名研究者根据文献纳入与排除标准筛选符合要求的文献，独立筛选、提取信息并进行核对，若两名研究者意见存在分歧则与第三名研究者讨论后确定。提取的主要信息包括：第一作者、发表时间、国家、研究类型、诊断标准、IBS亚型、样本量、药物种类（益生菌、益生元、抗生素）、FMT途径与部位、剂量与疗程、菌群检测标本与方法、菌群检测结果。

2 结果

2.1 文献检索结果 通过检索策略共获得相关文献3 044篇，初步筛选后获得文献2 414篇，根据纳入与排除标准筛选后，最终纳入文献41篇，其中益生菌研究11篇，益生元研究8篇，抗生素研究5篇，FMT研究17篇，文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程图Figure 1 Flow chart of studies enrollment

2.2 益生菌对菌群的影响 本研究所纳入11篇益生菌相关文献均为随机对照试验（randomized controlled trial，RCT），有2项研究采用了RomeⅡ共识中的IBS诊断标准，6项研究采用了RomeⅢ标准，2项研究采用了RomeⅣ标准，1项未报道诊断标准。在报道了纳入患者IBS亚型的研究中，腹泻型IBS（IBS-D）是纳入患者中最多见的亚型。乳杆菌是使用最多的益生菌属，包括干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、加氏乳杆菌，此外各有1项研究使用了双歧杆菌、丁酸梭菌、凝结芽孢杆菌和酿酒酵母进行干预。4周为最常用的干预时间，最长的干预时间为80 d。对菌群的分析均采用粪便标本，16S rRNA扩增子测序是使用最多的检测方法（8/11）。

通过菌群分析可知，菌群多样性在益生菌治疗前后[7]或治疗后的益生菌与安慰剂组之间[8]存在显著差异，但在另外两项研究中，菌群多样性与结构在治疗后的益生菌与安慰剂组之间无显著差异[9-10]。接受乳杆菌干预后，粪便中乳杆菌科[11]、乳杆菌属[12-14]及其下级菌种[15]丰度显著升高，表明补充乳杆菌后，其可在肠道中保持活性，这是其稳定定殖发挥益生菌作用的前提。颤螺菌属（Oscillospira）[11-12]、双歧杆菌属（Bifidobacterium）[14，16]与脱硫脱硫弧菌（D.desulfuricans）[17]丰度在乳杆菌干预后也出现升高。加氏乳杆菌[14]、凝结芽孢杆菌[7]干预可使放线菌门（Actinobacteria）丰度升高，变形菌门（Proteobacteria）丰度降低。此外，SUN等[8]发现，对丁酸梭菌治疗应答的患者治疗后狭义梭菌属（Clostridium sensu stricto）丰度较无应答者降低程度更大。益生菌干预对IBS患者肠道菌群的影响见表1。

表1 研究基本特征及益生菌对IBS患者肠道菌群的影响Table 1 Basic characteristics of studies on the effect of probiotics on gut microbiota in IBS patients

2.3 益生元对菌群的影响 本研究所纳入8篇益生元相关文献均为RCT，有1项研究采用了RomeⅡ共识中的IBS诊断标准，6项研究采用了RomeⅢ标准，1项研究采用了RomeⅣ标准。除1项研究仅纳入了IBS-D患者、1项研究未报道IBS亚型外，其余6项研究均纳入了各IBS亚型患者。5项研究使用了低聚糖进行干预，包括低聚半乳糖、低聚果糖，另外3项研究则使用了具有益生元属性的植物提取物。干预时间为4周或6周，其中1项研究进行了2轮干预。菌群分析方法包括测序、原位杂交、实时定量PCR。

6项研究报道了粪便中双歧杆菌属丰度在益生元干预后有显著升高[18-23]，同时结肠黏膜中也存在该菌属丰度的升高[21]，但该项研究也表明粪便中双歧杆菌属丰度在干预结束后4周时降低至干预前的水平。益生元干预后拟杆菌-普氏菌属（Bacteroides-Prevotella spp.）丰度在研究之间结论不一，包括降低[18]与升高[21]，同时干预后应答者拟杆菌-普氏菌属丰度较无应答者高[24]，提示其可作为治疗有效的标记物。仅有1项研究报道在益生元干预后肠道菌群未发生显著变化[25]。益生元干预对IBS患者肠道菌群的影响见表2。

表2 研究基本特征及益生元对IBS患者肠道菌群的影响Table 2 Basic characteristics of studies on the effect of prebiotics on gut microbiota in IBS patients

2.4 抗生素对菌群的影响 本研究所纳入5篇抗生素相关文献所使用的抗生素均为利福昔明，3项研究为开放标签（open label）试验，1项为RCT，另外1项为初始进行开放标签试验，在对应答者随访至18周时纳入其中复发的患者再进行RCT。干预时间为10 d或14 d。对菌群的分析均采用了粪便标本，其中1项研究同时采集了直肠黏膜进行菌群检测。16S rRNA扩增子测序是使用最多的检测方法（4/5）。

利福昔明干预对粪便[26-27]及直肠黏膜[28]菌群的结构无明显改变，或仅有一过性改变[27]，菌群的物种丰富度显著降低[29-30]。利福昔明干预后丰度升高的菌属包括粪杆菌属（Faecalibacterium）[26]、嗜胆菌属（Bilophila）、副萨特氏菌属（Parasutterella）[30]、粪芽孢菌属（Coprobacillus）、霍尔德曼菌（Holdemania）、双歧杆菌属、真杆菌属（Eubacterium）[28]，丰度降低的菌属包括多尔菌属（Dorea）、肠杆菌属（Enterobacter）、嗜血杆菌（Haemophilus）、埃希菌属（Escherichia）[28]、弯曲杆菌属（Catabacter）[30]。抗生素干预对IBS患者肠道菌群的影响见表3。

表3 研究基本特征及抗生素对IBS患者肠道菌群的影响Table 3 Basic characteristics of studies on the effect of antibiotics on gut microbiota in IBS patients

2.5 FMT对菌群的影响 本研究所纳入的17项FMT研究中，有4项研究为开放标签试验，其余13项为RCT。RomeⅢ是采用最多的诊断标准，1项研究重点关注了FMT治疗感染后IBS及抗生素所诱发IBS后的菌群变化。在RCT中，通过肠镜进行FMT的研究所使用的安慰剂为患者自体的粪菌，口服胶囊安慰剂为外观与粪菌胶囊一致的胶囊。FMT途径主要包括胃镜、十二指肠管、鼻空肠管、结肠镜及口服胶囊。16S rRNA扩增子测序是采用最多的菌群检测方法。

菌群结构分析表明，接受FMT治疗后，患者的菌群结构趋同于其相应的粪菌供者[31-37]。 有研究对异体移植患者的粪便与黏膜菌群先后使用人肠道芯片及16S扩增子测序方法进行检测，发现移植后菌群结构趋同于供者，并可导致新引入微生物在肠道持续至少6个月的长期定殖[47-48]。FMT治疗后患者的α-多样性升高[34-36]，菌群紊乱指数（Dysbiosis index）降低[38]。FMT后双歧杆菌属[33，39]、另枝菌属（Alistipes）[38-40]、普氏菌属[38，40-43]丰度升高在各项研究中报道较一致。嗜黏蛋白阿克曼菌丰度变化报道不一，在3项研究中FMT后丰度升高[35，40，44]，在 1 项研究中 FMT 后丰度降低[33]。粪杆菌属在1项研究中FMT后丰度升高[41]，在3项研究中 FMT 后丰度降低[35，42-43]。

多项研究还比较了FMT后应答与无应答患者的菌群特征。FMT后，应答者较无应答者丰度升高的菌属包括乳杆菌属、另枝菌属[40]，降低的菌属包括Desulfitispora、巨球型菌属（Megasphaera）/小杆菌属（Dialister）[39]、拟杆菌属[40]。应答者与无应答者在基线时的菌群结构差异显著，前者的菌群物种多样性高于后者[44-45]，拟杆菌门/厚壁菌门比值也高于后者[37]。FMT干预对IBS患者肠道菌群的影响见表4。

表4 研究基本特征及粪菌移植对IBS患者肠道菌群的影响Table 4 Basic characteristics of studies on the effect of fecal microbiota transplantation on gut microbiota in IBS patients

3 讨论

已有研究证实IBS患者存在肠道菌群结构与功能的紊乱[49-50]，因此以肠道菌群为干预靶点的治疗手段获得了越来越多的重视。本文对目前临床实践中常用的益生菌、益生元、抗生素，以及有希望得到推广的FMT方法干预后的肠道菌群变化进行了总结，结果发现以上治疗手段对IBS患者肠道菌群的物种多样性、整体结构、细菌种类均有一定程度的影响，但研究间也存在结论不一致的情况，值得进一步探讨。

3.1 益生菌 在国际益生菌与益生元科学协会（ISAPP）于2014年发布的关于益生菌的共识声明中，将益生菌定义为：当摄入足够数量活的微生物时，会给宿主带来健康益处[51]。在临床实践中所应用的常见益生菌属有乳酸杆菌、双歧杆菌、肠球菌、链球菌、芽孢杆菌等。使用靶向肠道菌群的治疗方法目的是恢复肠道菌群的稳态，补充有益菌、抑制疾病状态下肠道有害菌的过度生长是重要的重建手段。益生菌是使用历史最久的靶向菌群治疗方法，本文所纳入的研究中，传统益生菌乳杆菌是使用最多的益生菌属。IBS患者摄入乳杆菌后可在粪便中检出较高丰度，为其在肠道定殖创造了条件。益生菌在肠道的定殖是其发挥作用的前提。需要注意的是，粪便中高丰度并不能充分说明益生菌在肠道的稳定定殖。近期一项研究表明，传统益生菌在人体肠黏膜的定殖具有明显的个体差异，存在易定殖与抗定殖个体[52]。本文所纳入研究均采用粪便标本进行菌群检测，未来在研究中可同时进行粪便与肠黏膜菌群的检测与对比，以更好地制订益生菌摄入的剂量、疗程等，从而优化治疗。

3.2 益生元 益生元的概念产生于1995年，ISAPP在2016年对其概念进行了更新：能够被宿主体内的菌群选择性利用并转化为有益于宿主健康的物质[53]。更新后的概念已不局限于传统的碳水化合物类果聚糖和半乳聚糖，也包含了可能的非碳水化合物物质，且不局限于食物。因此本文中也纳入了洋车前子纤维、富含β-多糖的芦荟、Salacia提取物等植物来源的益生元。这些研究重点关注了益生元对双歧杆菌的富集作用，使用了包括原位杂交、实时定量PCR、一代测序和二代16S测序等检测方法均发现益生元使用后可升高双歧杆菌的丰度。IRIBARREN等[22]还发现，益生元还可升高结肠黏膜中双歧杆菌的丰度，表明益生元有利于双歧杆菌在肠道的定殖。

3.3 抗生素 利福昔明是在肠道局部发挥作用的非吸收性抗生素，已被美国食品药品监督管理局（FDA）批准应用于IBS的治疗。本文纳入的5项利福昔明研究报道其对菌群结构无显著影响[26-30]，而物种丰富度显著降低，这与其广谱抗菌活性相符。利福昔明可降低临床常见病原菌如肠杆菌科、肠球菌科的丰度，升高益生菌粪杆菌属和双歧杆菌属的丰度。因此，利福昔明可能更适用于合并肠道细菌尤其是病原菌过度生长的患者。

3.4 FMT FMT已被欧洲临床微生物与感染学会指南推荐用于艰难梭菌感染的治疗[54]，在炎症性肠病中的研究也在逐渐增多，而针对IBS的治疗尝试还处于起步阶段。不同于前述三种药物，影响FMT效果的因素较多，主要包括宿主来源、菌液制备、移植途径、移植频次等。本文纳入的研究中移植途径有胃镜、小肠插管、结肠镜以及口服胶囊等，这些手段可能会影响菌群的分析结果。但从各项研究的结论来看，大部分患者接受FMT治疗后菌群结构均趋同于其相应的供者，表明供者的粪菌在患者肠道有了相对稳定的定殖，这是FMT重建患者菌群的前提。FMT可使某些益生菌如双歧杆菌、另枝杆菌、普氏杆菌的丰度升高，这表明某些关键菌在FMT治疗中发挥了重要作用，值得进一步挖掘。

3.5 研究的局限性及改进方向

3.5.1 患者纳入 由于入选研究的时间跨度较大（2009—2021年），IBS的诊断标准几经更新，因此各研究使用的IBS诊断标准不同，此外一部分研究纳入了全部IBS亚型的患者，另一部分则仅纳入单一亚型的患者，不同亚型患者间的基线菌群可能存在显著差异，会造成他们对同一治疗方法的不同应答。未来研究可统一诊断标准，并针对某一IBS亚型设计研究，这样更有助于根据患者的基线情况精准选择靶向菌群的治疗手段。

3.5.2 菌群检测手段 由于研究当时菌群检测技术的发展阶段不同，研究所使用的菌群检测手段各不相同，这会在一定程度上影响患者的纳入及菌群的分析，甚至出现一些相互矛盾的结果。随着近年来高通量测序技术的发展，16S扩增子测序、宏基因组测序手段已广泛应用于临床研究，可将测序数据注释至菌种、菌株水平，今后可统一使用该测序手段，使分析结果更加精准。

3.5.3 随访时间 各项干预措施的随访时间不同。FMT后最长的粪便采样时间为12个月，而益生菌、益生元及利福昔明多于干预结束后立即采样进行菌群测序，仅有1项研究在为期2周的利福昔明干预后继续随访56 d，发现干预后56 d的菌群结构与基线时相似。IBS具有慢性、易复发的特点，因此短时间内补充益生菌可对病情缓解有益，但在停服后可能会出现病情的反复，靶向菌群治疗的疗程、是否需维持治疗、复发时如何根据菌群情况再次选择治疗策略等是需要考虑的问题，值得进一步的探讨。

综上，益生菌、益生元、抗生素、FMT均可通过影响肠道菌群发挥对IBS的治疗作用，富集益生菌、抑制有害菌，重建肠道微生态的平衡，是IBS的重要治疗手段。今后的研究需要采用统一的诊断标准，选择合适的IBS亚型，采用更先进的菌群检测技术，精准把控随访时间等方法，这将有助于选择精准的靶向菌群手段、制订长期的治疗策略。

作者贡献：张晋东进行文章构思与设计、数据整理及论文撰写；郑浩楠、张涛进行文献检索、筛选、数据整理；段丽萍进行结果解释与分析及文章修改，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。