粪菌移植在肠道疾病临床应用的研究进展

1 FMT的应用基础、方法和途径

2010年相关报道称，人类肠道内大约有100万亿微生物，肠道菌群数量约1 000余种，环境、饮食结构以及是否使用抗生素都会影响肠道菌群的结构及数量，而不同肠道菌群状态影响人体代谢、免疫及有害物质的清除能力。健康人肠道不同解剖部位菌群的差别也较大，如十二指肠和空肠段相对无菌，而远端回肠段革兰阴性细菌数量则较多；结肠中细菌数量最多，主要菌种为拟杆菌、真杆菌、双歧杆菌和厌氧的革兰阳性杆菌。肠道部位菌群数量按一定比例相互拮抗与协同呈稳定状态，肠道疾病患者的肠道菌群多是失衡状态，表现为有害菌增多、有益菌减少。而FMT是将处理过的健康人粪便液灌入患者肠道内，重建患者肠道菌群，改善肠道微生态，从而达到治疗肠道疾病或肠道外疾病的目的。

FMT时供体的选择主要有两种,一种是患者孩子、亲戚或朋友的健康粪便，另一种是粪便银行的粪便。供体纳入标准：无消化系统疾病和症状、无传染病、近3个月未使用过抗菌药物、无免疫系统疾病；排除标准：有消化系统手术史、代谢性疾病、自身免疫性疾病等；供体血清学筛查包括：血常规，血生化，巨细胞病毒、肝炎病毒、EB病毒等病毒学检测，幽门螺杆菌等致病微生物检测。

FMT前准备：供体移植前一晚、当天应避免不当饮食，有任何感染的症状及体征需及时汇报，移植前一晚给予渗透性缓泻剂口服。受体移植前3 d应停用抗菌药物；无论何种移植途径，皆需行肠道准备；经上消化道途径者，当天或前天停用质子泵抑制剂；FMT当天使用抑制肠蠕动药物。

FMT输入途径有上消化道途径和下消化道途径。经胃镜、空肠镜、肠镜、瘘管均可，最佳途径与疾病相关的解剖学部位及所患疾病的特点相关。上消化道途径：鼻胃管或鼻空肠管插入后，用注射液抽取20～50 mL粪菌液推注，并用250 mL盐水冲洗；下消化道途径：粪菌混悬液总量约500 mL，用注射器将粪菌液从结肠活检孔道缓慢注入，从回肠末端和盲肠开始，边喷洒边缓慢退镜，直至粪菌液遍布全直结肠。关于粪菌液量，阿姆斯特丹方案建议：200～300 g便溶于500 mL生理盐水中(供体粪便最好为新鲜标本),经搅拌、过滤、悬浮、均浆、离心、再悬浮等步骤后制备出几乎无色无味的粪菌液；2012年关于冷冻粪便样品用于治疗CDI病例称，其与新鲜粪便并无统计学差异。Gough等[1]认为，结肠镜较其他途径对CDI的缓解率最高。针对不同注入途径的疗效观察，近期一项随机对照试验[2]表明经鼻胃管、鼻十二指肠管治愈率76%～79%,而结肠镜91%，故不同输入途径的疗效并无明显差异。而造瘘口更适合于外科手术患者，否则消化道遭破坏，而且更易感染。近期一项研究[3]显示，口服冷冻粪菌胶囊，腹泻缓解率70%，而6例无效者二次服用，有4例缓解，总缓解率90%，进一步验证口服途径的安全性与有效性。

2 FMT在肠道疾病中的应用

2.1 CDI相关性腹泻 CDI主要是由于肠道菌群失调，艰难梭状芽孢杆菌(CD)大量繁殖、产生毒素而致病，患者出现频繁严重的肠痉挛、腹泻及腹痛等症状。复发性CDI是指经抗生素治疗有效，但停药后复发的CDI；难治性CDI指抗生素治疗效果不佳或无效。CDI患病率近年来呈逐渐上升趋势，已成为重要的院内感染性疾病。在美国、加拿大、欧洲等地，甚至出现爆发性流行。以前认为，易患CDI的高危人群主要见于住院患者、高龄及长期接受广谱抗生素治疗者；近期多项研究表明，除了上述风险外，抑酸剂、IBD、免疫抑制状态、管饲、慢性肝病及终末期肾病患者，甚至既往健康未曾住院且无抗生素使用史的人群及儿童和妇女也可患CDI。

传统治疗CDI的一线药物是甲硝唑或万古霉素，可选择的还有非达霉素、利福昔明、替加环素等。但最新的Meta分析表明，在治疗中没有哪种抗生素单独治疗效果更有优势；20%患者在首次抗菌药物治疗后复发，40%在2次使用抗生素治疗后复发，65%～80%在3次使用抗生素治疗后再无疗效[4]。

研究已表明，CDI患者肠道内拟杆菌属、厚壁菌属的数量升高，而变形菌门、放线菌门的数量下降。经FMT移植的细菌可直接与CD竞争，促进结肠内次级胆汁酸代谢的恢复和黏膜免疫系统对肠道屏障的恢复。2003年，Aas等[5]报道经鼻胃管输入粪清液治疗复发性CDI，从1994年起总共纳入18例患者，结果治愈15例、死于非相关性疾病2例、治疗失败1例。2011年，Gough等[1]对用FMT治疗CDI的27篇文献(317例)进行总结，治愈率达95%。2013年，Smits等[3]发表第1篇针对FMT的随机对照临床研究，结果表明FMT治疗CDI的疗效显著优于万古霉素。2013年，华盛顿大学Surawicz教授[6]领衔的合作组将FMT写入治疗CDI临床指南，具有里程碑式的意义。FMT治疗CDI的适应证：①粪便CDI毒素检测阳性；②腹泻次数>3次/d，持续时间达到或超过48 h，亦或48 h内便次>8次；③合理使用抗生素之后仍反复腹泻[7]。大量研究表明，FMT治疗难治复发性CDI的一次性治愈率较高。

2.2 IBD IBD是一种病因尚不明确的慢性、复发性、活动期与缓解期交替的肠道非特异性炎症病变。包括克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)两种。IBD常用治疗方法以内科药物治疗为主，传统药物有氨基水杨酸类、免疫抑制剂、糖皮质激素和生物制剂，部分患者治疗效果不佳并有严重不良反应。研究表明，IBD患者肠道内的厚壁菌与拟杆菌数量下降，而放线菌与变形菌数量升高。有报道称，乳酸杆菌可以通过树突状细胞(DC)介导Treg细胞的分化，使Treg分泌较高水平的白细胞介素(IL)-10，来抑制IL-1、IL-6、IL-12、肿瘤坏死因子(TNF)等促炎因子的释放来保持肠道黏膜完整性，发挥其对IBD的治疗效应。但目前为止，关于FMT治疗IBD的疗效并不如CDI显著。主要因为IBD病理机制更加复杂，包含基因、免疫、微生物，菌群失调与炎症进展的关系尚不明确。Colman 等[8]在一个系统性回顾中共纳入8项研究，结果表明FMT治疗CD的缓解率为60.5%，并认为是安全的，但临床疗效差异很大，需要更多的随机对照实验。Rossen等[9]回顾性发现，4例CD经FMT治疗均无明显缓解。Cui 等[10]对30例难治性CD(哈维-布拉德肖指数≥7)进行FMT治疗，随诊1个月，76.7%的患者症状获得缓解；并指出其减轻难治性CD患者便血与腹痛效果尤为快速，约15个月，患者体质好转。2015年，一项前瞻性的研究[11]发现，9例CD患者，经FMT治疗后缓解7例，其中5例未新增药物情况下持续12周缓解。

1989年，Bennet等[12]在《柳叶刀》报道了1例通过粪清灌肠治愈UC的经验。2015年，1个病案报道了6例严重活动性UC患者经FMT治疗后，达到完全的临床症状、结肠镜检查及组织学治愈[13]。最近，Anderson等[7]开展了一项纳入17篇病例报道共41例IBD患者接受FMT治疗的系统评价，76%的患者可停用IBD 药物且消化系统症状明显好转。迄今，共有3篇系统研究综述了IBD中FMT治疗的进展，研究结果包括8篇病案报道，9篇队列研究，1篇RCT；结果显示，45%的IBD患者经FMT治疗达临床缓解，其中UC缓解率22.0%，CD可达60.5%。FMT适应证为患者在治疗期间必须处于活动期，而不论轻、中、重及年龄均可尝试。FMT治疗IBD后，肠道菌群的多样性增加，种类趋于供者，而一段时间(约3个月)之后，又恢复到治疗前状态。因此，对IBD长期治疗效果不佳者，需多次行FMT治疗，但具体方案、具体疗程、间隔时间有待进一步探讨。

2.3 IBS IBS是一种以腹痛、腹胀、排便习惯及大便性状改变等症状为主要表现的功能性胃肠道疾病。随着社会经济的进步和生活模式的改变，IBS发病率逐年升高，对患者生存质量有很大的影响。患者常常为此频繁就医，浪费大量的医疗资源。目前，临床上对此类患者的治疗主要是使用解痉剂、止泻止痛药、促胃肠动力药等对症处理。研究已发现，不同亚型的IBS，其结肠菌谱存在差异，主要是乳酸杆菌、双歧杆菌减少，大肠杆菌、拟杆菌升高；其中，腹泻型的IBS患者肠道微生物结构与数量变化更明显。肠道菌群失调的主要致病机制包括：①小肠细菌过度增殖，分解乳糖、淀粉等，导致产气过多。②IBS的肠道菌群组成及其代谢产物可诱发肠黏膜炎症反应和免疫反应，从而提高黏膜通透性，削弱黏膜上皮的屏障功能。③影响肠道的神经元结构、神经递质释放及感觉运动和分泌功能。2013年，Pinn等[14]应用FMT治疗13例难治性IBS患者，结果70%的患者症状缓解。2017年，首个用FMT治疗IBS的随机对照临床试验[15]结果发布，共纳入83例中、重度IBS患者，接受FMT治疗3个月后缓解率为65%，显著高于安慰剂组的43%。

2.4 CFC CFC是指病程超过6个月，主要表现为排便次数减少、排便困难、粪便干结，但无明显器质性病变，且不符合IBS诊断标准的慢性肠道疾病。随着社会老龄化现象逐渐加剧，便秘患病率也逐年上升。在我国成人慢性便秘患病率为4%～6%，60岁以上人群患病率高达27%。约10%的功能性便秘(FC)患者即使应用通便药物治疗仍无效，症状持续加重，最终成为顽固性便秘。这严重影响患者的生活质量，经常导致患者依赖或滥用泻药，且老年患者常易诱发心肌梗死、脑血管意外等严重情况。传统治疗便秘的方法有：①聚乙二醇、乳果糖等药物治疗对临床症状有较好的缓解作用，但不能从病因上治疗慢性便秘；②中药辅助治疗：如四磨汤，对气滞和食积证有效；③手术治疗：出口梗阻型便秘可行外科手术治疗。近来相关研究证明，FC患者粪便中大肠埃希菌、需氧菌、真菌等潜在致病菌数量明显增多，而双歧杆菌、厌氧菌、类杆菌等数量显著减少，而大便黏腻的患者更容易出现肠道内真菌的异常。肠道菌群与CFC发生密切相关，主要是因其直接或间接影响胃肠道动力，机制为肠道菌群的代谢产物通过促进5-羟色胺的分泌加快结肠传输速度。CFC患者肠道产短链脂肪酸的细菌减少，不能有效促进5-羟色胺的分泌引起便秘。荷兰阿姆斯特丹学术医疗中心长期随访了45例经肠镜FMT治疗的CFC患者，其中40例患者排便困难、腹胀、腹痛症状明显减轻[16]。刘巧云等[17]对60例顽固性CFC患者分别给予舒泰清(PEG)+FMT治疗和仅给予PEG治疗，结果发现FMT组有效率为83.3%，而仅给予PEG组有效率为53.3%，说明两者均能够改善便秘症状，但应用FMT者效果更显著。但本病研究结果多为主观评价性指标，在一定程度上存在偏倚。随着科学技术的发展，结合不同阶段16 S rRNA和宏基因组技术的肠道菌群分析，将更有助于研究论证肠道菌群与CFC的相关机制。

2.5 肠道肿瘤肠道菌群可通过直接与肿瘤细胞接触，影响肿瘤发展，也可以控制机体免疫系统、调节机体代谢间接影响肿瘤细胞。肠道菌群紊乱时，肠道上皮细胞高表达IL-17C，此分子可抑制肠道上皮细胞的凋亡进而促进肠道肿瘤的发生发展。结直肠癌患者肠道中，脆弱拟杆菌能产生β葡萄糖醛酸酶、精胺氧化酶、活性氧、活性氮和亚硝基等多种有毒代谢产物，诱导DNA损伤，促进结直肠癌变发生；一些厌氧菌如类杆菌属，将胆汁酸转化为次级胆汁酸(脱氧胆酸和石胆酸)，能够引起肠上皮cDNA的损失，激活EGFR、Wnt/β-catenin信号通路，诱导结直肠癌。有益菌具有抗肿瘤作用，机制如下：①激活机体抗肿瘤因子的释放。抑制细胞核脱氢酶的活性，从而抑制初级胆汁酸转化为具有致癌作用的脱氧胆酸和石胆酸。乳酸杆菌能够诱导TNF、IL-12等多种细胞因子的产生，双歧杆菌及其细胞壁肽多糖增加肿瘤细胞IL-6的产生，也能使机体不同部位的吞噬活性增强。②防止基因突变。Reddy等[18]研究发现,长双歧杆菌可以治疗食物诱变剂诱导的雄性小鼠结肠癌。③抑制肿瘤细胞增殖，促进其凋亡。齐占朋等[19]研究发现，双歧杆菌细胞壁肽多糖对体外培养的大肠癌Lovo细胞生长有明显抑制作用。

FMT治疗可以提供较完整的正常肠道菌群，有利于抗癌药物药效的发挥；肠道的共生菌群可以保护肠道上皮，减少肠道受到损伤。尽管，目前FMT用于肿瘤治疗的相关研究报道较少，但通过改善人体失调的菌群来治疗肿瘤，确实是一项相对安全、不良反应小的疗法。

2.6 食物过敏性胃肠病(FAG) FAG又称胃肠道食物过敏，指特定食物抗原引起的可能发作的、免疫介导的食物不良反应。其临床表现包括腹痛、腹泻、腹胀、消化道出血、肛瘘等，若长时间不愈可导致缺铁性贫血、低蛋白血症、水肿等。婴幼儿高发，18岁以下儿童发生食物过敏者超过300万，5岁以下者发病率更高。这是因为年幼儿童胃肠屏障功能发育尚不完善，多数消化酶2岁以后才能成熟，所以其降解抗原的能力不足，导致过敏反应发生；此外，sIgA在小婴儿肠道中含量较少，约4岁可达成人水平，未经消化的食物蛋白通过肠道屏障，导致免疫系统过敏。严重FAG的治疗方法包括回避过敏食物，减少过敏原；酌情应用白三烯受体拮抗剂、抗组胺药物、激素、益生元或益生菌等。目前尚无其他特效治疗，且该病容易复发。Kalliomaki等[20]研究表明，过敏性疾病发生之前，已存在肠道菌群紊乱，肠道菌群紊乱并非继发现象。采用直接快速涂片法检查食物过敏者与健康者大便中肠道菌群，发现食物过敏者粪菌中革兰阳性杆菌比例下降，革兰阴性杆菌、革兰阳性球菌的比例上升，认为肠道菌群变化可能在食物过敏中产生一定作用。目前多数试验表明，婴儿双歧杆菌或鼠李糖乳杆菌(L-GG)等革兰阳性杆菌作用包括：①可诱导Th1、Th3细胞分泌TGF-β、IL-10，诱导口服耐受形成；②调节Th1/Th2失衡；③促进sIgA产生，使增加的肠道通透性逆转，增强胃肠道防御功能，降低食物的变应原性等多种机制发挥抗过敏作用。目前，朱忠生等[21]报道1例2岁FAG患儿常规药物治疗效果欠佳，经结肠镜FMT后症状明显改善，半月后复查肠镜黏膜病变明显好转的，进一步证实了FMT治疗FAG的临床价值。

目前，在西方，FMT已成为美国FDA认可并广泛推及的治疗复发性CDI的方法，已取得第一阶段和第二阶段初期的新药研发标准。在我国，FMT尚未得到广泛应用。但目前除了CDI以外，FMT并无明确适应证。在其他胃肠病方面，目前多是个案或系列病例报道。现在和未来的临床试验将有望评估FMT在各种临床情况下的真正价值，并研究FMT的其他适应证，包括疲劳综合征等与肠道菌群失调或改变相关，利用抗生素、益生菌或其他形式的调节胃肠道菌群治疗有效的疾病。针对不同疾病FMT供者的选择、粪菌液的制备、移植途径及移植流程等方面尚未形成统一的标准，且FMT是否引起继发性疾病尚不明确。虽然尚无显著不良反应的报道，但其安全性仍需更多数据及大量随机对照的高质量临床试验证据，并根据临床具体病例及个体差异制定适用的治疗方案。标准化是FMT发展的方向，是在筛选粪便的合格供者和选择合适的受者的同时，对人性化分离菌群、量化移植细菌、规范移植流程、建立标准化粪菌库等方面进行标准化。用粪人工组合菌群移植来代替FMT，或者根据肠道菌群组成的特点及其代谢产物，研发出效果更佳的“粪菌药丸”都将成为可能。

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