粪菌移植在炎症性肠病中的研究进展

王郑君综述，刘建强，王 雯审校

作者单位：350025福州，福建医科大学福总临床医学院（解放军联勤保障部队第九〇〇医院）消化内科[王郑君（医学硕士）、刘建强、王 雯]

0 引 言

炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）是一种慢性非特异性肠道炎症性疾病，虽然病因尚未完全明确，但与免疫及肠道微生态失调密切相关。IBD包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）和克罗恩病（Crohn's disease，CD），目前治疗药物主要有氨基水杨酸、糖皮质激素、免疫调节剂等，但部分患者出现激素依赖等情况，且尚无更好的治疗手段。粪菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT）是将健康人的粪菌悬浮液灌注到患者的消化道中，通过重建肠道微生态治疗疾病。1958年，Eiseman等［1］率先对严重艰难梭菌感染（clostridium difficile infection，CDI）的患者进行灌肠并迅速治愈，这是首次将FMT治疗肠道感染疾病。1989年有学者以FMT治疗重症UC并取得成功［2］，所以快速恢复肠道微生态给难治性IBD患者带来了希望。由于FMT治疗IBD存在需要多次移植及供体差异等不足，移植后的长期疗效及安全性尚需大样本研究证实。现就FMT在IBD中的应用进展作一综述。

1 FMT治疗IBD的现状

大量研究证实了FMT对UC的疗效，且对轻中度UC可能更为有效［3］。由于目前纳入FMT的患者多为难治性IBD，因而治愈率偏低。Li等［4］报道，FMT治疗UC的临床缓解率为34.1%（15/44）。Costello等［5］在FMT随机对照试验的荟萃分析中，140例UC患者有39例（28%）获得临床缓解。Paramsothy等［6］的多中心、随机对照研究也获得相似的临床缓解率。当然，也有研究结果令人沮丧，Angelberger等［7］对5例中-重度UC患者采用FMT治疗12周后，无一例症状缓解。

FMT用于治疗CD疗效也存在争议，一项荟萃分析显示，CD患者的临床缓解率为60.5%［8］。Cui等［9］的前瞻性研究纳入30例难治性活动期CD患者，通过FMT联合美沙拉嗪治疗后1个月，总体临床缓解率和临床缓解率分别为86.7%和76.7%，但这类文章依然缺乏对患者的数据的完整收集，如疾病活动、疾病的分布和持续时间，或正在进行的治疗，还有客观评分，如克罗恩病活动指数，克罗恩病严重度内镜指数，克罗恩病简易内镜评分等。大多数研究中所测量的参数和汇报的结果都是症状的消退或减轻等，这些参数存在相当大的差异，很难进一步评估。尽管FMT在超过71%的IBD患者中实现了症状的消退或减少，而当使用某种客观评分时，这一比率必然会有所降。

除UC和CD外，有些临床表现不典型或兼有UC和CD部分特征的IBD患者，皆被纳入未确定型结肠炎（indeterminate colitis，IC）范畴。1970年，Kent等［10］首次提出IC的概念，在222例的IBD病患中进行的回顾性研究，将14例“具有和UC及CD重叠特征的和/或不足以作出最终诊断”的病例纳入IC。而后，虽然发现部分患者在随诊中被重新诊断为UC或CD，但仍有部分患者维持IC诊断［11］。目前IC仍然是一类排除诊断，故而在其诊断标准问世之前，无法进行IC前瞻性的药物临床试验，而这类难以被诊断的结肠炎也必然会在临床试验中干扰FMT的治疗反应，导致相关结果差异。

FMT仍存在一定的风险，Baxter等［12］通过Medline和Embase筛选出109项使用FMT治疗的文献，在1555例中不良事件少见，其中多为轻度和自限性。Wang等［13］报道FMT不良事件发生率为28.5%，FMT不良事件与供体选择直接相关，并与移植途径密切相关，经上、下消化道FMT的严重不良事件发生率分别为2.0%和6.1%，其严重不良事件包括死亡、感染、IBD复发等。

2 肠道微生态失衡在UC发病中的机制

肠道菌群对人体的影响从一出生便开始了，人体的肠道菌群最初来自进食和呼吸等途径，逐渐在肠道内定植，并随着宿主的发育而稳定［14］。肠道必须与进入消化道的微生物合作以应对源源不断的外源性病原体的挑战。研究表明，在无菌条件下，动物的肠毛细血管网络和Paneth细胞发育受损，但不发生小肠结肠炎［15］，当其暴露于肠菌时便可发生轻至重度的小肠结肠炎［16］。与此同时，微生物群也可通过侵入病原体等微生物，抑制病原体的定植和过度生长，这种现象被称为“定植抗性”，其主要由人体肠道内稳定而多样化的微生态关联，从而预防及控制肠道的传染性疾病，当肠道菌群时失调，肠道的定植抗力便会随之下降［17］。

IBD患者多有肠道感染病史，因此IBD多因肠道菌群失调诱发，尽管UC和CD患者之间肠道菌群无显著差异［18］，但严重菌群失调导致CDI在IBD患者中更为常见［19］。这表明肠道微生态紊乱是IBD的重要致病因素，IBD患者肠道微生态失调后，促炎微生物的比例增加而抗炎微生物的比例降低，从而加重宿主的缺陷性免疫反应，导致严重肠道炎症［20］。

CDI通常因抗生素对肠道微生态的破坏而诱发，常表现为医院获得性腹泻及抗生素相关性腹泻［21］，经万古霉素治疗清除难辨梭状芽孢杆菌后腹泻症状改善不佳。研究表明，肠道存在参与胆汁酸代谢的相关菌群，初级胆汁酸比例增加与腹泻症状相关，而次级胆汁酸比例增加与便秘相关［22］。参与代谢初级胆汁酸与次级胆汁酸的菌群发生失调时，易发生 CDI［23］，且伴有腹泻，因此 CDI患者粪便样本中均未检测到次级胆汁酸［24］。进一步研究发现，CDI患者经过FMT治疗后，初级胆汁酸与次级胆汁酸的比例恢复正常，腹泻症状亦得以纠正，这可能与FMT重建了参与胆汁酸代谢的相关菌群，从而纠正了胆汁酸代谢异常有关。

除参与调节胆汁酸代谢，肠道微生物可通过酶类来分解纤维素或者半纤维素等多糖，为人体提供能量，还可产生氨基酸和乙酸盐、丙酸盐及丁酸盐等短链脂肪酸［25］，并且短链脂肪酸能够调节组蛋白去乙酰化酶，从而影响哺乳动物结肠上皮细胞的增殖、分化和修复基因的表达［26］，并且短链脂肪酸可通过调节炎性反应参与免疫调节。1998年，Wilson等［27］通过对小鼠的盲肠菌群的研究发现，正常小鼠的微生物群落比艰难梭菌更有效地竞争结肠内容物中发现的单体葡萄糖，N-乙酰葡糖胺和唾液酸。居于稳态的肠道菌群还可竞争艰难梭菌所需的黏附受体，或通过相关酶系的作用将其黏蛋白降解，使艰难梭菌缺失黏蛋白上受体，便不能过量地定植到肠上皮细胞［28］。

由于UC的炎症过程主要由巨噬细胞衍生的细胞因子维持，而肠道微生物产生的丁酸盐可抑制巨噬细胞中NF-κB的活化［29］，还能调节结肠黏膜固有层巨噬细胞的功能，下调脂多糖诱导的炎症因子如NO、IL-6及IL-12的水平［30］，因此丁酸盐被建议用来灌肠治疗结肠炎。此外，肠道菌群在一定程度上可与中枢神经系统进行双向通信，能通过神经内分泌和免疫途径影响脑功能和行为模式［31］。如用于治疗神经性厌食的肠道菌群可能导致肥胖症，反之亦然［32］。在治疗IBD时，是否会因FMT造成患者其他疾患仍需进一步探讨。

3 FMT的相关方法学探索

3.1 供体粪菌的筛选 对供体粪菌进行严格筛选是FMT成功的前提，筛选的目的是尽可能排除相关干扰因素以利于重建肠道菌群。为评价FMT对活动性UC的疗效，Moayyedi等［33］的一项随机对照试验，其供体粪菌的筛选标准参照了美国胃肠病学杂志发表的CDI治疗指南［34］，结果发现采用该筛选标准进行FMT可显著缓解活动性UC的病情。因此，供体粪菌的筛选可参考治疗CDI的FMT指南，但该标准尚需更多的临床研究结果补充完善，在对供体的认识进一步完善前，也有人提出配方菌群的概念，用多种安全的菌群混合来满足不同的疾病或不同的个体，其旨在模拟FMT来达到治疗的目的，是近年来出现的新方向和新技术［35］。

粪菌丰度是影响FMT疗效的重要因素，较高丰度的供体菌群与治疗成功率息息相关。肠道菌群的多样性程度越高，菌种之间就越趋向相互的协同与竞争，而非改变宿主的代谢表型［36］。Severine等［37］探究供体粪菌丰度在FMT治疗IBD中的作用，发现被成功缓解症状患者的粪菌供体均充分富集了受者的菌群丰度，并且在FMT治疗后受者粪菌丰度有升高的趋势。Li等［38］应用宏基因组学对FMT治疗后的患者粪菌进行测序，在治疗3个月后，受体与各自供体的菌群逐渐趋于相似，供体和受体菌株表现出持久共存，这种共存也来自于重复FMT对肠菌的累加效应。

此外，年龄也是供体粪菌筛选时需考量的因素。Anand等［39］评估了不同年龄供体的粪菌对FMT的疗效，发现60岁以上供体的粪菌中放线菌门和双歧杆菌科的相对丰度降低，尽管肠道菌种多样性没有随着年龄的增长而显着改变。由于肠菌参与了许多全身性疾病的发生及进展过程，老年人肠道中不但存在一些疾病相关菌群，其肠菌随着年龄增长抵抗外界影响的能力显著降低，而且促炎症能力逐渐增加，所以年轻志愿者作为粪菌供体更具有优势［31］。

在目前FMT供体筛选中，异体来源仍是主流，其筛选原则是用药史、病史、感染等指标等进行筛查，从而排除可能影响肠道菌群的因素，获得最健康的供体。2015年，在国家消化疾病临床研究中心启动会上，“中华粪菌库-紧急救援计划”宣布启动，并提出对供体筛查的多维标准技术，这进一步保障FMT供体筛查的标准化［35］。

3.2 供体粪菌的存储 FMT宜选用新鲜粪菌还是冻存粪菌，指南并未给出明确答案。Lee等［40］比较了冷冻后解冻的粪菌与新鲜粪菌对CDI患者的疗效，发现使用冷冻粪菌治疗后腹泻缓解率不低于新鲜粪便组，可见选择冷冻存储对临床应用更为便利。而且，冷冻存储粪菌可支持粪菌库的建立，便于冷冻后长途运输，理论上可降低FMT的成本、促进FMT的广泛开展和普及。

3.3 FMT的实施途径 传统FMT途径包括：口服粪菌胶囊，通过胃镜于十二指肠输注，或通过鼻十二指肠管、鼻空肠管、结肠镜输注，以及灌肠等。目前口服粪菌胶囊在工艺上尚不完善［41］，因此多采用输注法。Li等［4］对FMT治疗胃肠功能障碍的研究表明，经鼻胃管与经结肠镜途径FMT，两组间疗效无显着差异。Cammarota等［42］通过输注法进行FMT治疗CDI相关性腹泻，87%的CDI患者伴有腹泻，FMT后腹泻缓解率与粪菌输注具体部位有关，于胃内、十二指肠及空肠、远端结肠输注后腹泻缓解率分别为81%、86%、84%，在盲肠及升结肠进行FMT的腹泻缓解率可高达93%。虽然该研究中各组间的腹泻缓解率无统计学差异，但提示回盲部FMT可能更有效。

尽管多数研究认为鼻饲管给药不如结肠镜输注有效，但对于不能耐受内窥镜的患者依然可选用鼻饲管，通过鼻十二指肠管行FMT较鼻胃管更有效，因为菌群在前一种途径下不受胃酸影响。当然，有报道多例患者在使用鼻空肠管FMT时发生了呕吐，导致吸入性肺炎，因此对于尚可耐受内窥镜治疗的患者，不宜使用鼻饲管，以避免吸入性肺炎的发生［37］。

2016年的一份调查发现，有76.6%的受试者偏向于选择经下消化道途径，主要原因是经下消化道途径在心理上更易被接受，并且被认为风险更低［43］。经下消化道途径，如传统灌肠行FMT，虽易于实施且成本较低，但仅能覆盖直肠和乙状结肠，不适合症状较重的患者。结肠镜可到达并直视病灶，将粪菌液直接输注到病变严重的部位，但频繁的内窥镜操作增加了肠穿孔的风险。因此，如何实现经下消化道途径多次FMT又不引起患者不适，是急需解决的问题。

除经口的上消化道途径和经肛的下消化道途径，Ni等［44］建立了经皮内镜下盲肠造口置管术途径，该技术是在经皮内镜下胃造口置管术的基础上发展而来的，缩短了FMT路径并可重复FMT。为更好地解决这一问题，Zhang等［41］发明了经内镜肠道植管术，在内窥镜引导下将经皮导管用钛夹固定在盲肠行FMT，对于需要重复FMT和联合结肠给药的患者，这是一种方便而经济的方法。

4 FMT治疗IBD的联合方案的探讨

FMT的疗效受多种因素影响，在免疫受损状态且伴广泛和深层黏膜溃疡的IBD患者，发生不良事件的概率更高，因此在治疗重症IBD时，单纯FMT是不够的。2013年FMT工作组编写的指南中，提议FMT时可用洛哌丁胺减少患者排便［34］，Cui等［45］提出的“加强FMT策略”的整体整合疗法在一定程度上继承了这种思维。因此，临床上可药物辅助FMT来增强治疗效果并降低并发症的发生。Wei等［46］对活动性UC患者FMT联合果胶治疗研究表明，尽管果胶不增加菌群落的多样性，但可延缓菌群多样性的衰减，从而增强FMT的疗效。其机制可能为果胶是一种可溶性膳食纤维，经肠道菌群酵解后可产生短链脂肪酸，从而达到辅助治疗UC的目的。研究还证明，短链脂肪酸确实能增强FMT对UC患者的疗效，但其机制还需进一步阐明。

因此，虽然FMT可快速补充肠道菌群，如何采用联合方案让移植的肠菌定植、维持菌群的多样性、延长维持时间，从而有效地重建稳定的肠道微生态，尚需进一步研究。

5 结 语

肠道菌群在IBD的发生、发展中起重要作用，菌群紊乱参与了IBD发病并引发持续炎性反应，而且是引发癌变的重要始动和持续因素。与传统药物治疗相比，FMT作为一种全新的治疗方式被证实对难治性CDI的疗效显著，对UC及CD虽有一定的效果，可仍未达到临床推广的地步，很大程度上也是因为现今对粪菌供体的筛选及安全性、移植流程、粪菌长期定植等方面还在探索阶段，未形成一套规范的体系，但随着基于宏基因组学策略的肠道微生态群落结构和功能研究的不断深入，以及大量FMT前瞻性临床研究的开展，FMT相关循证医学证据将很快得以完善，对于肠道微生态相关疾病的治疗必将跨入一个新的时代。