粪菌移植体系与炎症性肠病的研究进展

王宏刚 何兴祥 王 寒 杨晓钟*

南京医科大学附属淮安第一医院消化科1(223300) 广东药科大学附属第一医院消化科2

粪菌移植(fecal microbiota transplantation, FMT)是指将健康人粪便中的功能菌群移植至患者肠道内，重建新的肠道菌群，实现肠道和肠外疾病的治疗[1]，特别是对于难辨梭菌感染的治疗，FMT已成为美国医学指南推荐的重要治疗手段[2]。尽管我国传统中医学和近现代老一辈医学家亦利用粪便治疗疾病，但此疗法在当今医学中的应用因美学冲突等因素受到诸多限制。因此，将FMT标准化成为亟需解决的时代需求[3-4]。目前，FMT的体系化发展正在逐步形成[5]，但FMT治疗难辨梭菌感染并非FMT面临的难点[6]，FMT治疗炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)才是FMT研究者和临床医师面临的巨大挑战。本文就FMT体系与IBD的研究进展作一综述。

一、FMT体系

FMT体系不是一种单纯的菌群移植技术，而是囊括严格的供体筛选、优化的粪菌制备方法、科学的菌群移植途径等多种理念和方法学在内的一种新兴的治疗技术体系，已用于中华粪菌库面向全国提供FMT治疗难治性肠道感染的异地救援[5,7]。由于供体的差异、方法学的不同以及肠道菌群的多样性，FMT体系难以达到完全意义上的标准化。当前目标是尽量减少FMT方法学的差异，以规范的理念和方法学推动国内外FMT的临床研究和应用。

1. 供体筛选：FMT的粪便供体需严格筛选。①年龄要求：有相对范围要求。人成长过程中，肠道菌群一直与人体共生。从胎儿分娩至断奶后，肠道菌群亦在体内不断发育至逐渐稳定；7～12岁阶段肠道菌群的多样性和功能逐渐趋于稳定且类似于成年人，直至老年阶段均有较为丰富的菌群多样性[8-10]。虽然尚未明确限定粪便供体的年龄，但优先推荐青少年人群作为供体，此年龄段人群精力旺盛、运动较多、饮食规律，有稳定的多样性的肠道菌群，是优质供体。②健康状态要求：总体体现在“年龄、生理、病理、心理、诚信、时间、环境、受者状态”八个维度[5]。不同研究中心的标准不尽一致，大致概括为以下标准：无疫区接触史；无任何已知传染病、肥胖、糖尿病、IBD、肠易激综合征、慢性腹泻、便秘、结肠息肉、免疫性疾病、代谢综合征、过敏性疾病、慢性疲劳综合征、手术史、恶性肿瘤以及其他可能与肠道菌群紊乱相关的疾病；近3个月无急性腹泻、便血、便秘、腹痛、发热、咳嗽、咳痰、流涕、咽痛等肠道症状和感染迹象；近3个月未服用抗菌药物、泻药、减肥药、免疫抑制剂、化疗药物以及其他可能改变肠道菌群组成的药物；实验室检查需至少包括血常规、粪常规、粪隐血、病毒学(乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、艾滋病毒、梅毒螺旋体等)、细菌学(幽门螺杆菌等)，有条件的单位推荐完成甲烷氢呼气试验[11-12]。③与FMT受体的关系：无明确要求。粪菌供体与受体是否有亲属血缘关系不是供体筛选的条件之一。亲属关系，尤其是有血缘关系的近亲属，有类似的遗传背景、饮食和生活习惯，肠道菌群亦有相似性[13]。一般优先推荐非亲属作为供体。

2. 粪菌制备方法：从1 700多年前古书记载“饮粪汁一升即活”的“黄龙汤”到利用自动化设备分离制备菌群，粪菌制备方法亦在不断发展。实验室制备方法可分为三类：粗滤法、粗滤加离心富集法、微滤加离心富集法[5]。2014年张发明等发明了世界上第一套自动化粪菌分离系统(GenFMTer，南京法迈特科技发展有限公司)[14-15]。得益于自动化粪菌分离设备的研发，全国多家医院已开展FMT的临床应用。据不完全统计，截至2018年12月我国已完成超过5 000例FMT，尤其是在FMT治疗以IBD为代表的难治性疾病方面，报道了目前最大样本的临床研究结果[12,14-19]。

手工制备粪菌的步骤包括混匀、搅拌、过滤、离心、重悬等，在此过程中，工作人员需忍受数小时的视觉和嗅觉痛苦。GenFMTer的操作过程在一次性密闭管路耗材中完成，不仅让粪菌制备过程变得“美观”，更可缩短操作时间，实现了“FMT 1 h方案”，即从粪便离开供体到输入至患者体内或冻存在1 h内完成[14-15]。新近研究[16]显示，基于GenFMTer的实验室方案，在不降低疗效的前提下，显著FMT相关不良事件发生率由21.7%下降至8.7%。

2016年中华粪菌库紧急救援计划(www.fmtbank.org)建立，作为一项非营利性医疗技术服务，该计划以“公益、规范、应急、共享”为原则，为全国各地经常规治疗无法控制且不宜转诊的严重肠道感染患者提供紧急救援[20-21]。中国大部分医院尚不具备诊断难辨梭菌感染的条件，因此目前不适合将FMT限定为只用于明确诊断为难辨梭菌感染的难治性感染病例[7]。

尽管GenFMTer已尽量避免了因耗时长、厌氧等因素导致的微生物组成破坏，低温冻存和制备粪菌干粉的过程仍会因时间长、暴露于空气等原因导致部分功能菌群功能丧失。研究[22-23]证实冻存或冻干可能并不影响FMT治疗难辨梭菌感染，但FMT治疗其他难治性免疫系统疾病，如IBD，推荐使用新鲜状态的粪菌以保障疗效[5,12]。

3. FMT途径：FMT途径可分为上消化道途径(如口服粪菌胶囊[24-25]、鼻胃管[26]，除粪菌胶囊外，一般不推荐上消化道途径FMT)、中消化道途径[经胃镜注入至十二指肠乳头以下、中消化道经内镜肠道植管术(TET)[27]、鼻空肠管[28-29]]、下消化道途径(经结肠镜注入全结肠、结肠TET[30]、经肛灌肠)。上述途径各有其优缺点，然而对于需重复行FMT治疗的患者，须具备有效的可重复途径。临床实践中需解决多次FMT重复治疗的难题。因此，张发明等设计了TET，并用于溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)等疾病的治疗[17，30]。在临床实践中，对于UC患者，可植入结肠TET管多次行FMT，该留置管道亦可满足全结肠给予美沙拉嗪、中药等药物；而对于行结肠镜操作有风险，或结肠病变不需局部治疗，或需肠内营养的患者，如小肠克罗恩病(Crohn’s disease， CD)，则推荐经中消化道途径行FMT。如计划短期内多次行FMT，建议置入结肠TET管、中消化道TET或鼻空肠管。对于不能耐受内镜操作者，可行床旁徒手、X线辅助下或床旁电磁引导的鼻空肠管置入[31]；对于拒绝或不适合经中消化道途径者，则只能考虑结肠TET途径，管道的固定部位最远可选定在降结肠。总之，需针对不同患者个体化选择其最合适的输入途径。

二、FMT治疗IBD

1. FMT治疗UC：近年来，多项研究报道FMT治疗UC，但临床疗效仍存在争议。2015年《Gastroenterology》杂志分别发表了两篇FMT治疗UC的临床随机对照试验，两项研究结果却截然不同。一项研究[32]认为FMT能使UC患者临床获益，其临床缓解率达24%，高于安慰剂组5%的缓解率。另一项研究[29]则认为FMT无法有效诱导临床缓解。究其原因，可能与FMT方法学的差异(包括供体筛选、实验室粪菌制备、粪菌输入途径)有关[33]。最近一项meta分析纳入18项研究，评估FMT治疗446例UC的临床疗效，结果显示与安慰剂组相比，FMT显著降低UC患者的Mayo评分；数据分析还表明，经结肠镜途径的FMT和非亲属供体略有优势[34]。一项来自澳大利亚的多中心双盲随机安慰剂对照试验显示，多供体来源(3～7名随机供体)的FMT(每周5 d，共8周)可诱导27%的活动期UC患者达到临床缓解，优于安慰剂组8%的缓解率[35]。

对于治疗难治性UC，FMT居于不可或缺的地位。有学者提出采用FMT 升阶治疗方案治疗激素依赖型 UC[5,19-20]。FMT升阶治疗方案是分阶段实施FMT，达到提高疗效的目的。第一步是单次FMT，若疗效不佳，考虑第二步，即连续≥2次FMT，第三步是在单次或连续多次FMT失败的基础上采取FMT结合常规治疗。57.1%的激素依赖型UC患者通过此治疗策略可获得临床改善，并脱离激素依赖状态，最长有效维持时间达18个月[19]。此种治疗策略系基于临床实践提出，是一种整合医学治疗概念。后续日本Shimizu等[36]报道了1例高剂量激素依赖的儿童UC患者，使用英夫利西单抗治疗失败后，通过多次FMT治疗成功诱导临床缓解并达到低剂量激素控制病情的状态。2017年一项小样本前瞻性非对照研究[37]表明FMT是难治性UC患者可选的挽救治疗方法。该研究纳入30例经抗炎和免疫抑制治疗失败的UC患者，在FMT前4周停用美沙拉嗪以外的所有药物，于结肠镜下注入新鲜粪菌混悬液完成FMT治疗。FMT后观察12周，患者的临床反应率为70%，临床和内镜缓解率为43.3%。笔者所属研究团队近期报道了1例对美沙拉嗪过敏的难治性UC患者经2次FMT治疗后达到临床缓解[38]。

2. FMT治疗CD：FMT治疗CD的研究报道逐渐增多。Cui等[12]报道了30例经中消化道单次FMT治疗难治性CD的临床观察性研究，1个月有效率和缓解率分别达86.7%和76.7%，最长有效维持时间达4年。Suskind等[39]经鼻空肠管对9例CD患者进行多次FMT，治疗后2周临床缓解率达77.8%，5例患者在治疗后12周无需额外药物治疗。近期一项meta分析结果显示，FMT治疗CD的临床缓解率可达50.5%[40]。

He等[15]报道了序贯多次新鲜FMT有效诱导并维持CD合并腹部炎性包块患者的临床缓解。在首次FMT后第3个月，分别有68.0%和52.0%的患者达到临床改善和临床缓解。治疗后6个月、12个月、18个月仍维持临床缓解患者的比例分别为48.0%、32.0%和22.7%。在随访期内，9.5%的患者达到影像学缓解，71.4%的患者达到影像学改善。该研究认为多次FMT对CD有治疗作用。Li等[18]的研究表明，活动期CD患者首次FMT的临床反应可维持时间中位数是125 d，建议CD患者在首次FMT后3个月行第二次FMT治疗。

目前，FMT对CD的治疗作用仍存争议，可能与各个研究中心纳入治疗对象的标准不同、FMT方法学的差异、评价标准不一致等有关。需要在相对标准化的FMT方法学基础上开展更大样本的随机对照研究，为评价FMT治疗CD的临床价值提供有力证据。

3. FMT治疗策略：FMT治疗策略是FMT体系的临床体现。治疗策略的合理选择将使FMT临床获益最大化。FMT升阶治疗策略由逐步递进的三步组成：第一步是指单次FMT，主要涉及单次FMT治疗难辨梭菌感染；第二步是指多次FMT，主要涉及多次FMT治疗IBD和部分难治性难辨梭菌感染；第三步是指在第一步和(或)第二步无效时，在FMT基础上联合常规药物(如抗菌药物、激素、环孢素、肿瘤坏死因子-α抗体、全肠内营养等)，通常涉及难治性感染、难治性IBD等免疫相关疾病。每一步的疗效都可能在下一阶梯中得以提高。第三步继续使用常规药物治疗是因为肠道菌群重建改变了宿主的免疫状态、肠道屏障功能以及对常规治疗药物的敏感性。

4. FMT治疗IBD的短期和长期安全性证据：Ding等[17]对FMT治疗UC的大样本长期随访数据进行分析，109例UC患者共接受247次FMT治疗，FMT术后1个月和3个月的临床反应率分别为74.3%和51.4%，FMT相关不良事件发生率为17.4%，一般不需药物治疗即可自行好转。1例患者在FMT治疗1个月后出现重症肌无力症状，虽被定义为严重不良事件，但不能确定其是否与FMT相关。与不良事件发生相关的一个重要因素是粪菌制备的方法学。研究者从2014年4月开始在GMP实验室使用GenFMTer系统制备粪菌，使用GenFMTer所分离粪菌的UC患者不良事件发生率低于手工制备粪菌组(14.4%对38.7%)，但两组临床疗效无明显差异，不良事件可能是由于手工制备的粪菌混悬液中含有更多致热原。该研究亦发现经中消化道FMT患者的不良事件发生率显著高于经结肠TET者(23.3%对6%)。严重腹泻UC患者一般选择经中消化道行FMT，以避免移植入肠道的粪菌难以保留于结肠。Wang等[16]报道了目前最大样本量的FMT治疗CD的安全性研究。对139例CD患者实施共184次经中消化道FMT治疗，1个月内不良事件发生率为13.6%，包括排便次数增加、发热、腹痛、肛门排气增多、便血、呕吐、腹胀和带状疱疹。最长随访时间已超过4年，无严重不良事件发生。研究结果提示粪菌制备方法与不良事件发生率有关。人工制备粪菌组不良事件发生率为21.7%，而GenFMTer自动分离纯化制备粪菌组为8.7%。FMT术后1个月临床缓解率为56.8%，临床反应率为 71.2%，粪菌制备方法与临床疗效无关。

上述两项研究结果均支持将FMT后1个月作为划分FMT短期与长期不良事件的分界点。FMT在UC患者中的不良事件发生率为17.4%，略高于CD(13.6%)，主要为发热和排便次数增加，呈自限性。长期随访仅有1例严重不良事件，经药物治疗后好转，无死亡病例。粪菌制备方法是影响FMT不良事件发生率的重要因素，而GenFMTer系统纯化粪菌在不减弱疗效的前提下，可显著降低不良事件发生率。相关meta分析显示，FMT治疗UC的不良事件发生率达78%，主要以自限性胃肠不适为主，且不良事件在FMT组和安慰剂组的发生率均较高，提示FMT本身相对安全，主要问题可能在于FMT体系的方法学不同[40]。所以，张发明等[41]指出，虽然国内外研究均认为FMT治疗IBD的总体安全性较高，但不能忽略未被报道的不良事件。目前，美国胃肠病学会FMT注册项目[42]和中国菌群移植平台[5]均已开展针对菌群移植人群的10年登记随访研究，其重点是评估FMT的长期安全性。相信5～10年后，有关FMT的安全性将更加明确。

三、结语

FMT作为一项新兴的治疗技术体系，主要涉及严格的供体筛选、优化的粪菌制备方法、恰当的菌群移植途径等。本文在解读FMT体系的基础上，综述了近年来FMT治疗IBD的最新临床研究。因为目前尚缺乏足够的随机对照试验研究证据，FMT暂时未被纳入IBD治疗指南，但这并不意味着否认FMT治疗IBD的客观价值。相信随着规范的FMT技术体系的推广应用，更多IBD患者将从FMT中获益。