粪菌移植在临床中的应用进展

徐国峰

（赣南医学院第一附属医院消化内科，江西 赣州 341000）

人类胃肠道中有大量细菌定植，不同个体的肠道微生物组成有所不同，且易受环境因素的影响，如饮食、益生菌、病毒、药物、抗生素等［1-2］。这些细菌具有助消化、提供营养、促进结肠上皮细胞成熟和保护免疫的功能［3］。相关研究表明，多种疾病与肠道微生物组成改变有关，如感染性肠胃炎、糖尿病、艰难梭菌感染、肥胖以及某些行为疾病［4］。因此，近几年微生态学的概念被频繁提出，多种药物与治疗策略被用于治疗菌群失调，但目前仅有粪便菌群移植（Fecal microbiota transplantation，FMT）取得了较为有效且稳定的治疗效果。FMT 是一种将健康者的粪便进行处理，分离出功能菌群和天然抗菌物质，经胃肠途径移植到患者体内，重建患者肠道菌群平衡，以治疗由肠道菌群失衡引起的相关疾病的治疗方法［5-6］。多项研究证实，FMT 对于治疗难治性艰难梭菌感染（Clostridium difficile infection，CDI）及炎症性肠病（Inflammatory bowel disease，IBD）具有理想疗效［7-8］，此外，FMT 也逐渐被用于其他疾病的治疗。FRETHEIM H 等［9］提出FMT可用于治疗系统性硬化，MAROTZ C A 等［10］提出FMT 对肥胖症与代谢综合征的靶向治疗方案，KANG D W等［11］则证实了FMT 可以一定程度上改善自闭症患者的肠道症状与行为习惯，且具有长期有效性。

1 粪菌移植概述

FMT 最早出现在东晋时期，著名医药学家葛洪所著述的《肘后备急方》中就有使用“黄汤”（粪液）治疗患者严重腹泻与食物中毒的相关记录［12］。2012 年，美国成立了非营利性粪菌库（OpenBiome）［13］；同年，南京医科大学第二附属医院也建立了粪菌库，但仅用于院内患者治疗；2015 年，“中华粪菌库-紧急救援计划”由南京医科大学第二附属医院消化医学中心联合第四军医大学西京消化病医院发起，建立了国内首个非营利性中华粪菌库（fmtBank）［14］。虽然FMT 已被普遍应用于治疗艰难梭菌感染，但由于各方面原因，中华粪菌库在实际应用中并未发挥其应有的作用，一方面是由于部分医师不相信FMT 的临床价值，另一方面则是因为部分患者拒绝使用FMT，导致治疗无法开展。相信随着FMT 研究的不断深入，应用范围不断扩大，有望在临床上投入大范围应用。

2 粪菌移植的临床应用方法

2.1 粪便供体的选择 粪便供体的来源可分为自体来源与异体来源，自体来源是指患者疾病发生前制备并超低温保存的粪菌样本，用于治疗自身，这种方法取得的粪菌样本只能给患者本身使用，不可转用于他人。目前，异体来源是粪便供体的主要来源，相比自体来源，异体来源能实现一对多治疗，便于获取，并且相对自体具有更好的疗效［15-16］。我国异体来源的筛选方法主要是“排除法”，即对供体的用药史、疾病史、感染史与常见的病原体进行检测，一旦发现有对肠道菌群的不良因素，就立即给予排除。张发明［17］结合多年临床经验与研究基础，提出供体多维标准，通过表格式问卷与体检清单，并结合面试来筛查供体，主要包括年龄、生理、病理、心理、诚信、时间、环境及受者状态8个方面［18-19］。（1）年龄：6～24 岁最佳；（2）生理：饮食结构、睡眠状态、机体锻炼等需达到健康正常水平，此外，应尤其注重是否有规律的排便习惯；（3）病理：3 个月内有抗生素用药史的需排除，一年内有过敏、免疫性疾病、非创伤性感染的需排除，家族有遗传倾向疾病的需排除，此外，关于使用患者亲属作为供体对疗效具有更加正面或者负面影响，依旧存在争议，临床上应谨慎，如果受者的疾病是由于遗传因素引起的，不可使用亲属供体提供的粪菌［20］；（4）心理：一旦发现有心理异常或行为异常者，需排除；（5）诚信：供体选择主要依靠问卷调查，诚信者才能提供可靠的信息，因此诚信可疑者，需排除；（6）时间：在确认供体健康的前提下，应获取新鲜粪菌进行治疗［21］，但若是以冻存粪菌进行治疗，则应选择冻存1～3 月的粪菌为佳，这是因为供体若在这段时间内出现疾病，则该粪菌可以及时被排除；（7）环境：在农村生活的健康供体提供的粪菌优于在城市生活的供体，此外，于极端环境（如高原、高温、高寒、高湿、高污、高碱、高盐）中长期生活的人，也不适合成为供体；（8）受者状态：每个受者的病理状态是不一样的，临床上应根据受者的实际情况进行供体选择，遵循年龄范围相匹配原则（相同年龄段的受者选择相同年龄段的供体）和有限条件下疗效最大化原则。

2.2 粪便的制备与保存 粪便制备对于FMT 的治疗开展至关重要，传统的粪便制备由人工操作，可分为粗滤法、粗滤加离心富集法和微滤加离心富集法3 种［22-23］，人工操作耗时大约在6 h［24］。相关报道表明，某些粪便制备的方法因为暴露于空气中的时间较长，容易破坏部分活菌成分，降低粪便的适用性［25-26］。因此，为了提高粪便制备工艺，增加其治疗效用，GenFMTer智能系统成为目前较为推崇的粪便制备方法。其核心原理是微滤加离心富集法，经过多级过滤，直至微滤，并反复离心、洗涤，可以去除粪便中的大颗粒固体物、虫卵以及其他可溶性物质。相比人工方法，GenFMTer 智能系统可在1 h 内完成粪菌分离，极大促进了实验室制备流程标准化，同时避免了技术人员与粪菌样本的直接接触。多项研究表明，GenFMTer 智能系统便于操作，极大程度地提高了FMT 治疗炎症性肠炎的临床疗效［18-19，27-28］。此外，TANG G 等［29］研究表明，新鲜粪菌和冻存粪菌的临床疗效相近，没有统计学差异；LEE C H等［30］在采用FMT 来治疗复发性或难治性艰难梭菌感染的研究中认为，与新鲜粪菌相比，使用冻存粪菌不会增加腹泻率与降低临床治疗效果。因此，临床上使用冻存粪菌更具优势。粪菌短期保存应在（4±2）℃下进行，避免反复冻融；长期保存则应添加10%甘油作为保护剂，冻存于-80 ℃超低温冰箱。

2.3 粪菌输入方式 目前，FMT 给药方式按消化道位置不同可分为上消化道途径和下消化道途径。口服胶囊、上鼻胃管、上消化道内镜都属于上消化道途径，其中口服胶囊具有创伤小、患者接受能力强的优点，并且可以进一步去除粪菌样本中的杂质［31］，缺点在于费用较为昂贵，患者经济负担大［6，32］；上鼻胃管能够使粪菌在消化道中充分暴露，增加粪菌存活率，但存在误吸可能性［29］；上消化道内镜相关的报道较少，主要为内镜下辅助置入鼻胃管或者鼻肠管。值得注意的是，若是患者存在梗阻，粪菌无法到达结肠部位，便会极大影响FMT 的治疗效果，此外，上消化道途径在插管时易出现不适感、呼吸风险以及无法评估结肠黏膜或收集黏膜组织样本等问题。

下消化道途径主要为下消化道内镜（主要为结肠镜）和保留灌肠。下消化道途径的缺点在于操作难度较大，有导致肠穿孔的风险［33］。其中保留灌肠不需要专业仪器，不需要对患者进行镇静，降低了操作成本，也是较为安全的一种给药途径［34-35］，但ALLEGRETTI J R 等［36］研究表明，保留灌肠治疗艰难梭菌感染的有效率是多种给药途径中最低的。目前，结肠镜是FMT 治疗中最为常用的给药方法。PENG Z 等［37］提出的经内镜肠道植管（Transendoscopic enteral tubing，TET）技术是一种利用内镜辅助，将导管固定在患者结肠内，通过肛门将导管远端固定在臀部，使导管停留时长达到12 d 左右的一种新技术，提高了结肠镜粪菌输入的安全性、治疗率和患者满意度。对于哪种给药方式效果更好，目前依旧存在争论，KHAN M Y 等［38］对FMT 不同给药方式治疗难治性梭状芽孢杆菌复发性感染（Recurrent Clostridium difficile infection，rCDI）疗效进行对比分析，结果表明，上消化道途径和下消化道途径治疗有效率无差异；KAO D 等［39］研究证明，口服胶囊与结肠镜给药对预防rCDI具有相同的效果；某项回顾性分析则认为，下消化道途径比上消化道途径具有更高的治愈率［40］。事实上，针对不同患者选择最合适的治疗方案，才是选择不同给药途径的最重要依据。

2.4 患者准备 患者在接受FMT 治疗前1～4 d 应禁止使用抗生素，并按内窥镜手术要求做好准备，术前8～12 h 禁食［24，41］。此外，为了增加粪菌在肠道中的停留时间（至少4 h），可以在术前1 h 服用洛哌丁胺，以抑制肠道平滑肌收缩，减少肠道蠕动［42-43］。

3 FMT临床应用方向

3.1 肠道疾病方向 FMT 对于各类肠道疾病的治疗方案是目前最为成熟的，尤其是被运用于治疗复发3 次以上的rCDI。相关研究表明，单剂量FMT 对rCDI 治疗率可达80%，重复剂量FMT 则高达90%［44-45］。IBD 是一种肠道慢性复发性炎症，主要包括溃疡性结肠炎（Ulcerative colitis，UC）和克罗恩病（Crohn's disease，CD），目前对FMT 治疗IBD 的研究没有CDI 成熟，且各个研究报道的结果有较大差异［46-47］，CUI B 等［48］对此认为，影响IBD 疗效的不是FMT 本身，而是目前的给药方法还存在不足。FANG H 等［49］针对IBD 的Meta 分析显示，FMT 的不良反应具有自限性，患者一般在2～3 d 内可自行缓解，具有较高的安全性。不论是从理论上，还是从临床实践上，FMT 都是最有希望取代应用激素和免疫抑制剂治疗IBD 的方法。放射性肠炎（Radiation enteritis，RE）是恶性肿瘤放疗后常见的并发症，严重降低患者生存质量，刘亭等［50］报道了首例亲属供体FMT 缓解放射性肠炎的病例，取得了良好疗效。肠易激综合征（Irritable bowel syndrome，IBS）是一种常见的慢性功能性肠道疾病，其发病机制尚未完全明确，多数学者认为可能与肠道菌群失调密切相关［51-52］。JOHNSEN P H 等［53］对83 例IBS 患者进行FMT 治疗分析表明，FMT 可以有效缓解病症，具有深入研究的价值。在治疗慢传输型便秘患者的方案中，有研究证实FMT 对大部分患者可以起到临床治愈或者缓解效果，但部分患者半年后会出现疗效丧失［54］，ZHANG X 等［55］在前者的基础上联合了可溶性膳食纤维，随访1 年结果表明疗效持续性得到延长。

3.2 代谢疾病方向 代谢综合征（Metabolic syndrome，MS）是一种代谢紊乱症候群，主要体现在机体内蛋白质、脂肪、碳水化合物等出现代谢紊乱的状态，临床上表现为腹部肥胖或超重、高血压、胰岛素抵抗、血脂异常等，与2型糖尿病和心脑血管疾病密切相关［10，56］。相关研究表明，肠道微生物可以影响人体营养平衡状态，正常的菌群可以降低人体不正常的饥饿感，从而维持体重稳定［57］。因此，面对生活方式干预与控压降糖调脂等方法对MS 的治疗效果的局限性，人们将目光转向了肠道菌群方向。ALLEGRETTI J R 等［58］对22 例MS 患者进行FMT 治疗分析，结果表明，对比安慰剂组，FMT 组的患者第12周的葡萄糖水平和第6周的胰岛素水平均显著性下降，提示FMT 可能在预防肥胖患者代谢综合征的发生方面具有潜在疗效。

3.3 肝脏疾病方向 相关研究表明，众多肝脏疾病，如病毒性肝炎、非酒精性肝病、酒精性肝病及肝硬化等的病理变化过程均与肠道菌群有关［59］。目前，肝移植是公认的治疗终末期肝病的最有效方法，但肝移植术后仍可能存在相关并发症、免疫抑制等不良反应，因此亟须寻求肝转移的替代疗法。KANG Y 等［60］提出，肠道菌群改变是肝病的常见并发症，某些肠道共生细菌可能在乙型病毒性肝炎（HBV）诱导的慢性肝病的发展中起到致病或保护作用，因此，肠道微生物群可能是预防或治疗HBV诱导的慢性肝病的有效靶点，FMT 有望成为治疗HBV 相关疾病的有效方法。BAJAJ J S 等［61］从临床上证实，在晚期肝硬化患者中，相比抗生素疗法，FMT 在保证疗效的前提下，能够进一步减少对患者本身的微生物多样性破坏和功能破坏。非酒精性脂肪性肝病（Non-alcoholic fatty liver idsease，NAFLD）本质上是一种临床常见的代谢综合征，包括非酒精性脂肪性肝炎（Non-alcoholic steatohepatitis，NASH）、单纯性肝脂肪变（Simple fatty liver，SFL）及相关肝硬化和肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）。相关研究表明，肠道微生物与代谢进展有关，而FMT 可以诱导肠道微生物群改变，从而达到治疗NAFLD 的目的［62］。NOBILI V 等［62］研究表明，FMT可有效改变NAFLD 患者的肠道微生物组成，并显著提高NAFLD患者的生存率。

3.4 神经精神疾病方向“脑肠轴”是胃肠道功能与中枢神经系统相互作用的双向调节轴，该概念的提出为预防和治疗疾病提供了新的思路。研究表明，抑郁症患者的肠道微生物及其代谢产物通过影响5-羟色胺水平促进患者抑郁症状的产生［63］。接受抑郁模型小鼠粪便移植的健康小鼠，很快也会表现出抑郁焦虑行为［64］；接受自闭症儿童粪菌移植的小鼠，会生出有自闭症行为的后代，而接受正常儿童粪菌移植的小鼠则不会［65］；SUN M F 等［66］对帕金森小鼠进行FMT 治疗，证实FMT 通过调节TLR4/TNF-α信号通路保护小鼠神经系统，减轻神经症状。

3.5 呼吸系统疾病方向 早在2010 年，就有研究证明，肠道微生物可以通过“肠-肺轴”来影响呼吸道疾病进展和免疫功能［67］。尹国芳等［68］研究认为，肠源性感染是急性肺损伤（Acute lung injury，ALI）的重要原因之一，FMT 能够通过调控PI3K/AKT/NFκB 通路对ALI 小鼠炎症反应起治疗作用，其具体机制可能是肠道微生物产生的一系列短链脂肪酸起到的调节作用；而在对内毒素性ALI的小鼠模型中，FMT 则可能通过TGF-β1/Smads/ERK 通路来抑制免疫炎症，进一步减轻肺泡上皮的损伤与异常修复［69］。

3.6 自身免疫性疾病方向 相关研究表明，人类肠道微生物群具有抗炎及免疫调节的作用［70-71］，人体约70%的淋巴系统位于肠道，而肠道微生物群更是淋巴系统发育的关键［72］。自身免疫性甲状腺疾病（Autoimmune thyroid disease，AITD）是一种器官特异性的自身免疫性疾病，包括Graves 病（GD）和桥本甲状腺炎（Hashimoto thyroiditis，HD）。MOSHKELGOSHA S 等［73］建立了GD 小鼠模型，并发现肠道微生物可以产生一系列短链脂肪酸调节免疫；而在对HD 的研究中，有报道称肠道微生物可能通过某些机制来影响Th17 细胞和Foxp3C Tregs，进一步诱导自身免疫性疾病的发生［74-75］。

4 总结与展望

随着肠道微生态的概念越发深入人心，FMT 作为一种安全性和疗效性较高的新型治疗手段，有望在各种疾病治疗中发挥作用。虽然目前对于FMT作用的具体机制还在探索阶段，但随着医疗技术水平的不断提升，相信FMT 在未来可以应用于更多与肠道微生物相关的疾病治疗。