◎ 龙肖冶
在美国,有一所神奇的“粪便银行”,在这里,若能一周五天不间断“出售”自己的合格粪便,那你不仅每次可获得40 美元的报酬,还能够额外得到50 美元的全勤奖励。在香港的“亚洲抑菌中心”,每周提供3次粪便的捐献者,月收入最高可达到4800元;在广州,多家医院自2016 年开始,便面向公众公开招募粪便捐献者,每次捐献都会给予200—500 元的补助,可至今粪便仍供不应求。
虽然听起来有些匪夷所思,但“回收粪便”并不是一句玩笑话。这些出售粪便的人,本身必须经历十分严苛的体检,他们的粪便也需要经过严格测试,确定必须是万里挑一的“健康好便”,才能获得金钱奖励。很多人一定好奇,为何一向被人们视为污秽之物的粪便,摇身一变竟能“身价不菲”?专家告诉我们,这主要源于一种针对肠道疾病的新兴治疗技术——粪菌移植。
微生物,顾名思义,是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称,它们是一些个体微小、构造简单的低等生物。其特征可以归纳为:体积小、面积大、吸收多、转化快、生长旺、繁殖快、适应强、变异频、分布广、种类多。可以说,微生物存在于这个世界的每个角落,甚至在我们体内也有数量庞大的微生物存在。
人一出生即有微生物在体表和体内定植,其中大部分微生物都定植于我们的肠道。胎儿在子宫里是处于无菌状态的,但胎儿出生后,伴随第一口呼吸、第一口乳液、第一嘴辅食,肠道菌群的始祖们,也随着食物、空气、水进入肠道并安营扎寨,不断壮大队伍,扩充地盘,最终形成稳定的菌群构成。简单来说,出生后,我们的肠道就会慢慢收集“资料”,逐渐变成一个巨大的微生物库,健康成年人粪便干重的70%都由细菌组成,可想而知,肠道内细菌的数量有多么庞大。
专家介绍,人体肠道菌群由细菌、古生菌和真菌组成,其中超过99%都属于细菌,细菌的基因数目是人类基因的150 倍,总数量是人体细胞的10 倍。一个正常成年人体内的肠道内细菌总重量可达1—1.5 千克,如此庞大的细菌群体驻扎在肠道内,构成了一个极为复杂的群体,我们将这个群体称作“肠道菌群”。
肠道菌群被称为“器官中的器官”。人们在潜意识里,总会把细菌当成“坏蛋”,认为细菌会引起感染、炎症等疾病,恨不得把它们赶尽杀绝。而真相却恰恰相反,绝大部分肠道细菌不仅对人体无害,反而是对健康有益的,甚至是我们人体必不可少的一部分。这些数目庞大的细菌大致可以分为3 个大类——有益菌、有害菌和中性菌。
有益菌:就是我们通常所说的“益生菌”,主要是各种双歧杆菌、乳酸杆菌等,是我们保持健康不可缺少的要素之一。这些细菌可以帮助人体合成各种维生素,参与食物的消化,促进肠道蠕动,还能够抑制致病菌群的生长,分解有害、有毒物质等。
有害菌:也叫“致病菌”,如沙门菌、致病大肠杆菌等。这些致病菌就像穷凶极恶的“恐怖分子”,对肠道有潜在的危害。当肠道内益生菌减少,免疫系统防备松懈时,致病菌就会大量繁殖,数量一旦失控,就会引发多种疾病,产生致癌物等有害物质,或者影响免疫系统的功能。
中性菌:又称为条件致病菌,即具有双重作用的细菌,如大肠杆菌、肠球菌等。这类细菌在正常情况下对健康有益,以大肠杆菌为代表的中性菌,一般情况下属于中立的“军队”,只要这些中性菌的数量能够控制在合理范围内,且只在自己的“领地”活动,对人体就不会造成危害。一旦增殖失控,或从肠道转移到身体其他部位,就可能引发许多问题。
肠道菌群对人体免疫反应的成熟与强化、抵御病原菌入侵、调节肠道内分泌反应,以及能量代谢调节等方面,均会产生一定的影响。因此,肠道菌群紊乱可能会导致慢性腹泻、便秘等常见疾病的发生。
随着健康知识的普及,很多人都知道,若是肠道菌群失衡了,可以通过补充益生菌或药物的方式来调节菌群,从而预防和减轻疾病。然而,人体肠道细菌种类超过1000 种,其中约60%的细菌是人类无法成功培养的。而且,益生菌产品提供的菌群往往较为单一,也无法完全地让菌群恢复平衡状态。于是,科学家们提出了一个大胆的想法:是不是可以提取健康粪便中的正常菌群,移植到肠道菌群失衡的患者体内,从而使被破坏的平衡逐渐恢复正常?目前,这种想法已经转化为现实,并且被正式命名为“粪菌移植”。近年来,随着移植技术的不断成熟和完善,“粪菌移植”正逐渐走进大众视野。
所谓“粪菌移植”,就是指把健康人粪便中的功能菌群,移植到患者胃肠道内,重建新的肠道菌群,实现对肠道及肠道外疾病的治疗。有时也被称为“肠菌移植”“粪菌治疗”或者“肠道微生态移植”。“粪菌移植”是一枚“重磅炸弹”,因为它是快速改变肠道菌群最直接的一种方法和途径。正常情况下,人体肠道内的有益细菌会维持一个动态平衡,抑制致病菌的增殖。如果这个平衡遭到严重破坏,患者自身的菌群可能会永久失去恢复平衡的能力。此时如果采集健康者的便样,稀释后注入患者的结肠,让注入其中的有益细菌掌控局势,在患者肠道安营扎寨,那么被破坏的平衡或许会恢复,使患者肠道恢复健康。专家表示,粪菌移植的做法有一点点像器官移植,但移植的不是器官,而是细菌。两者最大的区别是器官移植后需要长期服用抗排斥药,而粪菌移植后并不需要口服抗排斥药。
随着全世界对肠道菌群相关性疾病的研究越来越深入,粪菌移植作为一种可以治疗多种难治性疾病的新型手段,已经有了大量的数据支撑。作为一种重建肠道微生态的主要手段,目前已有关于粪菌移植治疗多种疾病的临床观察研究,例如难辨梭状芽孢杆菌感染、炎症性肠病、肝性脑病、慢性乙型肝炎、慢性便秘、慢性腹泻、糖尿病、脂肪肝等。近年来,研究者们还陆续发现肠道菌群紊乱与自身免疫性疾病、儿童自闭症、恶性肿瘤之间也有着密切关联。
2021 年,世界顶级杂志《科学》上发表了希尔曼癌症中心和美国癌症研究所的联合研究:通过粪菌移植改变肠道微生物组可以将对免疫疗法无应答的晚期黑色素瘤患者转变为应答者。这是研究者首次在人类身体上测试粪菌移植治疗肿瘤的效果,并取得了满意的结果。这也意味着,“粪菌移植”这个看似古怪的手段,点燃了人们对抗恶性肿瘤的新希望。希尔曼癌症中心的肿瘤学家认为,肠道微生物群发挥的关键作用在于调整了患者免疫系统的整体状态。他们发现经过粪菌移植后,患者的某些细胞因子的水平发生了变化,有可能是肠道微生物产生的某些物质与一些免疫细胞发生了相互作用,改变了免疫细胞的行为,并开始攻击肿瘤。
虽然直到近二三十年,现代医学才真正认识到肠道在免疫调节、内分泌、代谢以及多种疾病转归中发挥着的核心作用;利用“粪菌移植”技术来纠正肠道菌群失调,也是近几年才受到医学界的重视。但要说起人们利用粪汁治病的历史,却可以追溯至上千年以前。
其实,早在公元4 世纪,我国东晋时期的葛洪在其《肘后备急方》“治卒霍乱诸急方第十二”中记载:“绞粪汁,饮数合至一二升,谓之黄龙汤,陈久者佳。”他提出服用“黄龙汤”以改善肠道疾病,意味着用正常人的粪汁可以治疗食物中毒、腹泻、发热并濒临死亡的患者。经过多年的实践,明朝的李时珍在《本草纲目》中详细记载了使用发酵粪便的上清液、新鲜粪汁、干粪便及婴儿粪便治疗腹泻、便秘以及腹痛等胃肠道疾病。时至今日,我们现在仍能从中药中找到“以粪入药”的证据。
现代医学中将粪菌移植应用于人类的最早记录在1958 年。当时一种名为“伪膜性肠炎”的肠道疾病死亡率高达75%,常规治疗手段多不奏效。外科医生本·艾斯曼及同事将健康人的粪便经直肠灌入4 位伪膜性结肠炎患者的肠道,结果3 位病重患者都康复了,而另1 位患者则是死于与肠道感染无关的疾病,但这种方法并没有得到重视。20 年后,科学家才确认是一种叫艰难梭状芽孢杆菌的细菌过量生长引起了伪膜性结肠炎,至此,“粪菌移植”才逐渐在医学界重启。
2018 年,粪菌移植正式被写入中华医学学会消化病学分会《炎症性肠病诊断与治疗专家共识意见》;2019 年,国家《生物医学新技术临床应用管理条例(征求意见稿)》将粪菌移植列为中低风险生物医学新技术;2020 年和2021年,粪菌移植治疗癌症成为研究热点,越来越多的研究证据支撑了粪菌移植在肿瘤治疗中的应用价值。
上文提到,我们的肠道菌群也被称为“器官中的器官”。大家都知道,器官移植的供体和受体在配型时会受到诸多因素的限制,粪菌移植也是如此,并不是所有人都适合成为粪菌移植的供体。
专家介绍,粪菌移植的供体筛选是一个十分严格的过程,要经历多重筛查,确保供体身心健康和功能状态良好。其筛选标准要求供体既往无遗传性疾病、胃肠道疾病、代谢性疾病、过敏性疾病、传染病及精神类疾病等。供体不仅要筛查排除乙肝、丙肝、梅毒、艾滋病这些已知传染病,还要排除寄生虫、条件致病菌感染,甚至连饮食习惯、排便习惯、情绪状态、肿瘤家族史都要进行调查,不符合要求的都要排除。供体的筛查可以说是“百里挑一”,要成为一个合格的供体是非常困难的。所有这些筛查工作都是为了保证供体的生物安全性。
收集到的“健康好便”还需要经历分离、注水、搅拌、过滤、离心、沉淀等一系列步骤的升华后,才能变成可供移植的纯化细菌。其中,单单过滤的步骤就要重复数次,每一道过滤用的滤网孔径都比前一道滤网的孔径更小,最后一道滤网的孔径只有0.07 毫米,基本可以把所有的杂质去除,只剩下细菌这些微生物。此后,分离出来的粪菌再用生理盐水制成混悬液供移植使用。
有研究表明,粪便样品的储存条件也会影响菌群组成,所以应尽可能使用6 小时内的新鲜粪便提取移植所用细菌,以维持供体微生物群的活力。同时,在粪菌混悬液中还需加入冷冻保护剂,以便在零下80℃的环境中充分贮存。
以往的粪菌移植,主要是将粪便中的细菌提取出来,通过胃镜或者插入鼻饲管的方法完成,患者遭受的痛苦较大。如今的粪菌移植过程,不再是那样“简单粗暴”地将他人的粪便直接注入患者体内,医生为患者选择的粪菌移植途径,往往与治疗目的有一定关系。想要治疗溃疡性结肠炎,可以采取经结肠镜将粪菌灌入肠道的方式;要治疗慢性乙肝,可采取经上消化道移植的方式,如采取麻醉胃镜、普通胃镜、鼻饲管,或者用粪菌胶囊,将粪菌植入肠道。总结来说,粪菌移植的实施途径和方法主要包括3 种:
1.经上消化道途径:主要指口服菌液、菌群胶囊。
2.经中消化道途径:通过鼻肠管、胃镜活检孔、经皮内镜下胃造瘘及空肠置管等。
3.经下消化道途径:通过结肠镜、经肠造瘘口、经肛保留灌肠。
2014 年,本文受访专家——南京医科大学第二附属医院的张发明教授,带领团队发明了世界上首台智能化粪菌分离系统,用机器代替人力完成从粪便分离粪菌的工作,并且建立了两个高级别净化实验室,专门加工用于临床的粪菌制品,制菌过程安全、清洁,方便质量管控。2016 年,张发明教授发明了经内镜肠道植管术(TET),也就是用一根细小的软管固定在患者肠道深部,实现了全结肠途径重复给药,这种肠道保留植管的技术是一种从无到有的创新。植管的作用类似于输液时的留置针,做肠镜时顺便在患者结肠位置内放一根直径2.7 毫米的细管,将细管一端固定在肠壁上,另一端从肛门拖出来贴到臀部。目前,TET 已经在中国多家医院使用,这样的标准化操作使粪菌移植更为人性、方便。
虽然粪菌移植展现出越来越广泛的治疗用途,但作为一种治疗手段,如同所有医学疗法一样,治疗过程中不可避免地会出现不良反应包括腹部不适、腹泻、便秘、腹鸣、腹胀、恶心、呕吐和自发性发热,这些可能是人体与移植过来的菌群互相适应所造成的,一般很快就会消失,通常不会对患者的健康构成更大的威胁。
如今,粪菌移植已然成为医学界治疗肠道疾病的一大热点,但理想是“丰满”的,现实状态则有一定差距。许多患者对这种疗法仍抱有不了解、不相信、不愿意的态度,致使他们在面对疾病时,付出了巨大的经济、健康代价,甚至放弃了自己的生命。不过,随着粪菌移植相关知识的逐渐普及,一定会有更多人了解粪菌移植的医学原理,会有更多患者愿意尝试这种疗法,让粪菌移植造福更多的患者。同时,我们相信,随着研究者对粪菌移植研究的不断深入,未来的粪菌移植可以为更多的患者带来“挑战不可能的可能”。