祝青青　靖大道

?

·綜述·

糞菌移植療法在炎癥性腸病中的研究現(xiàn)狀

祝青青靖大道

糞菌移植(FMT)是將健康個體的糞便處理成混懸液，輸注到患者胃腸道內(nèi)，重建腸道菌群的一種治療方法。眾多研究顯示炎癥性腸病(IBD)的發(fā)生發(fā)展與腸道菌群失衡有一定關(guān)系，學(xué)者們開展了一系列實(shí)驗(yàn)及臨床研究，以探討通過糞菌移植重建腸道菌群對IBD的臨床癥狀緩解，以及病程、預(yù)后等的影響。此文就FMT的發(fā)展及其應(yīng)用于IBD的現(xiàn)狀、可能機(jī)制、現(xiàn)存問題及發(fā)展前景等作一綜述。

糞菌移植；艱難梭菌感染；炎癥性腸病；潰瘍性結(jié)腸炎；克羅恩病

糞菌移植(FMT)又稱糞便移植、糞菌治療和腸菌移植，是指將健康個體的糞便處理成混懸液，輸注到患者消化道內(nèi)，重建腸道菌群，以恢復(fù)腸道功能的一種治療方法。FMT因治療艱難梭菌感染(CDI)的療效顯著而備受關(guān)注，近年來也應(yīng)用于在其他腸道及腸道外疾病，如炎癥性腸病(IBD)、腸易激綜合征(IBS)、慢性便秘、慢性疲勞綜合征、肥胖、代謝綜合征、抑郁癥等。IBD是一種慢性非特異性腸道炎性疾病，包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩病(CD)，其病因和發(fā)病機(jī)制尚不明確。研究表明IBD易感人群的腸道菌群失衡，細(xì)菌及其產(chǎn)物可能引起腸黏膜的免疫功能失調(diào)，從而引發(fā)腸道炎性反應(yīng)[1-4]，有不少學(xué)者將糞菌移植療法應(yīng)用于IBD。本文就FMT的發(fā)展及其應(yīng)用于IBD的現(xiàn)狀、可能機(jī)制、現(xiàn)存問題及發(fā)展前景等作一綜述。

1　糞菌移植療法的發(fā)展

中國東晉時期(公元317～420年)，葛洪著《肘后備急方》記載用新鮮糞汁或發(fā)酵糞水治?。骸帮嫾S汁一升，即活”[5]；明代李時珍著《本草綱目》中記載了20多種用人糞治病的方法；1958年Eiseman等[6]對4例嚴(yán)重偽膜性腸炎患者實(shí)施了FMT，其中3例垂?；颊咴跀?shù)天內(nèi)康復(fù)出院，該報道當(dāng)時未引起重視，直到1978年CDI被認(rèn)為是腹瀉和偽膜性腸炎的主要原因后，F(xiàn)MT逐漸成為研究熱點(diǎn)。

近年來，F(xiàn)MT的應(yīng)用逐漸增多。美國胃腸病學(xué)會、歐洲臨床微生物學(xué)和傳染病協(xié)會分別于2013年、2014年將FMT列入治療復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染(RCDI)的臨床指南[7-8]。近年來的系統(tǒng)回顧研究及薈萃分析顯示，F(xiàn)MT對RCDI的治愈率達(dá)90%以上[9-10]。2015年的隨機(jī)對照臨床研究顯示，85%RCDI患者通過FMT治療達(dá)到臨床緩解[11]。此外，F(xiàn)MT在免疫缺陷患者和老年患者的RCDI的治療中同樣有效[12-13]。FMT因治療RCDI療效顯著，又逐漸被應(yīng)用于其他疾病，如IBD、腸易激綜合征、慢性便秘、慢性疲勞綜合征、肥胖、代謝綜合征、抑郁癥等。

2　FMT在IBD中的應(yīng)用現(xiàn)狀

IBD的病因和發(fā)病機(jī)制仍不明確，越來越多研究認(rèn)為腸道菌群在IBD發(fā)病中起著重要的作用。有學(xué)者提出通過調(diào)控腸道微生物來改善和治療IBD，但是目前糞菌移植的應(yīng)用仍有較多局限性[14]。

2.1FMT在UC中的應(yīng)用

1989年Bennet等[15]首次使用FMT治療1例UC患者，該患者成功達(dá)到持續(xù)臨床緩解。其后FMT被應(yīng)用于各種類型的UC患者，不同研究中UC患者對FMT的反應(yīng)有差異。Cui等[16]采用階梯療法對16例激素依賴型UC患者行FMT治療，結(jié)果57.1%患者臨床癥狀能改善，28.6%患者可獲臨床緩解，該研究認(rèn)為FMT有望成為激素依賴型UC的一種治療方法。而Kump等[17]將FMT應(yīng)用于6例慢性持續(xù)型UC患者，F(xiàn)MT后最初2周內(nèi)所有患者的臨床癥狀均有短期改善，但無患者獲臨床緩解。Rossen等[18]對FMT的應(yīng)用研究進(jìn)行了系統(tǒng)性回顧分析，其中應(yīng)用于UC并記錄臨床緩解率的研究只有3項(xiàng)，最終得出的UC臨床緩解率相差較大，介于0～68%。FMT用于治療UC的臨床對照試驗(yàn)不多，其結(jié)果也不同。Rossen等[19]對50例輕、中度活動性UC患者實(shí)施經(jīng)鼻腸管分別輸注健康供者和患者自身的糞菌液，每3周1次，由于與預(yù)期結(jié)果相差較大，數(shù)據(jù)監(jiān)測與安全委員會(DSMB)在第12周時終止該實(shí)驗(yàn)；結(jié)果分析顯示實(shí)驗(yàn)組臨床緩解率為30.4%(7/23)，對照組為20.0%(5/25)，兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Moayyedi等[20]的試驗(yàn)對象是活動性UC患者，經(jīng)灌腸分別輸注健康供者糞液和水，該試驗(yàn)同樣也因與預(yù)期結(jié)果相差較大而被DSMB終止；最后數(shù)據(jù)分析顯示實(shí)驗(yàn)組臨床緩解率為24%(9/38)，對照組僅為5%(2/37)，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2FMT在CD中的應(yīng)用

FMT應(yīng)用于CD的案例較少。Zhang等[21]用FMT治療1例重度CD患者，結(jié)果患者的臨床癥狀、影像學(xué)檢查均明顯改善，CD活動指數(shù)(CDAI)評分由537分降至62分。Colman等[22]的系統(tǒng)性回顧評價共納入18項(xiàng)研究，分析結(jié)果顯示FMT治療CD的臨床緩解率為60.5%(95%CI：28.4%～85.6%)，認(rèn)為FMT是安全的，但CD治療中的臨床療效相差較大，需要更多的隨機(jī)對照研究驗(yàn)證。Rossen等[18]的系統(tǒng)性回顧分析發(fā)現(xiàn)，納入的4例CD患者經(jīng)FMT治療后無明顯緩解。Cui等[23]對30例難治性CD患者行FMT治療，隨訪1個月時76.7%患者達(dá)臨床緩解，隨訪15個月時患者的體質(zhì)量均有所增加。

2.3FMT在IBD治療中的療效分析

總體上，F(xiàn)MT應(yīng)用于IBD的療效不如應(yīng)用于CDI。不同于CDI，IBD是一種由基因、免疫、環(huán)境和微生物等多種因素相互作用引起的疾病，菌群失調(diào)是其特征之一，但對于菌群失調(diào)與腸道炎性反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系，目前尚不明確[24]。不同臨床試驗(yàn)的療效相差較大，這可能是由于患者個體情況、疾病嚴(yán)重程度、病變部位、FMT供者、輸注路徑、輸注劑量等多種因素的差異，有學(xué)者認(rèn)為供者的糞菌種類豐度決定了FMT治療IBD的成功率[25]。其他因素對療效的影響程度還需進(jìn)一步明確。

IBD患者經(jīng)FMT治療后，腸道菌群多樣性增加，且菌群種類趨同于供者[19-20,26]，但一段時間后IBD患者的腸道菌群又會恢復(fù)到治療前狀態(tài)，因此對于IBD的治療，可能需要反復(fù)多次進(jìn)行FMT[27]，具體療程和間隔時間需要進(jìn)一步臨床試驗(yàn)探討。

3　FMT治療IBD的可能機(jī)制

IBD的發(fā)病是多種因素共同作用的結(jié)果，包括遺傳因素、環(huán)境因素、腸道菌群和免疫反應(yīng)等，細(xì)胞因子、炎性遞質(zhì)、自由基和神經(jīng)內(nèi)分泌肽等因素也有參與，構(gòu)成腸黏膜炎性反應(yīng)和腸動力紊亂。目前研究顯示腸道菌群參與IBD的發(fā)生，IBD易感人群的腸道菌群失衡，細(xì)菌及其產(chǎn)物可能引起腸黏膜的免疫功能失調(diào)，從而引發(fā)腸道炎性反應(yīng)。因此，F(xiàn)MT治療IBD的主要機(jī)制可能有以下幾個方面。

3.1重建腸道微生態(tài)平衡

IBD患者腸道微生物的種類數(shù)僅為健康個體的3/4，腸道內(nèi)厚壁菌門(尤其是梭狀芽孢桿菌ⅪⅤa和Ⅳ簇、雙歧桿菌、乳酸桿菌)、擬桿菌門減少，變形菌門和放線菌門增多；在種屬水平證實(shí)，腸道炎性反應(yīng)的發(fā)生與一些致病菌(如黏膜侵襲性大腸桿菌、副結(jié)核分枝桿菌、沙門菌屬等)數(shù)量增加及益生菌(如乳酸桿菌、雙歧桿菌等)數(shù)量減少有關(guān)[28]。將經(jīng)過篩查后健康供者的糞菌液移植入IBD患者后，腸道菌群的多樣性增加且腸道菌群的種類分布趨同于健康供者，推測IBD患者臨床癥狀的緩解可能與恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡有關(guān)。

3.2恢復(fù)機(jī)體免疫功能

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg細(xì)胞)在維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮了重要的作用，有研究表明脆弱擬桿菌和梭狀芽孢桿菌ⅪⅤa和Ⅳ簇可促進(jìn)Treg細(xì)胞高表達(dá)，減輕腸道炎性反應(yīng)，而乳酸桿菌和雙歧桿菌可通過調(diào)節(jié)核因子-κB(NF-κB)信號通路來減輕黏膜炎性反應(yīng)[1,4]。近年來研究也發(fā)現(xiàn)，腸道細(xì)菌的發(fā)酵產(chǎn)物短鏈脂肪酸(SCFA)能調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞的數(shù)量[3]。此外，Th17細(xì)胞能預(yù)防腸道感染，而腸道內(nèi)的分段絲狀細(xì)菌(SFB)能誘導(dǎo)Th17細(xì)胞的產(chǎn)生[2]。通過FMT可增加IBD患者體內(nèi)的益生菌，提高腸道免疫功能，緩解臨床癥狀。

4　FMT應(yīng)用于IBD存在的問題

4.1操作規(guī)范問題

FMT取供者新鮮糞便并進(jìn)行處理，其中供者篩查是極重要的一步。供者和受者做好移植前準(zhǔn)備后，制備好的糞菌液可經(jīng)鼻飼管、鼻腸管、胃鏡、結(jié)腸鏡、灌腸等路徑輸注到患者消化道內(nèi)。

2011年來自各國不同領(lǐng)域的專家成立了FMT工作組，并就操作過程制定了一份指南，用于指導(dǎo)FMT治療RCDI[29]，但該指南缺乏循證基礎(chǔ)。目前關(guān)于FMT的報道多為單個或系列病例報告，還需要更多大樣本、設(shè)計(jì)科學(xué)、前瞻性長期隨訪試驗(yàn)來規(guī)范FMT的適應(yīng)證、供者的選擇和篩查、糞便處理方法、輸注路徑和劑量、供者和受者的術(shù)前準(zhǔn)備等問題[30]。

4.2安全問題

常見的FMT不良反應(yīng)主要有腹部不適、腹脹、腹瀉、便秘、發(fā)熱等，多在2 d內(nèi)緩解，其他不良反應(yīng)多與糞菌輸注路徑有關(guān)[30]。目前來看FMT相對安全，但長期隨訪數(shù)據(jù)不足，需警惕FMT的潛在風(fēng)險。Ridaura等[31]將肥胖女性的糞便移入低脂小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)小鼠體質(zhì)量及體質(zhì)量指數(shù)(BMI)明顯增加。CDI患者經(jīng)FMT治愈后也出現(xiàn)超重，考慮可能與超重的糞菌供者有關(guān)[32]。有關(guān)FMT與肥胖之間的潛在風(fēng)險需要進(jìn)一步研究和監(jiān)測，此外也要警惕其他疾病的潛在移植風(fēng)險，如精神疾病、免疫性疾病。

4.3接受性問題

FMT治療RCDI雖然療效顯著，但對于患者和臨床醫(yī)生，糞菌液的感官缺陷一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用。Brandt等[33]的調(diào)查顯示，97%RCDI患者愿意接受FMT，且53%患者愿意將FMT作為治療的首選。若糞菌以膠囊形式攝入或主治醫(yī)生推薦FMT，則更多的患者愿意接受FMT[34]。Youngster等[35]開發(fā)了冷凍的口服糞菌膠囊，用于RCDI治愈率達(dá)90%。中國學(xué)者將糞菌制成干燥粉末放入膠囊，成功治愈1例RCDI患者[36]。移植路徑的改良可提高患者對FMT的可接受性，但臨床醫(yī)生對于FMT的了解和接受程度尚無研究證實(shí)。

4.4研究環(huán)境問題

在醫(yī)療技術(shù)審批、倫理和知情同意方面，美國食品藥品管理局(FDA)鼓勵開展FMT的機(jī)構(gòu)提交新藥研發(fā)的申請，并允許醫(yī)生個人對CDI患者實(shí)施各種形式的FMT治療，并由專門機(jī)構(gòu)監(jiān)測臨床試驗(yàn)的倫理和知情同意。但中國目前還無確定FMT的相關(guān)法律法規(guī)，且物價審核和醫(yī)療收費(fèi)制度一定程度上局限了FMT的研究和應(yīng)用；國內(nèi)已有很多醫(yī)院開展了FMT，衛(wèi)生部門也需要對此進(jìn)行必要的規(guī)范[37]。

5　FMT應(yīng)用于IBD的前景

目前很多研究致力于尋找糞便中的有益菌群。Petrof等[38]研發(fā)了一種名為“RePOOPulate”的糞菌移植替代物，將33株取自糞便的微生物群落應(yīng)用于2例RCDI患者，均達(dá)臨床緩解。未來的FMT可能發(fā)展為特定菌群的移植，即直接從糞便中提取特定菌群，用于重建微生態(tài)或替代某種減少的有利菌群，從而糾正菌群失調(diào)。FMT有可能是治療IBD的一條蹊徑，但目前還處于臨床試驗(yàn)階段，仍存在很多問題，在常規(guī)應(yīng)用于臨床之前，需要進(jìn)行較大樣本、規(guī)范的隨機(jī)對照試驗(yàn)并進(jìn)行長期隨訪來驗(yàn)證。對于FMT的臨床應(yīng)用及前景，目前已知的僅是冰山一角，還有很多未知需要探索。

1 Mazmanian SK, Round JL, Kasper DL. A microbial symbiosis factor prevents intestinal inflammatory disease[J]. Nature, 2008, 453: 620-625.

2 Ivanov II, Atarashi K, Manel N, et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria[J]. Cell, 2009, 139: 485-498.

3 Arpaia N, Campbell C, Fan X, et al. Metabolites produced by commensal bacteria promote peripheral regulatory T-cell generation[J]. Nature, 2013, 504: 451-455.

4 Atarashi K, Tanoue T, Oshima K, et al. Treg induction by a rationally selected mixture ofClostridiastrains from the human microbiota[J]. Nature, 2013, 500: 232-236.

5 Zhang F, Luo W, Shi Y, et al. Should we standardize the 1,700-year-old fecal microbiota transplantation?[J]. Am J Gastroenterol, 2012, 107: 1755-1756.

6 Eiseman B, Silen W, Bascom GS, et al. Fecal enema as an adjunct in the treatment of pseudomembranous enterocolitis[J]. Surgery,. 1958, 44: 854-859.

7 Surawicz CM, Brandt LJ, Binion DG, et al. Guidelines for diagnosis, treatment, and prevention ofClostridiumdifficileinfections[J]. Am J Gastroenterol, 2013, 108: 478-498.

8 Debast SB, Bauer MP, Kuijper EJ. European society of clinical microbiology and infectious diseases: update of the treatment guidance document forClostridiumdifficileinfection[J]. Clin Microbiol Infect, 2014, 20(Suppl 2):1-26.

9 Gough E, Shaikh H, Manges AR. Systematic review of intestinal microbiota transplantation (fecal bacteriotherapy) for recurrentClostridiumdifficileinfection[J]. Clin Infect Dis, 2011, 53: 994-1002.

10 Kassam Z, Lee CH, Yuan Y, et al. Fecal microbiota transplantation forClostridiumdifficileinfection: systematic review and meta-analysis[J]. Am J Gastroenterol, 2013, 108: 500-508.

11 Drekonja D, Reich J, Gezahegn S, et al. Fecal microbiota transplantation forClostridiumdifficileinfection: a systematic review[J]. Ann Int Med, 2015, 162: 630-638.

12 Agrawal M, Aroniadis OC, Brandt LJ, et al. The long-term efficacy and safety of fecal microbiota transplant for recurrent, severe, and complicatedClostridiumdifficileinfection in 146 elderly individuals[J]. J Clin Gastroenterol, 2016, 50: 403-407.

13 Kelly CR, Ihunnah C, Fischer M, et al. Fecal microbiota transplant for treatment ofClostridiumdifficileinfection in immunocompromised patients[J]. Am J Gastroenterol, 2014, 109: 1065-1071.

14 Bejaoui M, Sokol H, Marteau P. Targeting the microbiome in inflammatory bowel disease: critical evaluation of current concepts and moving to new horizons[J]. Dig Dis, 2015, 33(Suppl 1): 105-112.

15 Bennet JD, Brinkman M. Treatment of ulcerative colitis by implantation of normal colonic flora[J]. Lancet, 1989, 1: 164.

16 Cui B, Li P, Xu L, et al. Step-up fecal microbiota transplantation strategy: a pilot study for steroid-dependent ulcerative colitis[J]. J Transl Med, 2015, 13: 298.

17 Kump PK, Gr?chenig HP, Lackner S, et al. Alteration of intestinal dysbiosis by fecal microbiota transplantation does not induce remission in patients with chronic active ulcerative colitis[J]. Inflamm Bowel Dis, 2013, 19: 2155-2165.

18 Rossen NG, MacDonald JK, de Vries EM, et al. Fecal microbiota transplantation as novel therapy in gastroenterology: a systematic review[J]. World J Gastroenterol, 2015, 21: 5359-5371.

19 Rossen NG, Fuentes S, van der Spek MJ, et al. Findings from a randomized controlled trial of fecal transplantation for patients with ulcerative colitis[J]. Gastroenterology, 2015, 149: 110-118.

20 Moayyedi P, Surette MG, Kim PT, et al. Fecal microbiota transplantation induces remission in patients with active ulcerative colitis in a randomized controlled trial[J]. Gastroenterology, 2015, 149: 102-109.

21 Zhang FM, Wang HG, Wang M, et al. Fecal microbiota transplantation for severe enterocolonic fistulizing Crohn's disease[J]. World J Gastroenterol, 2013, 19: 7213-7216.

22 Colman RJ, Rubin DT. Fecal microbiota transplantation as therapy for inflammatory bowel disease: a systematic review and meta-analysis[J]. J Crohns Colitis, 2014, 8: 1569-1581.

23 Cui B, Feng Q, Wang H, et al. Fecal microbiota transplantation through mid-gut for refractory Crohn′s disease: safety, feasibility, and efficacy trial results[J]. J Gastroenterol Hepatol, 2015, 30: 51-58.

24 Grinspan AM, Kelly CR. Fecal microbiota transplantation for ulcerative colitis: not just yet[J]. Gastroenterology, 2015, 149: 15-18.

25 Vermeire S, Joossens M, Verbeke K, et al. Donor species richness determines fecal microbiota transplantation success in inflammatory bowel disease[J]. J Crohns Colitis, 2016, 10: 387-394.

26 Berg D, Clemente JC, Colombel JF. Can inflammatory bowel disease be permanently treated with short-term interventions on the microbiome?[J]. Exp Rev Gastroenterol Hepatol, 2015, 9: 781-795.

27 Angelberger S, Reinisch W, Makristathis A, et al. Temporal bacterial community dynamics vary among ulcerative colitis patients after fecal microbiota transplantation[J]. Am J Gastroenterol, 2013, 108: 1620-1630.

28 Hold GL, Smith M, Grange C, et al. Role of the gut microbiota in inflammatory bowel disease pathogenesis: what have we learnt in the past 10 years?[J]. World J Gastroenterol, 2014, 20: 1192-1210.

29 Bakken JS, Borody T, Brandt LJ, et al. TreatingClostridiumdifficileinfection with fecal microbiota transplantation[J]. Clin Gastroenterol Hepatol, 2011, 9: 1044-1049.

30 Vandenplas Y, Pierard D, De Greef E. Fecal microbiota transplantation: just a fancy trend?[J]. J Pediatr Gastroenterol Nutr, 2015, 61: 4-7.

31 Ridaura VK, Faith JJ, Rey FE, et al. Gut microbiota from twins discordant for obesity modulate metabolism in mice[J]. Science, 2013, 341: 1241214.

32 Alang N, Kelly CR. Weight gain after fecal microbiota transplantation[J]. Open Forum Infect Dis, 2015, 2: ofv004.

33 Brandt LJ, Aroniadis OC, Mellow M, et al. Long-term follow-up of colonoscopic fecal microbiota transplant for recurrentClostridiumdifficileinfection[J]. Am J Gastroenterol, 2012, 107: 1079-1087.

34 Zipursky JS, Sidorsky TI, Freedman CA, et al. Patient attitudes toward the use of fecal microbiota transplantation in the treatment of recurrentClostridiumdifficileinfection[J]. Clin Infect Dis, 2012, 55: 1652-1658.

35 Youngster I, Russell G, Pindar C, et al. Oral, capsulized, frozen fecal microbiota transplantation for relapsingClostridiumdifficileinfection[J]. JAMA, 2014, 312: 1772-1778.

36 Tian H, Ding C, Gong J, et al. Freeze-dried, capsulized fecal microbiota transplantation for relapsingClostridiumdifficileinfection[J]. J Clin Gastroenterol, 2015, 49: 537-538.

37 張發(fā)明, 李潘, 崔伯塔, 等. 糞菌移植: 老故事與新未來[J]. 醫(yī)學(xué)爭鳴, 2015, 6: 17-22.

38 Petrof EO, Gloor GB, Vanner SJ, et al. Stool substitute transplant therapy for the eradication ofClostridiumdifficileinfection: ′RePOOPulating′ the gut[J]. Microbiome, 2013, 1: 3.

(本文編輯：林磊)

200025上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院消化內(nèi)科

靖大道，Email: jingdadao@medmail.com.cn

10.3969/j.issn.1673-534X.2016.04.008

2016-01-20)