糞菌移植體系與炎癥性腸病的研究進(jìn)展

王宏剛 何興祥 王 寒 楊曉鐘*

南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院消化科1(223300) 廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化科2

糞菌移植(fecal microbiota transplantation, FMT)是指將健康人糞便中的功能菌群移植至患者腸道內(nèi)，重建新的腸道菌群，實(shí)現(xiàn)腸道和腸外疾病的治療[1]，特別是對(duì)于難辨梭菌感染的治療，F(xiàn)MT已成為美國(guó)醫(yī)學(xué)指南推薦的重要治療手段[2]。盡管我國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)和近現(xiàn)代老一輩醫(yī)學(xué)家亦利用糞便治療疾病，但此療法在當(dāng)今醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用因美學(xué)沖突等因素受到諸多限制。因此，將FMT標(biāo)準(zhǔn)化成為亟需解決的時(shí)代需求[3-4]。目前，F(xiàn)MT的體系化發(fā)展正在逐步形成[5]，但FMT治療難辨梭菌感染并非FMT面臨的難點(diǎn)[6]，F(xiàn)MT治療炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)才是FMT研究者和臨床醫(yī)師面臨的巨大挑戰(zhàn)。本文就FMT體系與IBD的研究進(jìn)展作一綜述。

一、FMT體系

FMT體系不是一種單純的菌群移植技術(shù)，而是囊括嚴(yán)格的供體篩選、優(yōu)化的糞菌制備方法、科學(xué)的菌群移植途徑等多種理念和方法學(xué)在內(nèi)的一種新興的治療技術(shù)體系，已用于中華糞菌庫(kù)面向全國(guó)提供FMT治療難治性腸道感染的異地救援[5,7]。由于供體的差異、方法學(xué)的不同以及腸道菌群的多樣性，F(xiàn)MT體系難以達(dá)到完全意義上的標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)前目標(biāo)是盡量減少FMT方法學(xué)的差異，以規(guī)范的理念和方法學(xué)推動(dòng)國(guó)內(nèi)外FMT的臨床研究和應(yīng)用。

1. 供體篩選：FMT的糞便供體需嚴(yán)格篩選。①年齡要求：有相對(duì)范圍要求。人成長(zhǎng)過(guò)程中，腸道菌群一直與人體共生。從胎兒分娩至斷奶后，腸道菌群亦在體內(nèi)不斷發(fā)育至逐漸穩(wěn)定；7～12歲階段腸道菌群的多樣性和功能逐漸趨于穩(wěn)定且類似于成年人，直至老年階段均有較為豐富的菌群多樣性[8-10]。雖然尚未明確限定糞便供體的年齡，但優(yōu)先推薦青少年人群作為供體，此年齡段人群精力旺盛、運(yùn)動(dòng)較多、飲食規(guī)律，有穩(wěn)定的多樣性的腸道菌群，是優(yōu)質(zhì)供體。②健康狀態(tài)要求：總體體現(xiàn)在“年齡、生理、病理、心理、誠(chéng)信、時(shí)間、環(huán)境、受者狀態(tài)”八個(gè)維度[5]。不同研究中心的標(biāo)準(zhǔn)不盡一致，大致概括為以下標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)疫區(qū)接觸史；無(wú)任何已知傳染病、肥胖、糖尿病、IBD、腸易激綜合征、慢性腹瀉、便秘、結(jié)腸息肉、免疫性疾病、代謝綜合征、過(guò)敏性疾病、慢性疲勞綜合征、手術(shù)史、惡性腫瘤以及其他可能與腸道菌群紊亂相關(guān)的疾??；近3個(gè)月無(wú)急性腹瀉、便血、便秘、腹痛、發(fā)熱、咳嗽、咳痰、流涕、咽痛等腸道癥狀和感染跡象；近3個(gè)月未服用抗菌藥物、瀉藥、減肥藥、免疫抑制劑、化療藥物以及其他可能改變腸道菌群組成的藥物；實(shí)驗(yàn)室檢查需至少包括血常規(guī)、糞常規(guī)、糞隱血、病毒學(xué)(乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、艾滋病毒、梅毒螺旋體等)、細(xì)菌學(xué)(幽門螺桿菌等)，有條件的單位推薦完成甲烷氫呼氣試驗(yàn)[11-12]。③與FMT受體的關(guān)系：無(wú)明確要求。糞菌供體與受體是否有親屬血緣關(guān)系不是供體篩選的條件之一。親屬關(guān)系，尤其是有血緣關(guān)系的近親屬，有類似的遺傳背景、飲食和生活習(xí)慣，腸道菌群亦有相似性[13]。一般優(yōu)先推薦非親屬作為供體。

2. 糞菌制備方法：從1 700多年前古書記載“飲糞汁一升即活”的“黃龍湯”到利用自動(dòng)化設(shè)備分離制備菌群，糞菌制備方法亦在不斷發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室制備方法可分為三類：粗濾法、粗濾加離心富集法、微濾加離心富集法[5]。2014年張發(fā)明等發(fā)明了世界上第一套自動(dòng)化糞菌分離系統(tǒng)(GenFMTer，南京法邁特科技發(fā)展有限公司)[14-15]。得益于自動(dòng)化糞菌分離設(shè)備的研發(fā)，全國(guó)多家醫(yī)院已開展FMT的臨床應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2018年12月我國(guó)已完成超過(guò)5 000例FMT，尤其是在FMT治療以IBD為代表的難治性疾病方面，報(bào)道了目前最大樣本的臨床研究結(jié)果[12,14-19]。

手工制備糞菌的步驟包括混勻、攪拌、過(guò)濾、離心、重懸等，在此過(guò)程中，工作人員需忍受數(shù)小時(shí)的視覺和嗅覺痛苦。GenFMTer的操作過(guò)程在一次性密閉管路耗材中完成，不僅讓糞菌制備過(guò)程變得“美觀”，更可縮短操作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了“FMT 1 h方案”，即從糞便離開供體到輸入至患者體內(nèi)或凍存在1 h內(nèi)完成[14-15]。新近研究[16]顯示，基于GenFMTer的實(shí)驗(yàn)室方案，在不降低療效的前提下，顯著FMT相關(guān)不良事件發(fā)生率由21.7%下降至8.7%。

2016年中華糞菌庫(kù)緊急救援計(jì)劃(www.fmtbank.org)建立，作為一項(xiàng)非營(yíng)利性醫(yī)療技術(shù)服務(wù)，該計(jì)劃以“公益、規(guī)范、應(yīng)急、共享”為原則，為全國(guó)各地經(jīng)常規(guī)治療無(wú)法控制且不宜轉(zhuǎn)診的嚴(yán)重腸道感染患者提供緊急救援[20-21]。中國(guó)大部分醫(yī)院尚不具備診斷難辨梭菌感染的條件，因此目前不適合將FMT限定為只用于明確診斷為難辨梭菌感染的難治性感染病例[7]。

盡管GenFMTer已盡量避免了因耗時(shí)長(zhǎng)、厭氧等因素導(dǎo)致的微生物組成破壞，低溫凍存和制備糞菌干粉的過(guò)程仍會(huì)因時(shí)間長(zhǎng)、暴露于空氣等原因?qū)е虏糠止δ芫汗δ軉适?。研究[22-23]證實(shí)凍存或凍干可能并不影響FMT治療難辨梭菌感染，但FMT治療其他難治性免疫系統(tǒng)疾病，如IBD，推薦使用新鮮狀態(tài)的糞菌以保障療效[5,12]。

3. FMT途徑：FMT途徑可分為上消化道途徑(如口服糞菌膠囊[24-25]、鼻胃管[26]，除糞菌膠囊外，一般不推薦上消化道途徑FMT)、中消化道途徑[經(jīng)胃鏡注入至十二指腸乳頭以下、中消化道經(jīng)內(nèi)鏡腸道植管術(shù)(TET)[27]、鼻空腸管[28-29]]、下消化道途徑(經(jīng)結(jié)腸鏡注入全結(jié)腸、結(jié)腸TET[30]、經(jīng)肛灌腸)。上述途徑各有其優(yōu)缺點(diǎn)，然而對(duì)于需重復(fù)行FMT治療的患者，須具備有效的可重復(fù)途徑。臨床實(shí)踐中需解決多次FMT重復(fù)治療的難題。因此，張發(fā)明等設(shè)計(jì)了TET，并用于潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC)等疾病的治療[17，30]。在臨床實(shí)踐中，對(duì)于UC患者，可植入結(jié)腸TET管多次行FMT，該留置管道亦可滿足全結(jié)腸給予美沙拉嗪、中藥等藥物；而對(duì)于行結(jié)腸鏡操作有風(fēng)險(xiǎn)，或結(jié)腸病變不需局部治療，或需腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)的患者，如小腸克羅恩病(Crohn’s disease， CD)，則推薦經(jīng)中消化道途徑行FMT。如計(jì)劃短期內(nèi)多次行FMT，建議置入結(jié)腸TET管、中消化道TET或鼻空腸管。對(duì)于不能耐受內(nèi)鏡操作者，可行床旁徒手、X線輔助下或床旁電磁引導(dǎo)的鼻空腸管置入[31]；對(duì)于拒絕或不適合經(jīng)中消化道途徑者，則只能考慮結(jié)腸TET途徑，管道的固定部位最遠(yuǎn)可選定在降結(jié)腸?？傊?，需針對(duì)不同患者個(gè)體化選擇其最合適的輸入途徑。

二、FMT治療IBD

1. FMT治療UC：近年來(lái)，多項(xiàng)研究報(bào)道FMT治療UC，但臨床療效仍存在爭(zhēng)議。2015年《Gastroenterology》雜志分別發(fā)表了兩篇FMT治療UC的臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，兩項(xiàng)研究結(jié)果卻截然不同。一項(xiàng)研究[32]認(rèn)為FMT能使UC患者臨床獲益，其臨床緩解率達(dá)24%，高于安慰劑組5%的緩解率。另一項(xiàng)研究[29]則認(rèn)為FMT無(wú)法有效誘導(dǎo)臨床緩解。究其原因，可能與FMT方法學(xué)的差異(包括供體篩選、實(shí)驗(yàn)室糞菌制備、糞菌輸入途徑)有關(guān)[33]。最近一項(xiàng)meta分析納入18項(xiàng)研究，評(píng)估FMT治療446例UC的臨床療效，結(jié)果顯示與安慰劑組相比，F(xiàn)MT顯著降低UC患者的Mayo評(píng)分；數(shù)據(jù)分析還表明，經(jīng)結(jié)腸鏡途徑的FMT和非親屬供體略有優(yōu)勢(shì)[34]。一項(xiàng)來(lái)自澳大利亞的多中心雙盲隨機(jī)安慰劑對(duì)照試驗(yàn)顯示，多供體來(lái)源(3～7名隨機(jī)供體)的FMT(每周5 d，共8周)可誘導(dǎo)27%的活動(dòng)期UC患者達(dá)到臨床緩解，優(yōu)于安慰劑組8%的緩解率[35]。

對(duì)于治療難治性UC，F(xiàn)MT居于不可或缺的地位。有學(xué)者提出采用FMT 升階治療方案治療激素依賴型 UC[5,19-20]。FMT升階治療方案是分階段實(shí)施FMT，達(dá)到提高療效的目的。第一步是單次FMT，若療效不佳，考慮第二步，即連續(xù)≥2次FMT，第三步是在單次或連續(xù)多次FMT失敗的基礎(chǔ)上采取FMT結(jié)合常規(guī)治療。57.1%的激素依賴型UC患者通過(guò)此治療策略可獲得臨床改善，并脫離激素依賴狀態(tài)，最長(zhǎng)有效維持時(shí)間達(dá)18個(gè)月[19]。此種治療策略系基于臨床實(shí)踐提出，是一種整合醫(yī)學(xué)治療概念。后續(xù)日本Shimizu等[36]報(bào)道了1例高劑量激素依賴的兒童UC患者，使用英夫利西單抗治療失敗后，通過(guò)多次FMT治療成功誘導(dǎo)臨床緩解并達(dá)到低劑量激素控制病情的狀態(tài)。2017年一項(xiàng)小樣本前瞻性非對(duì)照研究[37]表明FMT是難治性UC患者可選的挽救治療方法。該研究納入30例經(jīng)抗炎和免疫抑制治療失敗的UC患者，在FMT前4周停用美沙拉嗪以外的所有藥物，于結(jié)腸鏡下注入新鮮糞菌混懸液完成FMT治療。FMT后觀察12周，患者的臨床反應(yīng)率為70%，臨床和內(nèi)鏡緩解率為43.3%。筆者所屬研究團(tuán)隊(duì)近期報(bào)道了1例對(duì)美沙拉嗪過(guò)敏的難治性UC患者經(jīng)2次FMT治療后達(dá)到臨床緩解[38]。

2. FMT治療CD：FMT治療CD的研究報(bào)道逐漸增多。Cui等[12]報(bào)道了30例經(jīng)中消化道單次FMT治療難治性CD的臨床觀察性研究，1個(gè)月有效率和緩解率分別達(dá)86.7%和76.7%，最長(zhǎng)有效維持時(shí)間達(dá)4年。Suskind等[39]經(jīng)鼻空腸管對(duì)9例CD患者進(jìn)行多次FMT，治療后2周臨床緩解率達(dá)77.8%，5例患者在治療后12周無(wú)需額外藥物治療。近期一項(xiàng)meta分析結(jié)果顯示，F(xiàn)MT治療CD的臨床緩解率可達(dá)50.5%[40]。

He等[15]報(bào)道了序貫多次新鮮FMT有效誘導(dǎo)并維持CD合并腹部炎性包塊患者的臨床緩解。在首次FMT后第3個(gè)月，分別有68.0%和52.0%的患者達(dá)到臨床改善和臨床緩解。治療后6個(gè)月、12個(gè)月、18個(gè)月仍維持臨床緩解患者的比例分別為48.0%、32.0%和22.7%。在隨訪期內(nèi)，9.5%的患者達(dá)到影像學(xué)緩解，71.4%的患者達(dá)到影像學(xué)改善。該研究認(rèn)為多次FMT對(duì)CD有治療作用。Li等[18]的研究表明，活動(dòng)期CD患者首次FMT的臨床反應(yīng)可維持時(shí)間中位數(shù)是125 d，建議CD患者在首次FMT后3個(gè)月行第二次FMT治療。

目前，F(xiàn)MT對(duì)CD的治療作用仍存爭(zhēng)議，可能與各個(gè)研究中心納入治療對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)不同、FMT方法學(xué)的差異、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一致等有關(guān)。需要在相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的FMT方法學(xué)基礎(chǔ)上開展更大樣本的隨機(jī)對(duì)照研究，為評(píng)價(jià)FMT治療CD的臨床價(jià)值提供有力證據(jù)。

3. FMT治療策略：FMT治療策略是FMT體系的臨床體現(xiàn)。治療策略的合理選擇將使FMT臨床獲益最大化。FMT升階治療策略由逐步遞進(jìn)的三步組成：第一步是指單次FMT，主要涉及單次FMT治療難辨梭菌感染；第二步是指多次FMT，主要涉及多次FMT治療IBD和部分難治性難辨梭菌感染；第三步是指在第一步和(或)第二步無(wú)效時(shí)，在FMT基礎(chǔ)上聯(lián)合常規(guī)藥物(如抗菌藥物、激素、環(huán)孢素、腫瘤壞死因子-α抗體、全腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)等)，通常涉及難治性感染、難治性IBD等免疫相關(guān)疾病。每一步的療效都可能在下一階梯中得以提高。第三步繼續(xù)使用常規(guī)藥物治療是因?yàn)槟c道菌群重建改變了宿主的免疫狀態(tài)、腸道屏障功能以及對(duì)常規(guī)治療藥物的敏感性。

4. FMT治療IBD的短期和長(zhǎng)期安全性證據(jù)：Ding等[17]對(duì)FMT治療UC的大樣本長(zhǎng)期隨訪數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，109例UC患者共接受247次FMT治療，F(xiàn)MT術(shù)后1個(gè)月和3個(gè)月的臨床反應(yīng)率分別為74.3%和51.4%，F(xiàn)MT相關(guān)不良事件發(fā)生率為17.4%，一般不需藥物治療即可自行好轉(zhuǎn)。1例患者在FMT治療1個(gè)月后出現(xiàn)重癥肌無(wú)力癥狀，雖被定義為嚴(yán)重不良事件，但不能確定其是否與FMT相關(guān)。與不良事件發(fā)生相關(guān)的一個(gè)重要因素是糞菌制備的方法學(xué)。研究者從2014年4月開始在GMP實(shí)驗(yàn)室使用GenFMTer系統(tǒng)制備糞菌，使用GenFMTer所分離糞菌的UC患者不良事件發(fā)生率低于手工制備糞菌組(14.4%對(duì)38.7%)，但兩組臨床療效無(wú)明顯差異，不良事件可能是由于手工制備的糞菌混懸液中含有更多致熱原。該研究亦發(fā)現(xiàn)經(jīng)中消化道FMT患者的不良事件發(fā)生率顯著高于經(jīng)結(jié)腸TET者(23.3%對(duì)6%)。嚴(yán)重腹瀉UC患者一般選擇經(jīng)中消化道行FMT，以避免移植入腸道的糞菌難以保留于結(jié)腸。Wang等[16]報(bào)道了目前最大樣本量的FMT治療CD的安全性研究。對(duì)139例CD患者實(shí)施共184次經(jīng)中消化道FMT治療，1個(gè)月內(nèi)不良事件發(fā)生率為13.6%，包括排便次數(shù)增加、發(fā)熱、腹痛、肛門排氣增多、便血、嘔吐、腹脹和帶狀皰疹。最長(zhǎng)隨訪時(shí)間已超過(guò)4年，無(wú)嚴(yán)重不良事件發(fā)生。研究結(jié)果提示糞菌制備方法與不良事件發(fā)生率有關(guān)。人工制備糞菌組不良事件發(fā)生率為21.7%，而GenFMTer自動(dòng)分離純化制備糞菌組為8.7%。FMT術(shù)后1個(gè)月臨床緩解率為56.8%，臨床反應(yīng)率為 71.2%，糞菌制備方法與臨床療效無(wú)關(guān)。

上述兩項(xiàng)研究結(jié)果均支持將FMT后1個(gè)月作為劃分FMT短期與長(zhǎng)期不良事件的分界點(diǎn)。FMT在UC患者中的不良事件發(fā)生率為17.4%，略高于CD(13.6%)，主要為發(fā)熱和排便次數(shù)增加，呈自限性。長(zhǎng)期隨訪僅有1例嚴(yán)重不良事件，經(jīng)藥物治療后好轉(zhuǎn)，無(wú)死亡病例。糞菌制備方法是影響FMT不良事件發(fā)生率的重要因素，而GenFMTer系統(tǒng)純化糞菌在不減弱療效的前提下，可顯著降低不良事件發(fā)生率。相關(guān)meta分析顯示，F(xiàn)MT治療UC的不良事件發(fā)生率達(dá)78%，主要以自限性胃腸不適為主，且不良事件在FMT組和安慰劑組的發(fā)生率均較高，提示FMT本身相對(duì)安全，主要問題可能在于FMT體系的方法學(xué)不同[40]。所以，張發(fā)明等[41]指出，雖然國(guó)內(nèi)外研究均認(rèn)為FMT治療IBD的總體安全性較高，但不能忽略未被報(bào)道的不良事件。目前，美國(guó)胃腸病學(xué)會(huì)FMT注冊(cè)項(xiàng)目[42]和中國(guó)菌群移植平臺(tái)[5]均已開展針對(duì)菌群移植人群的10年登記隨訪研究，其重點(diǎn)是評(píng)估FMT的長(zhǎng)期安全性。相信5～10年后，有關(guān)FMT的安全性將更加明確。

三、結(jié)語(yǔ)

FMT作為一項(xiàng)新興的治療技術(shù)體系，主要涉及嚴(yán)格的供體篩選、優(yōu)化的糞菌制備方法、恰當(dāng)?shù)木阂浦餐緩降?。本文在解讀FMT體系的基礎(chǔ)上，綜述了近年來(lái)FMT治療IBD的最新臨床研究。因?yàn)槟壳吧腥狈ψ銐虻碾S機(jī)對(duì)照試驗(yàn)研究證據(jù)，F(xiàn)MT暫時(shí)未被納入IBD治療指南，但這并不意味著否認(rèn)FMT治療IBD的客觀價(jià)值。相信隨著規(guī)范的FMT技術(shù)體系的推廣應(yīng)用，更多IBD患者將從FMT中獲益。