腸道微生物群療法防治復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染研究進(jìn)展

王晶霞，湯靈玲

(1.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院 傳染病診治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 感染性疾病診治協(xié)同創(chuàng)新中心，浙江 杭州 310020；2. 浙江樹人大學(xué)樹蘭國(guó)際醫(yī)學(xué)院附屬樹蘭杭州醫(yī)院 感染科，浙江 杭州 310003)

艱難梭菌感染(Clostridiumdifficileinfection，CDI)主要是由于腸道菌群失調(diào)引起產(chǎn)毒型艱難梭菌過度繁殖并釋放毒素所致，已成為重要的院內(nèi)獲得性感染之一[1-3]。復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染(recurrentClostridiumdifficileinfection， rCDI)是指感染治愈后，8周內(nèi)再次發(fā)生相同或者不同艱難梭菌菌株的感染。第一次復(fù)發(fā)治愈患者的第二次復(fù)發(fā)率為40%，復(fù)發(fā)2次以上患者的后續(xù)復(fù)發(fā)率約為45%～65%[4-5]。rCDI常見的危險(xiǎn)因素有使用抗菌藥物、高齡、高毒力菌株感染及使用胃酸抑制劑等[6]。CDI的臨床表現(xiàn)多樣，包括無癥狀定植、抗菌藥物相關(guān)性腹瀉、偽膜性腸炎、暴發(fā)性腸炎甚至中毒性巨結(jié)腸、腸穿孔和敗血癥等[7-8]。

目前美國(guó)感染病學(xué)會(huì)(Infectious Diseases Society of America, IDSA)指南推薦CDI首選治療方案是萬古霉素、非達(dá)霉素和甲硝唑等抗菌藥物?？咕幬锟芍委熎D難梭菌的初次感染，但不能有效預(yù)防CDI的復(fù)發(fā)，在接受抗菌藥物規(guī)范治療后，CDI的平均復(fù)發(fā)率仍高達(dá)35%[9]?？咕幬锏氖褂闷茐牧四c道正常的菌群結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致宿主對(duì)艱難梭菌定植的抵抗力減弱，增加了CDI及rCDI的風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，可通過直接移植健康個(gè)體中的多種腸道微生物來恢復(fù)被破壞的腸道微生物群[10]。微生物群移植可快速糾正腸道微生物群的失調(diào)、恢復(fù)物種豐度和使膽汁酸成分正常化，這些因素同時(shí)可阻止艱難梭菌的進(jìn)一步定植，從而減少艱難梭菌芽孢的形成，最終達(dá)到預(yù)防和治療rCDI的效果[11-12]。本文對(duì)糞便微生物群移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)、標(biāo)準(zhǔn)化微生物群療法、益生菌、非產(chǎn)毒型艱難梭菌在rCDI防治中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為臨床診治提供依據(jù)。

1 FMT

FMT是指將健康供體腸道內(nèi)的功能菌群轉(zhuǎn)移至患者腸道以恢復(fù)患者的腸道微生態(tài)平衡。這種包含多種微生物的組合物可以抑制艱難梭菌芽孢的形成和萌發(fā)，并具有抗定植特性。這不僅歸因于FMT中的微生物，還歸因于微生物與微生物、微生物與宿主間的相互作用和結(jié)腸生態(tài)位中代謝組的多樣性。FMT同時(shí)可增加擬桿菌和次級(jí)膽汁酸的豐度，現(xiàn)已成為治療rCDI的主要方法之一[13]。1700多年前，F(xiàn)MT就在古代中醫(yī)領(lǐng)域流行，用于治療腹瀉、食物中毒等腸道疾病。1958年，F(xiàn)MT第一次進(jìn)入臨床試驗(yàn)，用于治療偽膜性腸炎。研究表明，通過單次FMT治療rCDI有效率達(dá)80%以上，兩次FMT治療有效率可提高至90%[14]。但FMT治療rCDI的療效可能與供體和受體的選擇、給藥方式等多種因素相關(guān)。

FMT的供體篩選是影響rCDI療效的主要因素之一，采用細(xì)致和可重復(fù)的供體篩選可以減少治療過程中不良事件的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。有研究將供體的篩選分為資格評(píng)估(主要排除宗教、社會(huì)、體質(zhì)指數(shù)、年齡等不適合的人群)、臨床評(píng)估(排除有疾病史的人群)、糞便篩查(排除糞菌病原學(xué)陽(yáng)性的人群)和血清學(xué)篩查(排除血常規(guī)、肝功能、感染等相關(guān)指標(biāo)異常的人群)4個(gè)階段，供體候選人只有通過上述4個(gè)階段的嚴(yán)格篩查才能獲得捐贈(zèng)資格，在15 317名供體候選人中，只有286名是合格的捐贈(zèng)者，合格率僅為3%[15]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，供體腸道中的高α多樣性微生物群及低豐度的噬菌體含量可提高FMT療效，但具體機(jī)制有待進(jìn)一步明確[16-17]。此外，有研究表明FMT的治療結(jié)果不僅依賴于受體的生態(tài)結(jié)構(gòu)，還依賴于供體和受體微生物在分類學(xué)和功能學(xué)上的相互作用[18]。

FMT治療rCDI的效果還與給藥方式相關(guān)。FMT的給藥方式包括灌腸、經(jīng)結(jié)腸鏡的下消化道給藥方式和通過鼻空腸管或胃十二指腸鏡的上消化道給藥方式。近幾年還出現(xiàn)了口服膠囊形式的FMT凍干產(chǎn)品。下消化道給藥途徑中灌腸操作相對(duì)簡(jiǎn)單。有研究發(fā)現(xiàn)，灌腸冷凍產(chǎn)品與口服凍干糞便微生物產(chǎn)品均可使糞便微生物群的多樣性恢復(fù)正常，但灌腸冷凍產(chǎn)品補(bǔ)充擬桿菌門和疣微菌門的效果更好[19]。下消化道給藥途徑中，通常認(rèn)為經(jīng)結(jié)腸鏡途徑優(yōu)于灌腸途徑，因?yàn)楣嗄c途徑只能將糞便菌群送達(dá)至結(jié)腸脾曲，而通過結(jié)腸鏡可將糞便菌群送至整個(gè)結(jié)腸，并均勻涂抹到病變處腸道。另外對(duì)于嚴(yán)重難治性rCDI的治療，Ianiro等[20]進(jìn)行了一項(xiàng)包含56名受試者的隨機(jī)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)結(jié)腸鏡下多次FMT聯(lián)合萬古霉素的治療方案優(yōu)于單次FMT聯(lián)合萬古霉素(治愈率分別為75%和100%,P=0.01), 且試驗(yàn)過程中均無明顯的相關(guān)不良事件發(fā)生。但結(jié)腸鏡給藥方式存在腸穿孔的風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)于患有嚴(yán)重結(jié)腸炎和腸梗阻的患者必須更加謹(jǐn)慎。雖然上消化道途徑的給藥方式相較于下消化道更容易開展，但通過上消化道途徑進(jìn)行FMT存在受試者誤吸和供體糞便細(xì)菌在受試者體內(nèi)過度繁殖的風(fēng)險(xiǎn)。一項(xiàng)關(guān)于不同給藥方式對(duì)FMT治療rCDI效果的薈萃分析顯示，多療程FMT相比單療程總體上提高了rCDI治愈率(分別為76%、93%)，其中經(jīng)十二指腸途徑的單、多療程rCDI治愈率分別為73%和81%；經(jīng)結(jié)腸鏡途徑單、多療程rCDI治愈率分別為78%和98%；灌腸途徑單、多療程rCDI治愈率分別為56%和92%[21]。此外，口服膠囊形式的糞便凍干產(chǎn)品可能成為一種治療rCDI的有效方法。一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)將116例rCDI患者隨機(jī)分為結(jié)腸鏡組和口服膠囊組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)口服膠囊途徑給藥在12周內(nèi)預(yù)防復(fù)發(fā)性感染方面并不遜色于結(jié)腸鏡給藥途徑[22]。

迄今為止，沒有FMT相關(guān)不良事件的大規(guī)模報(bào)道。FMT常見不良反應(yīng)有腹部不適、一過性腹瀉和感染后腸易激綜合征，但也有部分患者在治療過程中出現(xiàn)了炎癥性腸病[23]。另外，由于FMT治療涉及活生物體移植, 存在傳播感染的風(fēng)險(xiǎn)。一項(xiàng)FMT治療肝性腦病和預(yù)防移植物抗宿主病的臨床試驗(yàn)中兩名患者發(fā)生了從供體向受體傳播產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶大腸桿菌的嚴(yán)重事件，通過基因測(cè)序這兩名患者都與同一例糞便捐獻(xiàn)者有關(guān)[24]。2021年，Zellmer等[25]還報(bào)道了腸道內(nèi)定植產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌的供者通過FMT感染7名受者的不良事件。除上述不良反應(yīng)外，F(xiàn)MT面臨的最大挑戰(zhàn)是實(shí)踐的異質(zhì)性，由于在供體招募、篩選、具體實(shí)踐等環(huán)節(jié)中存在差異，未標(biāo)準(zhǔn)化的FMT給治療帶來難題。

2 標(biāo)準(zhǔn)化微生物群療法

雖然FMT是一種治療rCDI的高效療法，但在2019 年末新型冠狀病毒肺炎大流行的背景下，模棱兩可的監(jiān)管環(huán)境加上缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品和管理方法使我們迫切需要一種受監(jiān)管、可靠和安全有效的產(chǎn)品。同時(shí)還需要?jiǎng)?chuàng)建微生物群恢復(fù)的無創(chuàng)療法以降低與FMT相關(guān)的發(fā)病率和較高的成本。標(biāo)準(zhǔn)化微生物群療法是當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。目前基于膠囊和灌腸給藥方式的標(biāo)準(zhǔn)化微生物群療法正在發(fā)展，且部分已完成Ⅰ～Ⅲ期臨床試驗(yàn)。

2.1RBX2660 RBX2660(由 Rebiotix公司研發(fā)制造)是一種來源于供體糞便的微生物菌懸液，通過灌腸途徑治療rCDI。每劑RBX2660由50 g供體糞便溶解在150 ml的稀釋劑中獲得，每毫升含有≥107個(gè)活生物體。在復(fù)發(fā)或重度CDI患者中，經(jīng)灌腸給予RBX2660是安全有效的。Orenstein等[26]針對(duì)RBX2660治療rCDI的安全性和有效性進(jìn)行了一項(xiàng)多中心前瞻性開放標(biāo)簽的臨床研究，結(jié)果表明，8周后CDI相關(guān)腹瀉癥狀的總體緩解率為87.1%，且隨訪6個(gè)月中無與RBX2660灌腸相關(guān)的嚴(yán)重不良事件發(fā)生。隨后，Dubberke等[27]進(jìn)行了一項(xiàng)規(guī)模更大的Ⅱ期、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)，共納入89名rCDI患者，根據(jù)不同的治療方式分為3組(2劑RBX2660；2劑安慰劑；1劑RBX2660加1劑安慰劑)，結(jié)果顯示2劑RBX2660的治療效果并不優(yōu)于2劑安慰劑(61% vs 45.5%，P=0.15)，然而兩劑RBX2660比1劑RBX2660加1劑安慰劑的治療方案能更有效地治療rCDI(64% vs 45.5%，P=0.047)。Kwak等[28]基于該研究的糞便樣本進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)RBX2660可以快速糾正CDI治療過程中抗生素介導(dǎo)的菌群變化并同時(shí)減少腸道內(nèi)抗生素抗性基因的表達(dá)和抗生素耐藥生物的含量。一項(xiàng)開放標(biāo)簽臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，RBX2660治療rCDI的成功率為78.9%，且事后分析表明RBX2660有良好的持久性和耐受性，91%的可評(píng)估RBX2660有效者(88/97)在治療后24個(gè)月內(nèi)無CDI復(fù)發(fā)[29]。

2.2RBX7455 RBX7455(由 Rebiotix公司研發(fā)制造)是一種非冷凍、口服、凍干膠囊的研究性活體生物治療藥物。一項(xiàng)開放標(biāo)簽的Ⅰ期臨床研究評(píng)估了RBX7455的安全性以及預(yù)防rCDI復(fù)發(fā)的有效性，同時(shí)還研究了RBX7455在試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的腸道微生物群效應(yīng)；研究納入了30例rCDI患者，根據(jù)不同劑量分為三組(1組RBX7455膠囊4粒2/d 連續(xù)4天；2組RBX7455膠囊4粒 2/d 連續(xù)2天；3組RBX7455膠囊2粒 2/d 連續(xù)2天)；研究結(jié)果顯示，8周內(nèi)的治愈率為80%～100%，無復(fù)發(fā)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，且試驗(yàn)過程中沒有發(fā)生RBX7455 相關(guān)的嚴(yán)重不良事件[30]。另外通過對(duì)比試驗(yàn)者治療前后的腸道微生物組成發(fā)現(xiàn)，治療后腸道微生物群落的優(yōu)勢(shì)菌與RBX7455的微生物成分接近，由變形菌綱和芽孢桿菌綱轉(zhuǎn)變?yōu)閿M桿菌綱和梭菌綱，而其中擬桿菌綱和梭菌綱可增加腸道對(duì)艱難梭菌的定植抗性，這可能是RBX7455可以降低CDI復(fù)發(fā)的原因[30]。

2.3SER-109 SER-109(由 Seres Therapeutics公司研發(fā)制造)是一種供體糞便衍生的口服微生物群產(chǎn)品，從乙醇處理的糞便中純化芽孢，大約含有50種厚壁菌門芽胞。厚壁菌門在定植抗性中起著重要作用。研究表明，SER-109可以增加腸道內(nèi)厚壁菌門的數(shù)量，提高腸道的定植抗性，從而減少抗菌藥物破壞腸道菌群后引起CDI復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)[31]。在一項(xiàng)包含30例rCDI患者的開放標(biāo)簽的Ⅰ期臨床試驗(yàn)中，該治療方案的單療程治愈率為86.7%，而在8周內(nèi)達(dá)到臨床緩解的比例為96.7%，同時(shí)在SER-109處理后第4天腸道微生物的多樣性增加[32]。一項(xiàng)對(duì)89例CDI發(fā)作3次或3次以上的患者進(jìn)行的Ⅱ期隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照臨床試驗(yàn)表明，SER-109與安慰劑治療對(duì)CDI復(fù)發(fā)率的影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但在≥65歲人群的亞組分析中，SER-109組CDI復(fù)發(fā)率較對(duì)照組(安慰劑治療) 明顯減少[31]。另外，通過比對(duì)參與者3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的糞便樣本發(fā)現(xiàn)，與接受安慰劑治療的患者相比，接受SER-109治療的患者擬桿菌的相對(duì)豐度增加[31]。該試驗(yàn)還評(píng)估了SER-109的植入與次級(jí)膽汁酸豐度之間的關(guān)系，結(jié)果顯示在第1周SER-109的劑量與次級(jí)堿性膽酸和脫氧膽酸的豐度之間存在顯著的正相關(guān)[31]。有研究發(fā)現(xiàn)，次級(jí)膽汁酸可以抑制艱難梭菌芽孢的萌發(fā)[33]。

2.4CP101 CP101(由 Finch Therapeutics公司研發(fā)制造)是一種來源于供體的凍干靶向釋放膠囊，擁有全譜微生物群，可以在不需要腸道準(zhǔn)備的情況下在腸道中起作用，目前還沒有公布完整的制造過程和配方等細(xì)節(jié)[34]。在一項(xiàng)針對(duì)rCDI患者的Ⅱ期隨機(jī)雙盲、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)中，74.5%的CP101組患者達(dá)到了持續(xù)臨床治愈的主要終點(diǎn)，而安慰劑組患者為61.5% (P=0.048)[34]。兩組的總體不良事件頻率相似，其中胃腸道癥狀最為常見，且CP101組沒有發(fā)生與治療相關(guān)的嚴(yán)重不良事件，同時(shí)與安慰劑組相比，CP101增加了患者腸道微生物組的多樣性[34]。

3 益生菌

益生菌是一類能對(duì)人體健康產(chǎn)生積極影響的活性微生物，在給予足夠劑量的益生菌時(shí)，益生菌能在宿主腸道內(nèi)定植并維持宿主腸道菌群的平衡[35]。有研究發(fā)現(xiàn)，乳桿菌屬、雙歧桿菌屬和一些具有益生作用的酵母菌等在體外實(shí)驗(yàn)或CDI動(dòng)物模型上取得較好的效果[36]。在研究益生菌對(duì)CDI的防治效果時(shí)，組合益生菌代替單種菌逐漸成為研究熱點(diǎn)[37]。

盡管對(duì)于益生菌和益生元治療CDI的機(jī)制尚未明確，但有學(xué)者提出可能與穩(wěn)定腸道微生物群、產(chǎn)生抗菌化合物、增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)作用、改善腸道屏障、滅活細(xì)菌毒素和爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)物等方面有關(guān)。部分益生菌可以通過產(chǎn)生有機(jī)酸來抑制艱難梭菌的生長(zhǎng)繁殖。乳酸桿菌屬、乳球菌屬、雙歧桿菌屬和解淀粉芽孢桿菌的培養(yǎng)物上清液有pH依賴性的抗艱難梭菌活性，并且在體內(nèi)也可保持生物活性[38]。艱難梭菌的發(fā)病機(jī)制和膽汁酸代謝密切相關(guān)，游離膽汁酸形式以及次級(jí)膽汁酸可以抑制艱難梭菌芽孢的萌發(fā)。2022年，Koh等[39]研究報(bào)道了通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)膽鹽水解酶來抑制CDI的益生菌工程。引入膽鹽水解酶的益生菌可以高效地將?；悄懰岬冉Y(jié)合膽汁酸轉(zhuǎn)變?yōu)槟懰岬扔坞x膽汁酸，幫助腸道恢復(fù)正常的膽汁酸代謝從而抑制艱難梭菌芽孢的萌發(fā)和生長(zhǎng)。Wang等[40]發(fā)現(xiàn)具有7-羥基類固醇脫氫酶活性的益生菌能幫助提高腸道內(nèi)次級(jí)膽汁酸鹽的水平，從而起到抑制艱難梭菌生長(zhǎng)的作用。另外，艱難梭菌定植與腸道屏障功能相關(guān)。有多種益生菌可通過調(diào)節(jié)腸道黏蛋白及腸上皮細(xì)胞連接復(fù)合物的表達(dá)來增強(qiáng)腸道的屏障功能減少艱難梭菌的定植[40-41]。

已有較明確證據(jù)證明益生菌可用于CDI的初級(jí)預(yù)防。一種含有嗜酸乳桿菌CL1285、干酪乳桿菌LBC80R和鼠李糖乳桿菌CLR2的特定益生菌組合通過在發(fā)酵過程中產(chǎn)生抗菌代謝產(chǎn)物，對(duì)幾種院內(nèi)艱難梭菌菌株的生長(zhǎng)具有強(qiáng)烈的抑制作用[42]。除了已知的酸依賴效應(yīng)外，該組合益生菌可在不酸化的情況下抑制CDI的發(fā)病，主要包括減少兩種主要毒力因子(TcdA和TcdB)的產(chǎn)生和中和毒素[42]。一項(xiàng)meta分析評(píng)估了益生菌對(duì)抗生素治療后CDI患者的預(yù)防效果，發(fā)現(xiàn)益生菌組的rCDI發(fā)生率為1.6%，顯著低于對(duì)照組發(fā)生率(3.9%)，回歸分析顯示，給予益生菌的時(shí)間越接近第一次抗生素的給藥時(shí)間，益生菌的預(yù)防效果越好，且發(fā)生與治療相關(guān)不良事件的風(fēng)險(xiǎn)無明顯增加[43]。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，一種布拉酵母菌分泌的單一的四特異性抗體可有效中和兩種毒力因子(TcdA和TcdB)，并在小鼠模型中證明了其對(duì)rCDI的預(yù)防和治療作用[44]。

但是，益生菌對(duì)于rCDI的預(yù)防及治療效果缺乏足夠證據(jù)支持。被廣泛研究的益生菌制劑中的乳酸菌種類和布拉迪酵母菌雖然對(duì)疾病有一些益處但大多沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，相比于FMT，益生菌治療rCDI的效果并不顯著，但可在早期應(yīng)用，作為接受抗生素治療后預(yù)防rCDI的輔助療法。

4 非產(chǎn)毒型艱難梭菌

并不是所有的艱難梭菌都會(huì)產(chǎn)生毒素。在一些沒有臨床表現(xiàn)的患者身上可發(fā)現(xiàn)缺乏產(chǎn)毒素基因的非產(chǎn)毒型艱難梭菌菌株。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明, 暴露于該類菌株的倉(cāng)鼠可以預(yù)防產(chǎn)毒型艱難梭菌菌株的定植。非產(chǎn)毒型艱難梭菌M3株(VP20621; NTCD-M3)是其中研究較為完善的代表性菌株。Gerding等[45]對(duì)168例患者進(jìn)行了一項(xiàng)Ⅱ期隨機(jī)、雙盲、安慰劑的對(duì)照試驗(yàn)，研究了非產(chǎn)毒型艱難梭菌M3株(VP20621; NTCD-M3)預(yù)防rCDI的效果，結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組和安慰劑組的CDI復(fù)發(fā)率分別為11%和30%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證明了NTCD-M3定植可以顯著降低CDI的復(fù)發(fā)，同時(shí)沒有發(fā)生與治療相關(guān)的嚴(yán)重不良事件。盡管在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约芭R床試驗(yàn)中都證明非產(chǎn)毒型艱難梭菌可以消除產(chǎn)毒型艱難梭菌的定植，從而降低艱難梭菌的傳播風(fēng)險(xiǎn)，但目前關(guān)于非產(chǎn)毒型艱難梭菌的研究還具有較多的局限性：樣本量較少，沒有對(duì)多重比較進(jìn)行校正。所以這些結(jié)果只能作為初步結(jié)果，暫時(shí)不能將非產(chǎn)毒型艱難梭菌作為治療rCDI有效的治療手段進(jìn)行推廣。但是，相比抗菌藥物，非產(chǎn)毒型艱難梭菌具有更好的耐受性，且較少發(fā)現(xiàn)安全性問題，其在胃腸道中定植后能顯著減少rCDI，因此具有良好的研究前景。

5 小結(jié)

CDI的高復(fù)發(fā)率依舊給部分患者帶來了巨大的身心和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。微生物群的恢復(fù)仍然是治療rCDI 的基石，其中 FMT在rCDI治療中的有效性已得到認(rèn)可，但不可否認(rèn)的是，潛在風(fēng)險(xiǎn)及復(fù)雜的操作流程限制了其臨床的大規(guī)模應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)化微生物群療法、益生菌、非產(chǎn)毒型艱難梭菌尚在臨床試驗(yàn)的不同階段，但相信會(huì)是未來治療rCDI的潛在選擇。