靶向菌群治療對腸易激綜合征患者腸道菌群影響的范圍綜述

張晉東，鄭浩楠，張濤，段麗萍

腸易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）是一種以反復(fù)發(fā)作的腹痛并伴有排便習(xí)慣改變?yōu)樘卣鞯墓δ苄阅c病[1]。世界范圍內(nèi)IBS的患病率為5%～10%[2]，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和工作效率，給患者家庭及社會帶來了很大的經(jīng)濟(jì)壓力。近年來，隨著測序技術(shù)的不斷發(fā)展，消化領(lǐng)域?qū)W者對腸道菌群與IBS關(guān)系的認(rèn)識也逐漸深入?，F(xiàn)有研究表明IBS發(fā)病機(jī)制主要包括遺傳易感性、腸道感覺與動力異常、內(nèi)臟高敏感、腸黏膜屏障和免疫功能紊亂[1]。2016年更新的《功能性胃腸病羅馬Ⅳ診斷標(biāo)準(zhǔn)共識》提出，腸-腦互動異常是IBS的病理生理基礎(chǔ)[3]，該共識同時強(qiáng)調(diào)了腸道菌群紊亂在IBS發(fā)病中起到的重要作用。目前學(xué)者已針對該領(lǐng)域開展了多種靶向腸道菌群治療手段的研究，包括益生菌、益生元、腸道非吸收性抗生素[4]和糞菌移植（fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT）[5-6]等。然而現(xiàn)階段各種靶向腸道菌群的治療手段在藥物種類、劑量、療程等方面存在較大的異質(zhì)性，以至于上述治療手段對于腸道菌群的影響尚無統(tǒng)一結(jié)論。范圍綜述是一種基于循證實(shí)踐的文獻(xiàn)分析方法，其可針對性地探索某一類研究主題的研究范圍、研究深度與不足之處。本文采用范圍綜述的方法，通過對既往相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行查詢匯總，進(jìn)一步分析靶向菌群治療對IBS患者腸道菌群的影響，以期為臨床選擇合適的治療方法提供參考。

1 資料與方法

1.1 確定研究問題 臨床實(shí)踐中所使用的以腸道菌群為靶點(diǎn)的治療方法對IBS患者菌群多樣性、結(jié)構(gòu)及細(xì)菌豐度的影響。

1.2 文獻(xiàn)檢索策略 以“Web of Science核心合集”“PubMed”“Embase”“Cochrane Library”為文獻(xiàn)來源數(shù)據(jù)，檢索截至2022-5-20發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)。檢索策略為：“IBS OR irritable bowel syndrome”“Probiotics OR Saccharomyces OR Lactobacillus OR Bifidobacterium OR Escherichia OR Clostridium”“Prebiotics OR inulin OR fructooligosaccharide OR fructooligosaccharide OR galactooligosaccharide OR galactooligosaccharide”“Antibiotics OR anti-bacterial agents OR penicillins OR cephalosporins OR rifamycins OR quinolones OR nitroimidazoles OR tetracycline OR doxycycline OR amoxicillin OR ciprofloxacin OR metronidazole OR tinidazole OR rifaximin”“（（FMT）OR（bacteriotherapy））OR（（（fecal）OR（faecal）OR（stool）OR（feces）OR（faeces）OR（microbiota）OR（microflora）OR（fecal flora）OR（faecal flora）OR（fecal microbiota）OR（feacal microbiota））AND（（transplant*）OR（transfusion）OR（implant*）OR（instillation）OR（donor）OR（enema）OR（reconstitution）OR（infusion）OR（transfer）））”“Microbiota OR microbiome OR microbes OR microflora”。

1.3 文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）研究對象為IBS患者；（2）接受單一種類的益生菌、益生元、抗生素和FMT治療；（3）原始研究；（4）包含干預(yù)后腸道菌群結(jié)果。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）使用多種手段聯(lián)合治療的研究；（2）無法獲得全文；（3）重復(fù)文獻(xiàn)；（4）無腸道菌群結(jié)果。

1.4 文獻(xiàn)篩選與資料提取 由兩名研究者根據(jù)文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)篩選符合要求的文獻(xiàn)，獨(dú)立篩選、提取信息并進(jìn)行核對，若兩名研究者意見存在分歧則與第三名研究者討論后確定。提取的主要信息包括：第一作者、發(fā)表時間、國家、研究類型、診斷標(biāo)準(zhǔn)、IBS亞型、樣本量、藥物種類（益生菌、益生元、抗生素）、FMT途徑與部位、劑量與療程、菌群檢測標(biāo)本與方法、菌群檢測結(jié)果。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果 通過檢索策略共獲得相關(guān)文獻(xiàn)3 044篇，初步篩選后獲得文獻(xiàn)2 414篇，根據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)篩選后，最終納入文獻(xiàn)41篇，其中益生菌研究11篇，益生元研究8篇，抗生素研究5篇，F(xiàn)MT研究17篇，文獻(xiàn)篩選流程見圖1。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程圖Figure 1 Flow chart of studies enrollment

2.2 益生菌對菌群的影響 本研究所納入11篇益生菌相關(guān)文獻(xiàn)均為隨機(jī)對照試驗(yàn)（randomized controlled trial，RCT），有2項(xiàng)研究采用了RomeⅡ共識中的IBS診斷標(biāo)準(zhǔn)，6項(xiàng)研究采用了RomeⅢ標(biāo)準(zhǔn)，2項(xiàng)研究采用了RomeⅣ標(biāo)準(zhǔn)，1項(xiàng)未報道診斷標(biāo)準(zhǔn)。在報道了納入患者IBS亞型的研究中，腹瀉型IBS（IBS-D）是納入患者中最多見的亞型。乳桿菌是使用最多的益生菌屬，包括干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、植物乳桿菌、加氏乳桿菌，此外各有1項(xiàng)研究使用了雙歧桿菌、丁酸梭菌、凝結(jié)芽孢桿菌和釀酒酵母進(jìn)行干預(yù)。4周為最常用的干預(yù)時間，最長的干預(yù)時間為80 d。對菌群的分析均采用糞便標(biāo)本，16S rRNA擴(kuò)增子測序是使用最多的檢測方法（8/11）。

通過菌群分析可知，菌群多樣性在益生菌治療前后[7]或治療后的益生菌與安慰劑組之間[8]存在顯著差異，但在另外兩項(xiàng)研究中，菌群多樣性與結(jié)構(gòu)在治療后的益生菌與安慰劑組之間無顯著差異[9-10]。接受乳桿菌干預(yù)后，糞便中乳桿菌科[11]、乳桿菌屬[12-14]及其下級菌種[15]豐度顯著升高，表明補(bǔ)充乳桿菌后，其可在腸道中保持活性，這是其穩(wěn)定定殖發(fā)揮益生菌作用的前提。顫螺菌屬（Oscillospira）[11-12]、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）[14，16]與脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）[17]豐度在乳桿菌干預(yù)后也出現(xiàn)升高。加氏乳桿菌[14]、凝結(jié)芽孢桿菌[7]干預(yù)可使放線菌門（Actinobacteria）豐度升高，變形菌門（Proteobacteria）豐度降低。此外，SUN等[8]發(fā)現(xiàn)，對丁酸梭菌治療應(yīng)答的患者治療后狹義梭菌屬（Clostridium sensu stricto）豐度較無應(yīng)答者降低程度更大。益生菌干預(yù)對IBS患者腸道菌群的影響見表1。

表1 研究基本特征及益生菌對IBS患者腸道菌群的影響Table 1 Basic characteristics of studies on the effect of probiotics on gut microbiota in IBS patients

2.3 益生元對菌群的影響 本研究所納入8篇益生元相關(guān)文獻(xiàn)均為RCT，有1項(xiàng)研究采用了RomeⅡ共識中的IBS診斷標(biāo)準(zhǔn)，6項(xiàng)研究采用了RomeⅢ標(biāo)準(zhǔn)，1項(xiàng)研究采用了RomeⅣ標(biāo)準(zhǔn)。除1項(xiàng)研究僅納入了IBS-D患者、1項(xiàng)研究未報道IBS亞型外，其余6項(xiàng)研究均納入了各IBS亞型患者。5項(xiàng)研究使用了低聚糖進(jìn)行干預(yù)，包括低聚半乳糖、低聚果糖，另外3項(xiàng)研究則使用了具有益生元屬性的植物提取物。干預(yù)時間為4周或6周，其中1項(xiàng)研究進(jìn)行了2輪干預(yù)。菌群分析方法包括測序、原位雜交、實(shí)時定量PCR。

6項(xiàng)研究報道了糞便中雙歧桿菌屬豐度在益生元干預(yù)后有顯著升高[18-23]，同時結(jié)腸黏膜中也存在該菌屬豐度的升高[21]，但該項(xiàng)研究也表明糞便中雙歧桿菌屬豐度在干預(yù)結(jié)束后4周時降低至干預(yù)前的水平。益生元干預(yù)后擬桿菌-普氏菌屬（Bacteroides-Prevotella spp.）豐度在研究之間結(jié)論不一，包括降低[18]與升高[21]，同時干預(yù)后應(yīng)答者擬桿菌-普氏菌屬豐度較無應(yīng)答者高[24]，提示其可作為治療有效的標(biāo)記物。僅有1項(xiàng)研究報道在益生元干預(yù)后腸道菌群未發(fā)生顯著變化[25]。益生元干預(yù)對IBS患者腸道菌群的影響見表2。

表2 研究基本特征及益生元對IBS患者腸道菌群的影響Table 2 Basic characteristics of studies on the effect of prebiotics on gut microbiota in IBS patients

2.4 抗生素對菌群的影響 本研究所納入5篇抗生素相關(guān)文獻(xiàn)所使用的抗生素均為利福昔明，3項(xiàng)研究為開放標(biāo)簽（open label）試驗(yàn)，1項(xiàng)為RCT，另外1項(xiàng)為初始進(jìn)行開放標(biāo)簽試驗(yàn)，在對應(yīng)答者隨訪至18周時納入其中復(fù)發(fā)的患者再進(jìn)行RCT。干預(yù)時間為10 d或14 d。對菌群的分析均采用了糞便標(biāo)本，其中1項(xiàng)研究同時采集了直腸黏膜進(jìn)行菌群檢測。16S rRNA擴(kuò)增子測序是使用最多的檢測方法（4/5）。

利福昔明干預(yù)對糞便[26-27]及直腸黏膜[28]菌群的結(jié)構(gòu)無明顯改變，或僅有一過性改變[27]，菌群的物種豐富度顯著降低[29-30]。利福昔明干預(yù)后豐度升高的菌屬包括糞桿菌屬（Faecalibacterium）[26]、嗜膽菌屬（Bilophila）、副薩特氏菌屬（Parasutterella）[30]、糞芽孢菌屬（Coprobacillus）、霍爾德曼菌（Holdemania）、雙歧桿菌屬、真桿菌屬（Eubacterium）[28]，豐度降低的菌屬包括多爾菌屬（Dorea）、腸桿菌屬（Enterobacter）、嗜血桿菌（Haemophilus）、埃希菌屬（Escherichia）[28]、彎曲桿菌屬（Catabacter）[30]?？股馗深A(yù)對IBS患者腸道菌群的影響見表3。

表3 研究基本特征及抗生素對IBS患者腸道菌群的影響Table 3 Basic characteristics of studies on the effect of antibiotics on gut microbiota in IBS patients

2.5 FMT對菌群的影響 本研究所納入的17項(xiàng)FMT研究中，有4項(xiàng)研究為開放標(biāo)簽試驗(yàn)，其余13項(xiàng)為RCT。RomeⅢ是采用最多的診斷標(biāo)準(zhǔn)，1項(xiàng)研究重點(diǎn)關(guān)注了FMT治療感染后IBS及抗生素所誘發(fā)IBS后的菌群變化。在RCT中，通過腸鏡進(jìn)行FMT的研究所使用的安慰劑為患者自體的糞菌，口服膠囊安慰劑為外觀與糞菌膠囊一致的膠囊。FMT途徑主要包括胃鏡、十二指腸管、鼻空腸管、結(jié)腸鏡及口服膠囊。16S rRNA擴(kuò)增子測序是采用最多的菌群檢測方法。

菌群結(jié)構(gòu)分析表明，接受FMT治療后，患者的菌群結(jié)構(gòu)趨同于其相應(yīng)的糞菌供者[31-37]。 有研究對異體移植患者的糞便與黏膜菌群先后使用人腸道芯片及16S擴(kuò)增子測序方法進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)移植后菌群結(jié)構(gòu)趨同于供者，并可導(dǎo)致新引入微生物在腸道持續(xù)至少6個月的長期定殖[47-48]。FMT治療后患者的α-多樣性升高[34-36]，菌群紊亂指數(shù)（Dysbiosis index）降低[38]。FMT后雙歧桿菌屬[33，39]、另枝菌屬（Alistipes）[38-40]、普氏菌屬[38，40-43]豐度升高在各項(xiàng)研究中報道較一致。嗜黏蛋白阿克曼菌豐度變化報道不一，在3項(xiàng)研究中FMT后豐度升高[35，40，44]，在 1 項(xiàng)研究中 FMT 后豐度降低[33]。糞桿菌屬在1項(xiàng)研究中FMT后豐度升高[41]，在3項(xiàng)研究中 FMT 后豐度降低[35，42-43]。

多項(xiàng)研究還比較了FMT后應(yīng)答與無應(yīng)答患者的菌群特征。FMT后，應(yīng)答者較無應(yīng)答者豐度升高的菌屬包括乳桿菌屬、另枝菌屬[40]，降低的菌屬包括Desulfitispora、巨球型菌屬（Megasphaera）/小桿菌屬（Dialister）[39]、擬桿菌屬[40]。應(yīng)答者與無應(yīng)答者在基線時的菌群結(jié)構(gòu)差異顯著，前者的菌群物種多樣性高于后者[44-45]，擬桿菌門/厚壁菌門比值也高于后者[37]。FMT干預(yù)對IBS患者腸道菌群的影響見表4。

表4 研究基本特征及糞菌移植對IBS患者腸道菌群的影響Table 4 Basic characteristics of studies on the effect of fecal microbiota transplantation on gut microbiota in IBS patients

3 討論

已有研究證實(shí)IBS患者存在腸道菌群結(jié)構(gòu)與功能的紊亂[49-50]，因此以腸道菌群為干預(yù)靶點(diǎn)的治療手段獲得了越來越多的重視。本文對目前臨床實(shí)踐中常用的益生菌、益生元、抗生素，以及有希望得到推廣的FMT方法干預(yù)后的腸道菌群變化進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以上治療手段對IBS患者腸道菌群的物種多樣性、整體結(jié)構(gòu)、細(xì)菌種類均有一定程度的影響，但研究間也存在結(jié)論不一致的情況，值得進(jìn)一步探討。

3.1 益生菌 在國際益生菌與益生元科學(xué)協(xié)會（ISAPP）于2014年發(fā)布的關(guān)于益生菌的共識聲明中，將益生菌定義為：當(dāng)攝入足夠數(shù)量活的微生物時，會給宿主帶來健康益處[51]。在臨床實(shí)踐中所應(yīng)用的常見益生菌屬有乳酸桿菌、雙歧桿菌、腸球菌、鏈球菌、芽孢桿菌等。使用靶向腸道菌群的治療方法目的是恢復(fù)腸道菌群的穩(wěn)態(tài)，補(bǔ)充有益菌、抑制疾病狀態(tài)下腸道有害菌的過度生長是重要的重建手段。益生菌是使用歷史最久的靶向菌群治療方法，本文所納入的研究中，傳統(tǒng)益生菌乳桿菌是使用最多的益生菌屬。IBS患者攝入乳桿菌后可在糞便中檢出較高豐度，為其在腸道定殖創(chuàng)造了條件。益生菌在腸道的定殖是其發(fā)揮作用的前提。需要注意的是，糞便中高豐度并不能充分說明益生菌在腸道的穩(wěn)定定殖。近期一項(xiàng)研究表明，傳統(tǒng)益生菌在人體腸黏膜的定殖具有明顯的個體差異，存在易定殖與抗定殖個體[52]。本文所納入研究均采用糞便標(biāo)本進(jìn)行菌群檢測，未來在研究中可同時進(jìn)行糞便與腸黏膜菌群的檢測與對比，以更好地制訂益生菌攝入的劑量、療程等，從而優(yōu)化治療。

3.2 益生元 益生元的概念產(chǎn)生于1995年，ISAPP在2016年對其概念進(jìn)行了更新：能夠被宿主體內(nèi)的菌群選擇性利用并轉(zhuǎn)化為有益于宿主健康的物質(zhì)[53]。更新后的概念已不局限于傳統(tǒng)的碳水化合物類果聚糖和半乳聚糖，也包含了可能的非碳水化合物物質(zhì)，且不局限于食物。因此本文中也納入了洋車前子纖維、富含β-多糖的蘆薈、Salacia提取物等植物來源的益生元。這些研究重點(diǎn)關(guān)注了益生元對雙歧桿菌的富集作用，使用了包括原位雜交、實(shí)時定量PCR、一代測序和二代16S測序等檢測方法均發(fā)現(xiàn)益生元使用后可升高雙歧桿菌的豐度。IRIBARREN等[22]還發(fā)現(xiàn)，益生元還可升高結(jié)腸黏膜中雙歧桿菌的豐度，表明益生元有利于雙歧桿菌在腸道的定殖。

3.3 抗生素 利福昔明是在腸道局部發(fā)揮作用的非吸收性抗生素，已被美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)應(yīng)用于IBS的治療。本文納入的5項(xiàng)利福昔明研究報道其對菌群結(jié)構(gòu)無顯著影響[26-30]，而物種豐富度顯著降低，這與其廣譜抗菌活性相符。利福昔明可降低臨床常見病原菌如腸桿菌科、腸球菌科的豐度，升高益生菌糞桿菌屬和雙歧桿菌屬的豐度。因此，利福昔明可能更適用于合并腸道細(xì)菌尤其是病原菌過度生長的患者。

3.4 FMT FMT已被歐洲臨床微生物與感染學(xué)會指南推薦用于艱難梭菌感染的治療[54]，在炎癥性腸病中的研究也在逐漸增多，而針對IBS的治療嘗試還處于起步階段。不同于前述三種藥物，影響FMT效果的因素較多，主要包括宿主來源、菌液制備、移植途徑、移植頻次等。本文納入的研究中移植途徑有胃鏡、小腸插管、結(jié)腸鏡以及口服膠囊等，這些手段可能會影響菌群的分析結(jié)果。但從各項(xiàng)研究的結(jié)論來看，大部分患者接受FMT治療后菌群結(jié)構(gòu)均趨同于其相應(yīng)的供者，表明供者的糞菌在患者腸道有了相對穩(wěn)定的定殖，這是FMT重建患者菌群的前提。FMT可使某些益生菌如雙歧桿菌、另枝桿菌、普氏桿菌的豐度升高，這表明某些關(guān)鍵菌在FMT治療中發(fā)揮了重要作用，值得進(jìn)一步挖掘。

3.5 研究的局限性及改進(jìn)方向

3.5.1 患者納入 由于入選研究的時間跨度較大（2009—2021年），IBS的診斷標(biāo)準(zhǔn)幾經(jīng)更新，因此各研究使用的IBS診斷標(biāo)準(zhǔn)不同，此外一部分研究納入了全部IBS亞型的患者，另一部分則僅納入單一亞型的患者，不同亞型患者間的基線菌群可能存在顯著差異，會造成他們對同一治療方法的不同應(yīng)答。未來研究可統(tǒng)一診斷標(biāo)準(zhǔn)，并針對某一IBS亞型設(shè)計研究，這樣更有助于根據(jù)患者的基線情況精準(zhǔn)選擇靶向菌群的治療手段。

3.5.2 菌群檢測手段 由于研究當(dāng)時菌群檢測技術(shù)的發(fā)展階段不同，研究所使用的菌群檢測手段各不相同，這會在一定程度上影響患者的納入及菌群的分析，甚至出現(xiàn)一些相互矛盾的結(jié)果。隨著近年來高通量測序技術(shù)的發(fā)展，16S擴(kuò)增子測序、宏基因組測序手段已廣泛應(yīng)用于臨床研究，可將測序數(shù)據(jù)注釋至菌種、菌株水平，今后可統(tǒng)一使用該測序手段，使分析結(jié)果更加精準(zhǔn)。

3.5.3 隨訪時間 各項(xiàng)干預(yù)措施的隨訪時間不同。FMT后最長的糞便采樣時間為12個月，而益生菌、益生元及利福昔明多于干預(yù)結(jié)束后立即采樣進(jìn)行菌群測序，僅有1項(xiàng)研究在為期2周的利福昔明干預(yù)后繼續(xù)隨訪56 d，發(fā)現(xiàn)干預(yù)后56 d的菌群結(jié)構(gòu)與基線時相似。IBS具有慢性、易復(fù)發(fā)的特點(diǎn)，因此短時間內(nèi)補(bǔ)充益生菌可對病情緩解有益，但在停服后可能會出現(xiàn)病情的反復(fù)，靶向菌群治療的療程、是否需維持治療、復(fù)發(fā)時如何根據(jù)菌群情況再次選擇治療策略等是需要考慮的問題，值得進(jìn)一步的探討。

綜上，益生菌、益生元、抗生素、FMT均可通過影響腸道菌群發(fā)揮對IBS的治療作用，富集益生菌、抑制有害菌，重建腸道微生態(tài)的平衡，是IBS的重要治療手段。今后的研究需要采用統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的IBS亞型，采用更先進(jìn)的菌群檢測技術(shù)，精準(zhǔn)把控隨訪時間等方法，這將有助于選擇精準(zhǔn)的靶向菌群手段、制訂長期的治療策略。

作者貢獻(xiàn)：張晉東進(jìn)行文章構(gòu)思與設(shè)計、數(shù)據(jù)整理及論文撰寫；鄭浩楠、張濤進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、篩選、數(shù)據(jù)整理；段麗萍進(jìn)行結(jié)果解釋與分析及文章修改，對文章整體負(fù)責(zé)，監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。