“新金汁”—糞便微生物群移植在消化道疾病中的研究進展*

肖宵 占傳宇 肖曾華 吳麗紅 張曉楠 張磊昌

糞便微生物群移植（fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT）指的是將健康人糞便中的功能菌群移植到患者消化道中，通過改變受體腸道微生物群獲得腸道菌群正常化而實現(xiàn)對疾病的治療。FMT 是由腸道菌群衍生出來的熱門腸道微環(huán)境研究之一，為多種消化道疾病的治療打開了新思路。至今，F(xiàn)MT 已被用于多種消化道疾病的治療，如復(fù)發(fā)性難辨梭菌感染、腸易激綜合征、頑固性便秘、炎性腸病、腸道過敏性疾病等。

1 “新金汁”的演變

在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)內(nèi)，我國早在戰(zhàn)國時期便有《五十二病方》記載人糞入藥，東晉《肘后備急方》提出“飲糞汁一升，即活”，使用人糞救急[1]。葉天士將金汁用于治療熱入營分、熱毒乘心等證[2]?！侗窘?jīng)逢原》云：“金汁得土氣最久，大解熱毒”；金汁又名“糞清”，即健康男童糞便藏壇深埋一年以上后的清液。金汁性大寒無毒味甘苦，降火清熱毒，尤擅治熱毒熾盛、陰虛溫病之證[3]。

FMT 同樣作為糞便的演變，亦是金汁作為現(xiàn)代治療手段的延伸。作為“新金汁”，較金汁在篩選供體方面更為嚴(yán)格，對于供體需在自愿情況下進行臨床評估、血清學(xué)檢查、疾病篩查、耐藥菌篩查、調(diào)查近期旅行史和醫(yī)療狀況等，但美國馬薩諸塞州波士頓報告顯示，15 317 名候選者的捐獻通過率僅為3%[4]。因此為保證患者能及時和公平地獲得FMT，以及確保程序安全性和質(zhì)量可追溯工作流程，各國也設(shè)立了FMT 庫。目前，我國張發(fā)明教授和樊代明院士共同發(fā)起非營利性中華糞菌庫緊急救援計劃，將自制的世界首套智能糞菌分離系統(tǒng)制成洗滌菌為全國難治性腸道感染患者提供救援性治療[5]。

金汁和FMT 的主要起效方式也都是通過調(diào)節(jié)腸道菌群，來恢復(fù)腸道內(nèi)腸道微生物群與宿主微生物之間相互平衡，其中成人腸道中主要以擬桿菌和厚壁菌為主[6]。然而就金汁和FMT 的菌群豐度分析來說，金汁由于長年深埋地下，如變形菌門、假單胞菌屬和氣單胞菌屬等厭氧菌落明顯較FMT 中更多。而FMT 中的優(yōu)勢菌群是厚壁菌門和擬桿菌門，金汁中梭桿菌屬、放線菌屬、厚壁菌屬和擬桿菌屬的細(xì)菌豐富度較FMT 溶液明顯降低[2]。作為“新金汁”—FMT 不僅在菌群結(jié)構(gòu)上，還通過很多現(xiàn)代手段對更多疾病進行更精確、有效的治療。

2 FMT儲存和給藥途徑

2.1 制備

對于糞便懸浮液的制備，每次使用于上、下消化道輸送糞便量應(yīng)分別≥12.5 g 和≥25 g，并以糞便和無菌的0.9%氯化鈉溶液在1∶5 的比例下混合制成糞便初始混懸液，且需在離體后的6 h 內(nèi)完成處理。然而由于FMT 同時擁有好氧菌和厭氧菌，其一切處理應(yīng)在封閉環(huán)境中一次性系統(tǒng)地進行[7]。

2.2 儲存

研究表示，糞便懸浮液或糞便的儲存時間和溫度可能會影響微生物群及與FMT 療效相關(guān)的細(xì)菌衍生代謝物。對于從捐贈者的糞便微生物群落來說，當(dāng)其抽離人體腸道環(huán)境時，為保證功能菌群的活性可將制備好的新鮮樣品置于4 ℃環(huán)境下儲存8 h[8]，在-20 ℃的溫度下可保存2 個月，在-80 ℃溫度下儲存的FMT 材料最長保質(zhì)期為9 個月[9]。由于溫水解凍FMT 可能存在交叉污染風(fēng)險，歐洲國家推薦在室溫下解凍，并在6 h 內(nèi)完成使用，且反復(fù)凍存可影響制劑效果。

2.3 給藥途徑

FMT 對于不同消化道存在不同最佳給藥模式，上消化道可通過鼻胃管、鼻十二指腸管、鼻空腸管、食管、膠囊等給藥方式，且給藥量不超過100 mL。對于中下消化道現(xiàn)下最佳給藥方式是經(jīng)內(nèi)鏡腸道植管術(shù)（TET）遞送[10]。

2.4 有效性與安全性

雖然目前FMT 在腸道疾病中可能通過調(diào)節(jié)腸道微環(huán)境中生物群來減少細(xì)胞毒性代謝物或促炎因子的產(chǎn)生，恢復(fù)失調(diào)的腸道菌群[11]?，F(xiàn)今FMT 治療各消化道疾病確切機制仍在深入探究中，但現(xiàn)存大量證據(jù)，如隨機對照試驗、系統(tǒng)性評價和Meta 分析，都對FMT 的療效和安全性進行認(rèn)定，尤其在一些難治性腸道疾病中展現(xiàn)出優(yōu)越的療效。根據(jù)我國菌群移植平臺不良事件及其相關(guān)度動態(tài)報告顯示，2016 年至今菌群移植不良事件發(fā)生率為5.18%，嚴(yán)重不良事件發(fā)生率為0.07%。

3 FMT治療難治性腸道疾病

3.1 FMT 治療難辨梭菌感染

難辨梭菌感染（clostridioides difficile infection，CDI）是抗生素濫用所致艱難梭狀芽孢桿菌在腸道內(nèi)過度繁殖的感染性腸病，臨床體現(xiàn)為難治性腹痛腹瀉、毒血癥狀，常見臨床并發(fā)癥為中毒性巨結(jié)腸、腸麻痹或腸穿孔等危重證候[12]。由于萬古霉素或甲硝唑廣泛用于治療CDI，但15%～30%的患者在停用抗生素后出現(xiàn)癥狀性復(fù)發(fā)，F(xiàn)MT 可以將CDI患者的腸道菌群多樣性還原到糞菌捐獻者水平，因此具有非常大的前景。FMT 在1965 年現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中首次報道應(yīng)用于CDI[13]，但未引起眾人關(guān)注，2013 年美國胃腸病學(xué)會、美國傳染病學(xué)會和美國醫(yī)療保健流行病學(xué)學(xué)會指南將FMT 用于CDI 患者。2014 年Cammarota 等[14]報道，對于臨床常規(guī)治療復(fù)發(fā)性CDI 患者無效后，改用FMT 后整體治愈率高達87%；由Kao 等[15]進行的116 名復(fù)發(fā)性難辨梭菌感染（RCDI）成人進行口服FMT 膠囊和結(jié)腸鏡運送FMT 的隨機臨床試驗觀察發(fā)現(xiàn)，使用PPI 膠囊相較于結(jié)腸鏡給藥并不遜色，且經(jīng)濟效益更佳。因此，F(xiàn)MT 可以根據(jù)不同的給藥方式給藥，利用外源性糞菌對患者腸道進行重建，恢復(fù)腸道生態(tài)系統(tǒng)完整性。

3.2 FMT 治療潰瘍性結(jié)腸炎

潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC） 是指以患者腸道特發(fā)性炎癥反應(yīng)慢性發(fā)作為基本病理改變的疾病[16]。目前，確切致病機制尚不明確，主要以氨基水楊酸類（5-ASA）、免疫抑制劑、生物抑制劑及糖皮質(zhì)激素等作為UC 的一線藥物[17]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，UC 患者中微生物群多樣性減少，阿克爾曼氏菌屬相對豐度較高，而螺桿菌屬、擬桿菌和厚壁菌屬中的Ⅳ組和ⅩⅣa 梭狀芽孢桿菌的含量較低[18-19]。通過高通量檢測不僅能反映寄生菌群譜系與疾病之間的聯(lián)系，還能反映菌群生長代謝和分布部位的改變[20]。FMT 對UC 的動物、臨床試驗整體治療效果較好。動物實驗證實經(jīng)過FMT 治療后的UC 小鼠內(nèi)瘤胃球菌屬、毛螺菌屬都開始下降，群落數(shù)量顯著升高的是嗜粘蛋白-阿克曼氏菌、梭菌屬ⅩⅣa 簇、紫單胞菌科[21]。Costello 等[22]對73 名輕度至中度活動性UC 成人進行供體、自體厭氧糞便混懸液雙盲隨機臨床試驗，治療期間UC 患者的糞菌中厭氧菌豐度增加且穩(wěn)定但固有層細(xì)胞群變化無太大變化，而疾病改善后，五聚雙歧桿菌和嗜酸性桿菌屬的豐度增加尤為明顯，且供體FMT 療效更佳。由此可見，F(xiàn)MT 治療UC，黏膜免疫群體與疾病活動之間存在顯著關(guān)聯(lián)，但黏膜免疫群體與FMT 之間是否存在顯著相關(guān)性還存在爭議。對于起效機制，F(xiàn)MT 可能是由于從供體微生物中獲得代謝功能能力而引起的，而不是由初級免疫學(xué)效應(yīng)驅(qū)動的。Song 等[23]提出結(jié)腸炎患者腸道菌群紊亂引起促炎因子與抑炎因子失衡，導(dǎo)致腸道黏膜持續(xù)炎癥，屏障功能損傷，強調(diào)了腸道黏膜免疫的重要性。

3.3 FMT 治療腸易激綜合征

腸易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）是一種表現(xiàn)無腸道內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生物化學(xué)異常的功能紊亂性疾病，臨床癥狀為持續(xù)或間歇發(fā)作的腹痛、腹脹、排便習(xí)慣和/或大便性狀改變，嚴(yán)重影響患者的生活和工作[24]。IBS 的起病原因及發(fā)病機制尚未有統(tǒng)一結(jié)論，各種假說紛紜，但IBS 患者腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)受到破壞，腸道微生物多樣性較正常健康人顯著下降，闡明了腸道菌落穩(wěn)態(tài)可能與IBS 發(fā)病有重要的關(guān)聯(lián)性[25]。Holvoet 等[26]在對62 名以腹脹為主的難治性 IBS 患者的隨機試驗中，與自體安慰劑組相比，供體FMT 明顯緩解了患者腹痛、糞便形狀及排便次數(shù)多等癥狀，且改變了FMT 前糞便微生物結(jié)構(gòu)；Xu 等[27]對FMT 治療IBS 進行了Meta 分析和系統(tǒng)評價，其中有效的254 名接受治療患者在FMT 與安慰劑治療中，12 周治療后的IBS 癥狀整體改善沒有顯著差異，而多劑量FMT 膠囊作為安慰劑較單劑量FMT、自體FMT 組反應(yīng)率更高。盡管目前隨機對照試驗現(xiàn)有證據(jù)有限，且存在的試驗研究設(shè)計差異，但FMT 治療IBS 患者中大部分都有明確的癥狀改善，值得進一步研究。

4 討論

目前，F(xiàn)MT 對于國內(nèi)尚是一種新型、有極大前景的治療方法。然而，F(xiàn)MT 在很多方面也存在挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)存在的隨機對照試驗樣本量不夠大，需要更多的證據(jù)來證明FMT 對疾病治愈的安全性和有效性，對于不同區(qū)域是否存在治療差異。缺乏關(guān)于FMT 療效及長期和短期不良反應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以及需要檢測每例患者對FMT 的改善、惡化或復(fù)發(fā)率。同時，對于捐助者的篩選來說，程序復(fù)雜且嚴(yán)格，成功入選的捐助者比例較少。而且，對于FMT 的生產(chǎn)、制劑、實施尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)需完善相關(guān)法案以及嚴(yán)格的監(jiān)管。

FMT 作為金汁的延伸，對于濕熱型UC 效果良好，而難治性消化道疾病證型多為大腸濕熱、熱毒熾盛、脾虛濕蘊、寒熱錯雜，可將新金汁與寒熱濕等不同證型進行聯(lián)系。同時消化道疾病患者體質(zhì)多與健康者不同，對FMT 耐受程度不一，可根據(jù)不同消化道疾病患者體質(zhì)，對其進行耐受、療效研究。

由于人腸道中微生物的發(fā)病機制和復(fù)雜性的不確定性，揭開難治性消化道疾病發(fā)病機制的面紗和FMT 的作用機制還有很長的路要走。此外，其長期預(yù)后和總體優(yōu)缺點尚不完全清楚。未來，將需要更多的動物和臨床試驗來進一步驗證這種治療方法。即使目前的證據(jù)還不夠，仍然對FMT 未來的治療效果抱有很高的期望和充分的信心。