糞菌移植與炎癥性腸病的研究進(jìn)展

鐘偉祥，周潔，魏丹丹綜述，萬臘根審校

(1、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，江西南昌330006；2、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，江西南昌330006)

·述評(píng)·

糞菌移植與炎癥性腸病的研究進(jìn)展

鐘偉祥1，周潔2，魏丹丹1綜述，萬臘根1審校

(1、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，江西南昌330006；2、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，江西南昌330006)

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）是一組病因尚不明確的慢性非特異性炎癥性腸道疾病，其發(fā)病率逐年升高。研究表明IBD患者存在嚴(yán)重的腸道菌群失調(diào)，而糞菌移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)可重建患者腸道菌群多樣性，對(duì)IBD的治療有著重要的臨床價(jià)值，但目前FMT的臨床運(yùn)用還存在許多問題。本文就糞菌移植與炎癥性腸病的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

糞菌移植；炎癥性腸?。痪憾鄻有?；治療

嬰兒出生從母體選擇性的獲得一組定植于腸道的菌群，其種類高達(dá)1000種以上，總數(shù)接近于1013~1014個(gè)[1]。這些微生物及其代謝產(chǎn)物在人體腸道內(nèi)不僅發(fā)揮屏障功能，還參與免疫系統(tǒng)的成熟以及免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)，對(duì)機(jī)體多種生理功能起著重要作用。當(dāng)機(jī)體受到年齡、環(huán)境、飲食、用藥等因素的影響時(shí)，就會(huì)引起腸道微生態(tài)失衡，即腸道菌群失調(diào)。炎癥性腸?。↖BD）是一種發(fā)病率逐年升高的慢性非特異性炎癥性腸道疾病，主要包括潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）、克羅恩?。–rohn's Disease，CD）。遺傳、免疫、腸道共生菌、粘膜屏障功能、環(huán)境等因素均與IBD的發(fā)生發(fā)展有著不同程度的聯(lián)系，一些IBD相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及臨床研究證明了細(xì)菌在IBD的發(fā)病中的具有重要作用[2]。且IBD病理表現(xiàn)為腸道微生態(tài)嚴(yán)重失衡，菌群多樣性減少了四分之一。目前IBD的治療重點(diǎn)是控制粘膜炎癥和抑制過度激活的免疫反應(yīng)，但是傳統(tǒng)手段難以徹底治愈IBD且存在不良反應(yīng)和并發(fā)癥。因此需要研究和探索新的治療途徑。

近年來，糞菌移植在人類腸道疾病治療上取得突破性進(jìn)展。它作為一種技術(shù)體系，雖起源于1700年前，但最近因成功治愈4名偽膜性腸炎患者而受到廣泛關(guān)注[3，4]。FMT已成功用于治療難辨梭狀芽胞桿菌感染（clostridium difficile infection， CDI），UC，CD，腸易激綜合征，抗生素相關(guān)腹瀉等一系列疾病[5]。

1 FMT的臨床運(yùn)用

1.1 FMT與CDI難辨梭狀芽孢桿菌(Clostridium difficile，C．difficile)感染是手術(shù)患者發(fā)病和死亡的重要因素。近年來，難辨梭狀芽孢桿菌感染已經(jīng)呈現(xiàn)出發(fā)病率持續(xù)增長，病情愈發(fā)嚴(yán)重的趨勢，并且有50%左右的病人對(duì)常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)治療方法無積極反應(yīng)[6]。CDI與老年人、近期使用抗生素、器官移植、免疫抑制治療、長期住院等危險(xiǎn)因素相關(guān)，而IBD已經(jīng)明確為CDI的高危因素之一[7]。美國胃腸病學(xué)會(huì)(ACG)依據(jù)隨機(jī)對(duì)照研究結(jié)果明確提出，復(fù)發(fā)2次以上的CDI可以考慮FMT治療，F(xiàn)MT對(duì)胃腸道菌群重建的有效率高達(dá)80%[8，9]。

2011年Gough E[10]等人綜合分析27份研究共317例CDI患者的治療信息，結(jié)果顯示FMT治療有效率高達(dá)92%。2012年Kassam Z[11]研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)11份FMT研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)90%的CDI治療獲得成功。另Rao K[12]等人總結(jié)了近3年的FMT對(duì)CDI的治療效果，結(jié)果表明FMT在嚴(yán)重或復(fù)發(fā)型CDI中的治愈率超過了90%。此外，大量研究顯示FMT對(duì)合并CDI的IBD也有著顯著的治療效果[13，14]?？偟膩碚f，F(xiàn)MT是復(fù)發(fā)難治CDI的一種非常有效的治療方法，但仍有10%到20%的患者經(jīng)過單一的FMT治療后不能達(dá)到治愈。

有研究者收集整理了2011年到2015年間相關(guān)CDI治療效果數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)FMT對(duì)CDI治療早期失敗的獨(dú)立預(yù)測因素，包括病情嚴(yán)重程度、FMT治療期間的住院狀態(tài)、之前與CDI相關(guān)的住院次數(shù)以及單純FMT治療CDI[15]。這種新型預(yù)測模型對(duì)FMT療法中高風(fēng)險(xiǎn)的個(gè)體具有良好的辨別力，可很好的協(xié)助醫(yī)生對(duì)疾病進(jìn)行精細(xì)的管理。

1.2 FMT與IBD大量的研究表明，F(xiàn)MT對(duì)復(fù)發(fā)難治性CDI具有很好治療價(jià)值，但FMT對(duì)IBD中的治療效果差異較大。研究資料顯示，傳統(tǒng)手段治療（阿莫西林，磷霉素，甲硝唑等）IBD后，IBD患者腸道菌群多樣性被嚴(yán)重?fù)p壞，而FMT的使用很好的逆轉(zhuǎn)了腸道菌群進(jìn)一步惡化，重建了菌群的多樣性，大部份病人在接受FMT治療后出現(xiàn)臨床緩解[14，16]。一位11歲的女性UC患者經(jīng)過一系列傳統(tǒng)治療手段后病情仍舊沒有任何緩解，腸道菌群多樣性嚴(yán)重受損。在嘗試性連續(xù)使用FMT治療后，腸道菌群種類和數(shù)量得到修復(fù)，患者僅需要小劑量的類固醇即可維持臨床緩解狀態(tài)，且沒有任何嚴(yán)重不良反應(yīng)[17]。

然而在近期Sun D等[18]人的一篇系統(tǒng)評(píng)價(jià)中，我們發(fā)現(xiàn)11份臨床研究共133例UC患者接受FMT治療后完全緩解率僅30.4%，且不同研究間一致性很低（P=0.139；I2=33%）。Newman KM[19]等人還發(fā)現(xiàn)，單純的IBD患者與合并CDI的IBD患者相比，在FMT治療后病情呈現(xiàn)很大的不可預(yù)見性。此外，最近幾份臨床研究發(fā)現(xiàn)FMT在UC患者僅有24%的治愈率，CD患者具有60.5%的臨床緩解率，另有一臨床研究中123例活動(dòng)期UC患者僅6例患者在接受糞菌移植后病情好轉(zhuǎn)[20]。總的來說，這些研究數(shù)據(jù)遠(yuǎn)不足以支持FMT對(duì)IBD的在臨床使用，且FMT治療IBD的不良反應(yīng)和嚴(yán)重不良反應(yīng)并不罕見[21]。所以，還需要更多的嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)的隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)（randomized controlled trial）來證明FMT在IBD中潛在的治療價(jià)值。

2 FMT的操作過程

鑒于FMT在IBD患者不一致的治療效果，學(xué)者們總結(jié)歸納出一系列影響因素，主要包括：FMT的適應(yīng)癥，糞便供體的選擇及篩查，F(xiàn)MT前的準(zhǔn)備，糞菌液的制備，F(xiàn)MT移植途徑以及患者的心理接受程度等[22]。除了以上所述的難治復(fù)發(fā)型CDI以及合并CDI的IBD，F(xiàn)MT適應(yīng)癥還有UC，克羅恩病，腹瀉型和便秘型腸易激綜合征等。

2.1 FMT供者的選取經(jīng)多方面臨床試驗(yàn)，各學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)推薦6歲到24歲的一級(jí)親屬作為移植供者，供者提供的糞便樣本需通過和血樣捐贈(zèng)一樣的實(shí)驗(yàn)室檢測才可進(jìn)行移植[23，24]。美國食品及藥物監(jiān)督管理局（FDA）公布一份供者選擇調(diào)查文件，如不滿足配型成功的條件，研究者們只能通過一些排除標(biāo)準(zhǔn)來挑選最合適的供者[25]。FMT前三個(gè)月使用過抗生素，既往有腸道疾病史，自身免疫性疾病史，遺傳過敏性疾病史，正進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)，代謝綜合征，惡性疾病等的不能作為供者。此外，Olesen SW[26]等人也在嘗試通過使用“貝葉斯分配策略”以實(shí)現(xiàn)最佳供者選取，現(xiàn)已取得一定預(yù)期效果。

2.2 FMT糞菌的制備糞菌制備常用粗濾法、粗濾加離心富集法，整個(gè)過程避免暴露于氧氣中以減少功能菌群死亡，有研究者提出可通過DNA測序（PMA-seq）的方法來鑒別細(xì)菌是否死亡[27，28]。糞菌樣本的凍融處理以及供者糞便排出到移植處理之間的滯留時(shí)間對(duì)菌群的影響很小，冷凍和新鮮糞菌樣本具有同樣的療效[29]。另外，有研究者通過分離培養(yǎng)健康供者腸道菌群，按一定比例混合后成功治愈2例CDI患者，提示人工組合菌群移植（synthetic microbiotatransplantation，SMT）替代FMT的可能[30]。

2.3 FMT輸入途徑糞菌輸入包括經(jīng)上消化道途徑（內(nèi)鏡，鼻胃管/鼻腸管）、口服丸劑、下消化道途徑（結(jié)腸鏡植入近端結(jié)腸、灌腸植入遠(yuǎn)端結(jié)腸、直腸管、乙狀結(jié)腸鏡）或多種途徑結(jié)合等。有研究表明上消化道和下消化道糞菌輸入療效一致，且單次和連續(xù)多次輸入無顯著差異[18]。通過微生態(tài)療法治療IBD，不僅要考慮治療的有效性，還要兼顧到治療的安全性及倫理要求。如今，臨床醫(yī)生和患者對(duì)糞菌移植治療腸道疾病的接受程度越來越高[31，32]。如果有更多的RCT試驗(yàn)證明和明確的臨床操作指南，F(xiàn)MT將正式成為IBD的臨床治療手段。

3 FMT相關(guān)問題和展望

目前，F(xiàn)MT重建炎癥性腸病患者腸道菌群多樣性的突出功能，使得大部分CDI患者病情得到顯著改善，但是FMT在IBD患者中的治療效果參差不齊。究其緣由，主要因?yàn)椴煌芯恐泄┱叩倪x取，糞菌的制備，預(yù)處理以及患者自身疾病狀態(tài)等因素的差異。FMT在治療炎癥性腸病上具有巨大的潛在價(jià)值，但目前還處于臨床試驗(yàn)階段，僅在CDI治療上取得第一階段和第二階段初期的新藥研發(fā)（IND）批準(zhǔn)，在正式運(yùn)用于臨床前需要大量的RCT試驗(yàn)證明。此外，腸道菌群多樣性以及細(xì)菌的膽汁酸代謝的疾病機(jī)制研究已經(jīng)讓我們?cè)贗BD治療上取得顯著的成果，深入了解IBD形成機(jī)制將有助于疾病診療的進(jìn)一步發(fā)展[33]。

[1]Fuentes S，de Vos WM.How to Manipulate the Microbiota：Fecal Microbiota Transplantation[J].Adv Exp Med Biol，2016，902：143-153.

[2]Sellon RK，Tonkonogy S，Schultz M，et al.Resident enteric bacteria are necessary for development of spontaneous colitis and immune system activation in interleukin-10-deficient mice[J].Infect Immun，1998，66(11)：5224-5231.

[3]Bowden TA，Mansberger AR，Lykins LE.Pseudomembraneous enterocolitis：mechanism for restoring floral homeostasis[J].Am Surg，1981,47(4)：178-183.

[4]Petrof EO，Khoruts A.From stool transplants to next-generation microbiota therapeutics[J].Gastroenterology，2014，146(6)：1573-1582. [5]Bella SD，Drapeau C，García-Almodóvar E，et al.Fecal microbiota transplantation：the state of the art[J].Infect Dis Rep，2013，5(2)：e13.

[6]Reveles KR，CLee G，KBoyd N，et al.The rise in Clostridium difficile infection incidence among hospitalized adults in the United States：2001-2010[J].Am J Infect Control，2014，42(10)：1028-1032.

[7]Ananthakrishnan AN，McGinley EL，Binion DG.Excess hospitalisation burden associated with Clostridium difficile in patients with inflammatory bowel disease[J].Gut，2008，57(2)：205-210.

[8]Els van Nood E，Vrieze A，Nieuwdrop M，et al.Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile[J].N Engl J Med，2013，368(5)：407-415.

[9]Ong GK，Reidy TJ，Huk MD，et al.Clostridium difficile colitis：A clinical review[J].Am J Surg，2017.

[10]Gough E，Shaikh H，Manges AR.Systematic review of intestinal microbiota transplantation(fecal bacteriotherapy)for recurrent Clostridium difficile infection[J].Clin Infect Dis，2011，53(10)：994-1002.

[11]Kassam Z，Lee CH，Yuan Y，et al.Fecal microbiota transplantation for Clostridium difficile infection：systematic review and metaanalysis[J].Am J Gastroenterol，2013，108(4)：500-508.

[12]Rao K，Young VB.Fecal Microbiota Transplantation for the Management of Clostridium difficile Infection[J].Infect Dis Clin North Am，2015，29(1)：109-122.

[13]Gianotti RJ，Moss AC.The Use and Efficacy of Fecal Microbiota Transplantation for Refractory Clostridium difficile in Patients with Inflammatory Bowel Disease[J].Inflamm Bowel Dis，2016，22(11)：2704-2710.

[14]Fischer M，Kao D，Kelly C，et al.Fecal Microbiota Transplantation is Safe and Efficacious for Recurrent or Refractory Clostridium difficile Infection in Patients with Inflammatory Bowel Disease[J].Inflamm Bowel Dis，2016，22(10)：2402-2409.

[15]Fischer M，Kao D，Mehta SR，et al.Predictors of Early Failure AfterFecalMicrobiotaTransplantationfortheTherapyof Clostridium Difficile Infection：A Multicenter Study[J].Am J Gastroenterol，2016，111(7)：1024-1031.

[16]Ishikawa D，Sasaki T，Osada T，et al.Changes in Intestinal Microbiota Following Combination Therapy with Fecal Microbial Transplantation and Antibiotics for Ulcerative Colitis[J].Inflamm Bowel Dis，2017，23(1)：116-125.

[17]Shimizu H，Arai K，Abe J，et al.Repeated fecal microbiota transplantation in a child with ulcerative colitis[J].Pediatr Int，2016，58 (8)：781-785.

[18]Sun D，Li W，Li S，et al.Fecal Microbiota Transplantation as a Novel Therapy for Ulcerative Colitis：A Systematic Review and Meta-Analysis[J].Medicine(Baltimore)，2016，95(23)：e3765.

[19]Newman KM，Rank KM，Vaughn BP，et al.Treatment of recurrent Clostridium difficile infection using fecal microbiota transplantation in patients with inflammatory bowel disease[J].Gut Microbes，2017：1-7.

[20]Moayyedi P.Fecal transplantation：any real hope for inflammatory bowel disease?[J].Curr Opin Gastroenterol，2016，32(4)：282-6.

[21]Wang S，Xu M，Wang W，et al.Systematic Review：Adverse Events of Fecal Microbiota Transplantation[J].PLoS One，2016，11(8)：e0161174.

[22]Kump P，Hogenauer C.Any Future for Fecal Microbiota Transplantation as Treatment Strategy for Inflammatory Bowel Diseases? [J].Dig Dis，2016，34（Suppl 1）：74-81.

[23]Knoll RL，F(xiàn)orslund K，Kultima JR，et al.Gut microbiota differs between children with Inflammatory Bowel Disease and healthy siblings in taxonomic and functional composition-a metagenomic analysis[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2017，312(4)：G327-G339.

[24]張發(fā)明.將標(biāo)準(zhǔn)化糞菌移植推向主流[J].中華消化內(nèi)鏡雜志，2014，31(2)：61-63.

[25]Kerman DH.Endoscopic Delivery of Fecal Biotherapy in Inflammatory Bowel Disease[J].Gastrointest Endosc Clin N Am，2016，26 (4)：707-717.

[26]Olesen SW，T Gurry，EJ Alm，et al.Designing fecal microbiota transplant trials that account for differences in donor stool efficacy [J].Stat Methods Med Res，2017：p.962280216688502.

[27]Ulluwishewa D，Anderson RC，Young W，et al.Live Faecalibacterium prausnitzii in an apical anaerobic model of the intestinal epithelial barrier[J].Cell Microbiol，2015，17(2)：226-240.

[28]Chu ND，Smith MB，Perrotta AR，et al.Profiling Living Bacteria Informs Preparation of Fecal Microbiota Transplantations[J].PLoS One，2017，12(1)：e0170922.

[29]Lee CH，Elaine TS，Petrof O，et al.Frozen vs Fresh Fecal Microbiota Transplantation and Clinical Resolution of Diarrhea in Patients With Recurrent Clostridium difficile Infection：A Randomized Clinical Trial[J].JAMA，2016，315(2)：142-149.

[30]Petrof EO，Gloor GB，Vanner SJ，et al.Stool substitute transplant therapy for the eradication of Clostridium difficile infection：'Re-POOPulating'the gut[J].Microbiome，2013，1(1)：3.

[31]Zeitz J，Bissig M，Barthel C，et al.Patients'views on fecal microbiota transplantation：an acceptable therapeutic option in inflammatory bowel disease?[J].Eur J Gastroenterol Hepatol，2017，29 (3)：322-330.

[32]Ren RR，Sun G，Sun YS，et al.Chinese physicians'perceptions of fecal microbiota transplantation[J].World J Gastroenterol，2016，22 (19)：4757-4765.

[33]Young VB.Therapeutic manipulation of the microbiota：past，present，and considerations for the future[J].Clin Microbiol Infect，2016，22(11)：905-909.

R446.5，R574

A

1674-1129(2017)04-0455-03

10.3969/j.issn.1674-1129.2017.04.001

2017-03-06；

2017-07-10)

國家自然科學(xué)基金地區(qū)項(xiàng)目（81560323）；江西省教育廳青年基金（GJJ160233）；江西省衛(wèi)生計(jì)生委科技計(jì)劃項(xiàng)目（20155140）；江西省科技廳青年基金項(xiàng)目（20151BAB215028）

鐘偉祥，男，1983年生，主管技師，主要從事炎癥性腸病的作用機(jī)制與臨床的研究。

萬臘根，男，1964年生，教授，主任醫(yī)師，主要從事臨床血液學(xué)與檢驗(yàn)。郵箱836872018@qq.com