兒童糞便移植研究進(jìn)展

王緝干，廖鑫余，鄧秀麗 綜述，羅建明審校

(1.廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院急診科(廂竹)，南寧 530003；2.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科，南寧 530022)

糞便移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)又稱腸道微生物移植、糞便治療，糞菌移植是通過各種方式將健康捐贈者的糞便菌群移植入患者消化道內(nèi)，旨在重建患者腸道菌群從而達(dá)到對腸道內(nèi)外疾病治療的目的。腸道微生物穩(wěn)態(tài)及失調(diào)在疾病發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用，在成人的相關(guān)研究較多，兒科FMT相關(guān)研究較少，故本文就FMT在兒童的產(chǎn)生背景、方法與途徑、應(yīng)用現(xiàn)狀及未來作一綜述。

1 FMT的起源

隨著抗菌藥物的廣泛使用，具有耐藥性的“超級細(xì)菌”開始出現(xiàn)，嚴(yán)重威脅著人類健康。而FMT是一種通過重建腸道菌群治療疾病的方法，即把經(jīng)過處理的健康人的糞便液灌入患者腸道內(nèi),從而調(diào)節(jié)患者的腸道菌群，使患者恢復(fù)正常的腸道微生態(tài)系統(tǒng)[1]。FMT最早由美國學(xué)者EISEMAN等[2]完成，在1958年之前偽膜性腸炎的消化道疾病病死率高達(dá)75%。EISEMAN等[2]對4例患有嚴(yán)重偽膜性腸炎的患者，采用抗菌藥物、激素抗炎及口服腸道益生菌等方法治療，但患者仍腹瀉無好轉(zhuǎn)，甚至出現(xiàn)休克的表現(xiàn)，用患者家屬的大便制成糞水進(jìn)行灌腸治療，其中3例在幾天內(nèi)康復(fù)出院，而另1例患者在住院期間死于與腸道感染無關(guān)的其他疾病，至此FMT在歐美國家陸續(xù)展開。FMT療法在我國有很深的歷史淵源,東晉時期的葛洪(公元284—364年)在其所著《肘后備急方》卷二中，記載了用糞清治療食物中毒和嚴(yán)重腹瀉，“絞糞汁，飲數(shù)合至一二升，謂之黃龍湯，陳久者佳”，還記載了用動物糞便治療疾病，如“驢矢，絞取汁五六合，及熱頓服，立定”，我國學(xué)者對此推崇。近年來FMT開始在治療難辨梭狀芽孢桿菌感染、便秘、炎癥性腸病、代謝性疾病等多種疾病中起到極為重要的作用[3]。

2 兒童腸道菌群特點(diǎn)

人類胃腸道(GI)的細(xì)菌種類豐富，約為體細(xì)胞的10倍[4]，人GI含有高密度的微生物，包括近1 500種細(xì)菌，統(tǒng)稱為腸道微生物群，絕大多數(shù)為擬桿菌屬、厚壁菌、放線菌和變形桿菌。腸道微生物群在新生兒GI中開始繁殖；2～3歲時微生物結(jié)構(gòu)明顯不穩(wěn)定，受分娩方式(剖宮產(chǎn)與陰道)、喂養(yǎng)模式(母乳與配方)、生物感染、抗菌藥物等因素的影響；3歲左右穩(wěn)定下來，菌群差異受遺傳學(xué)、飲食和其他環(huán)境因素的影響[3]。

3 疾病治療的進(jìn)展

3.1難辨梭狀芽孢桿菌感染(CDI) 采用FMT治療成人CDI已有相對完善的指導(dǎo)意見，但有關(guān)FMT 在兒童中應(yīng)用報(bào)道很少,我國在2016年作出兒童糞菌移植技術(shù)規(guī)范的共識[5]。兒童FMT最常用于CDI導(dǎo)致的腸炎的治療，難辨梭狀芽孢桿菌是一種革蘭陽性厭氧桿菌，約20%的抗菌藥物相關(guān)性腹瀉是由該菌感染引起。CDI定義為24 h內(nèi)排不成形便至少3次，且糞便、內(nèi)鏡或組織病理學(xué)檢查結(jié)果證實(shí)存在難辨梭狀芽孢桿菌。2013年，美國將FMT治療方案列入治療復(fù)發(fā)性CDI的臨床指南[6]。美國小兒科學(xué)會建議甲硝唑?yàn)橹委烠DI的一線藥物，并建議兒童使用萬古霉素治療復(fù)發(fā)CDI[7]。難辨梭狀芽孢桿菌被認(rèn)為是導(dǎo)致抗菌藥物相關(guān)性結(jié)腸炎的最重要病原體之一，占醫(yī)院內(nèi)抗菌藥物相關(guān)性腹瀉病例的15%～25%。目前，輕度至中度CDI的標(biāo)準(zhǔn)治療建議使用甲硝唑或萬古霉素，但二者在重度CDI的治愈率分別為76%和97%。 8周內(nèi)復(fù)發(fā)性CDI的可能性為10%～20%，患者一旦復(fù)發(fā)經(jīng)治愈后再次復(fù)發(fā)率會增加至40%～65%[6]。CDI患兒腸道微生物多樣性減少，可能為難辨梭狀芽孢桿菌的繁殖創(chuàng)造生態(tài)系統(tǒng)，而抗菌藥物治療后腸道微生物多樣性降低，這可能是導(dǎo)致CDI復(fù)發(fā)率高的原因。RUSSELL等[8]報(bào)道了1例復(fù)發(fā)CDI的2歲患兒，經(jīng)傳統(tǒng)萬古霉素+益生菌治療無效后，經(jīng)鼻胃管注入給予FMT后治愈。KAHN等[9]報(bào)道1例6次復(fù)發(fā)性CDI患兒，經(jīng)腸鏡輸送給予FMT后治愈。鑒于FMT的治療效果，以及低成本、明顯的安全性和可用性等特點(diǎn)，越來越被學(xué)界接受[10]。

3.1.1CDI的FMT指征 兒童CDI的患病率正在增加,1～4歲兒童CDI發(fā)病率最高[11]。初次感染后20%～30%的患兒可能復(fù)發(fā)[12]。兒童CDI復(fù)發(fā)的危險因素包括炎癥性腸病(IBD)、惡性腫瘤、近期手術(shù)及抗菌藥物數(shù)量[13]。國外FMT治療兒童CDI的指征[14]：(1)至少有3次輕度或中度感染，萬古霉素6～8周治療無效或至少有2次嚴(yán)重的CDI導(dǎo)致住院并多次發(fā)病的；(2)中等CDI對標(biāo)準(zhǔn)療法(萬古霉素)無反應(yīng)至少1周；(3)嚴(yán)重的(甚至可能暴發(fā)性難辨梭狀芽孢桿菌性結(jié)腸炎)48 h后對標(biāo)準(zhǔn)療法無反應(yīng)。

3.1.2特殊類型CDI的FMT療效 BEURDEN等[15]報(bào)道1例14歲唐氏綜合征合并顱內(nèi)腫瘤患兒，給予萬古霉素、甲硝唑治療無效，并持續(xù)惡病質(zhì)的情況下采用FMT，全身麻醉下鼻+指腸管注入，取得很好的療效，但FMT 18 d后再次出現(xiàn)腹瀉并且難辨梭狀芽孢桿菌培養(yǎng)陽性，后非達(dá)霉素10 d，癥狀再次消失。這可能是由于唐氏綜合征患者具有替代免疫系統(tǒng)，即使在嚴(yán)重的免疫功能低下的狀態(tài)下，也可以很好地耐受FMT并從中受益。目前對唐氏綜合征患者腸道菌群組成特征的了解非常有限。BIAGI等[16]發(fā)現(xiàn)，唐氏綜合征患者腸道菌群主要由門厚壁菌門、放線菌組成。WALIA等[17]對2例早產(chǎn)兒的FMT研究顯示，1例26周早產(chǎn)，3個月開始長期腸外營養(yǎng)，反復(fù)發(fā)作CDI，20個月時以患兒祖母為供體，經(jīng)結(jié)腸鏡注入給予FMT，癥狀消失；另1例20個月齡，27周早產(chǎn)，以患兒母親為供體，經(jīng)腸鏡注入給予FMT，癥狀消失，2年隨訪無復(fù)發(fā)。早產(chǎn)會影響GI菌群發(fā)展，嬰兒出生時通過剖宮產(chǎn)會造成較少的雙歧桿菌和類桿菌定植，但會導(dǎo)致更多的難辨梭狀芽孢桿菌定植，早產(chǎn)和圍生期延長與更多的難辨梭狀芽孢桿菌定植有關(guān)[18]。

3.2IBD IBD是發(fā)生于GI的慢性復(fù)發(fā)性疾病，克羅恩病(CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(UC)為兩種主要表現(xiàn)形式?；顒有訧BD患者厭氧微生物較少，如擬桿菌、類桿菌和變形桿菌屬的增加芽孢桿菌[19]。KAROLEWSKA- BOCHENEK等[20]對10例IBD患者(8例UC、2例CD)進(jìn)行為期2周的強(qiáng)化治療，短期隨訪取得滿意療效，不良反應(yīng)少。16S rRNA技術(shù)是利用細(xì)菌可變區(qū)序列的差異對不同菌屬、菌種的細(xì)菌進(jìn)行分類鑒定，其作為一種可靠的檢測方法被廣泛用于腸道微生物的研究[21]。BUSH等[22]學(xué)者對10例IBD患兒(8例UC、2例CD)做FMT治療，分別于治療后1周、1、6個月收集糞便，采用16S rRNA基因序列的PCR擴(kuò)增測序進(jìn)行糞便菌群分析，F(xiàn)MT前后測量小兒科CD活動指數(shù)(PCDAI)和小兒科UC活動指數(shù)(PUCAI)評分，并與健康志愿者對比，結(jié)果顯示腸道菌群隨著時間延長越來越接近健康者。但ALKA等[23]報(bào)道12例IBD患者，均給予FMT治療，隨訪6個月發(fā)現(xiàn)，在最初2周療效顯著，但隨訪到6個月時只有2例患者臨床緩解，因此對于IBD的FMT治療遠(yuǎn)期效果有待研究。

3.3小兒短腸綜合征(SBS) SBS是指廣泛小腸切除(包括部分結(jié)腸切除)術(shù)后，殘留的功能性腸管不能維持患者營養(yǎng)需要的吸收不良綜合征。凡小兒剩余小腸不足75 cm者或剩余小腸少于50%者，術(shù)后需腸外營養(yǎng)支持超過42 d者即為短腸綜合征[24]。此類患兒往往伴有各種不同程度的營養(yǎng)問題，術(shù)后仍需較長時間的腸內(nèi)營養(yǎng)支持。兒童SBS的危害較成人大，因?yàn)閮和∧c的消化和吸收功能不僅需要維持小兒正常的生存，而且還要滿足生長發(fā)育的需要[25]。過去SBS的病死率很高，隨著腸外營養(yǎng)的應(yīng)用及對SBS病理生理和代償機(jī)制的進(jìn)一步認(rèn)識，該病的治療和預(yù)后有了很大的改善，患者生存率明顯提高。由于腸道菌群及內(nèi)環(huán)境變化，引起菌群失調(diào)及小腸細(xì)菌過度生長，造成細(xì)菌移居,由于移位腸道菌群產(chǎn)生過多的D- 乳酸，故容易引起D- 乳酸中毒，其神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)為語言模糊、共濟(jì)失調(diào)、神志改變[26]。DAVIDOVICS 等[27]通過經(jīng)胃造口管移植患兒父親糞便治愈1例已經(jīng)有12年病程的15歲男孩SBS引起的D- 乳酸中毒，經(jīng)移植后1周癥狀消失，隨訪6個月無復(fù)發(fā)。人體乳酸菌及其他細(xì)菌產(chǎn)生碳水化合物D乳酸，不能被D乳酸脫氫酶分解，故引起D乳酸中毒，而供體糞便的輸注可能已經(jīng)建立一個更多樣化的腸道微生物群，含有更少的D- 乳酸產(chǎn)生物種。

3.4食物過敏性胃腸病 KALLIOMKI等[26]研究表明，兒童腸道菌群紊亂發(fā)生在過敏之前，推測兒童腸道過敏與腸道菌群紊亂有密切的關(guān)系。我國學(xué)者對于過敏兒童與健康兒童腸道菌群進(jìn)行分析，過敏兒童革蘭陽性桿菌比例降低，革蘭陰性桿菌、革蘭陽性球菌比例增高，經(jīng)過FMT成功治愈1例嚴(yán)重食物過敏患兒[28]。

3.5兒童肥胖 兒童肥胖癥是一種國際流行病，腸道菌群與肥胖亦有密切關(guān)系[29]。研究發(fā)現(xiàn)，把肥胖小鼠糞便移植到瘦小鼠體內(nèi)，移植后瘦小鼠體內(nèi)總脂肪水平明顯高于未移植之前。已有學(xué)者開始探索將FMT用于肥胖和胰島素依賴的治療[30]。消瘦人群的糞便有助于改善肥胖人群的肝臟功能和胰島素抵抗，其功效被認(rèn)為是由來自供體糞便的細(xì)菌增加的短鏈脂肪酸產(chǎn)生的。短鏈脂肪酸是由細(xì)菌發(fā)酵不吸收的膳食碳水化合物產(chǎn)生的，可作為人體的直接能量來源，從而潛在地調(diào)節(jié)能量的利用。類似的機(jī)制對兒童和肥胖的年輕人可能同樣有效。FMT用于肥胖人群的治療具有安全和低成本的特點(diǎn)，且具有降低肥胖相關(guān)疾病發(fā)病率的潛力，目前正在進(jìn)行更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)。盡管如此，這種療法對人類仍然具有潛在的發(fā)展空間。

4 FMT部位

FMT一般分為上消化道(經(jīng)胃鏡或鼻胃管注入)和下消化道(經(jīng)腸鏡注入)，研究表明，對于兒童FMT，鼻胃管[9]和結(jié)腸鏡[10]輸送對復(fù)發(fā)性CDI都是成功的。GOUGH等[31]回顧性分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過上消化道給藥的方式療效較差。而YOUNGSTER等[32]的一項(xiàng)小型隨機(jī)試驗(yàn)顯示，經(jīng)結(jié)腸鏡與胃鏡移植的FTM對CDI的療效無明顯差異，但樣本量較小，尚需要較大樣本量的試驗(yàn)研究。上消化道給藥療效不好的原因之一可能是胃酸對供體的影響。結(jié)腸鏡輸送更具侵入性并且可能不適用于部分患者，其優(yōu)點(diǎn)是可以對結(jié)腸進(jìn)行相關(guān)檢查，并有黏膜活檢，特別是對于IBD相關(guān)性的CDI會更加適合。

5 FMT的并發(fā)癥

5.1FMT短期并發(fā)癥 PIEROG等[33]報(bào)道6例小兒難治性難辨梭狀芽孢桿菌感染，1例12歲患兒術(shù)后2周感染急性闌尾炎，經(jīng)闌尾切除后炎癥性腸炎未復(fù)發(fā)，不認(rèn)為與FMT有關(guān)。KUNDE等[34]對10例UC患兒給予經(jīng)腸鏡送入的FMT治療后無嚴(yán)重不良事件發(fā)生，僅合并痙攣、胃脹氣、腹脹、腹瀉、大便帶血等輕度不良反應(yīng)以及中度不良反應(yīng)(發(fā)熱)，但均可耐受；1例患者未能耐受糞便灌腸，1例出現(xiàn)中等發(fā)熱，水楊酸處理后好轉(zhuǎn)，無敗血癥發(fā)生。FMT在免疫缺陷人群中最主要的問題是可能的細(xì)菌易位和感染。KELLY等[35]報(bào)道了80例免疫功能低下患者的CDI(成人75例，兒童5例)，其中HIV/AIDS 3例，實(shí)體器官移植19例，腫瘤疾病7例，免疫抑制治療IBD 36例和其他醫(yī)療狀況/藥物治療15例；單次FMT后CDI治愈率為78%，62例患者在FMT后至少12周內(nèi)無復(fù)發(fā)；12例患者接受了重復(fù)FMT，其中8例未進(jìn)一步發(fā)生CDI，總治愈率為89%。FMT后12周內(nèi)有12例(15%)有嚴(yán)重不良事件，其中10例住院；FMT在12周內(nèi)發(fā)生2例死亡，其中1例是通過結(jié)腸鏡檢查給予FMT鎮(zhèn)靜期間誤吸導(dǎo)致，另1例與FMT無關(guān)；未發(fā)現(xiàn)與FMT明確相關(guān)的感染，但有2例患者有與FMT不相關(guān)性的感染發(fā)生，5例患有自限性腹瀉疾病，未發(fā)現(xiàn)致病微生物；1例患者因FMT進(jìn)行結(jié)腸鏡檢查而出現(xiàn)表層黏膜撕裂，3例患者在FMT后出現(xiàn)輕度、自限性腹部不適?？傮w上FMT短期是安全的。

5.2FMT遠(yuǎn)期并發(fā)癥 研究報(bào)道，有成年患者在FMT后引起自身免疫疾病和體質(zhì)量增加[36],表明微生物群落移植可能會導(dǎo)致免疫衰老加快和免疫相關(guān)并發(fā)癥[37]。但目前尚缺乏FMT治療后長期隨訪的研究。使用年齡匹配、體內(nèi)微生物組發(fā)展階段類似的糞便捐獻(xiàn)者，或許可以解決兒童的這一問題，但這需要進(jìn)一步的探索。此外，有關(guān)兒童FMT治療后短期和長期的微生物群變化的分析(包括免疫學(xué)和代謝分析)亦缺乏相關(guān)研究。

6 FMT的供體

雖然FMT有望兒童復(fù)發(fā)性CDI和IBD，但與兒童FMT相關(guān)的問題尚有待考慮。大多數(shù)兒童FMT的研究都使用了成人糞便供者(家庭或家庭成員的糞便捐贈)。有研究表明，成人FMT來自近親捐贈者的CDI治療成功率為93%，而來自非近親捐贈者的CDI治療成功率為84%[31]。兒童，尤其是嬰幼兒的腸道菌群與免疫系統(tǒng)需經(jīng)過幾個階段的發(fā)展后才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，與成人的腸道微生物群不相同[3]。因此，尚不能說明兒童FMT來自近親捐贈者的CDI治療成功率高于來自非近親捐贈者的CDI治療成功率。

7 生命倫理法規(guī)及展望

目前已有關(guān)于糞便膠囊的研究[38]，其更加便利，且可避免麻醉風(fēng)險和內(nèi)窺鏡檢查的程序性風(fēng)險，但存在的劑量、最佳膠囊材料、釋放位置及對胃的影響等問題尚未解決。我國學(xué)者張發(fā)明[39]在南京建立中華糞菌庫，作為非營利性糞菌庫,主要通過建設(shè)糞菌移植體系,并作為特殊生物樣本庫面向全國提供臨床救治服務(wù)，但目前糞菌庫體系還有待完善，如劑量、保存、給藥途徑都尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并且面臨生命倫理法規(guī)的問題。此外，目前尚缺乏統(tǒng)一的管理規(guī)范，如對FMT各種并發(fā)癥的處理。FMT是一種有效的治療成人復(fù)發(fā)性CDI的方法，目前兒童的相關(guān)研究有限，已有研究顯示FMT治療CDI復(fù)發(fā)是有效的，并在短期內(nèi)是安全的。當(dāng)然，仍需要兒童FMT治療的長期隨訪試驗(yàn)，以及其對兒童微生物群影響的詳細(xì)分析，進(jìn)一步解決其有效性和安全性等問題。