糞菌移植治療克羅恩病的相關(guān)研究進展

穆燕菊，孫楊，繆應(yīng)雷

(昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，昆明 650032)

克羅恩病(Crohn′s disease,CD)是易感基因、環(huán)境和腸道菌群等共同作用引發(fā)持續(xù)性、不可逆性、過激的以腸道為主的慢性復(fù)發(fā)性自身免疫學(xué)疾病。1904年Lesniowki首次報道終末回腸炎，1932年Cronh描述32例類似病例并命名末端回腸炎，1973年世界衛(wèi)生組織將其正式定義為CD，流行時間短，被認為是一種新型疾病，具有顯著的地域人群差異，北美、歐洲為高發(fā)地區(qū)，但近年來我國CD發(fā)病率不斷升高[1-2]。本病青壯年居多、診治困難，目前通過飲食、藥物和手術(shù)治療，主要側(cè)重于控制過度炎癥反應(yīng)，而非調(diào)控腸道免疫反應(yīng)的上游途徑，難以徹底治愈，急需探尋新的療法。

糞菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)作為特殊“器官移植”，是指將健康供體的糞便經(jīng)過處理后獲得的功能菌群有效移植到患者腸道內(nèi)，重建腸道微生態(tài)系統(tǒng)。FMT對艱難梭菌感染治愈率可達90%[3]，可有效避免首過消除及患者依從性差等問題，已用于艱難梭菌感染、炎性腸病、腫瘤等30余種適應(yīng)證的診治。現(xiàn)就CD的腸道菌群變化及FMT治療CD的相關(guān)研究進展予以綜述。

1 CD的腸道菌群變化

腸道菌群是人體擁有細胞數(shù)最多的獨特“功能器官”，數(shù)量龐大、種類繁多、關(guān)系復(fù)雜，又稱為人體的“第二大腦”“第二基因組”。腸道菌群的基因組總量約為人體細胞基因組總量的100倍，所含細菌數(shù)量約為人體細胞數(shù)的10倍[4]。腸道菌群存在明顯的時間、空間特異性：剖宮產(chǎn)出生兒的腸道菌群分布不規(guī)則，順產(chǎn)出生兒的腸道菌群則與母親陰道的菌群組成相似，且腸道菌群隨著人體年齡增長而不斷變化，1歲左右兒童的腸道菌群可與成年人相當，并在青少年期最旺盛而老年逐漸減少；從近端小腸至回盲瓣遠端，腸道菌群逐漸從需氧菌過渡到厭氧菌，細菌濃度急劇上升，到達結(jié)腸甚至可達1011～1012CFU/mL。腸道菌群受飲食習(xí)慣、居住環(huán)境及宿主基因的影響，處于動態(tài)平衡中，與免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)、病原體防御、腸道功能調(diào)節(jié)、生長發(fā)育、物質(zhì)代謝等密切相關(guān)。

近年來，腸道菌群參與CD的證據(jù)不斷被證實：CD存在明顯的腸道菌群失調(diào)、病變部位多位于菌群濃度較高的回腸末端及結(jié)直腸、抗生素具有一定療效。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群失調(diào)可能是CD發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵觸發(fā)點[5]，CD患者的腸道生物豐富度及多樣性明顯降低，特別是厚壁菌門、擬桿菌門[6]，且隨著CD的病變部位、分型、分期不同而發(fā)生不同程度的改變。Kansal等[7]的單中心兒童CD隊列研究發(fā)現(xiàn)，梭桿菌的增加與CD密切相關(guān)。Hager等[8]報道，CD患者的真菌、大腸埃希菌水平顯著升高。Hamme[9]報道，CD的厚壁菌屬多樣性在回腸型呈下降趨勢,而在結(jié)腸型呈上升趨勢。Seksik[10]研究發(fā)現(xiàn)，CD活動期的擬桿菌屬多樣性明顯少于緩解期及健康人。此外，CD病程中真菌的組成結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變，如白色念珠菌增加、抗釀酒酵母菌抗體水平升高，但尚不明確是繼發(fā)改變還是CD的致病因素。Suskind等[11]報道，F(xiàn)MT治療后患者腸道菌群多樣性增加，且與供體趨同，最大相似度可達69%。

總之，CD的腸道菌群是動態(tài)變化的，表現(xiàn)為生物多樣性降低、保護性菌群(消化球菌屬、雙歧桿菌屬、真桿菌屬、類桿菌屬、梭菌屬等)減少、條件致病菌(腸球菌屬、腸埃希菌屬、擬桿菌屬、巴斯德菌屬、瘤胃球菌屬、梭桿菌屬等)增加、致病性菌群(變形桿菌屬、白色念珠菌、酵母菌、新型隱球菌等)增加、腸道優(yōu)勢菌群的穩(wěn)定性減弱，且在病變部位、分型、進程中存在差異。目前尚不明確是腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致CD發(fā)病還是CD致使腸道菌群失調(diào)，但可以確定CD的腸道菌群組成確實發(fā)生了改變，尚未發(fā)現(xiàn)明確的單一致病菌，或許應(yīng)從群體效應(yīng)入手。此外，腸道菌群主要通過大便研究，不能完全代表腸內(nèi)菌群組成，特別是小腸部分，黏膜可能是一種更好的選擇；且CD患者在不同性別、年齡、飲食結(jié)構(gòu)條件下的腸道菌群變化對疾病的影響仍需進一步研究。

2 FMT在CD中的應(yīng)用及療效

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對FMT應(yīng)用于CD的關(guān)注較晚，自1989年Borody等[12]首次報道FMT用于治療CD患者以來，至今只有30余年歷史。FMT治療CD的機制尚不完全清楚，但多項研究表明FMT對CD有誘導(dǎo)緩解作用。6項隊列研究[6,11,13-16]探討了FMT治療CD的療效，見表1。李寧等[17]的回顧性研究報道，F(xiàn)MT治療CD獲得30.0%(3/10)的臨床緩解率和60.0%(6/10)的臨床應(yīng)答率，隨訪期間無嚴重不良事件發(fā)生。Paramsothy等[18]對11項CD研究(83例)進行Meta分析得出總體臨床緩解率為50.5%，針對6項隊列研究(71例)再次分析發(fā)現(xiàn)臨床緩解率達52%(95%CI31%～72%)。He等[19]納入25例CD合并腹腔內(nèi)炎性腫塊患者的Meta分析報道，在初次FMT治療3個月后獲得68.0%(17/25)的臨床反應(yīng)率和52.0%(13/25)的臨床緩解率，且在連續(xù)FMT治療6個月、12個月和18個月后，分別獲得48.0%(12/25)、32.0%(8/25)和22.7%(5/22)的持續(xù)臨床緩解率。Subramanian等[20]的Meta分析發(fā)現(xiàn)，38例患者經(jīng)FMT治療后隨訪1～12個月，8例無明顯療效，6例有改善但無緩解，24例明顯緩解。Fang等[21]納入94例CD患者的Meta分析，獲得臨床緩解率為30%(95%CI13%～52%)，存在異質(zhì)性風(fēng)險。一項納入168篇研究的回顧性分析和Meta分析報道，CD的最終緩解率可達47.5%(95%CI29.4%～65.8%)，整體不良事件發(fā)生率<1%[22]。

但也有研究報道FMT治療CD的效果不佳。Rossen等[23]報道4例CD患者經(jīng)FMT治療后均無明顯緩解。Gordon和Harbord[24]報道，1例嚴重CD患者經(jīng)FMT治療3個月后CD活動指數(shù)從810降至189，但在6個月后復(fù)發(fā)?？傊?，目前FMT治療CD的數(shù)據(jù)尚少，結(jié)果存在爭議，現(xiàn)有結(jié)果的置信區(qū)間較寬且存在偏倚，需要獲取更多多中心大樣本隨機對照試驗結(jié)果作為支撐。

表1 FMT治療CD的隊列研究

3 影響FMT治療CD療效的因素

3.1受體因素 受體作為整個“移植”過程的主體，可能通過以下6個方面影響FMT的成功率。①年齡：有研究認為FMT對年輕患者的療效更理想，Suskind等[11]及Goyal等[16]先后報道FMT對輕中度CD兒童和青少年患者進行治療后獲得持續(xù)緩解。②性別：目前研究較少，療效各異，尚無定論。③體重：肥胖者可能通過腸系膜脂肪組織、腦-腸-菌軸等調(diào)節(jié)，促進炎癥因子及分泌因子的分泌，療效欠佳。④遺傳：遺傳學(xué)可解釋5%～10%的個體間菌群差異性，而FMT治療的不相容可能源于受體和供體之間潛在的遺傳差異。⑤排斥心理：FMT介于臨床試驗與臨床治療之間，基于技術(shù)不確定性、患者的脆弱性、對糞菌來源的本能性抗拒、隱私保護及缺乏認識，知情同意面臨較大挑戰(zhàn)，但隨著對FMT的重新認識，患者對FMT的接受程度越來越高。Xu等[25]對105例患者進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，56.19%的患者對FMT的臨床療效滿意，74.29%的患者愿意接受第2次FMT，89.52%的患者表示愿意向其他患者推薦FMT。⑥疾病嚴重程度：FMT對輕中度CD療效較好，但對于嚴重的CD患者療效不佳甚至有害。

3.2供體選擇 FMT的移植物中包括細菌、古細菌、病毒、真菌、寄生蟲、原生動物等微生物及其代謝產(chǎn)物，因此為避免潛在攜帶病菌的傳播感染，需對供體進行嚴格篩選。FMT的供體篩選需比輸血更加嚴格，研究報道供體合格率為2%～32%[26-27]，其中新英格蘭雜志最新報道合格率為3%[28]。綜合目前全世界對供體的要求，在供體“誠實、守信、自愿、心身健康”的前提下，通過問卷調(diào)查、個人訪談、血液糞便的檢查嚴格進行篩選，應(yīng)考慮以下10個方面。①供受體關(guān)系：近來研究發(fā)現(xiàn)FMT治療艱難梭菌感染非親屬成功率可達93%，優(yōu)于親屬供體的84%，且考慮到遺傳性疾病、安全篩選、標準化、技術(shù)監(jiān)管、可重復(fù)性及成本效益因素，非親屬供體可能更佳。②年齡：目前尚未統(tǒng)一，中華糞菌庫優(yōu)選年齡為6～24歲的供體[29]，歐洲共識則推薦年齡<60歲的供體[30]，較傾向于小年齡階段，可能因為該年齡階段生活背景相對簡單，攜帶傳染源可能性低，且是腸道菌群生長最旺盛的時期。③性別：目前研究較少，但有學(xué)者認為兒童腸道菌群受母親影響，選擇母親作為供體更易于腸道菌群的定植。但2017年歐洲共識[31]表示，暫無數(shù)據(jù)顯示女性因自身免疫性疾病和腸易激綜合征患病率高于男性而不適于作為供體。④居住環(huán)境：Tyakht等[32]報道，俄羅斯居住在農(nóng)村的人群腸道菌群多樣性明顯高于居住在城市的人群，同樣重量的糞便分離出的糞菌，居住在農(nóng)村的人群更多，且居住在農(nóng)村的人群因食用有機肥種植蔬菜的機會更多，將有更多的外源細菌、寄生蟲進入腸道，刺激機體的免疫及腸道菌群發(fā)育，故居住在農(nóng)村的人群作為供體可能相對更佳。⑤飲食結(jié)構(gòu)：決定菌群的數(shù)量及結(jié)構(gòu)變化，飲食的快速變化可改變腸道菌群組成結(jié)構(gòu)，如從動物性飲食轉(zhuǎn)向純植物性飲食。Liu等[33]報道，小鼠給予高糖飲食后擬桿菌、厚壁菌門減少，而在高脂飲食后厚壁菌門豐度增加。⑥民族及宗教：不同民族腸道菌群的組成差異顯著,西方人腸道菌群以擬桿菌屬為主，俄羅斯人則普遍缺乏普氏菌屬及擬桿菌屬，中國少數(shù)民族多，飲食差異大，如海南黎族、云南傣族等飲食習(xí)慣使其腸道生物多樣性較豐富，或為理想供體；此外需考慮伊斯蘭教禁豬肉、佛教素食等宗教因素，F(xiàn)MT可能會帶來情感和信仰上的侵犯。⑦生理：生長發(fā)育良好，有良好的遺傳背景、飲食、睡眠、鍛煉及排便習(xí)慣。⑧病理：排除用藥史(3個月內(nèi)未使用抗生素、質(zhì)子泵抑制劑及其他可能影響腸道菌群的藥物)、疾病史(胃腸道疾病史、惡性腫瘤疾病史、自身免疫性疾病或特異反應(yīng)性疾病史、神經(jīng)精神疾病史、傳染病史等)、吸毒、冶游史及近期到流行性腹瀉地區(qū)旅游史。⑨心理：腦-腸-菌群軸可實現(xiàn)大腦與菌群的雙向調(diào)控，心理狀況與腸道菌群互相反饋、相互影響，可通過心理測試量表對供體的心理健康狀況進行評估。⑩誠信：選擇誠信供體以確保糞便的取得及對隱私的保護?？傊?，供體的選擇是一項煩瑣而艱巨的任務(wù)。

3.3移植途徑選擇 FMT的輸入途徑主要有3種：上消化道(鼻胃、空腸管等)、中消化道(經(jīng)內(nèi)鏡腸道植管術(shù))及下消化道途徑(腸鏡、保留灌腸、造瘺口等)。以往研究認為，上消化道途徑不良反應(yīng)多且療效低于下消化道途徑[17]。Cui等[14]提出難治性CD對中腸途徑有快速臨床反應(yīng)性。Brumbaugh等[34]報道，口服膠囊不僅可避免上消化道不良反應(yīng)且具有下消化道相似的療效，耐受性好，價格低廉。Long等[35]報道了經(jīng)內(nèi)鏡腸道植管術(shù)，該術(shù)式解決了FMT治療中需要多次輸入的技術(shù)瓶頸。各種移植途徑均有優(yōu)缺點，應(yīng)依據(jù)患者的疾病類型、病變部位、年齡、耐受程度及意愿等情況綜合考量。

3.4菌液類型 早期主張采用新鮮糞便，但近年研究發(fā)現(xiàn)冰凍和新鮮糞菌樣本具有相似的療效，且可通過DNA測序等方法鑒別細菌是否死亡[36]。Costello等[37]測試了儲存6個月后的細菌存活率基本沒有變化。Staley等[38]報道了儲存1年后FMT成功的案例。目前國內(nèi)外已建立多家糞菌庫，在更易于長期貯存、大量樣品供選擇可篩選出與患者匹配度更高的供體、便于異地救治的背景下，冰凍糞菌更具優(yōu)勢，但仍待進一步探討。

3.5治療策略選擇 CD并發(fā)癥多且有終生復(fù)發(fā)傾向，適宜的治療策略很大程度上決定著疾病的轉(zhuǎn)歸。有學(xué)者提出FMT升階治療策略，即第1步采用單次FMT，第2步采用多次FMT(≥2)，第3步是在第1、2步無效時，聯(lián)合常規(guī)藥物治療(糖皮質(zhì)激素、環(huán)孢素、新興生物制劑、腸內(nèi)營養(yǎng)等)[39]。Ding等[40]報道109例患者在接受FMT升階治療后，1個月、3個月的臨床改善率分別可達74.3%和51.4%，臨床緩解率為25.7%及20.2%，療效明顯優(yōu)于單一FMT或傳統(tǒng)藥物治療，或?qū)⒊蔀槲磥淼闹委煼较颉?/p>

4 FMT的安全性

FMT已成為CD的潛在治療策略，目前FMT總體安全但效果不一，大部分研究未報道嚴重不良反應(yīng)，但缺乏FMT治療CD的有效性及安全性大樣本數(shù)據(jù)作為支撐。Ding等[40]進行了迄今為止樣本量最大、隨訪時間最長的研究，發(fā)現(xiàn)FMT是潰瘍性結(jié)腸炎的一種安全有效的治療手段。此外，Wang等[41]報道CD患者在進行FMT治療后1個月內(nèi)不良反應(yīng)發(fā)生率為13.6%(25/184)，而1個月后未觀察到不良反應(yīng)發(fā)生，且可通過改善菌液的制備方法減少不良反應(yīng)，改良菌液自動化制備方法不良反應(yīng)發(fā)生率低于手工純化[8.7%(10/115)比21.7%(15/69)]。

FMT存在的安全性問題主要有5個方面：①短期自限性不良反應(yīng)，包括一過性發(fā)熱、腹部不適、胃腸脹氣、腹痛、腹瀉、便秘、C反應(yīng)蛋白升高等癥狀。②供體篩選相關(guān)性不良反應(yīng)，為目前面臨的最大挑戰(zhàn)，較罕見。早期有研究報道，經(jīng)FMT治療后發(fā)生諾如病毒胃腸炎[42]、巨細胞病毒結(jié)腸炎[43]、敗血癥[44]死亡等嚴重不良反應(yīng)；2019年6月美國食品藥品管理局報道2例免疫力低下的患者在進行FMT治療后，因發(fā)生多重耐藥菌(大腸埃希菌)嚴重感染，致其中1例死亡[45]，該事件可能對FMT的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。③侵入性操作相關(guān)不良反應(yīng)，反復(fù)灌腸可導(dǎo)致局部腸道炎癥反應(yīng)，內(nèi)鏡可發(fā)生出血、穿孔等。④藥物及麻醉相關(guān)性不良反應(yīng)，Kelly等[46]報道1例麻醉狀態(tài)下因嘔吐致誤吸的嚴重不良反應(yīng)。⑤潛在長期不良反應(yīng)，F(xiàn)MT長期安全性的報道證據(jù)有限，由于外源性腸道菌群進入、菌群組成結(jié)構(gòu)改變、病原體移位，推測可能會誘發(fā)肥胖、腫瘤、自閉癥等多種疾病。目前美國胃腸病學(xué)會FMT注冊項目及中國FMT平臺均已開展FMT的10年登記隨訪，以研究FMT的安全性。

規(guī)范、人性、倫理、法制的實驗室流程和臨床方案，是預(yù)防FMT治療發(fā)生不良事件的關(guān)鍵：①嚴格依照指南推薦意見篩選供體；②菌液的制備應(yīng)在符合GenFMTer系統(tǒng)的萬級凈化實驗室內(nèi)操作；③簽署菌群移植知情同意書；④禁食至少4 h，給予促動力的藥物；⑤術(shù)后左側(cè)臥位，保持頭高腳低，30°傾斜體位，密切觀察患者有無不良反應(yīng)的發(fā)生。推動FMT體系化建設(shè)、實施標準化的FMT是確保安全、提高療效、廣泛推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

5 展 望

FMT于1 700多年前開始在中國開展應(yīng)用，其作為腸道菌群重建的核心手段，推動了微生物組學(xué)的發(fā)展。然而，目前FMT仍面臨一系列挑戰(zhàn)：①由于FMT的“移植物”提取于糞便，用于治療時與人們的傳統(tǒng)觀念存在沖突，醫(yī)護人員及大眾對FMT的心理接受及認知困難；②相關(guān)的生命倫理與法規(guī)建設(shè)尚不完善；③鑒于糞便的微生物組成復(fù)雜，嚴格篩選供體至關(guān)重要，需形成一套規(guī)范的體系，避免傳染病、多重耐藥菌感染等不良事件的發(fā)生；④FMT的輸注途徑仍存在較大爭議；⑤菌液制備流程及提取工藝需進一步發(fā)展；⑥基于目前的研究尚未明確FMT的適宜輸注頻率等。因此，實現(xiàn)特定菌群移植，更精準、高效、標準、個體化的治療將是FMT的未來發(fā)展方向。