粪菌移植在治疗艰难梭菌感染中的研究进展

崔梦舸，李 岩

中国医科大学附属盛京医院消化内科，辽宁 沈阳 110004

粪菌移植在治疗艰难梭菌感染中的研究进展

崔梦舸，李 岩

中国医科大学附属盛京医院消化内科，辽宁 沈阳 110004

艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection,CDI)是一种临床上常见的疾病，由于其明显的胃肠道症状，患者的身心健康均受到了极大的损伤。近年来，屡屡有研究证实粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)在CDI治疗中有效率较高(>80%)，患者的症状得到明显缓解。为了更好地服务于临床，本文将对FMT在CDI临床治疗中的进展作一概述。

粪菌移植；艰难梭菌感染；肠道菌群；临床应用

粪菌移植(fecal microbiota transplantation，FMT)亦称为粪便移植,是指将健康供体粪便中的功能菌群移植到患者胃肠道内，调节肠道微生态，增强肠道抵抗致病菌的能力，从而治疗肠道内外的疾病。“粪菌移植”早在我国东晋时期的中医疗法中有已有记载，但当时并未获得关注[1]，直到1958年Eiseman等[2]记录了FMT成功治疗伪膜性肠炎的过程。在之后的近60年里，FMT在临床治疗中逐渐得到应用与发展，2010年美国将FMT作为CDI的治疗方案写入了临床指南[3]。艰难梭菌是一种革兰氏阳性厌氧菌，当肠道微生态紊乱时可大量繁殖，产生细胞毒素，造成艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection，CDI)，引起不同程度的腹痛、腹泻、发热和便血，严重者还可能引起败血症、肠穿孔或腹腔感染等[3]。近年来，由于高毒菌株的出现、抗生素的广泛使用、年龄、病史等一系列原因，CDI的发病率与死亡率在全球范围内不断增长[4]。

1 肠道菌群

正常人体的肠道微生物主要包括细菌、真菌、古细菌、病毒和寄生虫等[5]。其中细菌占绝大多数，其种类多于1 000种，数量多达1 014个[6]。研究[7]表明，人体肠道菌群的核心种系主要包括普氏粪杆菌，肠道罗斯氏菌和单形拟杆菌等。CDI患者肠道菌群的多样性下降，并可以检出机会性致病菌如肺炎克雷伯菌、大肠埃希氏菌、奇异变形杆菌、吉氏副拟杆菌或粪肠球菌等[8]。作为一种重要的微生物器官，肠道菌群与机体健康维持、免疫调节、众多胃肠道和非胃肠道疾病关系密切[9]。

2 FMT治疗CDI的应用

2013年van Nood等[10]通过随机对照试验证明：81%的CDI患者经鼻十二指肠管进行FMT后症状得到缓解，且整体的治疗效果明显优于临床应用万古霉素的疗法。2014年，Youngster等[11]称,70%的患者在首次进行FMT治疗后症状就得到了缓解；20%在首次无效后进行二次FMT治疗，效果明显，总治愈率达90%。Aroniadis等[12]称,FMT治疗严重的复杂性CDI的首发治愈率与复发治愈率分别为88.2%和94.1%。2016年，郑晗晗等[13]通过Meta分析研究表明，743例患者经FMT治疗后有663例症状得到缓解，临床缓解率为89.2%，合并缓解率为87.6%。FMT对于治疗儿童CDI的长期成功率为89.4%[14]。另有Girotra等[15]称,FMT治疗后93.1% 的复发性CDI老年患者的症状明显改善，并在之后1～2年无复发。

FMT在临床应用时，需对供者进行严格筛选。粪菌的供者应至少选择身体健康、肠蠕动正常的人。由于遗传基因、饮食习惯、居住环境等均是影响人们肠道菌群的重要因素，因此捐助者最好是家庭成员、朋友或共同生活的同伴，这样既可以增加肠道菌群相似的可能性、减少筛检的成本，还能在一定程度上减少移植后黏膜的适应性免疫应答[16]，提高移植的成功率和治疗的安全性[17-18]。还有学者提出患者自身也可作为供体，即收集保存健康或病情较轻时期的粪便以备使用[19]。患者还可以选择陌生的健康供体或通用的标准化供体。为了保证安全与疗效，使用前应对供体的各项指标进行严格的实验室检查。

3 FMT治疗CDI的作用机制

研究[20]发现，CDI患者的肠道菌群多样性明显下降，其中最显著的就是拟杆菌门和厚壁菌门。它们对维持肠道内环境稳态有重要作用，拟杆菌门能抑制艰难梭菌的繁殖，厚壁菌门通过产生丁酸盐来维持肠上皮细胞的完整性，并调节黏膜免疫反应。FMT后，肠道菌群多样性上升，主要由拟杆菌门和产生丁酸盐的菌群组成[8]。

在宿主的生理和免疫防御方面，肠道菌群通过与艰难梭菌竞争营养物质来干预其毒性因子的合成或直接造成其死亡[21]。此外肠道微生物之间的竞争抑制作用不仅仅局限于营养物质和增殖资源，细菌素是一种更快、更强力的途径，它是一种有杀菌和抑制细菌活性作用的抗菌肽[22]。

胆汁酸能够诱导孢子皮质退化、钙离子释放、孢子的再水化，在细菌增殖早期占据重要地位[23-24]。胆酸类胆汁酸可促进艰难梭菌孢子的增殖，而鹅去氧胆酸类胆汁酸则起抑制作用[25]。因此，艰难梭菌孢子的增殖与肠道中所有表达的胆汁酸有关[21]。研究[26]证明,结肠中胆汁酸的组成取决于次级胆汁酸。临床上CDI患者应用的抗生素抑制了次级胆汁酸的代谢，特别是复发性CDI患者。而FMT恢复了肠道中次级胆汁酸的代谢，使患者胃肠道内次级胆汁酸的代谢状况与供体相似[27]。此外，还有学者证实FMT治疗前，复发性CDI患者胃肠道内的胆汁酸组合能促进艰难梭菌孢子的增殖，而治疗后，患者表达的胆汁酸组合则起抑制作用[28]。

感染后固有免疫细胞和兴奋的上皮细胞可释放促炎细胞因子和化学增活素，这些化学分子可激活免疫细胞、诱导抗菌肽的表达和活性氮、活性氧自由基的生成[29-30]，启动宿主免疫系统。肠道固有菌群发出的持续性信号还能促进上皮细胞合成、黏液素和抗菌肽生成释放，帮助FMT修复CDI患者的肠道屏障[31]。此外供体的肠道菌群还能通过直接合成抗炎因子来对抗促炎细胞因子[21]，减少炎症的发生。

4 FMT治疗CDI的移植途径

目前临床上的移植途径多种多样，经上消化道如经鼻胃管，经胃镜等; 经中消化道如鼻空肠管、盲肠造口置管等; 经下消化道如保留灌肠、经结肠镜等，也可几种方式联合使用[32]。针对患者的不同情况可选择最合适的粪菌输入途径，主要分为上消化道、中消化道、下消化道 3 种途径。其中上消化道途径主要指口服粪菌胶囊；中消化道途径包括通过鼻肠管、胃镜钳道孔、经皮内镜胃造瘘空肠管；下消化道途径包括结肠镜、灌 肠、 结 肠 造 瘘 口、 以 及最新技术经 内 镜 肠 道 植 管 术(transendoscopic enteral tubing, TET)，其保留肛内时间短，患者满意度高。不同的途径效果有明显差异，Gough等[33]在系统回顾分析了317 例经FMT 的CDI患者后表示，经下消化道移植的方法有效率高于上消化道，其中通过灌肠的有效率为95%、结肠镜89%，经上消化道的有效率为76%。结肠镜检查治疗是目前临床上的首选途径[34]，其优点是全程可直视，必要时还可取活检，缺点是该方法为侵入性治疗，患者有明显不适感。

5 FMT治疗的不良反应

研究[35]表明,利用FMT进行治疗短期内是相对比较安全的，特别是复发性CDI，而治疗后的长期安全由于未能进行长期随访而无法确定。轻中度的短期不良反应发生率较高，但常可自行缓解。Cammarota等[36]报道称,94%的CDI患者在灌注粪便后出现腹泻，60%出现胀气及腹部绞痛的症状，在12 h内症状得到缓解。Kelly等[35]研究表明,16例复发性CDI患者接受FMT后，有15例出现腹泻，5例有腹部绞痛感，3例出现嗳气及1例出现明确的恶心感。症状在3 h内有明显缓解。此外常见的不良反应还有便秘、呕吐、嗳气、发热及C反应蛋白的升高。严重的不良反应包括患者的死亡，有研究[37]报道，1例与FMT明确相关的患者死亡是由结肠镜检查时镇静状态中的吸入造成的，另有2例患者的死亡与FMT过程中感染或潜在的免疫抑制状态有关[38]；粪便病原体的感染如同时移植了供者胃肠道内的病毒造成的诺瓦克病毒的感染[39]；IBD的发生及CDI病情的加重等。对于长期不良反应，研究[35]表明，经过FMT治疗的患者一段时间后可能会出现与肠道菌群相关的疾病如肥胖、糖尿病、动脉粥样硬化、结肠癌、脂肪肝等。

另有数据统计显示,FMT相关的不良反应共有78种，在CDI中发生率为28%[38]。值得注意的是，不良反应的发生率与移植途径有关，研究[38]发现经上消化道的FMT治疗(43.9%)比经下消化道的FMT治疗(20.6%)轻中度不良反应的发生率高。经上消化道进行治疗时常见的不良反应有鼻塞、咽喉疼痛、鼻溢液、上消化道出血等；两种途径都易发生的不良反应主要有腹痛、排便频率增加、胃肠气胀、发热等。而严重不良反应则在经下消化道的FMT治疗中发生率相对较高。

6 FMT治疗的未来

除了传统的将正常供体的粪便移植到患者体内的方法外，众多学者在探索通过加工粪便中的有用物质来获得更加精炼的治疗产品[40]。Petrof等[32]发表了“人工组合菌群治疗”的方法，即人工培养从正常人粪便中分离出的33种细菌，然后制成细菌混合物再进行粪菌移植。现在还有学者尝试口服胶囊制剂的方式[41]，但这些都是治疗CDI的短期桥梁，通过研究粪便菌群的组成结构，制备 “标准化”粪便，FMT会逐渐被后期商业发展的产物所替代[35]。

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(责任编辑：陈香宇)

ProgressoffecalmicrobiotatransplantationintreatmentofClostridiumdifficileinfection

CUI Mengge, LI Yan

Department of Gastroenterology, Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, China

Clostridium difficile infection (CDI) is a kind of common diseases in clinic. Because of the heavy gastrointestinal symptoms, patients suffer a grave damage both in physiology and psychology. Recent years, Fecal microbiota transplantation (FMT) has won a high efficacy in the treatment of CDI, some even higher than 80 percent. For the sake of better clinical treatments, we will systematically review the development of FMT in the treatment of CDI.

Fecal microbiota transplantation; Clostridium difficile infection; Gut microbiota; Clinical application

崔梦舸，研究方向：肠道微生态与消化系统疾病。E-mail:550977758@qq.com

李岩，教授，博士生导师，研究方向：肠道微生态与消化系统疾病。E-mail:liy@sj-hospital.org

10.3969/j.issn.1006-5709.2017.11.029

R574

A

1006-5709(2017)11-1313-04

2016-12-13