粪菌移植的研究现状与展望

近几年，微生态治疗尤其是粪菌移植研发产业得到了蓬勃发展，而在全球范围内粪菌移植最受认可的适应证是艰难梭菌感染(clostridioides difficile infection，CDI)的挽救性治疗。粪菌移植在CDI治疗中获得了较好的临床疗效，极大地鼓舞了研究者对粪菌移植其他适应证的探索。粪菌移植是将健康捐助者粪便中的菌群移植到患者胃肠道中，以恢复患者正常的肠道生态，从而起到治疗疾病的作用 ^{[ 1- 2]} 。近年来，随着人们对肠道菌群在宿主健康及疾病中作用的深入认识 ^{[ 3]} ，粪菌移植疗法似乎更被寄予厚望。在刚刚结束的美国消化疾病周(Digestive Disease Week，DDW)会议中，哈佛大学Panchal教授团队通过检索2010年1月至2018年11月在美国临床研究数据库ClinicalTrials.gov上注册的以粪菌移植为干预手段的246项研究，发现其中51.21%的研究围绕粪菌移植治疗CDI或炎性肠疾病(inflammatory bowel disease, IBD)，且大多数(56.91%)为随机对照研究。值得注意的是，这些粪菌移植试验在2014年后临床适应证的种类迅速增加，到2018年已有10种不同的适应证；同时，结肠镜、口服胶囊及灌肠是使用最多的三种给药方式。除此之外，这些临床研究主要集中在美国、欧洲和中国，而在美国研究更多的是使用粪便库作为供体模型。Panchal教授还提出应进一步加大研究和投资，克服中低收入水平地区对于粪菌移植临床研究的障碍，包括开发当地粪便库、监管框架和临床指南等。

因此，目前粪菌移植的研究热点主要集中于粪菌移植在治疗CDI以外的适应证，而不少文献报道粪菌移植在治疗IBD，包括克罗恩病(Crohns disease, CD) ^{[ 4]} 、溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC) ^{[ 5- 6]} 、肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS) ^{[ 7]} 、慢性便秘 ^{[ 8]} 、肝脏疾病 ^{[ 9- 10]} 、肥胖和代谢综合征 ^{[ 11]} 、血液疾病 ^{[ 12]} 乃至癫痫 ^{[ 13]} 等中枢系统的病症有潜在的治疗价值。本次DDW会议中，粪菌移植相关研究以UC、IBS和肥胖合并代谢综合征患者的临床研究为主。

1 粪菌移植与艰难梭菌感染

CDI，尤其是复发性CDI(recurrent clostridioides difficile infection, rCDI)是粪菌移植治疗的主要适应证，其疗效已得到大量临床研究证实，并被列入临床治疗指南 ^{[ 14- 15]} 。虽然目前CDI的粪菌移植治疗方案已基本成熟，但相应的方法学、长期安全性及效益成本研究的报道相对较少。本次会议中，美国明尼苏达大学Vaughn教授团队基于2018年美国传染病协会(IDSA)联合美国医疗保健流行病学协会(SHEA)发布的CDI诊断和治疗指南 ^{[ 16]} 中关于CDI治疗方案成本效益的研究，提出最有效且最具成本效益的优选治疗方案是轻中度CDI采用非达霉素，重度采用万古霉素，首次复发使用非达霉素，二次复发推荐使用粪菌移植。该研究进行了综合考量，为粪菌移植在CDI治疗中的应用提供了更精确的临床使用建议。

2 粪菌移植与溃疡性结肠炎

众所周知，IBD的发生、发展与肠道菌群多样性减少以及共生菌和致病菌失衡有关，粪菌移植可通过重建肠道微生物多样性来改善IBD患者的疾病状态，这对于研究者而言是极具吸引力的。但就现有文献报道来看，粪菌移植在CD患者中的作用仍未明确，疗效证据较UC有限，因此目前粪菌移植治疗UC患者更受关注，且其临床疗效更佳。然而值得注意的是，尽管现有的临床研究结果支持UC患者接受粪菌移植治疗可获益，但2019年美国胃肠病协会发表的一份关于轻中度UC诊疗意见 ^{[ 17]} 中提出，粪菌移植可能可以有效诱导缓解轻中度UC患者的临床症状，但由于证据质量较低(小样本、低事件发生率)，缺乏一致性(给药途径和频率的差异，粪便来源及用量的差异)，且数据有限，故无法明确其维持缓解的作用。因此，我们需要更多诸如干预方式、疗效评估、多角度评价及具体作用机制等高质量研究来综合评估和考量粪菌移植在UC治疗中的价值。本次会议中，德国耶拿大学医院Stallmach教授团队报告了一项8例活动性UC患者长期口服多供体粪菌移植胶囊的临床研究，研究中采用的这种干预方式尚属首次，结果显示，患者的临床症状在为期12周的治疗后得到改善，肠道菌群得到有效调节，并以普雷沃菌属( Prevotella sp.)为主导菌群。研究者还特别指出，完成12周治疗后才可显现出这种多供体粪菌移植方式对症状的改善作用。同时，他认为虽然这种干预手段治疗活动期UC是具有潜力的，但仍需随机对照研究长期随访评价其安全性。

此外，本次会议上在关于UC的粪菌移植治疗研究中，有两项研究是从患者角度分别观察患者对粪菌移植的认识及其对疗效的影响。我国南京医科大学附属第二医院张发明教授团队通过收集187例粪菌移植治疗UC患者的满意度、依从性、治疗结果和长期不良事件等资料来评估不同满意度及依从性患者对疗效的影响。他发现粪菌移植的效果主要受患者满意度的影响而非长期不良事件，且高满意度患者的疗效往往优于低满意度患者，依从性好有助于患者在第二次粪菌移植中获益。而另一项研究则是由加拿大麦克马斯特大学Chauhan教授团队报告，该研究指出患者对粪菌移植的治疗期望以症状改善为主，术中疼痛、感染和疗效维持是最常见的问题，而治疗后维持时间与预期不符可能是影响患者满意度的主要原因。上述两项研究均从患者角度出发，发现患者的配合度和依从性也将影响治疗效果，提示临床医师在治疗过程中应对这两方法给予关注。

当然，临床实践亦离不开基础研究的支持，会上美国威尔·康奈尔医学院Gogokhia教授团队报告了粪菌移植及其临床疗效的微生物机制，他首次提出粪菌移植中可转移的IgA反应性微生物群(transferable IgA-reactive microbiota, TIM)的概念，并发现与对照组相比，粪菌移植后IgA包被的细菌多样性增高，且与供体相似；与无临床治疗反应的患者相比，对粪菌移植有临床反应的患者中细菌多样性更高，尤其是富集了胃瘤菌属( Ruminococcus. sp)、毛螺菌科( Lachnospiraceae)和克里斯滕森菌科( Christensenellaceae)这种高度IgA包被的细菌。此外，Gogokhia教授还提到，粪菌移植后应答者中短链脂肪酸代谢产物明显高于无应答者，这也与之前的研究结果一致 ^{[ 18]} 。这项研究成功地将TIM多样性与粪菌移植临床反应相关联，从机制上提出TIM相关的代谢谱改变可能有助于临床反应，为后续研究提供了理论基础。

3 粪菌移植与肠易激综合征

IBS患者往往存在肠道菌群异常 ^{[ 19- 20]} ，两者之间因果关系及具体作用机制尚不清楚，但鉴于IBS的发病与肠道菌群异常存在千丝万缕的联系，因此通过粪菌移植来调节肠道菌群从而改善IBS临床症状依然受到不少研究者的关注。然而总体而言，粪菌移植对IBS的疗效并不乐观，2019年在《美国胃肠病学杂志》发表的一项荟萃分析 ^{[ 21]} 纳入四项符合标准的随机对照试验(RCT)研究，结果显示粪菌移植未明显改善IBS患者的临床症状，且具有较大的异质性。

在本次会议上，美国德克萨斯理工大学Myneede教授团队和德雷塞尔大学Patel教授团队分别开展荟萃分析，研究了目前临床上粪菌移植治疗IBS患者的现状。Myneede教授检索了2010年至2018年Pubmed、Embase、Google Scholar以及DDW和UEGW会议的摘要中粪菌移植治疗IBS患者的单臂研究(single arm trail, SAT)和RCT研究，共纳入8项SAT和4项RCT研究，发现粪菌移植治疗IBS的效果并不优于安慰剂组，且存在异质性(可能与给药方式多样、供体差异、随访时间不同及IBS亚型或存在其他合并症等因素相关)，虽然SAT研究显示59.5%的IBS患者临床症状得到改善，但由于SAT研究缺乏安慰剂对照，可信度有限。而Patel教授的研究共纳入4项RCT研究，其整体症状改善结果与发表文献一致，但在亚组分析中采用非粪菌移植胶囊(结肠镜及鼻腔肠管给药途径)的干预方式，其症状改善是安慰剂组的2.94倍(95% CI：1.42~6.08， P＜0.01)；在非粪菌移植胶囊剂型中，粪菌移植治疗3个月后IBS患者症状改善优于安慰剂组。研究者建议粪菌移植治疗IBS患者应考虑不使用粪菌移植的胶囊剂型。此外，哈佛大学医学院贝斯以色列女执事医疗中心Singh教授团队也报告了一项单中心随机对照双盲研究，观察治疗前使用抗菌药物与否对腹泻性IBS患者的疗效影响，结果表明无论是否使用抗菌药物预处理，粪菌移植均不能改善腹泻性IBS患者的相关症状。虽然上述研究证据并不支持粪菌移植可用于治疗IBS，但由于综合评价时结果存在高异质性，严重影响结果的判读，因此需要更多大样本高质量的RCT研究来进一步明确粪菌移植在IBS患者治疗中的价值。

4 粪菌移植与肥胖

肥胖和代谢综合征是粪菌移植的另一项研究领域。已有动物研究表明，将肥胖小鼠的粪便转移至消瘦小鼠的肠道后，消瘦小鼠的体质量增加 ^{[ 22]} ；而临床研究亦发现将体型纤瘦供体的粪便转移至肥胖患者的肠道后，肥胖患者的胰岛素敏感性改善，且肠道菌群的多样性增加 ^{[ 11]} 。本次会议中两项来自美国为期12周的随机双盲对照研究(哈佛大学麻省总医院Yu教授团队和哈佛大学布列根和妇女医院Allegretti教授团队)结果均显示，采用苗条供体的粪便给予肥胖伴/不伴中度胰岛素抵抗患者是安全可耐受的，且无需抗菌药物及胃肠灌洗等预处理，治疗后肠道菌群多样性增多，并与供体相似，体质指数与代谢水平暂无明显差异。研究者提到目前仍缺乏相关亚组研究，日后仍需设计不同供体、粪菌移植剂型剂量和长期随访研究以进一步明确粪菌移植对肥胖尤其是代谢水平异常的调整作用。

5 粪菌移植与多重耐药菌感染

除CDI、UC、IBS及肥胖等粪菌移植热点适应证外，香港中文大学左涛教授团队在会上还报告了一项通过宏基因分析来评价粪菌移植治疗多重耐药菌——耐碳青霉烯类肠杆菌(carbapenem-resistant Enterobacteria, CRE)感染的研究。2例CRE感染患者在第2次粪菌移植后CRE就被清除，且与间断粪菌移植相比，连续粪菌移植可显著提高患者供体来源的微生物定植。同时，宏基因结果提示，与健康对照者相比，CRE感染患者粪便的微生物α多样性(主要反映群落内物种多样性)降低，且显著富集了48种细菌和9种真菌，特别是肺炎克雷伯菌；但在粪菌移植后，CRE患者肠道菌群与供体相似，卵形瘤胃球菌( Ruminococcus obeum)、毛螺科菌( Lachnospiraceae bacterium)等细菌和树干毕赤酵母( Scheffersomyces stipites)、解脂耶氏酵母( Yarrowia lipolytica)等真菌的丰度较治疗前明显增加。研究者认为上述细菌和真菌种类可能在粪菌移植清除CRE中发挥了增强效应。该研究首次将粪菌移植用于治疗CRE感染并获得较好的临床疗效，这也为今后粪菌移植治疗多重耐药菌感染提供了新线索。

6 结语

会议中各位研究者通过自己的研究向同仁们展示了粪菌移植相关的研究进展，有对过去研究的综合评价，有对已知内容的深入探讨，也有为粪菌移植临床治疗的进一步研究提供新的思路。毋庸置疑的是，粪菌移植通过重建肠道微生物群来治疗生态失调有关的各类疾病是具有极大潜力的。目前的研究初步停留在适应证的探索上，并未完全探明其真正治疗价值及潜在风险。希望在不久的将来，有更多的研究来进一步明确其治疗前景，寻求更全面和更优化的粪菌移植诊疗策略。

Funding Statement

国家自然科学基金（81770535）