2022粪菌移植在肝病领域的应用(全文)

1、2022 粪菌移植在肝病领域的应用（全文）一、概述在人类漫长的进化过程中，肠道菌群和人已经形成了一种共生的关系。人 体肠道菌群其实是人体组成的一部分，在人类免疫系统发育、免疫调节、 炎症发生、营养支持、能量摄取、代谢平衡和神经激素反应中具有重要作 用。肠道内微生物群的种类超过 1000 种，数量超过 1014 ，约为人体细胞 的 10 倍，其编码约 330 万个特异基因，是人类基因组编码基因数的 150 多倍。人类不同个体间基因组的差异只有0.1% 左右，但不同个体间肠道菌群的差异可以达到 80%90% ，这种差异被认为在维持健康和疾病发生 发展机制中发挥关键作用， 并成为深入研究的焦点。 另

2、外人体 70% 以上的 免疫细胞都位于肠黏膜内，肠黏膜内含的淋巴细胞数量远高于其他淋巴组 织。肠道和肠道微生物的相互作用，可能是人体免疫力产生的源泉之一。 而且肠道拥有 1 亿以上的神经元，是人体的“第二大脑”，能够独立运作， 自主判断并发号施令。如果肠道菌群出现异常，人体会出现各种健康问题。在抗生素大量使用的 今天，肠道菌群失调非常普通。 16S rRNA 基因以及下一代测序技术的进 展可以明确许多肠内和肠外疾病肠道菌群失调情况。目前发现肠道菌群的 变化与炎症性肠病（ IBD ）、肥胖症、心血管疾病、孤独症、帕金森、关节 炎和多发性硬化症等肠内外疾病有关。在医学上治疗肠道菌群失调及其导 致的

3、疾病长期以来一直是一个非常棘手的临床医学难题。把正常人的粪便 植入患者的肠道，使其肠道微生物恢复正常，或许能终止各种因肠道菌群 失调导致的疾病进展并改善疾病的预后。这种把健康人肠道的良好的菌群 植入患者肠道的治疗手段，被称为粪便微生物群移植( fecal microbial transplantation ， FMT )。在临床实践中，肝肠轴调节肠道菌群在治疗和预防肝脏疾病中发挥重要作 用， FMT 正成为肝脏疾病中不可替代的重要治疗。研究证实，通过FMT调节肠道菌群在多种不同类型的肝脏疾病中都有一定疗效，目前在持续探 索中。二、粪菌移植在肝脏疾病中的应用1. 慢性乙型肝炎病毒感染全球有超过

4、2.4 亿的乙型肝炎病毒携带者。慢性乙型肝炎特别是 HBeAg 阳性的患者发生肝硬化、肝癌的风险较大。目前治疗慢性乙型肝炎的药物 主要包括聚乙二醇化干扰素和核苷(酸)类似物。肠道菌群在确定宿主获 得性免疫应答并清除各种病原体中发挥重要作用。 研究表明，肝脏 Kupffer 细胞暴露于革兰阴性菌来源的脂多糖， 通过 TLR-4 途径， 可诱导 T 细胞耐 受。在小鼠模型中，细菌 CpG-DNA 能够通过 TLR-9 途径使肝脏 HBV 特 异性细胞毒性 CD8+T 细胞扩增， 从而清除 HBV 慢性感染。 这些都是肠道 菌群与乙型肝炎进展之间存在潜在联系的证据。实际上，目前已经注意到 在乙型肝炎

5、患者中肠道菌群失调，特别是多样性下降这一现象。这一证据 表明通过 FMT 改变肠道菌群可能有益于治疗 HBV 感染。厦门大学附属中山医院报道了 FMT 治疗乙肝病毒感染的研究。 18 例接受 以恩替卡韦或替诺福韦为基础的抗病毒治疗且持续 HBeAg 阳性超过 3 年 的患者，在继续抗病毒治疗基础上，根据患者意愿分别接受FMT （ 5 例）或单独继续抗病毒治疗 （13 例）。与基础水平相比， FMT 组患者的 HBeAg 滴度显著下降， HBeAg 滴度在每一次 FMT 后均逐渐下降，其中两例患者 在1次 FMT 治疗后达到了 HBeAg 清除， 1例患者在两次 FMT 治疗后达 到了 HBeA

6、g 清除，同时 FMT 组患者的肠道菌群发生了显著变化。 与之相 反，对照组没有一例患者达到 HBeAg 清除。该研究是支持 FMT 可能成为 HBeAg 持续阳性慢性乙肝病毒携带者治疗手段的第一个证据，未来需要 进一步的大型研究加以证实。2. 肝性脑病肝性脑病（ HE ）是终末期肝病的常见并发症，其与患者的死亡率相关。肠 道产氨的细菌是肝性脑病发病因素之一。目前这些患者的主要治疗方法包 括使用肠道抗生素、乳果糖和益生菌调节肠道菌群。此外， HE 的发生与 肠道菌群紊乱相关。 2016 年一篇个案报道详细介绍了 FMT 在治疗 HE 中 的应用，一例 57 岁 12 度肝性脑病的患者连续接受

7、5 周的 FMT 治疗（每 周 1 次），治疗 4 周后，他的精神状态恢复到正常水平，这与肠道菌群组 成的显著变化相关。 这篇报道将促使我们对 HE 患者进一步进行 FMT 治疗 的随机对照研究。Bajaj JS等对复发性HE患者进行了一项幵放随机对照临床研究，研究选 取门诊肝硬化患者， FMT 组患者接受 5 天的广谱抗生素预处理， 然后接受 来自同一供体的粪菌灌肠，之后随访 5 个月。结果表明， 10 名常规治疗 患者肝性脑病进一步进展， FMT 组的 10 名患者认知得到改善。 此外， FMT 组肠道菌群的多样性和有益菌均明显增加，而常规治疗组肠道菌群在整体 上保持不变， 该研究证明选取

8、合适的供体对 HE 患者行 FMT 治疗是安全有 效的。3. 代谢综合征及非酒精性脂肪肝代谢综合征是指多种代谢异常的病理状态，包括向心性肥胖、高血压和血 脂异常及脂肪肝等。已经有多项研究报道了动物模型中肠道菌群在内分泌 疾病发病机制中的重要性，肥胖人群肠道菌群组成的变化也有所报道。依 赖肠道菌群调节的肠道上皮细胞通透性的改变、胆汁酸生成和全身免疫反 应可能与代谢综合征发病有关。事实上，儿童早期使用抗生素与以后肥胖 的发生相关。一项随机双盲、安慰剂对照临床研究表明，与采用自体粪菌FMT 组相比，用体瘦者供体提供的粪菌行 FMT 治疗 6 周后， 9 例患者胰 岛素敏感性改善、肠道微生物多样性增加

9、、短链脂肪酸增加，并发现一些受体粪便菌群的改变在 FMT 后 3 个月仍持续存在， 这说明 FMT 也具有改 变没有明显肠道菌群失调疾病患者肠道菌群的能力， 如 IBD 或艰难梭菌感 染（ CDI ）。该结果表明， FMT 可能为这些患者提供进一步的治疗措施， 但需大量的研究来验证这种可能性。三、微生物群移植研究中的热点问题1. 微生物群移植除了重建肠道菌群，还有什么生物学效应？粪便由 75% 的水和 25% 的固体物组成。而大部分固体物质是有机物，包 括活的或死亡的微生物细胞、古细菌、真菌、病毒、结肠上皮细胞、原生 生物和代谢物等。其中，细菌占粪便固体物质的 25%54% ，占粪便总质 量的

10、 6.3%13.5% ，说明细菌在肠道环境中扮演着重要角色。研究人员发 现，从毛螺菌科细菌分离出的单菌落和不产毒的艰难梭菌孢子，均可明显 降低肠道内产毒素的艰难梭菌数量。这给利用细菌治疗相关疾病带来了一 定启示。相比于粪便中的其它成分，病毒受到的关注则较少。值得一提的是，粪便 中的病毒 -细菌比只有 0.13 ，与其它自然环境中 1.4-160 的比例相差较大。 这说明粪便中的病毒大多较为温和。一项宏基因组研究显示，粪便中的温 和噬菌体能够起到控制病原体的作用，从而维持肠道的稳态。而且，另一 项研究显示，人群肠道中的某些噬菌体可能是高度保守的。目前，研究人 员正在积极考虑噬菌体对人类健康的影响

11、，相应的疗法也在尝试之中 古细菌和真菌也是粪便的重要成分。产甲烷菌是肠道中重要的厌氧生物，白色念珠菌则是肠道内最常见的真菌之一。事实上，在健康人的肠道内，白色念珠菌与细菌保持着竞争共生，然而当平衡被打破时，则会导致一系列问题。真菌往往能够通过肠上皮细胞的屏障，诱发炎症，导致疾病。在 未来的研究中，古菌和真菌的功能将成为研究重点。人类结肠上皮细胞构成了肠道内的物理屏障，但当它们大批死亡时，隔离 粪便和人体的功能也就随之分崩离析了。此外，免疫球蛋白 A（IgA ）也 是肠道的第一道防线。病理学研究表明，分泌 IgA 的肠细胞与不分泌 IgA 的肠细胞相比，能有效抑制艰难梭菌的繁殖。此外，肠道细菌可

12、以将纤维素转化成短链脂肪酸。 这些短链脂肪酸在抗炎、 诱导 T 细胞生成等方面作用显著。 事实上，粪便中很大一部分就是纤维素， 它对肠道菌群的多样性有着重要意义。如此说来，细菌并不是粪便移植中唯一起作用的成分。粪便复杂的成分及 其相互作用还有待进一步探索，而研究结果势必将对相应的疗法起到至关 重要的推动作用。 目前， Seres 开发的代号为 SER-109 的微生物药物的临 床试验以惨败告终。这也许是因为他们没有弄对不同微生物的比例，但有 没有可能是因为他们忽略了粪便中的其它成分？ FMT 已经显示出在减轻一些难治性疾病症状方面的作用，如IBS、结肠袋炎、精神疾病、肥胖、胰岛素抵抗以及自身免

13、疫性疾病。但该领域的大多数研究是个案报道、病 例分析和队列研究，虽然这些研究结果证明 FMT 很有前途，并在一定程 度上提供了概念证明，但这些研究并没有提供足够强有力的证据来更加规 范地实施 FMT 。为了确定 FMT 的真正价值并更好地了解其作用机制、长 期安全性和最佳的移植途径，需要在上述每种情况下进行随机对照试验。众所周知，除了细菌、病毒之外，像噬菌体等人体肠道的其他组分在维持 健康和疾病进展方面也是发挥重要作用的，应该进行广泛的研究。目前很 多临床试验正在进行中，在它们以及未来更多研究的帮助下，医学界有望 能够评估 FMT 在各种临床情况下的真正价值， 并研究 FMT 的其他适应证，

14、包括像疲劳综合征等与肠道菌群失调或改变相关，利用抗生素、益生菌或 其他形式的调节胃肠道菌群治疗有效的疾病，以及直接由细菌引起的疾 病。此外，还应该研究可能与细菌抗原成分和功能相关的免疫介导性疾病 和自身免疫性疾病。在不久的将来，通过检测微生物相关的最终产物对全 身和粪便代谢进行分析，可以发现与肠道菌群相关的其他疾病。FMT 也可在一些人群中用作预防措施， 例如与几种特定微生物相关的结直 肠癌风险较高的患者以及接受多种抗生素治疗的儿童。这类似近期尝试的 将剖腹产的新生儿立即暴露于母亲的阴道微生物群以在肠道中建立自己 的天然微生物群的观点。 FMT 有在包括严重免疫功能低下的患者中应用的 骄人的安

15、全记录，加上其与其他治疗方案相比的潜在成本效益，将有助于促进对该领域的广泛研究。 通过 FMT 将可以预防和治疗越来越多的疾病。2. 微生物群移植的供体不同，疗效是否有差别在 IBS 的研究中，发现接受富含双歧杆菌的供体，治疗成功率更高，但是 入组患者仅 10 例，其中 6 例有效， 4 例无效，对 6 例有效的患者的供体 进行研究，发现其双歧杆菌含量要高于 4 例无效患者的供体。在代谢综合 征的研究中发现，移植了特定供体粪便的患者，其胰岛素敏感性有更显著 的增强，也就是说仅有少数供体的粪便对患者的代谢起作用，而其他的供 体并无类似的结果。同样地， 通过粪菌移植治疗 IBD 的研究也得到了类似

16、 的结论，来自特定供体的粪便对患者有更明显的治疗效果。这似乎说明了 供体还是有区别的。但是在艰难梭菌的研究中则得到完全不一样的结果。研究者分析了 2014 年 1 月至 2016 年 4 月期间在美国 267 个医疗中心接受 FMT 治疗 CDI 的 患者数据。他们收集了关于 CDI 疾病类型、 FMT 移植方式以及医生报告 的临床结果的信息，并将它们与单独的粪便供体联系起来。然后，计算总 体和每位供体的有效率。最终确定了 51 名供体，他们的粪便被用来治疗 2050例CDI患者。比较每个供体的个体治愈率时，他们发现有一个供体“供 体X”其粗略有效率约为70%，而平均供体治愈率为 85.3%(

17、 P= 0.007 )。 他们观察了供体的微生物多样性，发现这些供体的a多样性略高于其他供 体的平均值，但是不显著。与其他供体相比，这个供体的微生物群没有什 么不同。进一步查看临床数据并控制 CDI 疾病类型、分娩方式和医疗保健 设施时，研究人员发现供体 X 在预测 CDI 的临床结果方面不再具有统计学 意义。3. 微生物群移植的安全性问题有关粪菌移植安全性评估仍处于起步阶段，目前尚未形成共识，仍待更多 深入研究。多项研究报告了 FMT 在包括儿童、老年人和免疫抑制患者等 各种人群中的安全性。然而，有 2 例通过上消化道进行 FMT 发生严重误 吸的报告，但是标准化的实施 FMT 时这一并发症

18、极少发生。此外， FMT 供体的选择必须考虑供体的身体状况，有报道称，来自健康但超重供体的 粪菌行 FMT 后，受体的体重明显增加。来源于供体的产甲烷细菌加重了 IBS 腹胀和便秘症状。 2019 年 6 月美国 FDA 发布一名患者因研究性粪便 微生物群移植而感染产超广谱B内酰胺酶大肠杆菌而死亡。进一步对供体 的粪便进行检测发现了产超广谱B内酰胺酶的大肠杆菌，这表明，粪便微 生物群移植有潜在的细菌感染的风险。为减少副作用的发生，应进一步建 立严格和通用的供体标准，最终目标是实现单一的通用供体以及标准的微 生物移植规范。FMT 在每个适应证的应用中均需要得到改进。将来，我们需要在 FMT 之 前检测供体和受体，以便以个性化医疗的形式为每个适应证和每个患者使 用最佳供体。已经表明某些供体在治疗特定疾病方面可能比其他供体更有 效。进一步需要改善粪菌提取、移植流程，并明确每种适应证所需移植细 菌数量。 FMT 最终将发展为包括特定菌群的靶向治疗， 从而提高这种治疗 方式的安全性和有效性。4. 我们应如何定位微生物群移植，是药物，还是人体的一部分组织？美国 FDA 对药物的部分定义为“用于疾病诊断、治愈、缓解、治疗和预防