糞菌移植治療炎癥性腸病的研究進展

葉雨松，周雪芹，顏 瓊，鐘曉琳，呂沐瀚

西南醫科大學附屬醫院消化內科（瀘州 646000）

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）是一組以慢性、復發性、異質性為臨床特征的腸道炎癥性疾病，包括潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩?。–rohn's disease，CD）[1]。潰瘍性結腸炎主要累及結直腸，常以直腸末端為起始點向近端進行性、彌漫性、連續性擴展蔓延；而克羅恩病則可累及全部消化道，呈節段性，縱行潰瘍、黏膜鋪路石樣改變等為其典型肉眼表現[2]。目前IBD 已影響超過2 000 萬人，約占全球人口的0.3%，并在亞洲地區呈不斷攀升趨勢，印度和中國發病率最高，分別為9.31/10 萬人和3.64/10 萬人[3-4]。據預測，到2050 年，我國IBD 患者將超過150 萬人[5]。由于其日益嚴重的發展趨勢，積極尋找安全有效的治療方法具有重要意義。近年來，越來越多的研究發現腸道菌群在IBD 病程中發揮著重要作用，因此探索腸道菌群與IBD 關系及糞菌移植治療IBD 的安全性和有效性具有重要臨床意義。

1 IBD發病機制

IBD 發病機制復雜，病因之間相互作用，共同導致疾病發生發展。MCGOVERN 等[6]發現，IBD 紊亂菌群的出現與免疫系統異常呈現出家族聚集現象，人類基因組與菌群間存在著潛在關聯。例如，SP140是可導致IBD發生發展的風險等位基因之一，其缺失不僅可導致CD患者巨噬細胞抗菌相關基因表達異常、抗菌能力減弱，而且會使患者腸桿菌豐度增加、腸道菌群紊亂[7]。目前相關研究已確定超過240 個與IBD 發生相關的遺傳風險位點，其中約30 個在UC 與CD 之間共享[8]。此外，隨著我國社會經濟高速發展，不斷變革的生產生活方式也成為觸發IBD的關鍵因素。長期食用以高脂高糖為主要特征的“西化”飲食可直接或通過影響腸道菌群間接觸發黏膜免疫反應誘發或加劇腸道炎癥；蔬菜上農藥殘留劑戊炔草胺可作用于腸道樹突狀細胞和T細胞，抑制芳香烴受體（aryl hydrocarbon receptor，AHR）信號，促發NF-κB-C/EBPβ信號軸而驅動炎癥反應發生[9]。還有研究發現[6，10]，IBD 免疫應答失調及腸道黏膜屏障損害與腸道上皮自噬異常有關。IBD 發病機制一般可概括為：環境因素作用于遺傳易感者，在腸道微生物參與下引起腸道免疫失衡，損傷腸黏膜屏障，導致腸道黏膜持續炎癥損傷。

2 機體與菌群

人體與“菌”密不可分，在嬰兒出生后不久，大量來自外部環境的微生物會附著在其體表及腸道上，其中大部分微生物與人體相適應，最終形成與人體相伴終生的共生關系[11-12]。最近研究表明，人體初始菌群的定植還可能發生在較出生前更早的階段，這挑戰了科學界一直以來認為胎兒在母體內是處于無菌環境的觀點[13]。在與人體共生的諸多微生物中，約有100萬億個定植于人體腸道，包括細菌、真菌、病毒等[14]。研究發現，腸道微生物群的數量約是正常人體細胞總數的10倍，其基因組序列長度約是人類基因組的150 倍[15-16]。腸道微生物群基因組又稱“元基因組”，是維持機體健康的“第二基因組”[16]。正常微生物群的定植對于促進腸道的正常發育及維持機體健康至關重要。

3 IBD菌群紊亂

3.1 IBD腸道內菌群紊亂

IBD患者存在著不同程度的腸道菌群紊亂，主要表現為菌群豐度、分布及多樣性改變及其所導致的相關代謝紊亂與免疫功能失調[17-18]?！盁o菌無炎癥”學說的成立充分證明了腸道菌群參與IBD 發生發展[19]。研究發現，與健康人群相比，IBD患者腸道菌群中變形菌門、腸桿菌屬等有害微生物豐度顯著增加，梭菌屬、乳酸桿菌屬等有益微生物豐度大幅下降[20]。比較不同IBD 病變部位及疾病活動度下菌群組成發現[21]，回腸型IBD患者腸道菌群組成與健康人群相比差異較大，而結腸型IBD 患者腸道菌群與健康人群相比卻有一定相似性；CD患者疾病活動指數的上升與大腸桿菌豐度的增加有一定關聯，而在UC 患者中此類關聯卻不甚明顯。腸道菌群紊亂損害腸道上皮、免疫、微生物屏障，導致腸道炎癥持續反復發生[22-24]。不僅如此，腸道菌群紊亂還可影響菌群-腸-腦軸，驅動宿主晝夜節律改變，增加IBD患者發生抑郁疲勞等精神疾病的風險[25-26]。

3.2 IBD腸道外菌群紊亂

3.2.1 IBD 口腔菌群紊亂 研究發現[27]，IBD 患者口腔菌群結構組成異常，Saccharibacteria 菌門（TM7）、Absconditabacteria（SR1）增加，普氏菌屬及奇異菌屬減少。由于口腔菌群可順消化道下移并定植于腸道，促進腸道炎癥發展，導致IBD 病情惡化，因此IBD 患者口腔菌群狀態值得人們關注[28-30]。其實在健康狀態下口腔菌群在腸道內也有定植，只是其定植程度有限，而在IBD患者中，特定口腔菌群如肺炎克雷伯桿菌、具核梭桿菌、小韋榮球菌等卻常大量定植并富集于腸道中，增加疾病惡化風險[29，31]?？谇患毦鷮е翴BD 病情惡化常經歷三個階段[29]：①口腔菌群中疾病相關菌群增多、腸道的定植抵抗能力減弱；②口腔菌群移位至腸道；③口腔菌群定植并惡化IBD。因此IBD 患者需更加注重口腔衛生，避免菌群“口-腸軸”相互影響。

3.2.2 IBD陰道菌群紊亂 IBD高發時段恰處于女性最佳育齡期，因此IBD孕產婦及胎兒的預后備受關注[32]。與健康孕婦相比，IBD 孕婦陰道菌群組成存在差異，其中念珠菌、厭氧菌、柔膜菌綱（包括支原體屬和脲原體屬）相對豐度升高，乳酸桿菌相對減少[33-34]。IBD 孕婦不良妊娠結局風險較高，這除與疾病活動復發有關外，陰道菌群紊亂也是可能的重要因素[33，35]。因此，我們需要進一步研究IBD 孕婦陰道菌群特點，規范妊娠期IBD 科學管理決策，以降低IBD 相關妊娠不良風險，為IBD育齡女性帶來福音。

4 糞菌移植的一般治療機制

糞菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT）是將篩選出的健康供體糞便懸濁液導入到患者胃腸道中，以期改善腸道微生物群組成而達到治療效果的一種治療方法[36]。關于FMT 的最早記錄可追溯到公元4世紀的中國東晉時期，葛洪《肘后備急方》述“飲糞汁一升，即活”[37-38]。而西方國家關于FMT的最早記錄是在1958 年，EISEMAN 及其同事用FMT 成功治愈了4 例偽膜性腸炎患者，這也是醫學文獻中關于FMT 的第一篇報道[39]。近年來，FMT 在治療復發性難辨梭狀芽孢桿菌感染方面表現出卓越療效，被納入美國FDA 治療指南[40-41]。此外，越來越多研究發現FMT 作為潛在治療方案在IBD治療上也展現出其獨特魅力。

4.1 FMT恢復腸道菌群穩態

益生元、益生菌制劑及來自健康人群的FMT 治療是目前調控腸道菌群的主要方法，但益生元與益生菌制劑療效有限，因此FMT 被認為是目前唯一的既能調節腸道菌群數量，又可在一定程度上恢復菌群多樣性的治療方法[6]。研究發現[42-44]，在FMT后獲益的IBD患者腸道菌群中，不僅霍氏真桿菌及Roseburia inulivorans等菌群豐度、多樣性增加，而且發現菌群相關代謝產物如短鏈脂肪酸、次級膽汁酸合成水平提升，黏蛋白消化、產丁酸及抗生素抵抗等微生物功能也可通過FMT實現宿主間的有效轉移。

4.2 FMT恢復免疫屏障功能

IBD 患者通常采用具有免疫抑制作用的激素或單抗類藥物來對抗免疫失衡、緩解臨床癥狀。近年來，雖然包括ustekinumab、tofacitinib 等新藥的發現不斷擴充著免疫抑制劑的選擇范圍，但很大比例的患者對這些藥物沒有反應[45]。研究發現FMT通過一定程度恢復腸道菌群穩態調節腸道免疫起到治療IBD的效果。一方面，FMT調節腸道免疫細胞相對豐度，用FMT處理DSS誘導的結腸炎小鼠后，小鼠腸道中CD4+T 細胞頻率及絕對計數降低，與其增殖能力降低一致[46]。另一方面，FMT 可調節免疫細胞功能，用宏基因組檢測技術分析FMT 干預有效的UC 患者腸道菌群發現，供體來源的Odoribacter splanchnicus（Os）是FMT 后出現臨床反應的免疫反應性細菌，該菌通過促進Treg細胞分化、誘導IL-10分泌抑制、代謝產丁酸從而抑制小鼠結腸炎癥發展[47]。FMT 也可減弱抗原提呈細胞呈遞抗原的能力，減少促炎因子釋放，增加抗炎因子表達，并以此誘導炎癥緩解[46]。此外，FMT可調節IBD 患者短鏈脂肪酸、膽汁酸及色氨酸等菌群代謝產物以調節腸道免疫功能[48]。短鏈脂肪酸通過促進B細胞發育、Treg分化與擴增、激活炎性小體及IL-18 產生等方式調節黏膜免疫；膽汁酸通過FXR 等受體起到免疫調節作用；菌群代謝色氨酸產生的吲哚可通過激活多環芳烴受體等方式調節黏膜免疫[48]。

4.3 FMT重建腸上皮屏障完整

腸上皮屏障主要由腸上皮細胞與細胞間連接組成，其結構的完整與否將直接影響腸壁的通透性與選擇性[49]。于IBD 患者而言，FMT 可輔助重建上皮屏障完整。研究發現[46，50]，FMT 后DSS 小鼠結腸上皮細胞間隙增寬程度減輕，緊密連接蛋白ZO-1、黏蛋白Muc1、Muc4 等的表達量明顯上升。FMT 導入的大量活力充沛的腸道菌群也可通過直接競爭腸壁生長區、抑制病原體附著來恢復正常的上皮屏障功能[6]。

5 FMT治療IBD的有效性

5.1 FMT治療潰瘍性結腸炎

1989 年，第一篇關于FMT 治療UC 的病例報道在柳葉刀雜志發表[51]。這篇報道的作者之一Dr.JUSTIN D因UC處于持續活動狀態而接受FMT治療，FMT治療后其病情在無藥物使用情況下獲得緩解，且結腸鏡檢查未發現腸道活動性炎癥[51]。2003 年，BORODY 等[52]對6 名常規治療無反應的UC 患者施以了來自健康供體糞便的灌腸治療，這6名患者在治療后1～13年的隨訪期內實現了臨床癥狀、血清生物學標志物和內窺鏡檢查結果的改善與緩解。2015 年，MOAYYEDI 等[53]對75 位常規藥物治療無反應的活動期UC 患者施行了以接受健康供體糞便FMT和清水灌腸作為對照的雙盲試驗，試驗結果顯示：試驗組與對照組的臨床與內鏡緩解率分別為24%（9/38）、5%（2/37），兩組之間有17%的統計學差異（P=0.03）。2017 年，PARAMSOTHY 等[54]的研究顯示，在接受健康供體糞便FMT 治療的44 位UC患者中有11 位獲得了臨床與內鏡緩解（27%，11/41），而在接受安慰劑移植的40 位UC 患者中僅有3 人達到了相應治療效果（8%，3/40）。2021 年，HAIFER 等[55]開展的試驗顯示，活動期UC患者在口服FMT膠囊后有8人實現了臨床與內鏡緩解（53%，8/15），而服用安慰劑的患者中只有3 人（15%，3/20）到達了同樣緩解標準。近期一項薈萃分析[56]發現，FMT后UC患者臨床反應率達54.6%，臨床緩解率達35%。

5.2 FMT治療克羅恩病

2014 年，KAO 等[57]予以一位對藥物治療仍有反應的CD 患者行FMT 治療，該患者病情在單次FMT 治療后獲得了持續4 w的臨床與內鏡緩解期，這是第一個關于實行單次FMT治療后IBD病情得到如此顯著改善的病例報道。2016 年，VAUGHN 等[43]對19 位活動期CD患者行FMT 治療，FMT 后疾病緩解率達到58%（11/19）。2019 年，GUTIN 等[58]在對10 位CD 患者行單次FMT 治療后，3 位患者出現臨床反應（3/10，30%），1 位患者獲得臨床緩解（1/10，10%）。2020 年，SOKOL 等[59]開展的隨機對照試驗顯示，接受健康糞便FMT 治療的CD患者在第10 w、24 w的無類固醇臨床緩解率分別為87.5%、50.0%，而接受安慰劑治療的患者其無類固醇臨床緩解率僅有44.4%、33.3%，該實驗是關于FMT 治療CD 的第一項隨機對照試驗。同年，一項薈萃分析[60]，接受FMT治療后CD患者的臨床反應率達79%，臨床緩解率達到62%。與UC 患者相比，CD 患者似乎對FMT治療具有更高的適應性[56]。

6 FMT治療IBD的安全性

大量研究表明，多數FMT 相關不良反應是溫和且有自限性的[61-62]。2000 年至2020 年的全球FMT 相關不良反應事件（adverse events，AE）分析表明[62]：FMT相關AE總發生率為19%，其中腹瀉（10%）和腹部不適/腹痛/痙攣（7%）最常見，微生態相關AE 的發生率僅為0.99%；FMT 相關嚴重不良反應事件（serious adverse events，SAE）的發生率為1.4%，且SAE在腸黏膜屏障受損的情況下發生。FMT 輸注途徑不同，不良反應發生率也有所不同。一般情況下，經上消化道途徑輸注相關AE、SAE 高于經下消化道途徑。在FMT 輸送過程中，采取防止菌群回流的措施，如經上消化道途徑治療前使用胃復安、經中消化道途徑治療時采用直立體位輸注、調整輸注速率等可降低FMT 輸送相關SAE 發生風險。對比生物制劑與FMT治療UC的安全性發現：英夫利昔單抗治療下AE 發生率最高，其次是FMT，而維多珠單抗的AE發生率最低；三種治療方案的SAE發生率差異無統計學意義[63]?？傮w而言，FMT 確為一種相對安全的IBD 治療策略，但未來仍需更多研究去深入了解FMT 治療機制和原理，不斷改進FMT 方法，以進一步提高FMT治療安全性。

7 小結與展望

炎癥性腸病病程長、反復發作、治療費用高昂，該病發生發展不僅會嚴重降低患者生活質量、損害患者心理健康，而且會增加患者因病返貧致貧風險，極大加重社會經濟負擔。我國IBD 發病率不斷攀升，形勢嚴峻，社會各方面需予以IBD足夠的重視。近年來，以恢復腸道菌群為主要治療目的的FMT治療引起人們極大關注，多數臨床試驗顯示出其治療IBD 的良好效果和較高安全性。未來仍需要更多基礎研究和臨床試驗去探討機體與菌群關系，驗證FMT治療IBD的獲益效果，甄別FMT 理想干預方式，以期通過調節腸道微生物實現IBD的臨床個體化治療。