菌群移植方法学和实现现代化的策略

粪菌移植（Fecal microbiota transplantation，FMT）已成为近年来生物医学和临床医学的研究热点。

多种疾病从FMT治疗中获益，包括艰难梭菌感染、炎症性肠病、糖尿病、癌症、肝硬化和肠脑相关疾病等，良好的FMT临床疗效为菌群-宿主间相互作用在多种疾病中的意义提供了关键证据。

FMT治疗复发性艰难梭菌感染（CDI）已被列入临床治疗指南。截至2018年3月底，已有或正在进行的关于FMT的临床试验有200多项。这些临床试验主要集中在研究FMT在治疗CDI以外的适应证，如炎症性肠病（IBD）。

FMT发展历史

关于FMT的越来越多的证据为肠道菌群相关疾病的治疗打开了一扇新的门（见表1）。

表1 | ICROBE到使用MICROBIOTA治疗疾病的演变

从FMT到SMT

越来越多的证据显示出菌群在肠道以外部位具有潜在作用，如阴道，窦道，尿道和皮肤。因此，未来的研究应专注于在不同器官中菌群的特定使用，称为选择性菌群移植（SMT）策略。

表2显示了菌群移植在人类疾病中可能的应用。因此，菌群移植包括整体菌群移植（FMT）和选择性菌群移植SMT。

表2 | 菌群移植在人类疾病中的可能应用

图1 | 菌群移植途径

曾有报道显示：有两起死于FMT后发生的肺炎的死亡案例。针对这种FMT后发生的并发症可以通过以下临床流程避免：

（1）FMT前至少禁食4小时，并且FMT前1小时使用甲氧氯普胺（10毫克i.m.）增加肠道动力

（2）若内镜不适合麻醉或患者病情危急，应插入鼻空肠管

（3）若病人的情况允许并且已经插管，保持病人坐位经中消化道行FMT

（4）左侧卧位（常规胃镜检查体位），并保持头高脚低30度倾斜体位，应避免水平位置

（5）确保患者的心理健康，取得患者知情同意、详细解释FMT过程、监测FMT过程中的麻醉护理。

实验室制备方法

可分为粗滤法、粗滤加离心富集法、微滤加离心富集法。有一项研究发现，普拉梭菌一旦暴露于氧气其数量很快减少。

因此基于自动纯化系统以及实验室技术人员和临床医生的密切合作，作者将从“供体排便到新鲜粪菌制备完成再到输注到患者肠道”或从“供体排便到粪菌制备完成再到粪菌冻存”的时间限制在1个小时以内。

并且根据中国和其他国家的已有报道，“1小时方案”极大提高了FMT治疗IBD的临床疗效及成本-效果性。

FMT升阶治疗策略

严重/复杂的CDI可致患者需要重症监护，引起败血症，中毒性巨结肠甚至死亡。对此类患者而言，标准的治疗策略为结肠切除术，但死亡率约为50%。

Fischer等人报道了29例高结肠切除风险的严重复杂性CDI患者接受FMT联合万古霉素治疗的研究，62％的患者接受单次FMT治疗，38％的患者接受多次FMT治疗。

结果显示FMT和后续的万古霉素治疗提高了特定患者的治愈率。

FMT可以应用于CDI的治疗且效果良好，但有关IBD及其他疾病的临床证据尚存在许多争议。

有以下报道：⑴强化剂量和多重供体的FMT治疗可诱导活动性溃疡性结肠炎的临床缓解并观察到内镜下改善，而这种治疗与微生物组成的显著改变有关；⑵在首次FMT后三个月接受第二次新鲜FMT，是一种安全有效的维持克罗恩病患者长期临床缓解的治疗方法；⑶57.1%的患者在接受了FMT升阶治疗策略后停止了使用激素并获得了临床改善，整个治疗和随访期间未观察到严重不良事件的发生。

FMT升阶治疗策略作为整合治疗学概念，体现了激素依赖IBD患者的特殊性。如图3所示，FMT升阶治疗策略由三部分组成。

图2 | FMT升阶治疗策略

该FMT升阶治疗策略适合于难治性IBD、免疫相关性疾病和严重或复杂的CDI，特别是对常规治疗药物无应答的患者。第一步通常涉及单次FMT治疗CDI或者难治性的肠道感染。第二步通常涉及治疗IBD患者和部分难治性CDI。

在多次FMT治疗的研究中：

（1）有77.8％的克罗恩病患者两周后达到临床缓解；

（2）可维持溃疡性结肠炎患者达到临床和内镜下缓解超过8个月；

（3）可诱导17例过敏性肠炎患儿临床症状的缓解；

（4）使大剂量激素依赖且抗肿瘤坏死因子α治疗无效的溃疡性结肠炎儿童获得临床缓解并降低了激素依赖剂量；

（5）对不适合激素治疗的严重酒精性肝病和存在激素抵抗的急性移植物抗宿主病也具有疗效。

群移植治疗肿瘤新策略

近年来，有很多的研究报道，在重建患者肠道菌群后再行免疫治疗、化疗和放疗可能成为有希望的肿瘤治疗策略。

美国食品和药物管理局（FDA）已根据一些注册实验通过了抗PD-1和抗PD-L1治疗的适应证。

有研究发现：

（1）肠道菌群重建能够改善基于PD-1的抗肿瘤免疫治疗的疗效

（2）转移性黑色素瘤患者对抗PD-L1治疗的临床反应和肠道菌群的变化相关

（3） 抗PD-L1治疗有反应的患者有丰富的菌种组成，如双歧杆菌、产气柯林斯菌和肠球菌等

（4）将有反应患者的粪菌移植给无菌小鼠，进行抗PD-L1治疗后，有着更好的抑制肿瘤作用、更强的T细胞效应

（5）肠道菌群能影响CTLA-4免疫疗法的抗肿瘤反应（6）生物信息学和功能研究证明了Fusobacterium nucleatum能增强结直肠癌的化疗作用，Enterococcushirae和Barnesiella intestinihominis能增强环磷酰胺诱导的针对肿瘤治疗的免疫调节作用

（7）FMT能减轻辐射诱导的毒性，提高辐照小鼠的存活率

FMT安全性

应预防特定人群中FMT相关的不良事件，尤其是低免疫状态人群。经中消化道行FMT治疗时，不恰当的粪菌输注技术和流程可能导致患者发生恶心、呕吐、误吸等不良事件。

当患者在麻醉状态下有较高误吸风险时，可以通过X线或其他非侵入性操作置入鼻空肠管后再行FMT治疗。腹泻和发热多在FMT后的3小时内发生，但通常不需要药物处理即可自行缓解。

虽然目前证据不足，但FMT的长期安全性应该得到重视。严重不良事件可由供体粪便中的感染性微生物引起，为了预防经FMT传播疾病， FMT的实验室条件应满足制药公司生产口服药物的生产要求（GMP）和进行严格的供体筛选。

为了确保对不良事件原因的可追溯性，捐赠的粪便样本应该低温保存至少两年。并且FMT安全性的长期评价应持续进行。

注：本文根据临床实验室《菌群移植：概念、方法学和实现现代化的策略》（作者：标准化FMT研究组）一文整理而成。