粪菌移植的未来发展如何?

张发明粪菌移植治疗癫痫-粪便发酵菌剂

“粪菌移植”是对“粪便移植”的美化,其原理是将健康人粪便中的功能菌群,移植到患者胃肠道内,重建新的肠道菌群,实现肠道及肠道外疾病的治疗。

方法粗糙的FMT叫‘粪便移植’是合理的, 但如果在标准化粪菌制备方面, 纯化程度足够高, 解读为‘菌群移植’更加准确。粪便中存在微生物的代谢产物等, 这些物质对难辨梭状芽孢杆菌感染具有治疗价值, 对其他一些疾病也可能具有治疗效应。但如果将菌群与小分子物质都纳入FMT治疗用途, 显然无法实现满足美学需求,只能停留在“粗糙的粪菌移植”层面。如果只需要小分子物质, 这个思路与FMT则不属于一个应用范畴。

根据这一思路,2018年,由19名中国专家组成的标准化FMT研究组提出了菌群移植的概念框架。概念指出,菌群移植包括整体菌群移植(即FMT)和选择性菌群移植(selective microbiota transplantation, SMT)。这是人类用微生物治疗疾病的重要发展阶段。

SMT是通过选择性菌群实现在消化道、生殖道、鼻腔、皮肤等部位的移植,在消化领域的治疗适应证范围超过FMT, 但是其对于严重疾病的疗效可能次于FMT,目前应用还处于研究阶段。SMT是基于FMT的新发展,是各国微生物治疗技术研究和新药研发的竞争高地。不过,用于肠道给入的SMT,是对FMT的模拟,只是部分替代FMT,未来两者将会长期共存。

我们可以形象地理解,FMT升级后,新一代的菌群移植是SMT。

据了解,菌群移植并非只能应用于治疗肠道疾病, 它同时开启了诸多疾病诊疗的新思路。不少肠道疾病患者合并存在的肺炎、哮喘、肝病、糖尿病、皮肤病、造血功能异常、癫痫、抽动秽语综合征、自闭症、睡眠障碍、性功能障碍等合并症, 多能通过重建肠道菌群得到缓解甚至治愈。

特别是对难治性癫痫病的治疗,自从张发明团队报道世界上第一例通过FMT治愈癫痫的案例后,也为诸如此类的神经系统研究带来了重要的启发。

目前,美国胃肠病学会FMT注册项目和中国菌群移植平台均已开展针对菌群移植人群的10年登记随访研究, 将重点评估菌群移植的长期安全性。

粪菌移植的现状

2012年11月1日,中国大陆、港、台、澳、加拿大、美国媒体报道,张发明是第一位在中国开展现代标准化粪菌移植的医生。所谓标准化粪菌移植,是在实验室内借助现代仪器设备人性化地分离获得高度纯化的菌群,再经内镜或者引流管将量化的菌液输注到患者肠内。南京医科大学第二附属医院消化医学中心复杂肠病团队将粪菌移植作为难治性炎症性肠病(克罗恩病、溃疡性结肠炎)的关键挽救治疗,获得重要临床发现。

依据文献报道,粪菌移植已经用于难辨梭状芽孢杆菌感染、炎症性肠病、顽固性便秘、代谢病、肠道免疫缺陷、肠道过敏等疾病。

2013年4月,美国Surawicz等将粪菌移植首次写入临床指南,用于治疗复发性难辨梭状芽孢杆菌感染 。

2013年5月,美国FDA将粪菌移植纳入研究型性新药监管。目前粪菌移植已经引起国内外越来越多的关注,2013年8月,美国梅奥诊所专家发表论文呼吁将粪菌移植推向主流!

2013年11月,第一例用标准化粪菌移植(经中消化道)成功治疗严重克罗恩病合并肠内瘘感染,随访1年内维持缓解 。

粪便能治病?研究了1000多年,终于证实了!

粪便治病的治疗方式最早可以追溯到1000多年前的东晋时期(公元300-400年)。

在炼丹术士葛洪收集民间偏方的著作《肘后备急方》中,首次记载了用粪清治疗食物中毒和严重腹泻的方子:“绞粪汁,饮数合至一二升,谓之黄龙汤,陈久者佳”。

一千多年后,李时珍在《本草纲目》中也曾记载类似偏方,“近城市人以空罂塞口,纳粪中,积年得汁,甚黑而苦,名为黄龙汤,疗瘟病垂者皆瘥”,即口服粪水可以治疗严重腹泻、发热、呕吐和便秘等疾病。

而西方现代医学中将粪菌移植应用于人类的公认起源则是在1958年。

美国科罗拉多大学医学院的外科医生Ben Eiseman及其同事,尝试性的采用了患者家属的大便制成的粪水,为4名重症伪膜性肠炎患者进行了灌肠,结果3例垂危患者都神奇地被治愈(如今已知是由艰难梭菌引起)。

1981年 美国Bowden团队通过经小肠置管输入粪液的方法,成功治愈16例伪膜性肠炎患者。

1983年顶级医学期刊《柳叶刀》报道了首例肠菌移植用于复发性艰难梭菌感染的治疗:瑞典的Schwan团队利用粪便菌液对CDI患者进行直肠灌肠,并获得很好疗效。

1989年美国的Justin ?Bennet和Mark Brinkman写信《柳叶刀》杂志,宣布在使用了6个月的粪便灌肠疗法后,Bennet的溃疡性结肠炎得到了缓解。

2012年南京医科大学第二附属医院张发明团队成功实现肠菌移植流程标准化,并将其应用到了难治性炎症性肠病等复杂肠病的治疗中。

2013年 美国FDA将肠菌移植治疗复发艰难梭菌感染正式纳入临床指南,并入选了时代杂志当年的“十大医学突破”。

2016年法国粪菌移植小组(FGFT)发布肠菌移植治疗复发性艰难梭菌感染的建议。

2016年欧洲临床微生物与感染性疾病学会(ESCMID)发布优化了艰难梭菌感染诊断的临床建议。

2018年美国感染病学会(IDSA)联合美国医疗保健流行病学学会(SHEA)发布成人和儿童艰难梭菌感染的管理指南2017更新版。

2018年欧洲艰难梭菌研究小组(ESGCD)发布急诊中艰难梭菌感染的预防指南。

2018年英国胃肠病学会(BSG)联合医疗感染学会(HIS)发布肠菌移植治疗复发性难治性艰难梭菌感染以及其他潜在并发症指南。

2019年 来自北美、欧洲、澳大利亚的29位肠菌移植专家达成了40项关于粪便银行在肠菌移植临床实践中的国际共识。

2019年, 国家《生物医学新技术临床应用管理条例(征求意见稿)》将肠菌移植列为中低风险生物医学新技术。

2020年和2021年,肠菌移植治疗癌症成为研究热点,越来越多的研究证据支撑了粪菌移植在肿瘤治疗中的应用价值。

截止目前国际上关于肠菌移植的相关事件“肠菌移植”(Gut microbiota transplantation,GMT)其定义是,将健康人粪便中的功能菌群,通过结肠镜、内镜肠道植管术、鼻空肠管、小肠造口、灌肠等或口服粪菌胶囊形式移植到患者肠道内(定期随访明确疗效/不良事件),重建新的肠道菌群生态,实现肠道及肠道外疾病的干预治疗。

粪菌移植:什么人可以做?

虽然肠道微生态研究和肠菌移植在全世界属于近年来最热门研究领域,并获得越来越多的医学专家和临床医生认可。

截至2020年2月20日,美国国立医学研究中心临床试验显示的肠菌移植治疗各种疾病的注册试验达到了279例。?

现代医学以来,肠菌移植应用的第一个适应症:复发性艰难梭菌感染(CDI),也是临床治愈效果最好的。

自第一例肠菌移植手术以来, 全球有报道的因复发性艰难梭菌感染接受肠菌移植治疗的案例有700多例。

90%以上的复发艰难梭菌病例,在接受了肠菌移植的治疗后都获得了临床治愈;疗效优于标准抗生素疗法(万古霉素和非达霉素) 或安慰剂。

73%的患者表示,愿意再次接受肠菌移植,53%的人则表示以后会将粪菌移植作为治疗艰难梭菌感染的首选方法。

通过已发表文献和临床研究试验可知其他适应症包括

消化系统疾病: 炎症性肠病(主要溃疡性结肠炎)、肠易激综合征、慢性便秘、预防坏性小肠结肠炎等,

神经系统疾病: 帕金森、阿尔兹海默、自闭症、癫痫等;

代谢系统疾病: 二型糖尿病、代谢综合征、肥胖等;

肝胆疾病 :肝性脑病、非酒精性脂肪肝病、原发性硬化性胆管炎;

肿瘤治疗 :肿瘤放化疗、免疫治疗、癌症预防等。

肠菌移植临床疗效因不同疾病而不一样,其疗效主要取决于 入组患者情况 、 健康供体菌群情况 以及 临床治疗整体方案 这三大因素。

粪菌移植具体怎么操作?

筛选肠菌供体:肠菌健康供体筛查问卷调查、肠道菌群健康评估、大便筛查、血液筛查、细菌耐药性评估、冠状病毒筛查(最新加入),严格按照以上筛查内容进行筛查,合格者才能进入下一环节。

合格者再进行粪便捐赠的每一次粪便都要观察粪便形状(如下图的3型和4型才合格),严格来讲每一次粪便应该都需要进行肠道菌群健康评估,因为肠道菌群受生活饮食影响很大,每天都会有些波动,清楚每一次大便的菌群情况后才能做到个性化肠菌移植,效果才能更好。

肠菌健康供体制备

在标准的肠菌制备实验室按照标准的肠菌制备流程在厌氧工作站中进行肠菌健康供体的制备。制备好的肠菌供体零下八十度进行保存。

肠菌移植供体入组

选择合适的患者入组至关重要(由资格临床医生对适应症患者进行评估决定),根据目前肠菌移植的适应症进行患者选择(当然也可以开展新的研究领域)。

临床医生应结合肠道菌群健康评估(肠道菌群健康评估虽然不能作为金标准,但是可以作为肠菌移植重要的参考依据)+临床相关症状指标综合判定是否需要进行肠菌移植,并与患者沟通肠菌移植可能带来的风险、益处以及替代治疗。

肠菌健康供体申请合适患者入组后临床医生向肠菌健康供体库(肠菌银行:一种标准化、个性化选择、高效的多对多肠菌移植模式——标准化集中生产肠菌库的肠菌材料,然后将不同肠菌供体用于治疗不同疾病患者。)进行肠菌健康供体申请。

肠菌移植方式

肠菌移植需要患者提前三天进行肠道准备,移植方式根据临床情况差异而有所不同。

常用的移植方式包括用于 上消化道移植的上内镜、鼻肠管或胶囊,以及用于下消化道移植的结肠镜、软性乙状结肠镜或灌肠。

肠菌移植预后

肠菌移植后,应指导患者正确生活饮食,以及正确管理抗生素。同时,需要做好随访以评估不良事件,在移植后第8周(或更长)还要评估复发的风险,评估肠菌移植对于该适应症的临床疗效。这一步做好跟踪随访观察记录非常重要。

写在最后的话

自2013年以来,肠菌移植在治疗复发性艰难梭状芽孢杆菌感染中展现了显著疗效,促使相关临床医学专家、微生物学家等在全球范围内迅速建立肠菌移植服务。

在科学严格的操作模式下其潜在的好处肯定大于风险。随着我们对肠道微生物群的组成和功能的深入了解,它治愈疾病的潜力值得期待。