王恒敏 趙琦 綜述 吳華星 審校

人體的腸道中含有大量共生細(xì)菌，被稱為最大的共生細(xì)菌庫，腸道細(xì)菌總量約100萬億，總重量大概1～2公斤，其中主要代表大概有800個(gè)菌種和7 000多個(gè)菌株，由此可見腸道菌群是人體中不容忽視的免疫有機(jī)體[1]。隨著高通量微生物組測序技術(shù)的突破，使得全面參與培養(yǎng)并進(jìn)行有關(guān)的微生物譜分析成為可能，在這些條件的支持下，科學(xué)家們在腸道微生物組和宿主生理、代謝、免疫力以及惡性腫瘤之間建立起了進(jìn)一步的功能性聯(lián)系[2]。腸道中存在的正常菌群主要是擬桿菌、乳桿菌、大腸桿菌和腸球菌。在腸道微生物中，擬桿菌和犁頭霉屬的豐度最高，占微生物總數(shù)的90%以上[3]。腸道菌群豐度和腸道微生態(tài)結(jié)構(gòu)的變化會導(dǎo)致腸道菌群失衡。一旦腸道菌群失衡，腸道益生菌類群如雙歧桿菌、乳桿菌和擬桿菌就會減少，致病菌如產(chǎn)腸毒素的擬桿菌、大腸桿菌和艱難梭菌的數(shù)量也會增加[4]。微生物營養(yǎng)不良和腸道中的單個(gè)細(xì)菌都可以誘導(dǎo)癌變，通過激活致癌途徑，誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和破壞宿主DNA來導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生或促進(jìn)癌癥的發(fā)展[5]。調(diào)節(jié)腸道菌群有望作為一種新方法來治療癌癥。調(diào)節(jié)腸道菌群的潛在途徑包括飲食、益生菌、益生元、抗生素和糞便菌群移植(FMT)，其中FMT被認(rèn)為是最能夠調(diào)節(jié)患者腸道菌群的手段，F(xiàn)MT即指將健康供體的糞便注入接受治療的患者的胃腸道，以治療與腸道菌群改變有關(guān)的疾病[6]。

1 FMT用于消化系統(tǒng)癌癥

臨床研究已經(jīng)證明，比起健康個(gè)體，結(jié)直腸癌(CRC)患者的腸道菌群組成發(fā)生了重大改變?；颊逤RC腸道表現(xiàn)出特有的細(xì)菌特征，一些細(xì)菌如乳酸桿菌、雙歧桿菌等在CRC患者的糞便樣本中數(shù)量減少，而其他如葡萄球菌、梭桿菌、厭氧消化鏈球菌等數(shù)量增加[7]。干酪乳桿菌菌株BL23不僅能抑制小鼠的CRC的發(fā)生，還能對抗CRC誘導(dǎo)的腸道菌群失調(diào)[8]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)MT可以顯著減弱腸道菌群失衡導(dǎo)致的炎性反應(yīng)，增強(qiáng)CRC患者的免疫治療效果[9]，并且能夠改善基于程序性細(xì)胞死亡蛋白1(PD-1)的抗腫瘤免疫治療的療效[10]。由此可見FMT可使CRC癌患者已經(jīng)失調(diào)的腸道菌群得到恢復(fù)和改善，從而減少炎性反應(yīng)的刺激、腫瘤的增殖、促癌途徑的激活以及微生物誘導(dǎo)的基因毒性[11]。肝臟疾病通常與腸道營養(yǎng)不良有關(guān)，腸道細(xì)菌代謝產(chǎn)物可以通過腸肝軸促進(jìn)慢性肝病和肝癌的發(fā)展[12]。FMT可改善高脂飲食引起的肝損傷和脂質(zhì)代謝失調(diào)，并增加小鼠腸道菌群的多樣性[13]。在對酒精性肝病有抵抗力的供體小鼠和無菌小鼠之間進(jìn)行FMT，觀察到FMT可以預(yù)防無菌小鼠發(fā)生酒精性肝損傷[14]。幾項(xiàng)關(guān)于FMT治療慢性乙型肝炎患者(CHB)的研究顯示，在接受口服抗病毒藥物治療超過一段時(shí)間的HBeAg陽性患者中，接受FMT治療的患者中有若干例HBeAg清除，而對照組(只接受口服抗病毒藥物治療者)中無患者實(shí)現(xiàn)HBeAg清除，在HBeAg陰性的CHB患者中，每次FMT治療后都可見HBsAg滴度的降低，可見糞便菌群移植在慢性乙型肝炎患者的治療中似乎是有效的[15]。鑒于FMT在治療慢性肝病中的作用，F(xiàn)MT對肝細(xì)胞癌(HCC)患者的治療益處值得關(guān)注。2017年一項(xiàng)關(guān)于細(xì)菌在介導(dǎo)腫瘤對化療藥物吉西他濱(一種通常用于胰腺導(dǎo)管腺癌的化學(xué)治療藥物)耐藥中的潛在作用的研究中顯示，在113例胰腺導(dǎo)管腺癌患者中，有76%的受試者腫瘤內(nèi)細(xì)菌陽性[7]。這些檢測到的細(xì)菌中的某些種類(包括變形桿菌)可以增強(qiáng)腫瘤對吉西他濱的耐藥性，而抗生素環(huán)丙沙星則可以消除耐藥性。此外，胰腺癌組織中富集的梭菌種類與預(yù)后較差相關(guān)[16]，這些研究表明FMT基于微生物群的治療可能對控制胰腺癌有作用。

2 FMT用于非消化系統(tǒng)癌癥

最近有證據(jù)顯示腸道菌群對黑色素瘤的治療有影響。利用黑色素瘤小鼠的研究表明，在無菌條件下，PD-1抑制劑的有效性降低了[17]，而在有雙歧桿菌的條件下觀察到其有效性增高，經(jīng)過分析認(rèn)為雙歧桿菌可以激活抗原提呈細(xì)胞，從而促進(jìn)腫瘤微環(huán)境中活化的CD8+T細(xì)胞的積累[18]。一項(xiàng)39例接受免疫檢查點(diǎn)治療的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的研究表明，微生物含量與免疫治療反應(yīng)之間存在顯著相關(guān)性。在癌癥免疫治療效果良好的患者里，其腸道中腸桿菌、太白桿菌、費(fèi)氏桿狀桿菌和絲狀霍德曼菌含量豐富。把從免疫治療效果良好的黑色素瘤患者收獲的糞便轉(zhuǎn)移到無菌黑色素瘤小鼠中，結(jié)果表明FMT可以增強(qiáng)免疫療法的有效性[19]。因此，F(xiàn)MT似乎有望通過轉(zhuǎn)移有利的腸道菌群來增強(qiáng)黑色素瘤患者的抗腫瘤免疫力。乳腺癌與CRC在流行病學(xué)上具有相似性，對于乳腺癌，人類微生物組最重要的作用之一就是對類固醇激素代謝的調(diào)節(jié)，因?yàn)閮?nèi)源性雌激素是乳腺癌發(fā)展中最重要的危險(xiǎn)因素，尤其是在絕經(jīng)后婦女中[20]。在2018年一項(xiàng)關(guān)于絕經(jīng)后婦女的乳腺癌與腸道基因組之間關(guān)系的研究中，將25例未絕經(jīng)乳腺癌患者與18例未絕經(jīng)正常女性，46例絕經(jīng)后乳腺癌患者和44例絕經(jīng)后正常女性分別進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明絕經(jīng)后乳腺癌患者微生物多樣性顯著高于絕經(jīng)后對照，但是在絕經(jīng)前患者和絕經(jīng)前對照之間，腸道菌群的相對物種的豐度沒有明顯差異[21]。需要通過進(jìn)一步的研究來闡明其中的機(jī)制，進(jìn)而利用FMT參與乳腺癌的治療。

3 FMT治療癌癥相關(guān)并發(fā)癥

癌癥患者由于化療、頻繁使用廣譜抗生素、住院時(shí)間長以及免疫力低下等因素，容易發(fā)生原發(fā)性艱難梭菌感染(CDI)和復(fù)發(fā)性CDI，CDI是抗生素相關(guān)性腹瀉的最常見原因[22]。2013年指南[23]批準(zhǔn)FMT作為治療復(fù)發(fā)性CDI的臨床方法，其臨床有效性已達(dá)到約90%[24]。盡管缺乏長期安全性數(shù)據(jù)，但臨床研究和病例報(bào)告已證實(shí)了FMT對癌癥患者CDI的益處。已經(jīng)有研究報(bào)道FMT對23 例接受化療的癌癥患者(主要是血液學(xué)癌癥)CDI復(fù)發(fā)的影響，令人信服的是，治療中不發(fā)生嚴(yán)重的不良反應(yīng)或感染性并發(fā)癥的有效率為86%[19]。放射療法是最成功的癌癥療法之一，但它可能引起嚴(yán)重的組織損傷，如放射性腸炎、放射性肺炎等，從而限制了放射療法的使用。對比移植了正常小鼠糞便的無菌小鼠，移植了輻射小鼠糞便的無菌小鼠會發(fā)生明顯的輻射損傷，如惡心、嘔吐、腹痛等放射性腸炎的癥狀。將健康小鼠的糞便菌群移植到輻射小鼠體內(nèi)能明顯減輕輻射引起的胃腸綜合征，并提高了受輻射小鼠的存活率[25]。有研究首次證明FMT在慢性放射性腸炎(CRE)的治療中可能是一種安全且耐受良好的方法，因?yàn)樵谘芯恐锌梢杂^察到FMT可以改善CRE患者的直腸出血、大便失禁、腹瀉、腹痛和直腸痛等癥狀。不過療效并不持久，考慮到CRE對患者的傷害是進(jìn)行性的，因此患者可能需要重復(fù)進(jìn)行FMT，而不是“一次性”治療。所以，可以建議臨床在放射性腸炎的早期而不是在嚴(yán)重的狀態(tài)下進(jìn)行FMT[26]。使用小鼠模型也證實(shí)了腸道菌群可以保護(hù)肺免受放射性肺炎的侵害，利用FMT也可以減輕這種傷害，并且16S rRNA測序顯示在FMT后腸道細(xì)菌組成和群落也發(fā)生了變化[27]。因此，F(xiàn)MT可以在腫瘤放療中用作放射防護(hù)劑，以改善預(yù)后。造血干細(xì)胞移植(HSCT)是治療血液惡性腫瘤最有效，最有前景的方法。同種異體HSCT中，供體T細(xì)胞攻擊宿主健康組織，導(dǎo)致移植物抗宿主病(GVHD)，這是HSCT最嚴(yán)重的并發(fā)癥[28]。一項(xiàng)臨床研究已經(jīng)確定腸道細(xì)菌多樣性是同種異體造血干細(xì)胞移植新的獨(dú)立預(yù)后因素[29]。同種異體造血干細(xì)胞移植導(dǎo)致腸道菌群受損以及多樣性降低，腸道多樣性較高的患者比多樣性較低的患者預(yù)后更好，生存時(shí)間更長[29]。2016年已有研究報(bào)道FMT成功應(yīng)用于干細(xì)胞移植患者的腸道急性GVHD[30]，在接受FMT的4例患者中，3例完全緩解，1例部分緩解。通過FMT靶向修復(fù)腸道菌群可能會成為GVHD的一種新型治療策略。

4 FMT面臨的問題

目前由于缺乏專門的FMT管理中心、捐助者招募困難、監(jiān)管不易和安全性不確定等一系列問題，F(xiàn)MT的傳播受到了限制。在不提供FMT的330名醫(yī)生中，有80%的人表示準(zhǔn)備糞便的后勤工作有困難，還有45%的人則認(rèn)為捐獻(xiàn)者篩查的復(fù)雜性和成本令人望而卻步[31]。而且來自美國一家糞便銀行的數(shù)據(jù)也表明，經(jīng)過醫(yī)學(xué)評估，將近90%的候選人不符合捐助條件。澳大利亞大便銀行也提供了類似的數(shù)據(jù)，在完成臨床調(diào)查問卷后，大約有50%捐助者被排除在外[32]。動(dòng)物研究表明，腸道菌群的組成會影響宿主對疾病的易感性[33]，人類研究一致表明，F(xiàn)MT持久地改變了受體的微生物組[34-35]。FMT與其他治療方法不同的地方是它直接被用于臨床，而繞過了藥物開發(fā)過程，該過程通常在提供治療之前收集大量患者的前瞻性療效和安全性數(shù)據(jù)[36]。Wang等[37]對50篇選定的出版物中的1 089例接受FMT的患者進(jìn)行了系統(tǒng)的審查，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用如死亡和病毒感染并不罕見。

5 小結(jié)與展望

腸道菌群與人類癌癥息息相關(guān)，但是腸道菌群影響每種癌癥的失衡機(jī)制尚未完全闡明。此外，在將腸道菌群分析作為癌癥治療的重要手段之前，必須解決特定的問題。首先需要詳細(xì)研究宿主與腸道菌群之間的關(guān)系，以鑒定與特定癌癥高度相關(guān)的特定腸道菌群，以及具體機(jī)制。雖然糞便微生物移植在某些疾病治療方面取得了成功，但是它目前有作用無法精確控制，安全性得不到保障等問題，所以FMT要想在癌癥治療中廣泛使用，其程序必須標(biāo)準(zhǔn)化(例如供體選擇、糞便準(zhǔn)備、劑量確定以及操作方法等)，并且FMT的安全性以及其他的問題更是需要通過長期和隨機(jī)對照的臨床研究進(jìn)一步解決。在不久的將來，F(xiàn)MT可能會成為一種有前景的治療癌癥的有效策略。