在知幾未來研究院糞菌移植系列文章的第一篇《便便簡史》中，我們帶著大家一起回顧了糞菌移植三起三落的歷史，東西方的醫學理念和探索最終在糞菌移植上實現了奇特的結合。
在文章最後，也留下了不少基於糞菌移植本身的疑問：
現有的嬰幼兒及成人供體選擇的依據是什麼？
糞菌移植治癒艱難梭菌感染的機制究竟是什麼？
糞菌移植安全性如何，是否會傳播其它疾病？
除了復發性艱難梭菌感染，糞菌移植的治療適應症是否能進一步擴大？
這也是今天這篇文章，我們要和大家探討的話題。
1
當下：糞菌移植應用的四大困境
艱難梭菌感染是當前糞菌移植應用最多的領域，但至今仍缺乏一致的不良反應信號
糞菌移植和艱難梭菌的淵源是從半個世紀前開始的。
隨著抗生素時代的開啟，臨床中抗生素使用越來越頻繁。抗生素濫用，除了會導致艱難梭菌大量生長，引發嚴重腹瀉、偽膜性結腸炎、腸梗阻等疾病，還給人類製造了一個前所未有的敵人——對抗生素耐受型的艱難梭菌菌株——在它手下，即便是「身經百戰未嘗一敗」的艱難梭菌一線治療藥物甲硝銼也屢屢戰敗。
2017年，甲硝唑正式退出美國傳染病協會指導方針。
與此同時，復發艱難梭菌患者與健康人群的腸道菌群差異的也被揭示——移植前Lachnospiraceae、Ruminococcaceae、Bacteroidaceae豐度較低，而Enterobacteriaceae、Lactobacillaceae、Veillonellaceae豐度較高。
因而，在抗生素治療前，通過糞菌移植（FMT）優先恢復腸道微生物的組成和功能，作為艱難梭菌感染的潛在替代治療方案迎來了前所未有的關注。
自第一例糞菌移植手術以來，全球有報導的因復發性艱難梭菌感染（CDI）接受糞菌移植的治療的案例有700多例。
90%以上的復發艱難梭菌病例，在接受了糞菌移植的治療後都獲得了臨床治癒；療效優於標準抗生素療法（萬古黴素和非達黴素) 或安慰劑。
73%的患者表示，願意再次接受糞菌移植，53%的人則表示以後會將糞菌移植作為治療艱難梭菌感染的首選方法。
僅採用糞菌移植進行治療和預防進一步復發艱難梭菌感染的總體療效率在80%-90%之間。
在移植後的6個月、20個月、甚至1年內，受體腸道微生物群的多樣性和細菌豐度都與健康捐贈者表現出接近（儘管個體間恢復有差異）。
……
總的來說，這些試驗都指向了同一個結果：健康捐贈者糞菌移植優於安慰劑。
圖1:糞菌移植治療難辨梭狀芽胞桿菌復發感染的機制
然而，這些研究中最關鍵的部分——不良反應——卻始終缺乏一致的安全信號；在各項研究中，最常見的不良反應是腹部不適。這也直接讓我們在糞菌移植適應症的當下和未來探索中，只能裹步不前。
尚無廣泛的臨床實踐及法規監管，是糞菌移植面臨的最複雜問題，而大便銀行則讓問題更複雜了
而缺乏一致的不良反應並非是糞菌移植應用路上的唯一障礙。
儘管大量試驗證據都表明，糞菌移植在治療復發艱難梭菌上表現出的安全性和有效性，它卻並沒有真正廣泛地應用於臨床實踐，也沒有被美國 FDA 批准用於美國臨床使用。從全球範圍來說（尤其是美國和歐洲），法律和監管仍是當下糞菌移植面臨的最複雜的問題之一。
表2:2016-2018年間國際上關於糞菌移植的指南或建議更新情況
以歐美為例。
在美國，人類糞便被FDA 將定義為「生物產品和藥品」加以管理，同時，對使用糞菌移植治療復發性艱難梭菌感染持有執行裁量權，因為它「旨在用於疾病的診斷、治療、緩解、治療或預防」。
這就意味著，任何醫生如果要採用糞菌移植，那麼必須先經過一個約30天的標準流程：包括提前提交研究性新藥(investigational new drug, IND)的申請，註明具體操作步驟、納入和排除的標準、治療過程中可能出現的不良反應及其處理等內容，然後等待FDA的批准。
不少從業者指出這一監管措施影響了糞菌移植的推廣，建議將糞菌移植歸為類似於組織或器官移植。但實際上，隨著近年來糞菌銀行（大便銀行）的數量不斷增加，糞菌移植的監管早就變得更加複雜。
簡單來說，糞菌銀行提供了一種一對多的糞菌移植模式——集中生產糞便庫的糞便材料，然後將其用於治療多名不同患者。從商業化角度來說，是高效的。
但糞菌銀行提供的廣泛測試中卻缺少了對捐贈糞便的的直接測試，因而很可能隨著同一供體糞便的傳播，引發廣泛的感染性病原體傳播，以及與微生物群變化相關的其他潛在未知風險。這一點，早在2016年更新的指南草案中，FDA就曾預警。
而在歐洲，糞菌移植目前尚不受歐盟頒布的三個細胞指令中（European Union Tissues and Cells Directive）監管，因此，在歐洲各國中，糞菌移植的監管仍各自獨立。
以英國為例。糞菌移植目前屬於藥用產品，受到藥品和保健品監管機構（Medicines and Healthcare products Regulatory Agency）監管。一些具體細則還包括：對於以特定的患者為基礎，開具的糞菌移植處方，其供應屬於藥劑豁免，保有適當的管控和可追溯性；對於臨床試驗中的糞菌移植，則需要試驗性藥物生產許可證；如果生產達到所謂的工業水平（還沒有正式定義），則需要正式的製造商以及許可證……
而這些資格的獲取需要大量的專業知識背景、費用、以及專業的試驗設備和人員，因此，直到2018年，英國國內擁有相關牌照的機構還屈指可數。
糞菌移植標準化流程尚不完善，糞菌移植治療艱難梭菌感染的5D應用框架或可作為簡化流程參考
關注這一領域的朋友們，或許還記得今年6月的案例：兩名免疫功能受損的患者在接受研究性糞菌移植治療時，出現了多重耐藥菌（multi-drug resistant organisms，MDROs）感染，其中1人死亡。研究中採用的糞便樣本來自同一名捐贈者，本身攜帶有ESBL大腸桿菌——顯然，該實驗團隊事前沒有檢測到，或是沒做檢測。
該事件後，監管口徑進一步縮小，FDA 叫停了一些正在進行的糞菌移植的臨床試驗，而恢復則需要等到「研究人員證明供體糞便檢測的程序已經完善」。這一類的事件都提示，應當對供體中的潛在病原體進行嚴格檢測，這一點也得到了諸多指南的支持。
在採用糞菌移植治療艱難梭菌感染的實踐中，較值得大家關注的是2018年由Allegretti教授和他的同事提出的簡化5D應用框架。
該框架提出第一個考慮因素是決策，包括病人的選擇以及確定病人是否適合糞菌移植；而糞便捐贈者則包含了兩種來源：病人導向來源（patient-directed）或糞菌庫。
決定（Decision）
決定病人的資格臨床醫生對適應症和所有可用的艱難梭菌感染測試結果的審查。
目前，符合條件的患者包括：三分之一以上的已被確診為艱難梭菌感染患者，以及在第一次和第二次感染後都接受了住院治療的二次感染患者。
對於首次感染艱難梭菌感染的患者不建議進行糞菌移植。
捐贈（Donor）
糞便捐贈者則包含了兩種來源：病人導向來源（patient-directed）或糞菌庫。前者是指，供體是由患者識別並篩選的，後者則是源於定期接受篩查的健康志願者。
大多數醫生使用的糞便來自於糞菌銀行或是醫院內部的糞菌庫。二者對比來說，糞菌銀行採用的糞菌樣本篩查也更徹底和先進，這一點對於減少護理延遲來說有所幫助。
捐贈者的篩查中比較關鍵的部分包括：健康檢查、血液檢查以及糞便檢測。
討論（Discussion）
討論包括與患者溝通糞菌移植可能帶來的風險、收益以及替代治療。常見的輕微不良事件包括：腹瀉、腹部絞痛、噁心、發燒、腹脹、脹氣和便秘。對於感染傳播的潛在風險，也應一併告知患者。
移植（Delivery）
移植方式根據臨床情況差異而有所不同。常用的移植方式包括用於上消化道移植的上內鏡、鼻腸管或膠囊，以及用於下消化道移植的結腸鏡、軟性乙狀結腸鏡或灌腸。
預後（Discharge）
糞菌移植後，應指導患者正確清潔高接觸表面區域，以及如何管理抗生素。
同時，需要做好隨訪以評估不良事件，在移植後第8周（或更長）還要評估艱難梭菌感染復發的風險。目前，治癒定義為艱難梭菌感染後第8周無腹瀉。如果出現腹瀉，則應使用兩步檢測算法（包括毒素酶免疫試驗）進行陰性檢測。
糞菌移植介入時機尚不明朗，適應症還相對有限
臨床實踐的缺乏、標準化流程的缺失，也直接帶來了糞菌移植應用中的第四個挑戰——時機和管理。
究竟該在什麼時候才用使用糞菌移植？
不同疾病中糞菌移植介入的時機有區別嗎？
糞菌移植介入時機不同，對治療結果有影響嗎？
……
儘管已有的試驗證據表明，艱難梭菌在艱難梭菌復發治療和預防中展現了非凡的能力，但對多數患者而言，目前糞菌移植在適應症和介入時機還是比較局限的。（這一部分我們也將在下一章節中詳細展開）
例如，對於原發性艱難梭菌感染的試驗數據就極少且效果不佳。在第一批比較萬古黴素和 FMT 的試驗中，糞菌移植也沒有在首次感染患者的症狀消除中展現任何優勢。2018年，一項比較糞菌移植和甲硝唑灌腸的研究結果也顯示，兩組的治癒率沒有幾乎沒有差異。
此外，糞菌移植在成人艱難梭菌復發治療和預防中展現的超能力，能否推及到兒童患者中的試驗證據也是缺乏的。
2
未來：糞菌移植適應症的拓寬
截至2019年8月15日，clinicaltrials.gov 顯示的FMT治療各種疾病的註冊試驗達到了249例。
知幾未來研究院也總結了這些試驗所涉及到的疾病，和大家一起來共同探尋這些試驗背後可用的實驗數據以及可能的未來。
表3:正在進行的採用FMT作為非艱難梭菌感染的實驗性療法的隨機試驗
嚴重和暴發性艱難梭菌感染：
FMTs循環+萬古黴素，治癒率可超過90%
此前，關於糞菌移植治療艱難梭菌感染的大量試驗數據都集中在復發性艱難梭菌感染這一部分。現在，有關嚴重和暴發性艱難梭菌感染的治療已經出現。
有8%艱難梭菌感染住院病人會發展成嚴重或暴發性艱難梭菌感染，需要通過結腸切除術加以幹預；另一方面，即使是及時手術、外科醫生經驗豐富，這種切除手術的死亡率仍高達30%-50%——而這是三成以上的嚴重感染患者都有的經歷。
糞菌移植目前可應用於嚴重艱難梭菌感染患者，包括無法進行結腸切除手術的患者中。
但需要注意的是，早期單一FMT雖然能夠迅速提供症狀改善，但如果沒有持續的抗艱難梭菌抗生素治療或重複FMTs，許多患者最終還是需要面臨死亡或手術。
因此，臨床中在應對嚴重艱難梭菌感染時多採用快速連續的FMTs循環，部分病例在移植間還需要使用萬古黴素，治癒率可以接近或超過90%。
比如，2017年《Gut Microbes》上一則研究中提到的以偽膜為導向的FMT協同治療方案（a pseudo-membrane-driven sequential FMT protocol），在非控制的試點研究中已經獲得了驚人的效果。具體來說，當患者接受多個FMTs聯合萬古黴素治療直到假膜完全溶解時，獲得了100%的治療成功；而單一FMT後給予14天萬古黴素治療時，治癒率為75%。同時，在該院艱難梭菌感染住院病人中引入FMT後，難辨梭菌感染所需的結腸切除手術已經顯著減少。
圖4:第一次糞便菌群移植後的患者存活時間：1個月總生存率為93%，1月總生存率76%
另一項報導來自於美國的一個三級保健中心，當中心在住院病人中發起了快速治療嚴重艱難梭菌感染的FMT計劃的後，與艱難梭菌感染有關的死亡率從10.2% 下降到4.5% ，嚴重艱難梭菌感染者的死亡率從43.2%下降到 12.1%。
圖5:重度和重度/複雜艱難梭菌感染患者首次糞菌移植後的總體生存時間
此外，對於採用抗生素標準治療後無反應的艱難梭菌感染病例，也可以酌情考慮採用糞菌移植。
炎症性腸病：
指南建議只應在臨床試驗背景下用於潰瘍性結腸炎治療
炎症性腸病中的艱難梭菌感染是另一個關於 FMT 潛在治療用途的研究領域。腸道微生物組的改變被認為是促成炎症性腸病發病機制的重要因素之一。
一些早期的病例報告發現，與沒有患炎症性腸病的人相比，FMT 在炎症性腸病患者中治療艱難梭狀芽胞桿菌感染方面總體效果較差，同時，在移植後會也會出現炎症性腸病。但這些早期研究中用於評估疾病爆發的指標並不一致，這也使得疾病的實際發生率難以統計。是此前試驗的短板所在。
另一項重要數據來自於2018年年的一項 Cochrane 系統綜述研究，接受 FMT 的患者在第8周的總體緩解率為37%（52 / 140），而接受安慰劑的患者為18%（24 / 137）；同時，接受 FMT 治療的患者的臨床反應率和內鏡緩解率也明顯提高了。
表6:伴有IBD的FMT受體的臨床特徵
表7：不同IBD亞型患者的FMT結果
2015年《Gastroenterology》一則研究首次報導了，特定捐贈者治療的成功率更好；這意味著，如果採用 FMT 治療潰瘍性結腸炎，捐贈者的選擇的選擇可能要先於艱難梭菌感染的情況來考慮。
根據現有試驗證據，FMT 可能在誘導輕中度潰瘍性結腸炎緩解中發揮作用，且接受FMT治療的患者與接受安慰劑治療的患者的嚴重不良事件無顯著差異，主要是腹痛、腹脹、腹瀉和發燒等較為溫和的不良反應。少數嚴重不良事件，往往伴隨著潰瘍性結腸炎的惡化，需要靜脈注射皮質激素或進行結腸切除術。
另一方面，有關炎症性腸病的研究數量和樣本都較少，隨訪時間也較短，加之缺乏異質性的研究設計，這也為 FMT 在潰瘍性結腸炎患者中的療效和安全性帶去了更多的不確定性。此外，大多數隨機對照試驗都是試點研究，側重於誘導而不是維持緩解。因此指南和共識文件建議，FMT只應在臨床試驗的背景下用於潰瘍性結腸炎。
Hepatological indications：
糞菌移植對疾病
的改善效果可以維持一年
Hepatological indications是一種終末期肝病的常見併發症，腸道微生物群的改變是它的重要特徵——患者糞便微生物中能產生有益短鏈脂肪酸的菌種Lachnospiraceae和Ruminococcaceae顯著減少，而潛在有害菌增多。
而調節腸道微生物群的治療方法（包括乳果糖和利福昔明）在Hepatological indications的治療中已經發揮了確定的作用。因此，FMT 也被認為是可以逆轉這種疾病的潛在療法。
一項初步的隨機對照試驗比較了10名使用乳果糖和利福昔明進行標準護理治療的患者，與10名使用5天抗生素並在護理標準方案之外使用單一FMT灌腸的患者；結果顯示，接受FMT治療第150天，患者的疾病發作明顯減少、認知測試也得到更高的分數。值得注意的是，FMT的好處可以維持長達12個月，且未發現明顯與FMT相關的嚴重不良事件。這一結果在隨後的臨床一期試驗中，也得到了再次證實。
圖8:研究隨訪結果。其中，圖D/E展示了糞菌移植後對認知的改善作用
糞菌移植在肝臟疾病中的另一個應用是原發性硬化性膽管炎。
這是一種慢性膽汁淤積性肝病，常與炎症性腸病結伴出現，80%以上的原發性硬化性膽管炎患者都伴有炎症性腸病，目前尚無公認的藥物治療方法。原發性硬化性膽管炎患者擁有獨特的腸道菌群失調表型，與僅患有炎症性腸病的患者截然不同。
隨著FMT治療潰瘍性結腸炎的應用，將糞菌移植對原發性硬化性膽管炎和炎症性腸病患者的療效也有了少數試驗。對10名確診為原發性硬化性膽管炎、炎症性腸病和基線鹼性磷酸酶高於正常上限1.5倍以上的患者，進行的糞菌移植後6個月的隨訪結果顯示：3名患者在接受FMT治療6個月後鹼性磷酸酶濃度下降了50%。
圖9:糞菌移植一周後，供體與受體的菌群豐度對比
圖10:FMT改善了PSC菌群的多樣性，增加了與健康供體菌群的相似性
這一試驗為原發性硬化性膽管炎發病機制及治療提供了新的思路，據悉，接下來將進行更大規模的試驗。
大腸激躁症和功能性腸道疾病：
不同類型大腸激躁症中結果尚不一致，有待更多研究
大腸激躁症是指一組可以引起大便形態或頻率改變及腹痛的疾病。
在一項包含了腹瀉型大腸激躁症和混合性大腸激躁症（腹瀉和便秘）患者的隨機雙盲試驗中，通過結腸鏡方式接受供體糞菌移植的患者在3個月時大腸激躁症症狀緩解的比例達到了65%， 高於自體糞菌移植的患者（43%）。
圖11:a-供體、b-患者FMT前、c患者接受安慰劑之前、d-接受FMT後、e接受安慰劑後的α-多樣性的對比
然而，在另一項包括了所有形式的中重度大腸激躁症患者的隨機雙盲對照試驗中， 服用安慰劑的患者，其大腸激躁症症狀評分明顯改善的比例（79.2%）明顯高於服用 FMT 的患者（36.4% ）。除此之外，安慰劑組患者的生活質量評分改善程度也更高。
鑑於這些試驗的異質設計、隨訪和結果，很難進行比較。因此，這些研究結果的差異是否與 FMT 本身或移植管理方法（例如，結腸鏡檢查和腸道準備）有關，也尚無定論。未來還需要更多研究來確定 FMT 對大腸激躁症和其他功能性腸道疾病是否有效。
代謝症候群和肥胖：
研究和結果相對有限，且效果不持久
腸道微生物群的改變與肥胖及胰島素抵抗間的關聯已被證實；胖子和瘦子腸道微生物間的顯著差距也被找到：瘦子的腸道菌的擬桿菌屬豐度更高，包括Bacteroides cellulosilyticus, B. uniformis, B. vulgatus, B. thetaiotaomicron B. caccae, Alistipesputredinis和Parabacteroides merdae。
把瘦子的腸道菌移植給胖子來用於代謝症候群的治療的方式，也自然吸引了研究者的注意。不過，目前應用於調整代謝症候群和肥胖還非常有限。