研究指出,尽管最近有一例C. diff患者死亡,但粪便移植仍挽救了许多生命。医生们正在测试这种手术是否适用于其他病症。
在2008年,肠胃科医师Colleen Kelly的一名患者患有艰难梭菌(Clostridioides difficile或称C.diff) 这是一种反复发作且使肠道衰弱的细菌。Kelly所做的一切都无法缓解该妇女严重的腹部痉挛和腹泻。
因此,在病人的恳求下,Kelly决定尝试一种还未实际应用过的高度实验性的方法:将来自健康捐赠者的粪便样本移植到大肠中。最终它成功了。
Kelly是罗得岛州普罗维登斯市布朗大学医学院的教授,他现在是实施这项手术的主要医生之一。在过去的十年里,她已经做了大约300例粪便移植手术,取得了良好的效果。她说,她甚至看到重症监护室中感染最严重的病人在移植后的一天内坐起来想要吃东西。
今天的数据表明,粪便移植治愈了80%-90%艰难梭菌反复感染的患者-世界各地的医生都接受它们作为一种合法的医疗手段,该治疗方法认为是实验性的(世界上没有任何监管机构在调查方案之外正式批准它),但是如今,仅在美国,每年就有多达1万例复发的C. diff感染病例需要医院进行粪便移植治疗。OpenBiome是一家位于马萨诸塞州剑桥市的非营利组织。该机构收集志愿者的粪便并严格检测。在过去的六年里,他们进行了超过48000次这样的严格测试。
专家们说,最近的一例死亡病例——很可能是首例由粪便移植引起的死亡——是由一个未经充分审查的样本引起的,这突显了严格筛查的必要性。尤其是现在,研究人员正在评估粪便移植是否能有效治疗其他胃肠疾病,甚至是与我们肠道内的微生物关系不大的疾病。

恶意收购
当一个人肠道内的正常菌群——肠道菌群或微生物群——以某种方式被破坏时,通常是在服用广谱抗生素之后,就会发生C. diff感染。如果没有一个健康的细菌群落来控制它,C. diff就会在肠道中肆虐,它所释放的毒素会导致腹泻、腹痛、炎症甚至危及生命的败血症。患的C. diff疾病的人通常是老年人且病情最严重,常常需要医院提供生命监护的支持,其中一半人会死亡。挽救它们的措施可能包括手术切除结肠。
对许多人来说,用进一步的抗生素治疗往往会抑制C. diff的生长并治愈这个问题,但有些病人会反复出现感染,只有在从健康人的肠道中移植混合细菌后才会有所缓解。

对于C. diff患者,使用何种给药途径或供体粪便样本中的细菌组合似乎并不重要。不管细节如何,“这似乎足以重新建立一个多样化的、健康的肠道菌群,”荷兰海牙哈格兰登医疗中心(Haaglanden Medical Center)的胃肠病学家约斯伯特•凯勒(Josbert Keller)说。他参与撰写了《 2019年医学年度评论》中的粪便移植概述。
事实上,移植是如何进行的还不清楚:“我们强烈认为细菌群落很重要,但我们还没有确定关键的分子和代谢物,”Kassam说。不过,他补充说,这并不罕见——医生在完全了解药物的作用机制之前就已经使用了许多药物,就像“你不需要知道如何修理引擎才能开车”一样。
对于医院来说,移植手术的操作也非常简单。“是的,粪便是一种生物危害,但我们是内窥镜检查单位——我们已经习惯了,”凯利说。在处理捐赠的样本时,无论是新鲜的还是冷冻的,她都会戴上手套和口罩,就像处理任何生物材料一样。(她经常“在拐角处”准备样本,这样病人就不必看了。)清理工作与其他任何涉及人类排泄物的医院没有什么不同。
现在许多医生认为这种手术安全有效,美国传染病协会建议用它来治疗成人和儿童反复感染的C. diff。尽管这种治疗方法还没有得到美国食品和药物管理局的正式批准,但FDA已经批准了一种特殊的例外情况,即在反复发作的C. diff病例中使用这种移植。
一些胃肠病学家警告说,粪便移植仍处于试验阶段,是医院考虑的最后治疗手段。事实上,今年6月,在两名免疫缺陷患者在临床试验中感染了一种多药耐药的大肠杆菌后,美国食品和药物管理局发布了一项安全警告。这种大肠杆菌可追溯到他们的粪便移植供体样本,但该样本尚未经过这种微生物的检测。(粪便储存库,如OpenBiome屏幕样本的具体生物体。)一名患者死于感染,这是第一例直接死于粪便移植治疗的病例 。
大多数保险公司都不承保这种手术,而费用——高达几千美元——就留给了医院或病人。一些患者借助家庭成员的粪便、搅拌机和灌肠瓶自己进行粪便移植,但由于存在未知感染的风险,医生强烈反对这种做法。

确保粪便移植的安全性
粪便捐赠者中心如荷兰粪便捐赠者中心,明尼苏达大学(University of Minnesota)的微生物菌群治疗计划(Microbiota Therapeutics Program)和非营利组织OpenBiome(总部位于马萨诸塞州剑桥市(Cambridge, Massachusetts))严格筛选每一位可能的捐赠者及其粪便,以确定感染源和其他可能危及粪便移植接受者的情况。下边是OpenBiome的捐献者必须满足的部分标准:
风险概况:对捐助者进行筛查,以确定其是否有传染性疾病的高风险,如使用静脉注射药物、接触艾滋病毒和其他性传播疾病、过去6个月的纹身或穿孔、监禁、高危旅行或热带感染。
与微生物组紊乱相关的病史:如果捐赠者有胃肠道病史、自身免疫性疾病、代谢疾病、神经或精神疾病或癌症史,或目前正在服用抗生素、抗真菌药物、抗病毒药物或免疫抑制剂,则不能成为捐赠者。
验血:对献血者的血液进行HIV检测;甲型、乙型和丙型肝炎;梅毒;以及其他病毒和寄生虫检测。
粪便测试:捐赠者的粪便要接受艰难梭菌和其他胃肠道病原体的测试,如沙门氏菌、志贺氏菌和大肠杆菌;寄生虫鞭毛虫和隐孢子虫;还有轮状病毒和诺如病毒。该样本还筛选了耐多药微生物,如耐万古霉素的肠球菌和产生扩谱内酰胺酶的大肠杆菌。
捐献者通常在规定的时间内捐献粪便。粪便将被“隔离”直到窗口时间结束。如果上述所有检测合格捐赠者才能算成功地通过。—Kendall Powell
其他疾病的粪便移植
考虑到迄今为止的相对成功和强有力的安全记录,研究人员现在正在扩展研究范围,以测试粪便移植是否有助于治疗除C. diff以外的其他疾病。这就导致了“肠道泄漏”,使得在这些病人体内积累的毒素渗入他们的血液。当这些分子撞击他们的大脑时,这些患者会出现类似痴呆的意识混乱和其他认知和运动障碍,这种情况被称为肝性脑水肿。
弗吉尼亚联邦大学(Virginia Commonwealth University)和里士满麦奎尔退伍军人事务医疗中心(McGuire Veterans Affairs Medical Center)的肝脏移植医生贾斯默汉•巴贾杰(Jasmohan Bajaj)和他的同事们想知道,粪便移植是否能在这种情况下起到帮助作用,并减少混乱发作的次数。该研究小组对20名患者进行了标准治疗——抗生素、泻药、排毒,其中半数患者接受了粪便移植。供体样本被选为肝性脑病中两种被耗尽的高丰度细菌。
研究小组今年在《胃肠病学》杂志上发表的研究报告称,在接下来的一年,接受粪便移植的患者只有一次新的脑病发作,而对照组有10次。没有与移植相关的不良副作用的报道。Bajaj的团队很快将通过里士满退伍军人管理局系统招募100名患者进行更广泛的试验。
研究人员特别热衷于测试粪便移植是否可以用于治疗炎症性肠病,如克罗恩病和溃疡性结肠炎,这也涉及肠道微生物多样性的丧失。
少数临床试验已经尝试将粪便移植治疗溃疡性结肠炎,并且早期结果很有希望。 2017年对涉及277例轻度或中度症状的四次试验的Meta分析发现,接受移植的患者中有28%的患者出现便血,腹泻和尿急等症状缓解,而接受标准治疗的患者为9%。卡萨姆说,卡萨姆说,其中一些研究的结果与最近批准用于治疗溃疡性结肠炎的其他新药一样有效。

但这还不足以说服他为他患溃疡性结肠炎的父亲开出实验性的治疗方案。首先,这些初步研究暗示粪便移植只对一些溃疡性结肠炎患者有帮助,且只有某些捐赠的样本比其他捐赠者的样本的效果好。研究人员还没有确定病人是否也应该接受免疫抑制类固醇,或者他们是否需要反复移植来保持健康。
Kassam可以为未来设想出一种更精确的微生物群治疗溃疡性结肠炎的方法。他共同创立了一家公司——位于马萨诸塞州萨默维尔的Finch Therapeutics公司,他现在是这家公司临床开发和医学转化的执行副总裁——该公司的目标是确定引起患者成功的细菌或细菌产生的副产品,并将这些元素封装到胶囊中。通过对粪便样本中存在的所有细菌基因进行测序,并将它们与成功的移植进行交叉对照,研究人员可以筛选出有用的元素,然后加以剔除。这可能会提供更有针对性的治疗。
其他疾病也涉及肠道菌群的变化,包括一些令人惊讶的疾病,比如与肥胖和缺乏运动有关的代谢综合征,以及自闭症谱系障碍和多发性硬化症。虽然还很不确定,但一些研究表明粪便移植可能有帮助——例如,在一项对18名接受粪便移植的自闭症儿童的研究中,与治疗前的基线评分相比,所有儿童的胃肠道和行为症状都有改善。两年后,改变仍然存在,此时受者至少保留了来自供者粪便的一些细菌。但专家们说,这并不是一个随机的、对照的试验——这是决定治疗是否有效的黄金标准——其他类似的试验都是初步的、小规模的、还远没有定论。
就凯利而言,她认为自己是使用粪便移植来治疗C. diff的“坚定信徒”,但她对使用它们来治疗其他疾病要谨慎得多。她们担心,对于一些患有炎症性肠病的人来说,粪便移植可能会使他们的病情恶化。 他们还指出,粪便移植被广泛使用只有十年时间,因此其长期后果尚不清楚。它们会不会引入隐藏的病原体,或者以后是否会引起罕见但严重的副作用?这对老年人来说可能不是问题,“但对年轻人来说,从长远考虑是有意义的,”Kelly说。
为了了解潜在的副作用,美国胃肠病学协会(American Gastroenterological Association)设立了粪便微生物菌群移植国家登记处(Fecal Microbiota Transplantation National Registry),由Kelly牵头,对美国的4000名任何类型的粪便移植患者进行追踪。登记处将收集关于患者和供体的基线数据、移植是如何进行的、是否有效以及任何不良事件,然后进行10年的定期随访。
Kelly同意,在更好地了解治疗的潜在缺点之前,医生应该谨慎行事。他说:“如果我们试图用粪便移植来治疗多发性硬化症、溃疡性结肠炎、帕金森症或自闭症患者,并改变他们的微生物群,那么我们也应该非常小心,以免诱发其他疾病。
他还说,他经常收到一些人的电子邮件,要求为他们患有严重自闭症的孩子进行粪便移植。“我能理解父母们有多绝望,”他说。“但我认为现在还不是时候。这仍处于试验阶段。