综述丨J HEPATOL (IF:30.08): 微生物组疗法的前景

编译：微科盟小木，编辑：微科盟居居、江舜尧。

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导读  

人体肠道中含有大量微生物，包括细菌、真菌、病毒和古菌。肝病患者出现肠道微生物群变化和肠道屏障功能障碍。临床前模型证明了肠道微生物群在各种肝脏疾病发病机制中的重要性。本篇综述讨论了如何操纵肠道微生物群作为肝病的一种新的治疗方法。我们总结了目前用于肝病治疗的非靶向方法的最新数据，包括益生菌和粪便微生物群移植，以及以微生物组为中心的精准疗法，包括工程细菌、后生元和噬菌体。

要点：

•肝脏和肠道有着密切的关系。虽然大部分来自肠道的静脉血通过门静脉到达肝脏，但肝脏本身通过分泌胆汁与肠道进行通讯。

•肝病患者出现肠道屏障功能障碍，肠道细菌、真菌、病毒和古菌发生变化。

•以微生物组为中心的疗法是肝病患者新颖且有吸引力的治疗策略。

•需要进行更大规模的随机试验来评估非靶向疗法(包括益生菌和粪便微生物群移植)对肝病患者的疗效和安全性。

•包括工程细菌、后生元和噬菌体在内的靶向疗法主要在临床前模型中进行了测试；它们可以精确地编辑肠道微生物群并改变肝脏疾病的进展。

论文ID

原名：Promises of microbiome-based therapies

译名：微生物组疗法的前景

期刊：Journal of Hepatology

IF：30.083

发表时间：2022.5.16

通讯作者：Jasmohan S. Bajaj；Siew C. Ng；Bernd Schnabl

通讯作者单位：美国弗吉尼亚联邦大学；香港中文大学；美国加州大学圣地亚哥分校医学院

DOI号：10.1016/j.jhep.2021.12.003

综述目录

1 前言

2 益生菌和工程细菌

3 后生元

4 噬菌体

5 粪便微生物群移植

   5.1机械和实验研究

   5.2临床研究

6 挑战与未来研究方向

主要内容

1 前言

胃肠道微生物组非常复杂，包含跨越多个领域的生物。肠道微生物群的组成和功能受到一些内在和外在因素的影响，如宿主遗传、疾病状态、免疫健康、饮食、社会经济地位、位置和药物。这些因素有可能直接或间接影响肝脏健康，因为大多数肝脏疾病处于成瘾、心理社会和医学障碍的十字路口。因此，在这些限制条件下将人类微生物数据背景化很重要。

迄今为止，大多数研究都集中在细菌上，因为它们最容易培养或表征，并与几种传染性和慢性疾病密切相关。细菌的数量沿胃肠道呈梯度分布，结肠和粪便的细菌数量最多。厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)是胃肠道中主要的细菌门，它们之间的相对平衡有助于肠型的发展。细菌的存在、功能以及与宿主、饮食和肠道中存在的其他界微生物的相互作用可以影响它们对慢性肝病和肝硬化疾病进展的影响。特定微生物类群的存在，如毛螺菌科(Lachnospiraceae)和瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)成员一直与相对健康相关，而肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的一些成员与肝脏疾病的不良预后相关。然而，考虑到途径的冗余性，微生物群的功能和相互作用更可能是它们对人类宿主影响的主要决定因素，而不仅仅是它们的存在。使用相对钝的工具(如抗生素和粪便微生物群移植(FMT))针对细菌的微生物疗法已经成为标准护理手段。但可能需要一种细致入微且有针对性的方法，这将需要了解共存并影响细菌种群的其他界微生物(真菌、病毒和古菌)。

尽管与细菌相比，真菌的数量相对较少，但它们可以通过直接竞争、共生或产生代谢物对细菌种群和人类产生重大影响。主要的真菌门是子囊菌、担子菌和接合菌。真菌，特别是念珠菌(Candida spp.)，已被评估为导致早期肝硬化和肝硬化肝病预后不良的潜在因素。

人们越来越多地认识到“暗物质”或肠道微生物群中目前未知的成分。这与病毒组最相关，病毒组是病毒的集合，通常使用病毒核酸的宏基因组测序来表征。病毒是最丰富的生物实体，在环境和人类宿主中具有很大的异质性。虽然现有的病毒序列数量呈指数级增长，但在识别这些病毒样颗粒方面仍有改进的余地。病毒组由真核病毒、细菌噬菌体(噬菌体)及其他病毒组成，这些病毒直接或通过它们对细菌的影响对宿主产生多种影响。一些临床和转化分析开始揭示肝脏疾病中这些跨界相互作用。古菌是微生物组中相对罕见但代谢活跃的组分。它们由少数最初被认为是产甲烷菌的类群组成，但它们的代谢功能可能超出了产生甲烷的范围。

除了分析微生物物种的存在、缺失或相对丰度之外，功能分析是微生物研究中的一个重要概念。功能改变对于调节肠道微生物群对预后的影响和产生治疗反应至关重要。正在开发令人兴奋的基于微生物组的新疗法，这些方法有可能对肝脏疾病的各个方面产生有利影响。以微生物组为中心的肝病疗法的基础是肠道和肝脏之间的密切关系。几乎所有来自小肠和大肠的静脉血都通过门静脉到达肝脏。肝脏通过分泌胆汁及其成分(如胆汁酸)进入小肠进行双向通讯。因此，众所周知，肠道微生物群可以调节不同肝脏疾病的严重程度。临床前模型也证明了肝病通过FMT传播的可能性。

肝硬化的传统疗法包括可吸收和不可吸收的抗生素。除了传统的感染治疗外，可吸收抗生素的主要适应症是预防自发性细菌性腹膜炎(主要是革兰氏阴性菌覆盖)。抗生素使用的其他方面是用于肝性脑病(HE)的治疗和预防复发。已研究用于HE治疗的抗生素包括万古霉素、新霉素、甲硝唑和利福昔明。其中，与列出的其他药物相比，利福昔明是唯一一种被广泛使用的药物，因为它具有疗效、有利的不良事件特征和耐受性。利福昔明的作用机制也很有趣，可能超越传统抗生素。然而，在革兰氏阳性菌感染、真菌感染和抗生素耐药性不断增加的时代，抗生素使用的特异性仍存在问题。

在本篇综述中，我们总结了用于肝病治疗的非靶向方法的数据，包括益生菌和FMT，以及以微生物组为中心的精准疗法，包括工程细菌、后生元和噬菌体(图1)。

图1 以微生物组为中心的肝病患者治疗。肝病患者肠道微生物群的数量和组成发生变化，也称为生态失调。肠道稳态可以通过非靶向治疗来恢复，包括口服益生菌或FMT。FMT的目的是用健康供体的粪便来替代整个失调菌群。靶向治疗包括噬菌体和细菌衍生代谢物，也称为后生元。通过噬菌体疗法选择性靶向细菌菌株可以改变临床前模型中肝病的进展。FMT，粪便微生物群移植。

2 益生菌和工程细菌

益生菌是促进宿主健康的活细菌，被认为是安全的。虽然传统益生菌(如乳杆菌Lactobacillus和双歧杆菌Bifidobacterium)的有益作用已有数十年的充分证明，但直到最近才开始阐明其作用机制。例如，唾液乳杆菌(Lactobacillus salivarius)Li01通过稳定肠道屏障和恢复小鼠肠道中的细菌共生，减少了急性毒素引起的肝损伤和高氨血症。益生菌增加肠道芳香烃受体的激活，可增加肠道内抗菌分子的表达，这有助于临床前模型的肠道屏障保护。益生菌还可以通过增强成纤维细胞生长因子15介导的肠道负反馈来减少肝脏胆汁酸的合成。

几项随机、安慰剂对照的临床试验显示益生菌对各种肝脏疾病有益。Cochrane分析(21项试验)的选择标准是随机临床试验，比较任何剂量的益生菌与安慰剂或无干预，或任何其他治疗对任何病因的肝硬化患者和HE患者的影响。益生菌改善了恢复，并可能导致显性HE的发展、生活质量和血浆氨浓度的改善，但未观察到死亡率的差异。与乳果糖相比，益生菌的益处不太明显。对28项临床试验和22项随机对照试验的两项meta分析纳入了非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者。选择标准包括随机和对照临床试验，根据脂肪肝放射学/组织学证据，在没有酗酒的情况下，测试益生菌治疗NAFLD患者的效果。益生菌降低了体重指数、肝酶水平和炎症，并改善了糖尿病和血脂异常。

一个常见的缺点是，不同的临床试验使用了多种益生菌，有时与其他药物联合使用，治疗时间从几天到几年不等。很少有临床试验重复使用相同的益生菌疗法。

下一代益生菌经过工程改造，可进一步增强其有益效果。全基因组测序和分子表征能够选择与改善肠道定植、宿主-细菌相互作用、免疫调节、抗菌活性或病原体控制相关的促进健康的基因。早期的工程细菌专注于产生抗炎细胞因子白细胞介素(IL)-10(图2A)，对临床前结肠炎模型有益。IL-22是IL-10细胞因子家族的一员，对上皮细胞(如肝细胞和肠道细胞)发挥有益作用。在乙醇诱导的肝病小鼠模型中，以不增加全身IL-22水平的剂量和频率给药分泌IL-22的工程化罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)。限制在肠道环境中的IL-22刺激了肠道上皮细胞中抗菌分子的表达，例如Reg3g(胰岛再生源蛋白3γ)，这可以防止细菌从肠腔转移到肝脏，并减少乙醇诱导的肝损伤、脂肪变性和炎症。这证明了分泌IL-22的罗伊氏乳杆菌在临床前模型中对提高抗菌活性和改善宿主-细菌相互作用的有益作用(图2A)。细菌将肽类激素Glp1(胰高血糖素样肽1)递送至肠道，可诱导肠上皮细胞产生胰岛素并提高全身胰岛素水平(图2A)。

工程细菌被用于消耗代谢性疾病中的有毒代谢物。氨由肠道细菌产生，通过门静脉到达肝脏，并被代谢成尿素。肝硬化患者的全身氨水平升高并与HE相关。益生菌大肠杆菌(E. coli) Nissle 1917被设计用于代谢氨并在肠道中将其转化为L-精氨酸。在高氨血症临床前模型中，口服给药显示出降氨作用和提高存活率(图2B)。然而，最近的一项随机、双盲、安慰剂对照的Ib/IIa期研究并未成功。相对于安慰剂，口服SYNB1020治疗并没有降低肝硬化和血氨升高患者的血氨水平或改变其他探索性终点，尽管有证据表明合成菌株活跃且耐受性良好(Synlogic网址https://www.synlogictx.com)。

总之，对于以微生物为中心的治疗，合成细菌是很有前景的微生物，它们可用作恢复肠道和/或系统稳态的精准医学工具。虽然临床前模型显示有益，但这些微生物在临床试验中的作用尚未得到证实。治疗的预处理、剂量、频率和持续时间等问题仍需进一步探讨。虽然合成细菌的稳定定植对于宿主相互作用是可取的，但持续的长期定植可能是不需要的，甚至是不可取的。此外，慢性肝病患者个体微生物群的异质性需要个性化治疗方法。在开始治疗前对患者进行筛查可能会指导工程细菌的使用。

图2 工程细菌。(A)合成细菌可以表达对宿主有益的分子。例如，IL-22可诱导肠上皮细胞分泌AMP(如Reg3)，以增加腔内抗菌活性；或IL-10对固有层的免疫细胞发挥免疫调节和耐受特性。Glp1的细菌递送诱导肠上皮细胞向体循环分泌胰岛素，并改善临床前模型中的葡萄糖耐量。(B)此外，工程细菌可以代谢氨等有毒代谢物，转化为L-精氨酸。AMP，抗菌蛋白；Glp1，胰高血糖素样肽1；IL，白细胞介素；Reg3，胰岛再生源蛋白3。

3 后生元

微生物产生的代谢物影响微生物-宿主、跨界和细菌间的相互作用。这些代谢物可作为肝脏疾病的治疗和/或预后因素。关于哪些代谢物具体是微生物衍生的、宿主产生的或两者兼而有之，仍然存在争议。特别值得注意的微生物衍生代谢物有：i)胆汁酸、ii)氧化三甲胺(TMAO)、(iii)色氨酸衍生物和(iv)短链脂肪酸(SCFAs)(表1)。有关代谢物和肠道微生物群作用的更深入概述已在其他地方发表，特别关注NAFLD和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。

虽然微生物代谢物以前包括在广谱的后生元中，但最近国际益生菌和益生元科学协会改变了这一点。目前对后生元的定义是制备对宿主健康有益的无生命微生物和/或其成分。这包括有意灭活的微生物细胞，有/没有有助于健康的代谢物或细胞成分，不包括纯化的微生物代谢物或疫苗。肝病临床试验中使用的后生元的例子是胆汁酸调节剂和SCFAs。

胆汁酸是多效性分子，由胆固醇经一系列步骤合成，然后以共轭形式分泌到胆道和肠道中。多种细菌驱动的生物转化导致去结合、差向异构化、次级、脱硫、氧化和异胆汁酸的形成。一些类群具有解偶联、脱硫酸和形成氧代胆汁酸的能力，但很少有类群能够介导7α-脱羟基和异胆汁酸的形成。胆汁淤积型(原发性胆汁性胆管炎和原发性硬化性胆管炎[PSC])和非胆汁淤积型肝病患者的血清、粪便和尿液中的胆汁酸谱在肝硬化前期阶段有所不同。酒精相关性肝病导致胆汁流量减少，在酒精相关性肝炎期间胆汁流量达到最低点。随着肝病发展为肝硬化，总胆汁酸含量随着持续去结合而降低，但次级胆汁酸的形成相对较低。次级胆汁酸与健康呈U型关系，其在极低和极高的水平与炎症和肠道屏障损伤有关。肠道(ASBT[顶端钠依赖性胆汁酸转运蛋白]抑制剂、胆汁酸螯合剂)和肝脏(熊去氧胆酸[UDCA])中的直接胆汁酸相关方法已在肝硬化前期肝病中得到研究。有关于UDCA类似物Nor-UDCA在几种胆汁淤积性疾病和NAFLD中的作用，已有新的数据，但需要评估其对微生物组的直接影响。然而，间接调节胆汁酸影响的药物，如法尼醇X受体激动剂，正越来越多地在NAFLD和其他肝脏疾病中进行测试，并取得了一些成功，这是因为它们能够调节肠-肝轴(部分通过胆汁酸的变化)。最近一项关于胆汁酸类似物aldafermin的研究表明，韦荣氏菌(Veillonella spp.)可作为治疗成功的生物标志物。粪便和循环中次级/初级胆汁酸比率的变化也决定了对FMT的反应，并且可以表明肝硬化患者在抗生素治疗后恢复到基线水平。

短链脂肪酸的产生是促进肠道内稳态的主要细菌因素。SCFAs通过抑制组蛋白去乙酰化酶激活G蛋白偶联受体，调节肠道免疫系统，减少氧化应激。乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐是由几种不同物种产生的，它们对膳食纤维的反应因个体而异。它们对肥胖和NAFLD有不同的影响，目前正在临床前研究中进行探索。然而，产生SCFAs的能力通常被认为对人类宿主有益，一些研究特别选择粪便中富含SCFA产生菌的患者作为FMT的供体。SCFA水平随着肝病严重程度的加重而降低，有趣的是，肝脏只提取丙酸盐和丁酸盐。此外，SCFA产生的个体差异与乳果糖治疗成功率的差异有关。

由于大多数丁酸盐被结肠细胞同化，粪便和血清SCFA水平可能无法反映其真实的生物利用度。尽管如此，FMT前后的研究表明，肝病和酒精相关性肝病患者的SCFAs发生了变化。SCFA灌肠剂和丁酸静脉制剂已在肝病以外的条件下进行了研究，并取得了临界成功。

色氨酸是一种复杂的氨基酸，它可以通过人类或微生物途径进行降解，通过与芳香烃受体结合，靶向参与广泛器官。色氨酸可通过微生物群直接转化为吲哚及其衍生物，或可进入宿主犬尿氨酸或血清素代谢途径。目前正在探索这些途径之间的平衡，但总体而言，酒精相关性肝病中的吲哚相关代谢物加强了肠道屏障。另一方面，在有或无HE的肝硬化患者中，羟吲哚类、犬尿氨酸相关代谢物和其他色氨酸代谢物与不良预后相关。

多种肠道微生物对胆碱的降解导致三甲胺的产生，三甲胺被肝脏的黄素单加氧酶修饰形成氧化三甲胺(TMAO)，TMAO在动脉粥样硬化和代谢综合征中具有重要的病理生理学和预后价值。在肝硬化中，TMAO与疾病严重程度相关，并受肝移植的影响。尽管在心脏病方面有希望，但在最近的一项试验中，使用利福昔明或益生菌改善肠道健康并未改善心力衰竭患者的预后。在肝硬化中，TMAO生成可能是肠-肝轴的功能测试。

表1 后生元示例。

FMT，粪便微生物群移植；FXR，法尼醇X受体；TMAO，氧化三甲胺。

4 噬菌体

人类病毒组由每个个体大约1013个粒子组成，并且以噬菌体为主。噬菌体是感染细菌的病毒，通常根据其结构(形态)和序列进行分类。噬菌体非常多样化，其宿主范围从极其特异性(如一个物种的特定菌株)到极其广泛(包括多个属)。噬菌体根据其功能行为分为毒性噬菌体和温和噬菌体。毒性噬菌体严格遵循裂解生命周期。裂解噬菌体识别细菌细胞壁表面的受体，并通过它们的尾巴将它们的DNA注入细菌。噬菌体基因组核酸通过劫持细菌细胞机制在细菌内部进行复制。子代病毒粒子组装后，噬菌体酶从内部裂解细菌细胞壁，导致新组装的噬菌体释放到环境中。释放的噬菌体继续保持这种自我延续的猎物-捕食者关系。温和噬菌体同样可以将DNA(可能含有耐药性和毒力因子)注入细菌细胞，然后作为原噬菌体整合到宿主的染色体中。温和噬菌体在某些情况下可以进入裂解生命周期。

在酒精相关性肝病、NAFLD和肝硬化中，粪便病毒组和噬菌体组的变化已被描述。与非酒精性对照组相比，酒精相关性肝病和酒精相关性肝炎患者的病毒多样性增加，与晚期NAFLD患者或对照个体相比，更晚期NASH与病毒多样性降低有关。肝硬化患者(混合病因)表现出与健康对照个体相似的噬菌体多样性。酒精相关性肝炎患者粪便中的埃希氏菌(Escherichia)、肠杆菌(Enterobacteria)和肠球菌(Enterococcus)噬菌体含量较高，同时哺乳动物病毒如细小病毒科(Parvoviridae)和疱疹病毒科(Herpesviridae)显著增加。埃希氏菌、肠杆菌和乳杆菌噬菌体在晚期NAFLD患者中更丰富。目前尚不清楚肠道病毒组的变化是否会转化为细菌微生物群的改变(反之亦然)，并最终影响肝病的进展。

长期以来，噬菌体被用作抗菌药物，但随着抗生素使用的增加，其重要性迅速下降。随着耐多药细菌的出现，对人类微生物群的更好了解以及测序技术的出现，基于噬菌体的疗法及其在临床试验中的应用已经出现了某种程度的复苏。即使静脉给药噬菌体混合物，噬菌体疗法也被认为是安全的。使用噬菌体有效治疗多重耐药细菌已在多个病例报告中得到证实。最近发表了一篇关于噬菌体治疗胃肠道疾病的全面综述。

噬菌体可能有助于治疗传统细菌或病原体感染以外的疾病。一份病例报告显示，产生乙醇的肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)与NASH相关，并且在中国NAFLD患者队列中有60%存在这种肺炎克雷伯菌。小鼠灌胃产乙醇肺炎克雷伯菌会引起脂肪性肝炎。同样，将NASH患者体内产生乙醇的肺炎克雷伯菌FMT注入无菌小鼠体内可导致脂肪性肝炎。在FMT进入小鼠之前，用噬菌体选择性清除产生乙醇的肺炎克雷伯菌菌株可防止脂肪性肝炎的发展，表明体外噬菌体治疗可减少肝脏疾病。

粪肠球菌(Enterococcus faecalis)中存在的毒力因子和分泌的毒素溶细胞素与酒精相关性肝炎患者的肝病严重程度和死亡率相关。无菌小鼠研究证实了溶细胞素对促进乙醇诱导的小鼠肝病的重要性。为了证明溶细胞性粪肠球菌对于乙醇诱导的脂肪性肝炎的发展是必要的，用噬菌体口服治疗微生物群人源化小鼠。靶向溶细胞素阳性粪肠球菌的噬菌体可减少乙醇诱导的肝损伤、脂肪变性和炎症，表明裂解噬菌体治疗可以选择性地减轻人源化小鼠中由溶细胞素阳性粪肠球菌引起的乙醇诱导的肝病。

这些研究是说明病原体如何促进脂肪肝疾病发病机制的极好示例。使用噬菌体清除这些细菌可以减少临床前模型中的肝脏疾病。在临床应用噬菌体疗法的挑战包括一些噬菌体的宿主范围较窄、给药途径、细菌宿主耐药性的发展和胃肠道动力学。

5 粪便微生物群移植

从健康供体到患者的FMT已被用于改变肠道微生物群，并代表了一种非靶向的新型肝病治疗方法。最初报道FMT能够治愈复发性艰难梭菌(Clostridioides difficile)感染，现在越来越多地在肝脏疾病中进行试验。FMT的临床试验表明，酒精相关性肝炎和HE患者的肠道微生物群组成和功能发生了安全和有利的变化(表2和表S1)。临床前和初步数据表明，FMT也可能在NAFLD、PSC、慢性乙型肝炎和肝细胞癌的治疗中发挥作用。

表2 FMT治疗肝病的临床研究总结。

CD，克罗恩病；FMT，粪便微生物群移植；HE，肝性脑病；IBD，炎症性肠病；PDFF，质子密度脂肪分数；RCT，随机对照试验；UC，溃疡性结肠炎。

5.1 机械和实验研究

尽管FMT作用的分子机制尚不清楚，但它被认为可以通过使用多种微生物恢复患者的微生物群，恢复正常的肠道微生物群来发挥作用。由于肝脏和肠道通过肠-肝循环相连，肠道微生物群的任何改变都会导致代谢的改变，从而间接影响肝脏。研究发现，FMT对肝功能参数和炎症介质有积极影响，而炎症介质是肝硬化相关并发症的重要驱动因素。FMT可通过恢复肠道屏障功能和/或促进肠道细菌合成SCFA来减弱细菌易位。有趣的是，与接受非酒精相关性肝炎患者肠道微生物群的小鼠相比，接受来自严重酒精相关性肝炎患者肠道微生物群的无菌小鼠出现了更严重的肝脏炎症、更严重的肝坏死、肠道通透性增加和细菌易位。此外，FMT可防止乙醇诱导的肝损伤的发展，受FMT保护的小鼠恢复了与耐酒精小鼠相当的肠道微生物群。一项针对小鼠的研究表明，胰岛素抵抗和脂肪肝表型可以通过FMT传播。迄今为止，NAFLD中的FMT研究大多在小鼠模型中进行。与对照组相比，喂食高脂肪饮食的小鼠在接受FMT 8周后，肝内脂质积累和肝内炎性细胞因子显著减少。同样，与健康对照组相比，接受NASH患者粪便移植的小鼠肝脏脂肪变性和炎性细胞浸润增加。尽管前景看好，但在NAFLD的早期阶段仍需要进一步的FMT研究，以评估其改变肝脏组织学和减缓疾病进展的有效性。

5.2 临床研究

在所有肝脏疾病中，由于治疗选择有限，慢性和急性酒精滥用引起的严重酒精相关性肝炎患者可能从FMT中获益最多。严重酒精相关性肝炎患者的存活率很低(死亡率高达30%)，60%的患者需要肝移植。两项使用FMT结合标准治疗的小型研究显示，与历史对照相比，FMT治疗患者的1年生存率有显著改善(87.5% vs. 33.3%)。在Philips等人的一项初步研究中，将接受7天FMT治疗的8名严重酒精相关性肝炎男性患者与同期接受标准治疗的18名严重酒精相关性肝炎历史对照者进行了比较。与标准治疗组相比，FMT组在FMT第一周内的肝病严重程度指数显著改善，生存率也显著提高。这些结果表明，FMT比目前的治疗方法更能提高生存率，并且可能是肝移植的一个经济有效的桥梁。微生物分析显示，FMT后1年变形菌减少，放线菌增加。重要的是，在FMT后长达12个月，观察到供体和受体物种共存。一项比较FMT与皮质类固醇治疗严重酒精相关性肝炎的随机对照试验(NCT03091010，网址www.clinicaltrials.gov)正在进行中。最近的一项研究还报告称，FMT可能会降低酒精使用障碍患者的酒精渴求或饮酒以及与酒精相关的长期住院。

在HE患者中，细菌代谢物可在通过血脑屏障后引发认知障碍，FMT代表了一种与标准治疗(乳果糖或利福西明)联合调节肠道微生物群的有前景的方法。初步研究表明，FMT灌肠和口服胶囊FMT在HE患者中可以达到良好的安全性和有效性。在一项开放标签随机试验中，20名肝硬化和复发性HE门诊患者被随机分配到FMT组，治疗前5天接受广谱抗生素或乳果糖或利福昔明的标准治疗。标准治疗组中有50%的患者出现HE复发，但接受FMT的患者没有出现复发，这也与较低的住院率和认知测试的较大改善有关。安全性和有效性可维持长达1年，与标准治疗组相比，FMT组的HE和住院次数显著减少。FMT后的改善伴随着粪便微生物α多样性以及有益细菌乳杆菌科和双歧杆菌科丰度的增加。最近一项由4项人体研究和2项啮齿类动物研究组成的系统性综述报告称，FMT总体上改善了HE患者的神经认知功能并减少了严重不良事件。

在PSC和炎症性肠病患者中，单剂量FMT是安全可行的，并且在随访长达6个月时，FMT与碱性磷酸酶水平下降相关。然而，使用碱性磷酸酶作为PSC预后的预测因子仍然存在争议，并且PSC中缺乏经过验证的替代生物标志物，因此很难得出明确的结论。两项初步研究报道称，与基线相比，FMT与HBeAg滴度显著降低有关，但在HBsAg中未观察到类似的趋势。在一项针对NAFLD患者的随机试验研究中，FMT后胰岛素抵抗和肝脂肪变性没有改善，但小肠通透性降低。由于肠道通透性升高与肝病有关，因此有必要在该队列中进一步研究FMT。目前正在进行几项针对HE中肠道微生物群的治疗调节、严重酒精相关性肝炎的结局、肝病的代谢后果、NASH和纤维化进展的随机对照试验(试验编号NCT02485106、NCT02862249、NCT01069133、NCT02400216、NCT02496390、NCT02424175、网址:NCT01968382和NCT02469272，www.clinicaltrials.gov)。

肝病患者FMT的一个主要问题是感染风险。肝硬化患者易因肝硬化相关的免疫功能障碍而发生感染。有研究报道FMT后存在自发性细菌性腹膜炎和多药耐药菌转移的风险。此外，并非所有FMT研究都提供了患者死亡的具体原因。根据肠道微生物群组成确定供体资格的方法因研究而异，从临床问卷调查、可传播病原体筛选到宏基因组测序。

6 挑战与未来研究方向

微生物群调节的最大缺口之一是将这些发现转化为人类并评估其临床相关性的能力。利用稳健的临床前模型、肝病的不同阶段以及更大的纵向患者队列，更好地表征肠道微生物组、代谢组和宿主反应，将使我们能够确定从微生物群调节中获益最多的肝病患者亚型。需要进一步的研究来揭示肠道微生物组组成使个体对特定干预易感或耐药的决定因素和机制。由于多项研究表明肠道微生物群的调节可能是短暂的，在几周到几个月后会恢复到基线水平，因此需要进行纵向和长期研究，以确定哪种疗法会导致持久的微生物群变化和有效的临床结果。我们设想，开发功能性分析来测试个体微生物对特定干预的反应可能会释放肠道微生物群作为临床结果预测因子的潜力。

迄今为止，大多数研究都依赖于使用16S rRNA基因测序分析微生物群组成，但准确预测反应可能需要分析宏基因组(微生物群的所有基因组内容)和/或宏转录组(微生物群活跃表达的所有基因)，以识别对不同类型干预的反应者和无反应者。除了细菌物种水平外，在菌株水平上鉴定微生物群落，包括那些以低丰度存在但对结果有重要作用的微生物群落，以及病毒和真菌与细菌的作用，可能需要在FMT后进行调查。确定应使用哪些微生物群亚群来对患者群体进行适当分层很重要，例如管腔微生物群、粪便微生物群、黏膜相关微生物群或内部黏液相关微生物群，因为这些微生物群亚型与宿主交流或以不同方式对饮食干预作出反应。最近，研究揭示了人类个性化饮食与微生物群之间的关联，并利用血糖反应预测来指导个性化饮食干预。迄今为止，几乎所有的人类饮食研究都表明，肠道微生物组和代谢组在个体间存在巨大差异。最终，在比较不同人群之前，需要控制饮食对肝病微生物群的影响。

益生菌、益生元、合生元、后生元、抗生素和FMT在随机临床试验中已经证明了其有效性，并且大多具有良好的耐受性。这些非靶向疗法可能会被个性化和精准医学方法所取代，包括调节特定细菌酶和代谢途径的生物工程菌株或噬菌体，如果在临床试验中成功测试，将改变临床实践中治疗酒精相关性肝病和NAFLD/NASH等肝病的方式。借助更先进的技术，可以开发出具有更好副作用的更精准的干预措施。未来，在开始任何靶向或非靶向微生物组治疗之前，可能会对患者的微生物组进行详细分析，包括代谢物评估，以确定哪种精准医学方法最有可能改善肝脏疾病。

目前，使用FMT治疗慢性肝病、肝硬化和HE的风险/获益比尚不清楚。鉴于肝硬化患者肠道屏障完整性受损并且免疫功能低下，因此可能会传播没有进行常规筛查的有害病原微生物。据报道，在FMT后从供体传播耐药大肠杆菌，并可能导致死亡，因此必须仔细选择供体和受体以将风险最小化。2019年，美国食品和药物管理局(FDA)更新了其关于FMT的方案，要求对供体进行多重耐药微生物筛查，并且根据无症状个体粪便样本中SAR-CoV-2的检测结果，还需要对供体粪便进行SARS-CoV-2筛查。Openbiome在美国的研究表明，只有不到2%申请成为捐赠者的人最终被选中，香港最近的一项研究发现，由于粪便中普遍存在产生广谱β-内酰胺酶的微生物，只有不到1%的潜在捐赠者被成功招募为常规捐赠者。严格的筛查是至关重要的，因为病情较重和肝病较严重的患者是FMT的候选者。一旦实施FMT，需要密切监测患者在短期和长期内的不良反应。

慢性肝病和肝硬化的复杂性需要多方面的治疗方法，鉴于慢性肝病的多因素性质，仅靠FMT实现长期治愈的可能性非常小。与艰难梭菌不同，肝硬化是数十年肝损伤的结果；因此，需要加强对微生物群调节后的现实预期。很明显，微生物群调节作为现有肝病治疗的辅助疗法可能更有效，而不是作为单一疗法。所需的FMT管理的持续时间和次数也存在不确定性。例如，与酒精相关肝炎等进展迅速的疾病相比，长期缓慢发展的NAFLD可能需要多次FMT。目前，大多数研究都使用单一供体。目前还不清楚使用不同的供体是否可以重现阳性结果，以及供体微生物组的特定组成在多大程度上影响结果。已经在溃疡性结肠炎和肥胖/代谢性疾病患者中表明，供体和受体微生物组影响FMT的成功。

对于不同的肝脏疾病，需要有关肠道微生物群(包括小肠微生物群)的剂量、频率和调节途径的数据。一项粪便微生物群移植的前瞻性、随机、安慰剂对照可行性试验(PROFIT)将评估FMT或安慰剂直接注入小肠而不是结肠，直接针对肝硬化患者中观察到的小肠细菌过度生长，而在美国的另一项随机对照试验正在评估多剂量和同时口服胶囊和灌肠途径对HE患者的影响(Clinicaltrials.gov NCT03796598)。FMT需要普及，患者需要接受这种治疗。

综上所述，尽管我们对肠道和肝脏之间相互作用的了解还不完全，但人类肠道微生物群可能在慢性肝病的病因和进展中发挥着重要作用。确定肝脏疾病的微生物基础具有巨大的临床意义，尤其是对于开发以微生物组为中心的干预措施，这些干预措施可以有效降低疾病的严重程度，并减缓肝硬化及其并发症的进展。工程细菌、后生元和噬菌体等靶向治疗大多已在临床前模型中进行了测试。最终，需要从严格的药理学角度和针对肝病患者进行更大规模的随机对照试验来评估以微生物组为中心的疗法的有效性和安全性。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168827821022431