造血干細胞移植相關的移植物抗宿主病腸道菌群失調機制及治療分析

岑錫侃 戴澤 周玉平*

造血干細胞移植（Hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）是將自身或捐贈者身體中健康造血干細胞輸注到受體體內的一種治療方式，是治療各種惡性腫瘤尤其是血液腫瘤最主要的方法［1］。但在某些情況下，接受HSCT 治療后患者會出現嚴重的不良反應，其中移植物抗宿主?。℅raft versushost disease，GvHD）是最嚴重的一種［2］。近年的研究發現HSCT 治療后GvHD 等不良反應與腸道菌群之間存在密切的聯系。GvHD 患者腸道菌群的α 多樣性低于健康人［3］。研究發現，螺桿菌科的存在與急性GvHD 風險降低相關，而腸球菌科和葡萄球菌科與GvHD 發病率增加相關；GvHD 患者便乳酸桿菌相對減少，葡萄球菌相對升高［4］。在這篇綜述中，作者總結了造血干細胞移植相關的GvHD 患者腸道菌群失衡的可能機制及不良預后，并討論了基于腸道菌群的治療策略及未來展望。

1 GvHD腸道菌群失調的可能機制

1.1 HSCT 重塑腸道菌群 接受HSCT 治療的患者，其腸道微生物群發生顯著變化。一項涉及88 例HSCT 患兒的觀察性研究發現，造血干細胞移植過程的早期，其糞便樣本即顯示出明顯的菌群失衡。其中擬桿菌、瘤胃球菌和產丁酸菌的比例降低，但變形桿菌的比例增加［5］。一項涵蓋了17 例自體HSCT患者和18 例異體HSCT 患者的研究報道稱，在移植后的第14天和第28 天，兩組患者的微生物組多樣性均下降，但在100 d 后均恢復到了基線水平［6］。腸道菌群的組成也具有高度的時間動態性，移植前特征是梭狀芽胞桿菌XIVa、擬桿菌和螺桿菌豐度較高，移植后鏈球菌和葡萄球菌豐度較高［7］。以上研究表明在接受HSCT 治療后，患者腸道菌群失衡，多樣性顯著下降，可能是并發GvHD 的潛在危險因素。

1.2 抗生素的應用 HSCT 后常規需要預防性使用抗生素，抗生素的使用會對患者的腸道菌群結構有重大影響，這可能進一步加速了GvHD 的發生［8］。在對233 例HSCT 患者的回顧性分析中發現，使用抗生素后腸道菌群的多樣性和豐度均有不同程度的下降，廣譜β-內酰胺類抗生素對腸道微生態的破壞最為嚴重［9］。此外，抗生素應用的時間節點也能影響腸道菌群，與HSCT 治療后相比，在HSCT 治療前使用抗生素可能對腸道菌群的多樣性造成更嚴重的損害［10］?？股貞每赡芡ㄟ^改變腸道菌群影響GvHD 的發生，為此，應該強化HSCT 患者抗生素應用共識，制定更加個性的治療方案，臨床減少不必要的抗生素應用。

1.3 營養治療 HSCT 治療后需要進行營養補充。一項隨機對照試驗分析了補充腸外營養和腸內營養的HSCT 患者腸道菌群多樣性，HSCT 治療后收集患者的糞便樣本，發現在接受口服營養補充劑的患者中，表現出豐富的腸道菌群生物多樣性，糞桿菌和大白芽孢桿菌的相對豐度更高［11］。通過分析SCFA 的生產能力，腸內營養組比腸外營養組在腸道菌群結構和功能上恢復得更快［12］。由此可見，相較于腸外營養，腸內營養對于維護腸道菌群穩態更有幫助，我們在保證其治療規范的同時應盡早給予腸內補充劑，減少GvHD 發生的風險。

2 GvHD腸道菌群失調與疾病預后相關

2.1 減緩造血系統恢復 通過對894 例同種異體造血干細胞移植患者的2,067 份糞便樣本和2,370 份外周血樣本進行16S rRNA 測序和流式細胞術數據分析發現，腸道菌群多樣性越豐富的患者，其移植后早期淋巴生成功能越好，并指出CD4+T細胞量是移植患者3 個月后腸菌多樣性的獨立預測指標［13］。在一項多中心隨機Ⅱ期臨床實驗中，研究者們評估了糞菌移植對血液系統腫瘤HSCT 后GvHD 發生的影響，該研究證實糞菌移植能改善腸菌多樣性，減少GvHD 發生率，促進血小板及淋巴細胞的恢復［14］。

2.2 干擾膳食營養吸收 一項涉及同系和同種異體造血干細胞移植小鼠模型的研究表明，腸道菌群可能會通過測量腸內容物的熱量，來改變膳食營養成分吸收的比例，從而影響HSCT 后造血干細胞的重塑［15］。另一項小鼠同系HSCT 動物研究表明，在破壞腸道菌群后，膳食能量吸收和內臟脂肪儲存減少，從而抑制HSCT 后造血干細胞的重塑；然而補充蔗糖可以通過增加飲食中的能量攝入來逆轉這種影響［16］。

2.3 影響免疫應答 腸道菌群及其代謝物可影響1 型調節性T 細胞和FoxP3 調節性T 細胞產生白細胞介素10，白細胞介素10 的缺乏常導致異常的免疫反應［17］。有研究采用16S rRNA 基因測序和流式細胞術，檢測32 例患有GvHD 和49 例無GvHD 的HSCT 患者的腸道菌群和外周血CD4+T 細胞，發現調節性T 細胞/輔助性T 細胞失衡與GvHD 相關，這些患者中乳桿菌科和瘤胃球菌科減少，腸桿菌科增多［18］。白細胞介素17A 可以預防或緩解晚期GvHD，但相關產白細胞介素17A 的腸道菌群改變又可以逆轉這種效應［19］。

2.4 預測患者生存率 最近《Blood》上發表的一項隊列研究結果顯示［20］，通過16S rRNA 測序分析90 例接受同種異體造血干細胞移植的兒童，發現菌群多樣性高者富含瘤胃球菌科和顫螺菌科，產短鏈脂肪酸菌為關鍵菌屬；菌群多樣性低者富含腸球菌屬、腸桿菌屬、埃希氏桿菌屬-志賀菌屬。相比于移植前菌群多樣性低者，菌群多樣性高者總生存率升高，II-IV 級及III-IV 級急性移植物抗宿主病累積發生率降低。另一項針對HSCT 后發生GvHD 患者的研究表明，通過收集0～4期GvHD 患者長達1 年的糞便，發現3～4 期GvHD 患者隨時間推移其腸道微生物群變化更加明顯，這賦予我們預測患者生存率新的意義［21］。

3 GVHD腸道菌群失調的干預策略

3.1 腸道菌群移植 糞便菌群移植（faecal microbiota transplantation，FMT）是通過重塑腸道微生物群來治療腸道微生態失調相關疾病的核心療法。接受FMT 的HSCT 患者，其腸道菌群的多樣性和豐度在一定程度上增加，不良結局（GvHD和細菌感染）發生率降低［22］。有病例報告顯示，3 例HSCT難治性GvHD 患者均有不同程度的癥狀緩解，且HSCT 患者接受FMT 后發生的不良事件與FMT 無直接關系［23］。另一項臨床試驗中，接受FMT 治療的15 例患者中，10 例在1 個月內完全緩解，同時腸道菌群多樣性得到恢復，有益菌豐度增加；其中有6 例患者正在使用免疫抑制劑，FMT 可以安全減少免疫抑制劑的用量［24］。但是，FMT 試驗還面臨了一些挑戰，如確定合適的FMT 供體、確定最佳的移植劑量和移植途徑等。

3.2 口服益生菌或益生元 益生元、益生菌最常用于恢復患者受損的腸道微生物群，并減輕其對HSCT 后恢復的影響。多項臨床觀察發現，HSCT 患者口服益生元或益生菌對預防并發癥有一定效果。將抗酶解淀粉和益生元混合物經口喂給異體HSCT 患者，28 d 后發現，益生元的攝入減輕了腸道黏膜損傷，恢復了腸道菌群紊亂。所有益生元攝入患者的aGvHD 綜合分級和aGvHD 2～4 級的發生率均有所降低［25］。益生菌或益生元的作用不僅涉及腸道，研究發現口服益生菌或益生元后皮膚aGvHD、HSCT 后菌血癥/敗血癥的發病率也顯著降低［26］。

3.3 其他干預措施 一項涉及149 例HSCT 患者和401 份糞便樣本的研究顯示，在同一房間的患者糞便中觀察到了共生免疫調節菌（如粘液性阿克曼氏菌和赫瓦氏桿菌）的傳播，表明HSCT 患者應盡早與健康人接觸，加速腸道菌群穩態的調節［27］。接受HSCT 治療后，盡早、適當的院內運動也可以改善HSCT 患者腸道微生物群的α 多樣性，從而減少GvHD的發生概率［28］。上述方式更適用于輕度腸道菌群失調或者為預防腸道菌群失調的個體，使患者心身同時得到改善。

4 總結和展望

腸道菌群為GvHD 的研究及干預策略提供了新的思路。GvHD 患者腸道菌群顯著失衡，究其原因，既有其腸道菌群受到HSCT 疾病本身的影響，也有相關的多種治療干預措施等協同因素的影響，從而導致腸道微生態重構，促進HSCT 治療后GvHD 等不良反應發生。由于腸道菌群失調影響患者預后，通過深入研究腸道菌群與HSCT 相互作用的機制，制定預防或治療GvHD 發生的干預策略具有重要意義。腸道菌群移植技術進展較快，已進入了更為安全標準的“洗滌腸道菌群移植”時代［29］，口服腸菌膠囊也已進入臨床試驗，FMT 移植途徑更為多樣和便捷，FMT 有望成為GvHD 的重要一線治療措施。但需要指出的是，由于基礎疾病及患者免疫狀態低下，HSCT 治療后的患者在接受FMT 時需要更加謹慎。FMT治療GvHD 長期的安全性和有效性仍需進一步驗證，在糞菌的供體選擇及移植途徑等方面，可能還需要更個性化的方案。