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粪便微生物群移植:将微生物组研究转化为临床应用的挑战
肠道微生物群包含一个复杂的生态系统,涵盖细菌、病毒、原生动物、酵母、真菌和古菌(Seekatz, 2025)。它具有多方面的功能特征,影响人类宿主的代谢、营养吸收、免疫系统教育与耐受以及神经系统功能,对自闭症、抑郁症等产生显著影响(Li et al., 2025)。随着越来越多的证据表明肠道通过短链脂肪酸、迷走神经或细胞因子与其他器官进行肠外交流,肠道微生物组已成为一个关键的治疗靶点(Bendriss et al., 2023)。
本研究专题旨在汇集多学科见解,探讨粪便微生物群移植(FMT)在广泛疾病条件下的临床应用。近年来,FMT已被用于治疗艰难梭菌耐药感染,并取得了优异效果,促使监管机构将其认可为救命疗法(Herman et al., 2025)。然而,其更广泛的应用也带来了关于疗效、安全性、供体筛选和监管框架的重要问题。目前有超过500项临床试验正在研究FMT在胃肠道、神经、代谢和免疫介导疾病中的潜力,FMT正日益被视为将微生物组研究转化为实践的核心工具。本研究专题的贡献探讨了FMT的关键方法学、机制、伦理和临床方面——从给药策略和治疗变异性到宿主-微生物组相互作用。多项研究还考虑了计算工具(包括人工智能和代谢组学分析)在提高可预测性和安全性方面的作用。这些工作共同反映了将FMT作为精准医学方法的一部分进行标准化、完善和伦理框架构建的日益增长的需求。通过益生元、益生菌和后生元对FMT的调节在过去几十年中在人类疾病方面取得了多项进展(Scarpellini et al., 2021)。具体而言,在研究和当前临床实践中,正采取日益个性化的方法(Baldi et al., 2025)。
FMT已被探索用于治疗克罗恩病、溃疡性结肠炎、肠易激综合征以及阿尔茨海默病和帕金森病等神经疾病,以改善癌症免疫治疗的反应(Al-Ali et al., 2021)。然而,在如此广泛的研究和临床应用中,缺乏客观的疗效评估指标。特别是,测量FMT后定植程度以评估患者对治疗的反应至关重要。更具体地说,FMT研究中的关键挑战包括群落融合(旨在研究FMT定植后的微生物组变化)、指标特征(旨在评估特定微生物组特征作为定植信号)以及恢复力(旨在评估FMT后受体微生物组对变化的抵抗力)(Cymbal et al., 2025)。
本研究专题汇集的贡献远远超出了FMT在复发性艰难梭菌感染中的既定应用,展示了其转化潜力的广度。现有证据支持FMT在功能性和代谢性疾病中具有显著的临床益处:一项系统综述表明,FMT在慢性便秘中提供了缓解和症状改善,具有良好的安全性和微生物重塑(Wang et al.),而临床前工作显示,肠道微生物转移可以改善高尿酸血症(Yuan et al.)和高脂饮食诱导的肥胖(Men et al.)。神经和精神疾病也已成为有前景的靶点,研究记录了慢性失眠的改善(Fang et al.)、阿尔茨海默病模型中的疾病修饰(Xiang et al.),以及与注意力缺陷多动障碍相关的整合微生物组-代谢组特征,同时还有遗传证据表明肠道微生物组与神经性厌食症之间存在因果关联(Xia et al.)。
在肿瘤学领域,微生物调节正日益被视为治疗效果的关键决定因素。研究发现,FMT可抑制结直肠癌中的致癌程序(Han et al.),并增强5-氟尿嘧啶在胰腺癌中的疗效(Li et al.),这突显了优化免疫治疗和化疗反应的机会。同样,免疫和自身免疫疾病也日益受到关注:一项综合综述概述了肠道微生物群在塑造自身免疫疾病进展和治疗策略中的作用(Adawi),而实验工作表明,FMT可通过调节微生物群落和lncRNA-TUG1来缓解脂多糖诱导的骨质疏松(Ma et al.)。微生物群转移还被证明有益于与乙型肝炎病毒感染相关的慢性肝病,改善了代谢和微生物参数(Deng et al.)。
这些进展也凸显了供体因素和方法的重要性。一项针对健康供体的研究表明,先前的抗生素暴露会持久改变微生物组成、噬菌体动态和耐药基因谱,引发了关键的安全性考量(Karimianghadim et al.)。与此同时,创新的给药方法正在开发中:一种封装协议已证明了基于胶囊的稳定给药的可行性(Sipos et al.)。进一步扩大研究范围,动物模型展示了FMT如何影响全身免疫和神经过程,证明了其对儿童创伤性脑损伤的保护作用(Fagan et al.)以及通过抗炎和微生物途径缓解急性肺损伤(Hua et al.)。
在整个研究专题中,机制见解汇聚于可转移代谢特征(包括短链脂肪酸生产、胆汁酸途径和氨基酸代谢)在介导宿主反应中的作用(Deng et al.; Lu et al.; Men et al.)。最后,前瞻性观点强调了标准化和预测工具的迫切需求:多组学整合和智能技术被提议为监测定植、预测治疗结果和定制供受体匹配的关键策略,使FMT更接近精准医学框架(Larsen and Brummer; Liu et al.; Cantón et al., 2024)。这些研究共同展示了FMT的前景和复杂性,强化了在该领域向临床转化过程中进行仔细方法学完善和伦理监督的必要性。
本研究专题使该领域的专家能够更新关于肠道微生物群概念、FMT及其在临床和研究实践中用于有益影响人类健康的知识。
关键词:粪便微生物群移植 (FMT)、肠道微生物组、精准医学、临床试验、人工智能
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