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糞菌移植在抑郁癥治療中的研究進展

2024-12-31 00:00:00吳亞平楊娟唐宗康朱國輝吳亞楠
中國現代醫生 2024年33期
關鍵詞:抑郁癥

[摘要]"糞菌移植(fecal"microbiota"transplantation,FMT)作為一種調節菌群失調的治療方法近年來受到廣泛關注,其核心步驟包括從健康捐贈者糞便中提取功能菌群,并通過相關醫療技術將其安全、有效地移植到患者的胃腸道內,以達到重建腸道菌群的平衡,進而實現治療相關疾病的目的。FMT在抗抑郁癥方面的應用及其潛力已逐漸獲得驗證,展現出顯著的可行性和有效性,為抑郁癥的治療提供新的視角和策略。本文總結腸道菌群與抑郁癥之間的相互關系,通過對FMT抗抑郁的基礎和臨床研究,探討其可能的起效機制、臨床療效及一些不足與發展前景,以期為后續抑郁癥的臨床治療提供參考。

[關鍵詞]"糞菌移植;抑郁癥;腸道菌群;微生物-腸-腦軸

[中圖分類號]"R749.059""""""[文獻標識碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2024.33.028

抑郁癥是世界范圍內廣泛流行且復發率高的一類精神疾病,以顯著而持久的情緒低落、興趣喪失、思維遲鈍和疲勞消極為主要特征,伴有睡眠、飲食行為改變等,嚴重者常有自殘、自殺等傾向[1]。據2023年世界衛生組織全球衛生數據交換平臺統計,全球約有3.8%的人口罹患抑郁癥,每年約70萬人因抑郁癥自殺身亡[2]。抑郁癥已成為影響人類健康的一大危險因素。抑郁癥的發病機制目前尚未完全明確;當前主流治療方案所采取的藥物主要是依據單胺類神經遞質缺乏假說研發而成,作用靶點較為單一,往往存在起效慢、緩解率低及停藥后復發率高等局限性,患者依從性不高[3]。糞菌移植(fecal"microbiota"transplantation,FMT)是一種創新療法,旨在通過調整腸道菌群的構成治療疾病。實施FMT后,腸道菌群的變化可經由體內多種機制發揮效用,在治療某些疾病時效果優于常規藥物[4],FMT的出現為緩解和治療抑郁癥提供一個新思路和新途徑。

1""腸道菌群與抑郁癥之間的關系

腸道菌群的失調與抑郁癥的發病密切相關,通過微生物–腸–腦(microbiota-gut-brain,MGB)軸影響宿主的行為和情緒,繼而誘發抑郁癥狀[5]。研究顯示抑郁癥患者與健康對照者的腸道菌群多樣性與豐度存在不同程度的差異[6]。鑒于診斷標準、分組標準的差異及腸道菌群檢測方法的多樣性,此類研究的結果在明確區分患者與健康組腸道菌群的多樣性與豐度方面存在一定的爭議。但普遍發現抑郁癥患者在腸道菌群門的水平上,擬桿菌門和變形桿菌門的豐度增加,而厚壁菌門的豐度降低[7];在科水平上,普氏菌科的豐度增加;在屬水平上,普雷沃菌屬、克雷伯菌屬的豐度增加,糞桿菌屬和瘤胃球菌屬的豐度減少[8]。關于特定益生菌種類,如乳酸桿菌與雙歧桿菌豐度亦呈現一定程度的下降[9]。

腸道菌群亦可影響抑郁癥狀,Akkasheh等[10]將符合重度抑郁障礙診斷的患者隨機分為兩組:益生菌組患者在8周內補充嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌和兩歧雙歧桿菌;安慰劑組患者接受安慰劑治療。結果顯示益生菌組患者的貝克抑郁量表評分改善情況顯著優于安慰劑組。但該研究無法確定是哪一種特定菌株發揮的治療作用。Kazemi等[11]研究表明,在已接受抗抑郁藥物治療的重度抑郁障礙患者中,補充特定益生菌(瑞士乳桿菌和長雙歧桿菌)8周后,患者的貝克抑郁量表評分顯著降低,改善程度明顯優于益生元組(半乳糖低聚糖)與安慰劑組。盡管研究存在招募周期長及抗抑郁藥物使用差異等潛在偏差因素,但仍可證實特定腸道益生菌對改善抑郁癥狀的潛力與療效。

2""FMT抗抑郁癥狀起效的可能機制

2.1""MGB軸

MGB軸鏈接大腦與腸道菌群之間的雙向信號交流機制,通過神經、內分泌和免疫信號機制與中樞神經系統建立緊密的交流網絡,影響人體生理與病理狀態[12]。小鼠腸道菌群經抗生素處理后再給予可卡因,通過MGB軸實現對腦源性神經營養因子(brain-derived"neurotrophic"factor,BDNF)、谷氨酸和多巴胺能神經遞質系統的調控,進而影響腦部行為[13];具體表現為小鼠大腦伏隔核中BDNF及其受體相關基因Ntrk2的表達上調,同時α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸谷氨酸受體GluR2亞基的編碼基因Gria2和多巴胺D1受體的編碼基因Drd1的表達也升高。這些變化對小鼠行為敏化和條件性位置偏好的形成發揮關鍵作用。MGB軸的雙向交互作用機制易受外界因素波動的影響,如生活壓力、飲食習慣及特定藥物(尤其是抗生素)的干擾,而這些外界因素引發的MGB軸的功能失調成為抑郁癥發病機制中的核心要素之一[14]。FMT在修復這一功能失調方面的潛力同樣不容忽視,其可通過改善腸道菌群結構積極影響內環境,MGB軸構成FMT治療疾病過程中的核心環節[15]。

2.2""神經遞質

在抑郁癥發病機制的諸多假說中,單胺類神經遞質缺乏假說受到廣泛的認可。該假說主張由于單胺類神經遞質的耗竭,導致不同程度抑郁癥狀的出現[16]。5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、多巴胺(dopamine,DA)和γ氨基丁酸(γ"aminobutyric"acid,GABA)是3種主要的單胺類神經遞質,在影響胃腸生理功能、維持內環境穩態和調節抑郁情緒障礙中發揮關鍵作用[17]。人體內90%以上的5-HT在腸道中合成,腸道菌群在該過程中不可或缺;研究發現通過對無菌小鼠腸道菌群的重建可糾正5-HT的缺乏,證實腸道菌群可通過調節腸嗜鉻細胞功能對5-HT合成產生持續影響[18]。長期服用雙歧桿菌的小鼠5-HT和DA水平升高,且抑郁樣行為明顯改善[19]。這可能是由于雙歧桿菌改變腸道菌群構成,進而影響體內色氨酸脫羧酶的活性,增強小鼠從日常飲食中攝取色氨酸的能力。色氨酸作為5-HT的前體,其攝取量的增加可促進大腦中5-HT的生成,從而實現對個體情緒與行為的積極調控[20]。DA及多巴胺能系統在重度抑郁障礙核心癥狀——快感缺失的發病機制中占有顯著地位[21]。糞腸球菌作為腸球菌屬的一部分,是人體及動物腸道內正常菌群的重要成員。該菌種具備將多巴胺前體L-3,4二羥基苯丙氨酸轉化為DA的能力,可對體內環境中DA的生成產生影響[22]。此外,短乳桿菌和牙雙歧桿菌被證實是有效的GABA產生菌,其通過代謝谷氨酸鈉的途徑產生GABA[23]。特定腸道細菌與神經遞質的生成存在緊密聯系,FMT后可通過對腸道菌群構成的調控影響神經遞質的產生,進而發揮改善相關抑郁癥狀的作用。

2.3""下丘腦-垂體-腎上腺軸

下丘腦-垂體-腎上腺軸(hypothalamic-pituitary-"adrenal"axis,HPA軸)作為神經內分泌系統的核心,極易受心理和生理應激的影響[24]。抑郁狀態下HPA軸功能亢進,進而使體內皮質醇、促腎上腺皮質激素和促腎上腺皮質激素釋放激素的分泌增加,引發相關癥狀[25]。HPA"軸的失調與腸道菌種的失衡密切相關,具體表現為潛在致病細菌如腸桿菌科、鏈球菌科和韋倫氏菌的增多,保護性細菌如雙歧桿菌和毛螺菌科減少及腸道菌群中菌種多樣性的降低[26]。Sudo等[27]研究深入探討腸道菌群與應激反應之間的關系。結果顯示在輕度約束應激條件下,無菌小鼠相比于無特定病原體小鼠表現出更明顯的HPA軸過度激活,具體表現為皮質酮和促腎上腺皮質激素水平顯著升高及編碼的BDNF蛋白的皮質NR-1和NR-2a及海馬NR-2a亞基的基因表達減少。然而,當對無菌小鼠進行腸道菌群重建——移植嬰兒雙歧桿菌或無特定病原體小鼠的腸道菌群3周后,發現其HPA軸的過度激活狀態得到逆轉。對構建母體分離誘導的小鼠應激和抑郁模型,補充活的或滅活的副干酪乳桿菌PS23可降低其血清皮質酮水平,提升抗炎白細胞介素(interleukin,IL)-10的水平,改善小鼠的探索行為,減少焦慮和抑郁樣癥狀[28]。此外特定益生菌暴露可對脂多糖誘導的HPA軸編程及其在關鍵腦區(包括室旁核、基底外側杏仁核、梨狀皮層及內側前額葉皮層)中糖皮質激素受體表達產生影響。這些益生菌通過調節絲裂原活化蛋白激酶信號通路及磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B等關鍵信號通路的活性,實現對青春期雄性小鼠HPA軸功能的精準調控,從而有助于緩解HPA軸的過度激活和應激反應,顯示出對機體健康的有益影響[29]。

2.4""炎癥因子與免疫反應

抑郁癥的發病過程涉及全身免疫系統激活及炎癥反應,特別是某些炎癥因子如IL-1β和IL-6的增加,并擾亂5-HT的正常代謝,最終導致抑郁癥狀的出現[30]。一些炎癥因子如C反應蛋白(C-reactive"protein,CRP)、IL-6和腫瘤壞死因子-α(tumor"necrosis"factor-α,TNF-α)也可作為抑郁癥嚴重程度的判斷指標[31]。炎癥因子在抑郁癥發病機制中發揮重要作用,同時炎癥反應水平與抑郁癥狀之間存在顯著正相關關系。采用FMT治療后,抑郁癥小鼠模型體內的TNF-α、IL-1β等炎性因子及相關免疫細胞的活化均受到抑制,同時核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3(NOD-like"receptor"protein"3,NLRP3)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(cysteine"aspartate"proteinase-1,Caspase-1)和IL-1β等炎癥通路的表達也顯著降低[32]。同時FMT后亦可通過調節腸道中短鏈脂肪酸(short-chain"fatty"acids,SCFA)的水平減輕炎癥反應緩解抑郁癥狀,如丁酸、丙酸及異丁酸等,這些SCFA由腸道細菌生成,借助MGB軸調節5-HT合成、免疫反應及小膠質細胞功能,從而遏制中樞神經系統的持續炎癥[33]。此外,FMT可抑制回腸炎性細胞浸潤、增加緊密連接蛋白的表達、修復腸道屏障功能,減少有害物質與病原體滲透至血液與中樞神經系統,降低腸道與神經系統炎癥,從而對抑郁癥狀產生正面效應[34]。

3""對FMT的抗抑郁療效

3.1""動物實驗

目前研究廣泛采用的抑郁癥動物模型主要基于慢性不可預測的輕度應激(chronic"unpredictable"mild"stress,CUMS)方法,旨在模擬人類心理疾病的發病過程。在動物模型的選擇上,研究者多傾向于使用嚙齒類動物,尤其是小鼠,以構建CUMS抑郁癥小鼠模型[35-36]。通過對小鼠進行混合抗生素處理,以清除其原有的腸道菌群,隨后分別植入兩組不同的腸道菌群:一組來自健康對照組小鼠,另一組來自經CUMS處理的小鼠。結果顯示,相較于對照組,接受CUMS供體組小鼠腸道菌群的小鼠(CUMS受體組)及CUMS供體組小鼠本身均呈現出更為明顯的焦慮和抑郁樣行為,如活動減少、體質量減輕等[37]。這一結果表明,通過移植抑郁樣小鼠的腸道菌群,可誘導其他小鼠表現出類似的抑郁樣癥狀。

Rao等[32]進一步探索FMT在抑郁癥治療中的應用,該研究對CUMS抑郁癥小鼠進行為期14d的FMT治療,發現經治療的小鼠5-HT表達顯著上調,并成功抑制由CUMS應激引發的炎癥因子(TNF-α、IL-1β等)的升高及Iba1陽性小膠質細胞和GFAP陽性星形膠質細胞的活化,FMT還降低前額葉皮層和海馬中NLRP3、Caspase-1和IL-1β等炎癥通路的表達,有效減輕抑郁癥狀。該團隊在另一項研究中通過FMT后CUMS小鼠對蔗糖偏好性的恢復,再次證實FMT緩解抑郁癥狀的有效性[34]。

3.2""臨床研究

目前FMT常用于臨床消化性疾病的治療,如腸易激綜合征、潰瘍性結腸炎及克羅恩腸病等,故在此基礎上存在的繼發性抑郁癥狀的緩解,常引起研究者的關注。3項關于腸易激綜合征繼發性抑郁的研究發現,經過健康志愿者的腸道菌群移植后,患者短期內的抑郁癥狀均有顯著改善,但長期效果存在一定差異[38-40]。Xie等[41]通過觀察1例86歲結腸癌伴發抑郁的男性患者發現最后一輪FMT治療后,對患者抑郁癥狀的緩解長達17個月。綜上,FMT對抑郁癥狀緩解的持續時間上存在一定差異,效果可持續3~6個月,雖然不能達到長效緩解,但相比傳統藥物在時效上仍有一定優勢。

FMT治療原發性抑郁的相關研究報道較少。Cai等[42]對1例重度抑郁老年女性患者進行研究,患者經常規藥物治療后,癥狀未見明顯改善。發病7個月后,采用FMT療法,且停用抗抑郁藥。FMT治療4d后,抑郁癥狀即見初步緩解。治療6個月后,抑郁癥狀顯著改善,回歸正常水平。Lee等[43]研究表明老年抑郁癥患者的腸道菌群隨著病情的緩解而變化,且腸道菌群可作為老年抑郁癥緩解的預測因子,該病例報道也恰好驗證該結論。盡管當前FMT的臨床研究相對有限,但已有研究均一致表明其在抗抑郁治療中具有顯著的療效。

4""FMT的不足

FMT治療抑郁癥的研究尚處于初級階段,證據有限,長期風險未知,需更多隨機對照試驗進一步闡明其作用。雖常見副作用輕微,如短暫性腹瀉、腹部痙攣或疼痛、低熱、腹脹、脹氣和便秘等,但潛在的嚴重感染風險、引發的自身免疫性疾病和FMT過程相關的損傷等不容忽視[44]。因菌群遺傳及微生物條件不確定,FMT在抑郁癥上的應用并不成熟,治療前需細致評估預處理條件及疾病特異性菌群。隨著FMT的廣泛應用,監管與政策制定是當務之急,需制定標準化流程。未來研究應聚焦方案制定(供體選擇和篩選、準備、輸送機制)、療效評估、安全監管及性別、年齡、種族和地理位置的影響,并考慮個體差異。在更廣泛地使用FMT之前,迫切需要設計良好的隨機對照試驗,以對合適的適應證、安全性、供體篩選和給藥途徑達成共識[45]。在精準醫療理念下,針對個體特定腸道菌群特征,探索并實施合理的FMT是該領域的研究方向。

5""小結與展望

FMT作為一種新興療法已在動物實驗中證實可改善抑郁癥狀,目前人體臨床研究仍不足,效果與機制仍待明確。但其潛在優勢不容忽視:①可通過直接調節腸道菌群影響MGB軸,提供治療新途徑;②作為非藥物療法,副作用相對較小,可提高患者的生活質量;③材料豐富、治療成本低,患者更易接受,有望提升治療依從性。FMT的獨特優勢值得在臨床上進一步探索與驗證,以期攻克抑郁癥。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。

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(收稿日期:2024–07–08)

(修回日期:2024–11–07)

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