大家好，今天与大家分享我们课题组近期在Gut Microbes (IF=12.2)上发表的一篇Review，题目为“From Chaos to Order: Optimizing Fecal Microbiota Transplantation for Enhanced Immune Checkpoint Inhibitors Efficacy”。

Abstract

粪菌移植（FMT）与免疫检查点抑制剂（ICIs）的结合为提高癌症治疗效果并克服治疗耐药性提供了一种极具前景的策略。本综述深入探讨了FMT对ICIs疗效的争议性影响，并阐明其潜在机制。我们研究了FMT如何通过调节肠道菌群组成、微生物代谢物特征和肿瘤微环境来影响ICIs的有效性。本综述全面讨论了影响FMT疗效的关键因素，包括供体选择标准、受体特征以及给药方案。此外，还详细阐述了优化FMT制剂和系统监测移植后微生物群动态的策略。通过综合分析临床试验和临床前研究的证据，我们揭示了在不同类型癌症中联合FMT与ICIs的潜在益处和挑战。尽管部分研究报告显示治疗效果有所改善，但也有研究表明无明显益处或可能存在不良影响，这突显了宿主-微生物相互作用在癌症免疫治疗中的复杂性。我们明确了关键的研究方向，包括开展大规模、多中心随机对照试验、深入的微生物生态学研究，以及将多组学方法与人工智能相结合的必要性。本综述还批判性地分析了监管和伦理挑战，强调了制定标准化协议和严格的长期安全性评估的重要性。这篇全面的综述旨在为FMT-ICIs联合疗法的未来研究和临床应用提供指导，其目标是在确保安全性和疗效的同时改善癌症患者的治疗结果。随着这一快速发展的领域不断推进，在开放创新与谨慎审视之间保持平衡，对于实现微生物群调控在癌症免疫治疗中的全部潜力至关重要。

Introduction

肠道微生物组作为人体最大的共生微生物群落，通过其代谢产物和直接相互作用，对宿主免疫系统的发育和功能发挥着重要的调节作用。研究表明，肠道菌群可通过多种机制影响免疫系统，包括调节先天性和适应性免疫反应、影响T细胞分化和功能、以及参与抗原呈递过程等。在先天免疫方面，肠道微生物通过刺激模式识别受体(PRRs)，如Toll样受体(TLRs)、NOD样受体(NLRs)和AIM2样受体，激活先天免疫反应。这些受体识别微生物相关的分子模式(PAMPs)，触发炎症反应和细胞因子的释放。例如，Han等人的研究发现，从母乳喂养婴儿粪便中分离的鼠李糖乳杆菌HDB1258可通过激活巨噬细胞和NK细胞来增强先天免疫反应，同时促进抗炎因子(IL-10)和促炎因子(TNF-α)的平衡表达。在适应性免疫方面，肠道微生物对T细胞和B细胞的分化和功能具有重要影响。特定的微生物种类可以诱导不同亚型T细胞的分化。例如，节段丝状细菌(segmented filamentous bacteria)可诱导Th17细胞的产生，而梭状芽胞杆菌则促进CD4+调节性T细胞(Tregs)的分化。这些免疫细胞亚群的平衡对维持肠道免疫稳态至关重要。此外，肠道微生物还通过其代谢产物，如短链脂肪酸(SCFAs)，调节免疫反应。

免疫检查点抑制剂(ICIs)，如抗PD-1/PD-L1和抗CTLA-4单克隆抗体，通过阻断肿瘤细胞逃避免疫监视的关键通路，重新激活抗肿瘤免疫反应。这类药物在黑色素瘤、非小细胞肺癌、结直肠癌等多种肿瘤中显示出显著的临床获益。PD-1是一种表达在T细胞、B细胞和NK细胞表面的I型跨膜蛋白，与其配体PD-L1结合后可抑制T细胞活性。CTLA-4则通过与CD80/CD86竞争性结合，减少T细胞接收的共刺激信号。ICIs通过阻断这些抑制性信号，恢复T细胞的免疫杀伤功能。然而，临床实践中发现，ICIs治疗的有效率仍然有限[13-14]。研究表明，这种异质性可能与患者个体的肠道微生物组组成密切相关。例如，一项研究发现，黑色素瘤患者中ICIs治疗有效者的肠道微生物多样性明显高于无效者，且某些特定菌群（如梭菌属）的丰度与治疗反应呈正相关。另一项研究进一步证实，对抗PD-1疗法有应答的患者体内某些有益菌群（如长双歧杆菌、气杆菌和粪肠球菌）更为丰富。这些发现为通过调节肠道微生物组来增强ICIs疗效提供了理论基础。值得注意的是，抗生素的使用可能显著影响ICIs的治疗效果。多项研究表明，在ICIs治疗前或治疗期间使用抗生素与较差的临床预后相关。这可能是由于抗生素破坏了有益的肠道菌群，减弱了其对免疫系统的调节作用。因此，在ICIs治疗中谨慎使用抗生素，或在必要使用后采取措施恢复肠道菌群，可能是提高治疗效果的重要策略。

鉴于肠道微生物组在调节抗肿瘤免疫反应中的重要作用，粪菌移植（FMT）作为一种直接改变肠道微生物组的方法，逐渐成为增强ICIs疗效的潜在辅助治疗策略。FMT是将供体的完整粪便材料转移至受体体内，以重建受体肠道微生物生态系统，旨在预防、治疗或缓解特定临床疾病。除了FMT之外，调节肠道微生物群的多种治疗方法也已被提出，作为增强ICI疗效的潜在策略。这些方法包括：益生元（不可消化的膳食成分，可促进有益肠道微生物的生长）、后生元（通过微生物代谢产生的具有直接有益作用的生物活性化合物）、合生元（益生菌与益生元的协同组合），以及针对特定细菌菌株的靶向干预。尽管每种方法均具有独特的优势，但FMT作为微生物群调节的最全面方法，能够实现完整微生物群落的转移，而非仅针对单一成分或特定干预措施。FMT最初在治疗复发性艰难梭菌感染（rCDI）中取得成功，随后在其他疾病中也显示出潜力。近年来，多项临床研究开始探索FMT在增强ICIs疗效方面的应用。一些研究结果令人鼓舞。例如，一项研究对10例对抗PD-1疗法耐药的转移性黑色素瘤患者进行FMT联合ICIs治疗，部分患者获得临床缓解或延长无进展生存期（2例患者获得PR，1例患者获得CR，3例患者的PFS均超过6个月）。另一项研究中，40%的ICIs耐药黑色素瘤患者在接受FMT后对ICIs再次产生应答。这些结果表明，FMT可能通过重塑肠道微生物组，增强ICIs的治疗效果。然而，并非所有研究都支持FMT能显著改善ICIs的临床获益。在一项黑色素瘤患者使用口服微生物制剂SER-401（包括从人类供体粪便中分离和纯化的专有配方的厚壁菌门孢子）的研究中，与单独使用纳武单抗相比，联合治疗组并未显示出明显的临床获益。这种不一致的结果凸显了FMT在ICIs治疗中的争议性效果，也提示我们需要深入探讨造成这种差异的潜在原因。然而，目前尚未有研究系统性的概括关于FMT造成ICIs治疗中争议性的临床获益的潜在机制。

鉴于FMT在ICIs的临床获益方面的潜力和存在的争议，本综述将系统探讨以下几个方面：首先，我们将详细分析FMT在肿瘤ICIs治疗中的争议性效果。通过回顾现有的临床研究结果，比较不同研究之间的差异，总结FMT对ICIs疗效的影响。其次，我们将深入探讨造成FMT治疗ICIs争议的潜在原因，其中包括肠道微生物的复杂性（如组成和多样性）、肠道微生物代谢物，肠道微生物对肿瘤微环境和信号通路的影响，FMT技术的异质性、受者或供者等因素差异的影响。第三，我们将总结筛选和优化制备FMT的流程。第四，我们将讨论当前FMT应用中的未解决问题、未来研究方向和潜在解决方案。总之，随着对肠道微生物组在肿瘤免疫中作用认识的深入，FMT作为一种潜在的辅助治疗方法，在增强ICIs疗效方面展现出巨大潜力。然而，其临床应用仍面临诸多挑战和争议。通过系统总结现有研究成果，深入分析存在争议的原因，并提出未来研究方向，本综述旨在推动FMT在肿瘤免疫治疗中的进一步发展和优化，为改善癌症患者的治疗效果和生活质量做出贡献。

FMT对ICIs治疗效果：存在争议

FMT作为一种新兴的治疗策略，在ICIs疗效方面展现出显著潜力，然而其临床应用的有效性仍存在争议。近年来，多项临床研究致力于探讨FMT对ICIs治疗效果的影响 (Table 1)，然而研究结果呈现出异质性。

FMT对ICIs治疗效果的潜在增益：现有证据

2.1.1 黑色素瘤
近期多项临床研究结果表明，FMT可能显著提高ICIs在黑色素瘤患者中的治疗效果。在一项针对晚期黑色素瘤患者的前瞻性临床试验中(NCT03341143)，研究者对15名接受pembrolizumab治疗的患者实施了FMT干预。结果显示，40%的患者获得临床益处，并表现出肠道微生物群的快速且持久的改变。应答者的肠道中出现了与抗PD-1反应相关的特定菌群，同时观察到降低丰度的CD8+ T细胞活化增加和髓样细胞，提示FMT可能通过调节免疫微环境增强ICIs疗效。在另一项第一阶段的临床试验（NCT03353402）中，研究人员对10名抗PD-1难治性转移性黑色素瘤患者进行了治疗，这些患者在接受nivolumab单药治疗后获得完全应答（CR），并评估了nivolumab再诱导的安全性和可行性。三名受试者获得了六个月的无进展生存，其中两名达到部分反应（PR）和一名达到CR。随后，研究者进行了深入的微生物组分析和组织活检。总体而言，所有FMT接受者的肠道微生物组组成发生了显著变化；缓解组（Rs）表现出免疫治疗有利的微生物特征，具有更高的肠球菌科（Enterococcaceae）、肠球菌属（Enterococcus）和澳大利亚链球菌（Streptococcus australis）的相对丰度，以及更低的非典型威氏菌（Veillonella atypica）的相对丰度。在肠道固有层和TME中，观察到免疫细胞浸润和基因表达谱的有利变化。一项I期临床试验(NCT03772899)将健康供体的FMT与抗PD-1治疗结合用于先前未经治疗的晚期黑色素瘤患者，结果显示13例患者(65%)出现客观缓解，其中4例(20%)达到CR, 9例(45%)达到PR。在中位随访20.7个月后，中位无进展生存期仍未达到，16例患者存活。研究还观察到治疗反应的持久性，部分患者在接受FMT和抗PD-1联合治疗后保持了持续的临床反应。

2.1.2 结直肠癌
在一项针对微卫星稳定型转移性结直肠癌（MSS-mCRC）患者的临床试验（ChiCTR2100046768）中，研究者采用了FMT联合程序性死亡受体-1（PD-1）抑制剂和血管内皮生长因子受体（VEGFR）抑制剂的三联治疗方案。初步结果表明，这种创新的三联治疗方案能有效控制肿瘤进展，显著降低血清肿瘤标志物水平，增强患者免疫功能，并促进肠道微生物群趋向平衡状态。对肠道微生物组学分析显示，治疗应答者表现出较高丰度的变形菌门（Proteobacteria）和毛螺菌科（Lachnospiraceae），而放线菌门（Actinobacteria）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）的相对丰度较低。尽管FMT并未显著改变外周血T细胞受体（TCR）库的整体结构，但在治疗应答者中观察到克隆性扩增的TCR序列表现出典型的抗原驱动免疫应答特征。在NCT04951583临床试验中，FMT治疗后的ORR达到70%，其中包括2例CR和12例PR。进一步分析显示，治疗反应者（R）和无反应者（NR）的肠道微生物组特征存在显著差异。目前，多项采用ICIs联合FMT治疗策略的临床试验正在进行中，包括NCT04038619、NCT04163289、NCT04951583和NCT05008861等，这些研究将进一步验证FMT在增强ICIs疗效方面的潜力。

2.1.3 其他实体瘤
随后一项针对特定实体瘤患者的研究（包括转移性胃癌 [GC]、食管鳞状细胞癌 [ESCC] 和肝细胞癌 [HCC]）（NCT04264975）提供了进一步证据，支持FMT的积极作用。在13名接受抗PD-1治疗的患者中,FMT导致6名患者(46.2%)获得持续的微生物群变化和临床获益,其中1名达到部分缓解,5名疾病稳定。研究者还观察到，患者外周血和肿瘤微环境中细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）和促炎性细胞因子水平显著上升。值得注意的是，从FMT应答者粪便样本中分离出的Prevotella merdae（Merdae普雷沃氏菌）被证实可通过促进细胞毒性T淋巴细胞浸润来增强T细胞活性，并在小鼠异种移植模型中显著抑制肿瘤生长。

FMT未能增加ICIs的临床获益：现有证据

然而，并非所有研究都证实了FMT能够显著提高ICIs的临床益处。在一项随机对照临床试验（NCT03817125）中，研究人员评估了SER-401，这是一种从表现出良好抗PD-1反应相关微生物组特征的人类供体粪便中分离并纯化的厚壁菌门孢子专有配方。尽管研究最初设计为包含SER-401和FMT干预的四组试验，但由于COVID-19大流行期间的招募困难，最终被修改为两组安慰剂对照设计。研究方案中引入的万古霉素预处理进一步增加了结果解释的复杂性。尽管SER-401在万古霉素预处理后部分恢复了肠道微生物群的多样性，但SER-401组的客观缓解率（25.0%）低于安慰剂组（66.7%）。此外，SER-401组的DCR为37.5%，也低于安慰剂组的83.3%。PFS和OS在SER-401组中也呈现出数值上的下降趋势。尽管这些差异未达到统计学显著性，但结果突显了在癌症免疫治疗中进行微生物群调控方法的复杂性。后续的免疫学分析显示，SER-401组患者中存在Tregs和高表达T细胞免疫受体（TIGIT）及PD-1的效应T细胞，这表明TME可能转变为一种不利于抗肿瘤免疫反应的状态。对免疫相关基因表达谱的测序分析进一步揭示，SER-401组患者的信号通路激活与ICB耐药性相关。值得注意的是，NCT03817125试验已完成，其研究结果为癌症免疫治疗中的靶向微生物干预提供了有价值的见解。这项试验是对SER-401进行的最新且唯一的临床评估，既展现了微生物组疗法的潜力，也揭示了其在临床转化中的挑战。

导致FMT对ICIs治疗效果存在争议的原因可能是多方面的。目前，学界尚缺乏对FMT影响ICIs治疗效果争议原因的系统性总结和深入分析。总体而言，尽管FMT对ICIs疗效的影响仍存在争议，但这一新兴研究领域仍处于探索阶段。未来研究应着重于开展大样本、多中心、随机对照临床试验，以进一步评估FMT对ICIs治疗效果的影响，并探索其潜在的预测生物标志物。随着我们对FMT调节肿瘤免疫微环境机制的深入研究，以及FMT制备和给药技术的不断优化，我们有理由相信，未来将能够更精准地利用FMT来增强ICIs的抗肿瘤效果，从而为癌症患者带来更显著的临床获益。

造成FMT的ICIs临床获益差异的潜在原因

造成FMT对ICIs治疗效果争议的原因可能涉及多个方面。FMT可能通过多种机制影响ICIs的临床获益（图 1-2）。除了直接改变肠道菌群组成和多样性外，FMT还可通过肠道微生物代谢产物来影响ICIs的临床获益，此外，FMT还可能影响受者的免疫细胞功能、肿瘤微环境和信号通路。此外，不同研究中使用的FMT方案存在差异,包括给药途径、给药频率和剂量,以及供体选择标准等。这些因素可能影响FMT的定植效率和微生物群重构的程度，也可能影响其对ICIs疗效的调节作用。受者的个体差异（如肿瘤类型，分期，免疫原性状态）可能影响FMT对ICIs疗效的调节作用。供体的因素（如饮食模式、微生物群的丰富程度、免疫学背景和遗传因素）也可能影响FMT对ICIs疗效的调节作用。

图 1. 影响粪便菌群移植（FMT）联合免疫检查点抑制剂（ICI）疗法疗效的关键因素。该图描述了影响 FMT 与 ICI 疗法联合使用疗效的主要因素。这些因素分为四大类：供体相关因素、接受体相关因素、FMT 方案参数和 FMT 介导的改变。供体相关因素包括饮食模式、微生物丰富度、免疫背景和遗传因素，这些因素共同影响供体粪便材料的质量和潜在疗效。接受体相关因素包括肿瘤类型和分期、免疫原性状态、个体差异和遗传因素，这些因素会调节患者对 FMT 和 ICI 疗法的反应。FMT 方案包括给药途径、频率和剂量、定植效率、微生物群落重建和供体选择标准，这些都直接影响 FMT 的实施和疗效。FMT介导的改变主要包括肠道菌群组成和多样性、菌群代谢产物以及肿瘤微环境的变化，这些是FMT影响ICI疗效的直接机制，综合考虑这些因素有助于更好地理解FMT对ICI疗效的影响，从而指导未来的研究和临床应用。

图 2. 粪便微生物移植 (FMT) 影响免疫检查点抑制剂 (ICI) 治疗效果的机制。该图说明了 FMT 调节 ICI 治疗效果的多方面机制。该图描绘了肠腔、肠上皮和肿瘤微环境中发生的关键细胞和分子事件。FMT 可能通过各种机制增强 ICI 的临床益处，包括但不限于以下机制。在肠腔中，FMT 可以提高 α 多样性并促进有益细菌群。这种微生物调节会影响各种免疫细胞的功能和丰度。因此，CD8+ T 细胞浸润增强，TCR 信号传导增强，细胞毒性增强。此外，CD4+ T 细胞和 APC 的浸润和活化也得到增强。Teffs 的代谢发生了重大变化，包括线粒体数量增加、TCA 循环活性增强、FAO 增强、糖酵解加强和氧化磷酸化增强。这些代谢适应为 T 细胞提供了更多的能量储备，从而增强了它们的抗肿瘤功能。在分子水平上，FMT 可以诱导 TLR-MyD88-NF-κB 信号通路的激活。FMT 还可以上调趋化因子 CXCL9 和 CXCL10 的表达，促进 T 细胞向肿瘤部位迁移。虽然 FMT 在某些情况下可以增强 ICI 的疗效，但它可能不会为某些患者带来更好的 ICI 疗效。例如，在 FMT 之后，接受者的致病菌可能会增殖，而 α 多样性会降低。此外，微生物代谢产物 SCFA 进一步增强了 Treg 和 MDSC 的浸润，同时促进 IGF-1 表达的上调。FMT 还可能通过微生物代谢物（尤其是 DCA）增强对 Wnt/β-catenin 信号通路的调节，从而调节肿瘤细胞的生长和转移。此外，DCA 抑制 NK 细胞的激活。FMT 还可能增强 IL-11/circRNA/miRNA 轴和 LPS/TLR4 轴的活性，从而促进肿瘤进展。这些错综复杂的相互作用累积决定了 FMT 对 ICI 治疗效果的影响，解释了为什么某些患者在 FMT 后 ICI 疗效增强，而其他患者可能不会出现显著变化。

FMT介导的宿主生理变化

3.1.1 肠道微生物的多样性调节
肠道微生物的多样性差异是导致FMT后ICIs治疗效果存在差异的重要原因之一。研究表明，肠道微生物组的多样性与ICIs的治疗反应密切相关。肠道微生物的多样性可能会改善ICIs的疗效或预后。研究表明，高α多样性的肠道菌群与ICIs治疗的良好反应相关，这可能是由于多样化的菌群能够增强CD8+ T细胞对肿瘤的浸润。相比之下，低多样性或菌群失调的患者往往对ICIs治疗反应较差。一项针对肝细胞癌（HCC）患者的纵向研究显示，在免疫治疗期间，患者的肠道微生物群多样性随着时间的推移而增加。然而，这种增加与治疗反应之间的直接关联仍需进一步研究以明确其机制和临床意义。然而，接受ICIs治疗的患者可能面临微生物群紊乱的风险，导致多样性减少，并向革兰阴性菌肠型转变。FMT可以通过引入健康菌落，改变菌落组成，逆转微生物菌群的失调。这种干预不仅可以提高免疫治疗的有效性，还可能最大限度地减少免疫治疗的不良反应。

3.1.2 肠道微生物的组成
肠道微生物的组成差异对于FMT之后ICIs疗效和预后也具有重要作用。研究发现，FMT可以显著改变肠道微生物组的组成。接受FMT后，肠道内优势肠道细菌的丰度显著增加，而诱导肠道氧化应激的肠内感染菌显著降低。具体而言，某些细菌类群的富集与ICIs治疗的积极反应密切相关。例如，Bifidobacterium longum、Collinsella aerofaciens和Enterococcus faecium的比例增加与免疫疗法的积极反应相关。同样，Faecalibacterium、瘤胃球菌属和Akkermansia muciniphila的丰度增加与抗PD-1治疗的更好反应有关。这些有益菌可能通过多种机制发挥作用，如促进T细胞活化、增强抗肿瘤免疫反应，以及维持肠道健康。ICIs应答者在FMT前后显著富集的类群大部分属于厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)，而减少的细菌大部分属于拟杆菌门。上述菌株的变化可能与ICIs疗效的提高有关。

然而，某些细菌的存在可能对ICIs疗效产生不利影响。例如，变形菌门（包括大肠杆菌、志贺氏菌、克雷伯氏菌）、梭杆菌属和某些放线菌门成员的富集与ICIs治疗的不良反应相关。这些细菌可能通过诱导不适当的免疫反应或干扰药物代谢来降低ICIs的效果。值得注意的是，某些微生物对ICIs治疗可能产生双向作用。例如，嗜粘蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)在某些研究中与ICIs治疗的良好反应相关，而在其他研究中则与耐药性相关。拟杆菌属(Bacteroides)也表现出类似的双向作用。这种复杂性可能导致FMT后ICIs治疗效果的个体差异。值得注意的是，不同的ICIs用药方案可能对共生菌群有不同的影响。例如，在nivolumab-ipilimumab的应答者中，富集于普拉梭菌、多形拟杆菌和霍尔德曼氏菌属丝状体；而在响应pembrolizumab的患者中，富集到Dorea formicigenerans。这可能解释了FMT对于不同的ICIs治疗方案治疗后产生差异。

3.1.3 肠道微生物代谢产物
肠道微生物代谢产物在调节宿主免疫系统和肿瘤微环境中发挥着至关重要的作用，这可能是解释FMT后ICIs治疗效果差异的关键因素。FMT可通过改变肠道微生物群落的代谢产物组成来调控ICIs的治疗效果。现有研究表明，特定的微生物代谢物能够增强ICIs的抗肿瘤效果，而另一些则可能抑制其作用。这种双面性为FMT后患者对ICIs治疗反应的异质性提供了合理解释。

SCFAs是肠道微生物通过发酵膳食纤维产生的关键代谢产物，主要包括乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐。在临床前小鼠模型中，研究发现，在经FMT处理的小鼠体内，SCFAs水平显著升高，尤其是丁酸、乙酸和己酸含量的增加。SCFAs通过多重机制增强ICIs的治疗效果，这些机制涉及多个层面的免疫调节。研究表明，丁酸盐能够显著增强CD8+ T细胞的细胞毒性活性。具体而言，丁酸盐可通过抑制DNA结合蛋白2（ID2）依赖性的白细胞介素-12（IL-12）信号传导通路，增强CD8+ T细胞的抗肿瘤细胞毒性，进而提高抗PD-1疗法的治疗效果[64]。此外，丁酸盐能够增加CD8+ T细胞中程序性细胞死亡基因1（Pdcd1）和CD28分子启动子区组蛋白3赖氨酸27乙酰化（H3K27ac）水平，上调PD-1和CD28的表达，并调节T细胞受体（TCR）信号通路。这些作用共同促进细胞毒性CD8+ T细胞中抗肿瘤细胞因子的表达，从而增强抗PD-1治疗的效果。研究发现，SCFAs能够增加抗肿瘤效应T细胞中线粒体的数量，并上调糖酵解、氧化磷酸化、三羧酸（TCA）循环和脂肪酸氧化（FAO）等代谢途径。这些代谢改变不仅为免疫细胞提供充足能量，同时也显著提高了ICIs的治疗效率。SCFAs不仅为免疫细胞提供能量，还能促进CD8+ T细胞向记忆T细胞的分化并支持其长期存活。这一作用对于维持持久的抗肿瘤免疫反应具有重要意义。

FMT对ICI疗效的影响表现出显著的异质性，在某些患者中未能改善，甚至可能降低治疗效果。这一点在随机对照临床试验NCT03817125中得到了验证。接受SER-401（从人类供体粪便中分离并纯化的厚壁菌门孢子的专有配方）治疗的患者，其客观缓解率（25.0% vs 66.7%）和疾病控制率（37.5% vs 83.3%）均低于安慰剂组。此外，免疫学分析显示，SER-401组患者中Tregs和高表达TIGIT及PD-1的效应T细胞的比例增加，提示TME向免疫抑制状态转变。这些患者还表现出与ICB耐药性相关的信号通路激活水平升高。这种治疗反应的异质性可能与以下因素相关。在特定条件下，SCFAs可能诱导免疫抑制效应，主要表现为: SCFAs，尤其是丁酸盐，可通过激活G蛋白偶联受体43（G Protein-Coupled Receptor 43, GPR43）和诱导叉头框蛋白P3阳性（Forkhead Box P3-positive, Foxp3+）CD4+ Tregs分化来抑制免疫反应。过度增殖的Tregs可能抑制抗肿瘤免疫应答，降低ICIs的治疗效果。高浓度的丁酸盐和丙酸盐可能通过组蛋白去乙酰化酶（Histone Deacetylase, HDAC）抑制作用降低B淋巴细胞的DNA重组能力，进而导致肠道局部和全身性T细胞依赖性和T细胞非依赖性抗体反应受损。在特定条件下，SCFAs可能通过激活某些信号转导通路促进肿瘤进展。例如，在前列腺癌模型中，SCFAs可能通过激活胰岛素样生长因子1（Insulin-like Growth Factor 1, IGF-1）信号转导通路促进肿瘤生长和转移。FMT后，部分患者可能出现胆汁酸代谢紊乱，引发一系列不利影响：某些次级胆汁酸，如脱氧胆酸（Deoxycholic Acid, DCA），可能通过激活Wnt/β-catenin信号转导通路促进肿瘤细胞增殖和生存[69,70]。特定胆汁酸可能抑制自然杀伤T细胞（Natural Killer T cells, NKT cells）等抗肿瘤免疫效应细胞的功能，削弱机体的抗肿瘤免疫监视。

因此,FMT后ICIs治疗效果的差异可能反映了这些积极和消极因素的平衡。对于某些患者,FMT可能导致有益代谢产物的增加和有害代谢产物的减少,从而增强ICIs的疗效。而对于其他患者,FMT可能导致有害代谢产物的增加或有益代谢产物的减少,从而削弱ICIs的疗效。

3.1.4 肿瘤微环境的改变
FMT可以通过多种与肿瘤微环境相关途径来增强ICIs的抗肿瘤效果。首先，FMT可以重塑TME中的免疫细胞组成。越来越多的证据已经明确表明，在FMT治疗后，对于有应答的患者，TME中CD8+ T细胞、Th1细胞以及抗原呈递细胞的浸润显著增强。同时，在FMT干预后，TME中髓源性抑制细胞（MDSCs）、RORγ+ Th17细胞以及CD11b+CD11c+抑制性髓细胞的浸润显著减少。这些变化表明FMT可能通过重塑TME来促进抗肿瘤免疫反应。研究发现,FMT后患者CD4+和CD8+ T细胞水平升高,而Tregs水平降低。FMT后患者的瘤内CD8 + T细胞/Treg的浸润比例增加。这种免疫细胞组成的改变有利于形成抗肿瘤的免疫微环境。具体而言,CD8+ T细胞是抗肿瘤免疫反应的主要效应细胞,其数量增加可直接增强杀伤肿瘤细胞的能力。Th1细胞则通过分泌IFN-γ等细胞因子来激活巨噬细胞和NK细胞,间接增强抗肿瘤免疫。抗原提呈细胞的增加可以促进肿瘤抗原的呈递,从而激活更多的T细胞。MDSCs的减少则降低了对效应T细胞的抑制作用。Tregs的减少则降低了对效应T细胞的抑制。经过FMT后的这些变化共同构建了一个更有利于ICIs发挥作用的免疫微环境。

第二，FMT可以增强免疫细胞的功能。研究表明,FMT后患者粘膜相关不变性T细胞 (MAIT)的活化状态增强,表现为CD69表达上调和PD-1表达下调。这种活化状态的改变增强了MALT细胞的免疫监视功能。此外，FMT后树突状细胞(DCs)的成熟度和抗原呈递能力增强。成熟的DCs可以更有效地呈递肿瘤抗原,从而激活更多的T细胞。FMT后NK细胞的活性增强，NK细胞是先天性免疫系统中重要的抗肿瘤效应细胞,其活性增强可直接增强对肿瘤细胞的杀伤作用。此外，FMT还可以促进M1型巨噬细胞的极化,M1型巨噬细胞具有促炎和抗肿瘤的作用。

第三，FMT可以调节细胞因子和趋化因子的表达。研究表明,FMT后患者血清中IFN-γ和IL-2水平升高,这两种细胞因子都具有重要的抗肿瘤作用。IFN-γ可以增强CD8+T细胞、NK细胞和巨噬细胞的活性，并直接抑制肿瘤细胞生长。IL-2则可以促进T细胞和NK细胞的增殖和活化。此外,FMT还可以增加CXCL9和CXCL10的表达,这两种趋化因子可以招募更多的T细胞进入肿瘤微环境。

第四,FMT可以通过调节特定的肠道菌群来增强ICIs的疗效。例如,双歧杆菌的增加可以通过促进树突状细胞的功能,增加肿瘤微环境中CD8+ T细胞的浸润和积累,从而增强抗PD-L1治疗的效果。口服嗜粘蛋白菌(Akkermansia muciniphila)的增加可以通过招募CCR9+CXCR3+CD4+ T细胞浸润到肿瘤,恢复PD-1阻断的抗癌作用。粪杆菌(Faecalibacterium)的增加与肿瘤中CD8+ T细胞浸润呈正相关，与抑制性髓系细胞（表达CD11b+CD11c+）呈负相关，其还可能通过增加抗原呈递和效应T细胞功能来增强抗肿瘤免疫反应。脆弱拟杆菌通过促进DCs的成熟和增加IL-12依赖性的Th1的抗肿瘤免疫反应。脆弱拟杆菌诱导巨噬细胞表型极化为M1，并上调细胞上的CD80和CD86表达，促进先天免疫。植物乳杆菌有效增加天然细胞毒性受体（NCR）蛋白的表达，并促进NK细胞活化以触发先天免疫。在小鼠模型中，鼠李糖乳杆菌可以通过激活巨噬细胞和NK细胞启动先天性免疫来增强免疫反应。

尽管FMT在许多情况下可以增强ICIs的疗效，但在某些情况下也可能并能改善患者的ICIs疗效。首先,FMT可能导致某些免疫抑制性细胞群的增加。研究发现,某些患者在FMT后,肿瘤微环境中Tregs和MDSCs的比例增加。Tregs可以抑制效应T细胞的功能,而MDSCs则可以抑制多种免疫细胞的功能,包括T细胞、NK细胞和树突状细胞。这些免疫抑制性细胞的增加可能会削弱ICIs的抗肿瘤效果。其次,某些肠道菌群的增加可能会抑制抗肿瘤免疫反应。例如,研究发现拟杆菌属的增加与Tregs和MDSCs的增加相关,可能导致抗原呈递能力下降和肿瘤内淋巴细胞浸润减少。这种菌群组成的变化可能会降低ICIs的治疗效果。第三，FMT可能影响某些免疫细胞的迁移。研究发现,某些患者在FMT后,CCL2/CCR2轴上调,导致髓系细胞向肝脏迁移增加。这种迁移模式的改变可能会影响ICIs在某些器官特异性肿瘤中的治疗效果。

综上所述，FMT对ICIs疗效的影响是复杂的,既包括积极影响也包括消极影响。积极影响主要体现在增强效应T细胞功能、改善抗原呈递、调节有利的细胞因子和趋化因子表达、增加有益菌群等方面。消极影响则主要体现在增加免疫抑制性细胞等方面。这些复杂的影响可能解释了为什么某些患者在接受FMT后ICIs疗效改善,而另一些患者则没有显著改善或甚至疗效下降。

3.1.5 信号通路调控
多项研究表明FMT对于ICIs的疗效和预后的差异可能与FMT后肠道菌群对多种信号通路的调控有关。

一方面，FMT对ICIs疗效的积极影响主要体现调节TLR信号通路来改善炎症状态。一项临床前研究发现,FMT可以安全地改善炎症,其作用机制与TLR-MyD88-NF-κB信号通路有关。在FMT后调节的各种炎症和免疫途径中,恢复TLR信号通路的平衡(TLR4信号转导等促炎途径与TLR2等相关抗炎途径激活平衡)是FMT应用于癌症的主要优势之一。这种平衡可能有助于创造一个更有利于ICIs发挥作用的免疫微环境。

另一方面,FMT对ICIs疗效的消极影响也不容忽视。首先,结直肠癌患者的粪便用于FMT可能通过激活促进肿瘤生长或者转移的信号通路来抵消ICIs的治疗效果。例如,研究通过小鼠模型发现结直肠癌患者的肠道微生物群可以激活Wnt信号通路,在肿瘤发展的不同阶段发挥重要作用。此外，研究表明接受FMT之后肠道菌群通过IL-11/circRNA/miRNA轴与癌症转移之间存在机制联系。其次,某些FMT可能通过激活促炎症信号通路来影响ICIs的疗效。研究发现,与健康供体(HD)相比,肝转移(LM)患者粪便的FMT显著促进了肝转移。接受LM粪便进行FMT后,血浆脂多糖(LPS)浓度增加,激活LPS/TLR4信号通路对于肠道微生物组介导的肝转移。这种促炎症状态可能会干扰ICIs的正常功能,从而影响其治疗效果。

综上所述,FMT对ICIs疗效的影响是多方面的,涉及多种信号通路的复杂调节。这种复杂的相互作用可能解释了为什么有些患者在接受FMT后ICIs的疗效得到改善,而有些患者则没有显著变化或甚至出现不良反应。未来的研究应该深入研究FMT后肠道菌群对各种信号通路的调节机制,可能有助于开发更精准的联合治疗策略,最大限度地发挥FMT和ICIs的协同抗肿瘤效果。此外,考虑到肠道菌群的复杂性和个体差异,未来可能需要开发更精确的肠道菌群分析和预测模型,以便在临床实践中更好地预测和优化FMT对ICIs疗效的影响。

其他

FMT在ICIs治疗中的效果存在显著差异,这种差异可能源于多个复杂因素的相互作用。
首先,FMT的成功与移植频率密切相关。部分细菌可能由于粘附力较弱而脱落或克隆抵抗,造成细菌克隆失败。FMT的递送方法和频率可能不是最佳的也可能会影响ICIs的效果。其次,供体的选择对FMT的效果至关重要。研究表明,不同供体的FMT可能导致截然不同的临床结果。只有依赖于与无反应者不同的独特肠道微生物组特征的反应者才是FMT供体的合适和有效候选人。FMT的供体缺乏对抗PD1治疗反应所需的分类群也可能会导致FMT无法支持对抗PD1治疗的反应。供体相关因素,如饮食和微生物群的丰富程度,也可能影响FMT的效果。某些饮食调整(如富含膳食纤维的饮食)可能有助于维持有益菌群,从而增强FMT和ICIs的协同效应。此外,受体患者的个体差异也可能影响FMT的效果。菌株跟踪分析证明了FMT后受者中存在粪便显性供体微生物的个体差异,这与对抗PD-1免疫治疗的反应无关。一些受者可能由于免疫缺陷状态或缺乏肿瘤免疫原性,无论微生物群组成如何,都无法对肿瘤做出反应。值得注意的是,FMT的效果可能与受者对供体微生物的免疫反应有关。在反应良好的患者中,FMT后的粪便微生物群变得更像供体的菌群,并且观察到针对供体类群的免疫球蛋白G(IgG)抗体的诱导更显著。这种免疫反应可能有助于增强ICIs的治疗效果。然而,FMT也可能带来潜在的风险。例如,来自某些供体的FMT可能引入致癌细菌或聚酮合成酶岛(pks)+大肠杆菌,这可能对患者产生不利影响。此外,FMT还可能影响基质细胞和细胞外基质屏障功能,这需要保持平衡以避免对治疗效果产生负面影响。

综上所述,FMT在ICIs治疗中的效果差异可能源于多个因素的复杂相互作用,包括FMT的技术因素、供体选择、受体个体差异、微生物群与免疫系统的相互作用、潜在风险以及患者的饮食和生活方式等。未来的研究需要进一步探讨这些因素,以优化FMT在ICIs治疗中的应用,提高治疗效果的一致性和可预测性。

优化FMT策略以增强ICI疗效

为了成功利用FMT增强ICI的疗效，需要对微生物群的选择和监测采取全面且系统的方法。最新的临床试验表明，特定的微生物特征能够显著影响ICI治疗的效果。例如，临床试验NCT03353402的结果显示，治疗应答者表现出特定的细菌特征，这些特征包括肠球菌科（Enterococcaceae）、肠球菌（Enterococcus）以及澳大利亚链球菌（Streptococcus australis）的丰度升高。另一项针对MSS mCRC的临床试验（ChiCTR2100046768）表明，治疗应答者的肠道微生物群中变形菌门（Proteobacteria）和丁酸梭菌科（Lachnospiraceae）的丰度更高，而放线菌门（Actinobacteria）和双歧杆菌（Bifidobacterium）的丰度较低。尽管NCT03772899试验报告了65%的ORR，但另一项临床试验NCT03817125却显示，基于厚壁菌门（Firmicutes）的制剂导致的治疗应答率低于安慰剂组。这一结果强调了基于微生物群组成进行选择的复杂性。理解并优化这些微生物特征对于开发能够稳定提高ICI应答率的FMT方案至关重要。本节重点阐述微生物群选择和监测的关键方法，特别关注直接影响免疫治疗效果的因素。

供体筛选：安全性与有效性的基石

4.1.1 筛选标准的制定
FMT在ICIs治疗中展现出巨大潜力，然而其筛选和优化流程仍面临诸多挑战。供体筛选是确保FMT安全性和有效性的关键环节。近年来，由于筛查不充分导致的感染传播案例凸显了严格筛选的重要性。

制定筛选标准时需要综合考虑多方面因素。目前，普遍排除具有高风险行为、严重肥胖、自身免疫疾病、恶性肿瘤以及神经系统疾病的个体。然而，对于年龄限制、BMI阈值、相关疾病家族史或娱乐性药物使用等因素是否应纳入排除标准，学界仍存在争议。此外，各地区法规差异和FMT长期安全性的不确定性也增加了制定统一标准的难度。

4.1.2 筛选方法的优化
优化FMT筛查协议以支持接受ICI治疗的患者包括多个关键组成部分，这些组成部分超越了标准的FMT协议。筛查过程遵循标准化的三级方法：全面的病史评估、身体检查以及详尽的实验室检测。实验室筛查涵盖标准和高级诊断项目。标准筛查包括对常见病原体（如艰难梭菌、诺如病毒和轮状病毒）、血源性病毒（如HIV、乙型肝炎和丙型肝炎）以及抗生素耐药性病原体的分析。

值得注意的是，某些微生物的筛查标准仍存在争议。例如，尽管贾第虫被认为具有潜在致病性，但有研究发现含贾第虫的FMT在rCDI患者中未引发明显不良反应。幽门螺杆菌在粪便中的存活能力也存在争议，导致不同机构采取不同的筛查策略。此外，新兴病原体的筛查也需要与时俱进。例如，尽管尚未有明确证据表明SARS-CoV-2可通过FMT传播，但监管机构已要求将其纳入筛查范围。近期猴痘病毒的出现也提示我们需要关注性传播疾病的筛查。

选择增强ICI应答的微生物群：功能性方法

优化用于ICI治疗的FMT需要全面理解微生物群与肿瘤发病机制之间复杂的相互作用。新兴证据表明，特定微生物可以通过多种机制调节肿瘤的发生和进展，包括与宿主细胞的直接相互作用、诱导局部炎症、扰乱免疫稳态以及产生特定代谢物。因此，目标微生物群的选择应优先考虑那些具有增强ICI疗效潜力的微生物。例如，研究表明特定的肠道细菌可以通过短链脂肪酸的生成、T细胞功能的调节或TME的改变来增强ICI的作用。这种基于功能的选择策略为提高FMT在ICI治疗中的疗效提供了希望。

基于组成的ICI应答微生物群选择

作为功能筛选的补充，基于组成的微生物群选择是另一项关键策略。该方法旨在阐明与ICI疗法良好应答相关的特定细菌群体或菌群联合体。例如，研究发现拟杆菌属（Bacteroides）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）的丰度与ICI疗效呈正相关。然而，必须认识到动物模型在阐明微生物与宿主相互作用方面的局限性。实验室小鼠的微生物组成与野生小鼠存在显著差异，而无菌小鼠未成熟的免疫系统可能会对实验结果引入偏倚。这强调了在将动物实验结果外推至人类时需要谨慎。

FMT增强ICI治疗的监测与评估

在ICI治疗框架内，评估FMT疗效需要采用多维度的方法，包括以下方面：1）微生物群多样性指数，例如Shannon指数和Simpson指数；2）关键细菌群体丰度的定量变化；3）与微生物功能相关的指标，例如SCFAs水平；4）免疫系统反应参数，包括但不限于T细胞亚群比例及其功能特性；5）临床结果指标，包括肿瘤应答率、PFS和OS。此外，还需密切监测潜在的不良反应，特别是感染和自身免疫反应的发生。建立标准化的报告系统，例如美国胃肠学会（AGA）和欧洲FMT登记系统，将有助于更全面地了解FMT的短期和长期影响。需要注意的是，除感染性并发症外，FMT可能在理论上存在潜在的长期风险，包括但不限于诱发自身免疫疾病、神经系统疾病或代谢紊乱。尽管现有证据尚未确凿证明这些风险的存在，但在长期随访中保持警惕和进行严格监测仍然至关重要。

识别和优化用于ICI治疗的肠道微生物群是一项复杂且具有挑战性的任务。尽管FMT在增强ICI疗效方面表现出了希望，仍面临诸多挑战，包括完善供体筛查标准、改进制剂制备方法、个性化给药方案的制定以及长期安全性评估。未来研究应优先关注以下方面：1）提升供体筛查标准和检测方法，特别是针对新兴病原体的检测；2）研发创新型FMT制剂，以提高稳定性并优化可控性；3）深入研究微生物群与宿主免疫系统之间的相互作用机制，为靶向干预提供坚实的理论基础；4）明确个性化FMT策略，结合患者的微生物群特征、肿瘤类型和免疫状态；5）制定长期随访协议，以评估FMT在ICI治疗中的长期安全性和疗效。

总体而言，FMT在包括儿童、免疫抑制和肝硬化患者等多种人群中显示出了良好的安全性。然而，对于严重免疫抑制患者仍需更多的实证数据支持。严格遵循供体筛查和监测协议可以有效降低大多数潜在风险。通过加强研究和技术进步，开发更安全且更高效的FMT协议可能为癌症免疫治疗带来新的突破。实现这一目标需要临床医生、微生物学家和免疫学家之间的密切合作，同时需要监管机构的积极参与，共同推动FMT在ICI治疗中的标准化应用。

未来展望

FMT在ICIs治疗中的应用已展现出巨大潜力,但同时也面临诸多挑战。本节将从多个角度探讨FMT与ICIs联合治疗的未来发展方向,为这一新兴领域的研究提供思路和展望 (图 3)。

图3. 粪便菌群移植（FMT）与免疫检查点抑制剂（ICIs）联合治疗的未来研究方向。该图列出了FMT与ICIs联合治疗的12个关键未来研究方向，这些方向涵盖了从基础研究到临床应用的广泛领域，凸显了该领域的复杂性和潜力。首先，大规模、多中心随机对照试验的开展将为FMT-ICIs联合治疗提供更强有力的临床证据；其次，优化FMT与ICIs联合治疗的策略，包括给药时机、频率以及制定个性化方案，将有助于最大限度地发挥治疗效果；全面的长期安全性和潜在风险评估对于保障治疗的有效性和安全性至关重要；研究微生物代谢物与ICIs治疗之间的相互作用将阐明潜在的治疗机制；微生物群落生态学研究将揭示群落结构和功能与治疗效果之间的相关性。药物微生物组学研究将阐明肠道菌群对 ICI 药代动力学和药效学的影响。针对肠道菌群和肿瘤微环境的干预研究将探讨肿瘤微环境远端调节的可能性。通过饮食干预提高 FMT 疗效是一种很有前途的研究途径。多组学方法的整合和人工智能的应用将为精准医疗提供强大的工具。应对监管挑战将有助于 FMT-ICI 联合治疗的标准化和实施。伦理考虑将保障这种创新治疗方式的公平性和可及性。这些研究方向的整体进步将极大地推动 FMT-ICI 联合治疗的发展，为癌症患者带来新的希望。最终，探索 FMT 的替代方案，包括确定的细菌联合体和基于代谢物的方法，代表了基于微生物组的免疫治疗的一个新兴前沿。

大规模、多中心随机对照试验的必要性

精心设计的大规模多中心随机对照试验（RCTs）对于全面评估FMT在增强ICI治疗中的潜在疗效至关重要。这些试验应涵盖不同类型、阶段的肿瘤以及来自不同种族和地理区域的患者群体，同时保持严格的纳入和排除标准。需要系统研究的关键参数包括FMT-ICI联合治疗的最佳给药方案、剂量方案、频率以及时间安排，还需对粪便材料的标准化制备方法进行规范。此外，长期随访研究对于评估持续的疗效和安全性尤为重要，应聚焦于包括OS、PFS、ORR以及生活质量在内的主要和次要终点。

FMT与ICIs联合使用的优化

优化FMT-ICI联合治疗需要对最佳给药时机进行严格研究，并基于科学证据开发个性化治疗方案。鉴于患者微生物群的异质性，治疗方案应根据基线微生物群特征、肿瘤特性、宿主遗传因素和免疫状态进行定制。这一方法包括以下关键要素：标准化供体选择、个性化FMT制剂的开发，以及与补充性微生物群调节策略（如益生元和饮食干预）的整合。尽管自体FMT在某些临床环境中（尤其是在抗生素治疗后的微生物群恢复中）展现了治疗潜力，但迄今为止尚无专门评估自体FMT与ICI疗法联合使用的临床研究发表。这一知识空白为未来研究提供了重要方向，尤其适用于那些对ICI治疗初期产生应答但随后出现耐药的患者群体。

长期安全性和潜在风险评估

随着FMT在ICIs治疗中的应用增加,评估其长期安全性和潜在风险变得越来越重要。我们需要设计长期随访研究,系统性地收集和分析患者的临床数据、微生物组变化以及可能的不良反应。特别需要关注FMT对免疫相关不良反应(irAEs)的影响,包括可能的加重或缓解作用。在减轻或改善irAEs方面，一项研究发现FMT可能治疗ICIs带来的结肠炎[6]。同时,我们需要建立更完善的潜在风险识别和预防策略。这包括改进供体筛查方法、优化FMT制剂的制备和储存流程、开发更安全的给药方式等。我们还需要考虑FMT可能带来的长期生态学影响,如微生物耐药性的传播、宿主基因组的潜在改变等。建立全面的风险评估体系和长期监测机制对于确保FMT在ICIs治疗中的安全应用至关重要。

微生物代谢产物与ICIs治疗

微生物代谢物已成为调控免疫反应和影响ICI疗效的重要介质。未来研究应重点阐明关键代谢物（特别是SCFAs、胆汁酸和色氨酸代谢产物）如何调节TME、T细胞功能以及ICI介导的免疫反应。这种机制性理解可能推动从传统FMT向精准代谢干预的转变，从而提高治疗效果。全面的代谢组学分析对于揭示FMT通过代谢调控影响ICI疗效的机制至关重要。这需要对患者来源的标本（粪便、血液和肿瘤组织）进行系统的代谢组学分析，不仅能够阐明FMT介导的免疫和代谢效应，还可能识别出预测治疗应答的新型生物标志物，从而进一步优化ICI疗法的个性化治疗策略。

微生物群落生态学研究

微生物群的战略性优化是研究的核心优先事项。尽管通过多供体方法提高微生物多样性可能增强ICI疗效，但关于单供体与多供体FMT在治疗结果上的直接比较仍缺乏确凿证据。未来研究应系统评估特定细菌物种或定义的微生物联合体在调节ICI疗效方面的相对有效性，同时探索多样化的微生物群整合策略。阐明移植微生物群与宿主原生微生物群之间的相互作用至关重要，这需要完善肠道准备方案和优化抗生素预处理方案。开发用于评估供体细菌定植能力及量化受体微生物群组成的可靠方法是基础工作。此外，研究FMT后微生物群落的稳定性和恢复能力对于优化治疗方案至关重要。借助先进的生物信息学和数学建模方法，可以预测微生物群落的动态变化，并为个性化治疗策略的制定提供指导。

药物微生物组学研究

随着我们对肠道微生物与药物相互作用认识的加深,药物微生物组学将成为FMT和ICIs研究的一个重要分支。我们需要深入研究肠道微生物如何影响ICIs和其他抗肿瘤药物的药代动力学和药效学。这包括微生物对药物的代谢转化、吸收和分布的影响,以及微生物代谢产物对药物作用的调节。例如，微生物组的变化可能会影响药物如左旋多巴的药代动力学,这是由于细菌酪氨酸脱羧酶对于左旋多巴的代谢产生了影响。抗癌药物也能与微生物之间相互作用。未来的研究应关注：FMT对于药物在肾脏和肝脏等不同器官中的药代动力学、药效学和代谢的影响？同时,我们需要进一步调料FMT如何帮助对肠道微生物群的理性修改，创造出有利受者的宿主-微生物组-药物相互作用。

从肠道菌群到肿瘤微环境的干预

未来的研究需要更多地关注肠-肿瘤轴,即肠道微生物如何通过各种途径影响远处肿瘤的微环境。我们需要深入研究肠道菌群产生的代谢物、细胞因子和其他信号分子如何通过血液循环到达肿瘤部位,并影响肿瘤细胞、免疫细胞和基质细胞的功能。这种系统性的研究方法将有助于我们更全面地理解FMT对ICIs疗效的影响机制。此外,瘤内菌群的靶向干预也是一个新兴的研究方向。越来越多的证据表明,肿瘤组织本身也存在独特的微生物群落,这些微生物可能直接影响肿瘤的生长、转移和对治疗的反应。未来,我们可能需要考虑如何通过FMT或其他方法来调节瘤内菌群,从而增强ICIs的抗肿瘤效果。这可能涉及到新的给药途径的开发,如局部注射或靶向递送系统等。

通过配合饮食进一步改善FMT的效果

饮食作为影响肠道微生物组的重要因素,其在FMT和ICIs联合治疗中的作用值得深入研究。未来的研究应探索如何通过饮食干预来优化FMT的效果并增强ICIs的疗效。这可能包括设计特定的膳食模式（如高纤维饮食、地中海饮食、抗炎饮食等）来促进有益菌群的生长和代谢产物的产生。同时,我们需要研究饮食、FMT和ICIs三者之间的相互作用,以制定最优的综合治疗策略。例如,有研究表明,抗炎饮食结合FMT与溃疡性结肠炎(UC)的良好反应相关。FMT结合发酵纤维在代谢综合征(MetS)患者中增加了胰岛素的敏感性。此外,功能性食品和营养补充剂在FMT和ICIs联合治疗中的应用也是一个值得探索的方向。例如,特定的益生元、多酚类化合物或者短链脂肪酸前体。

多组学整合人工智能

随着高通量测序技术和生物信息学的快速进步，综合多组学分析在FMT和ICI研究中正扮演着日益关键的角色。未来的研究应致力于整合多种组学数据，包括宏基因组学、转录组学、代谢组学和蛋白质组学，以全面阐明FMT对宿主-微生物-肿瘤相互作用的影响。这种系统生物学方法有望揭示新的生物标志物和治疗靶点，从而为个性化治疗奠定基础。人工智能（AI）和机器学习技术在这一领域的应用预计将进一步加强。这些先进的计算方法能够从海量多组学数据中提取关键信息，预测治疗反应，并优化治疗策略。例如，AI可用于设计最佳的FMT配方、预测患者对ICI的应答情况，以及识别潜在的不良反应风险。此外，AI算法还能通过建模微生物-宿主-肿瘤网络的复杂交互，为精准医学提供新的视角。然而，在应用AI时必须认识到其固有的局限性和潜在偏差，以确保其在临床决策中的合理使用。这包括数据集偏倚、算法透明性不足以及对小样本量的敏感性等问题。因此，开发标准化的AI模型验证流程、强化数据质量控制，并结合临床专家的判断，将是确保AI技术高效且负责任地用于FMT和ICI研究的关键。通过多组学与AI技术的结合，研究人员可以更深入地了解FMT对宿主免疫系统的动态调节机制，探索ICI疗效的微生物学驱动因素，并开发更加精准有效的治疗方案。这种跨学科的整合将为未来的癌症免疫治疗带来显著突破。

监管挑战

FMT在ICI治疗中的临床应用面临重要的监管和伦理挑战，需要仔细权衡和解决。各司法辖区对FMT的监管框架差异显著，一些国家将其归类为生物制品，而另一些国家则将其视为组织移植或药物产品。这些分类差异显著影响了FMT的生产标准、储存协议以及临床应用，从而对FMT在ICI治疗中的实施造成影响。为了在ICI疗法中标准化FMT的应用，同时确保足够的灵活性以适应科学进展并保障患者安全，建立统一的国际监管框架至关重要。

伦理考量

FMT-ICI联合治疗的伦理领域呈现出独特的挑战，特别是在知情同意和供体相关问题上。这种联合治疗模式的复杂性，包括其未知的长期影响和潜在风险，要求进行严格全面的知情同意过程。供体筛查协议需要针对ICI治疗的特定需求进行调整，包括对免疫状态和肿瘤病史的评估。保护供体隐私，尤其是关于长期健康状况变化的信息，需系统性地进行评估和执行。
为应对这些伦理挑战，可以组建一个由医学专家、伦理学家、法律专业人士、患者倡导者和政策制定者组成的多学科国际伦理委员会。此外，加强公众教育对于提高社会对FMT-ICI联合治疗的理解和接受度也至关重要。这不仅有助于消除公众的误解，还能促进患者对这种治疗模式的知情选择。

FMT的替代方法研究

研究FMT的替代方法是推动微生物群基础免疫治疗发展的重要前沿。尽管FMT具有治疗潜力，但精确定义的细菌联合体提供了更标准化和可控的治疗方法。新兴证据表明，经过策略性设计的细菌组合在调节免疫反应和增强ICI治疗效果方面表现出良好的疗效。例如，一项针对MET4的II期临床试验表明，这种由细菌菌株定义的联合体与ICI联合使用在晚期实体瘤患者中显示出令人鼓舞的初步安全性结果，并对免疫调节产生积极作用。替代性递送方法也越来越受到关注。例如，研究表明，冷冻干燥的胶囊化细菌制剂能够在保持治疗效果的同时提升稳定性，并简化给药过程。此外，基于代谢产物的治疗方法也成为另一种有前景的替代策略。最近的研究表明，吲哚-3-甲醛（3-IAld）（一种微生物色氨酸代谢产物）能够通过调节宿主免疫和微生物群组成，在保护ICI诱导的结肠炎的同时维持抗肿瘤疗效。这些研究表明，代谢物调控可能为ICI治疗提供更精准且可控的微生物群调节方案。相比传统FMT，这些替代方法在癌症免疫治疗中可能提供更安全、更可控的微生物群调节策略，同时降低与传统FMT相关的安全隐忧。随着技术的进步，这些创新方法可能成为未来微生物群治疗的重要方向。

结论

FMT在ICIs治疗中的应用前景广阔,但仍面临诸多挑战和机遇。针对FMT在ICIs中的争议效果以及其潜在机制，未来的研究需要从多个层面深入探讨FMT与ICIs的相互作用机制,优化联合治疗策略,并确保其长期安全性,并努力实现让FMT有助于ICIs的临床获益。大规模临床试验、微生物群落生态学研究、代谢组学分析、多组学整合和AI应用等将是推动这一领域发展的关键。同时,我们需要加强跨学科合作,将微生物学、免疫学、肿瘤学和生物信息学等领域的知识和技术有机结合,以全面提升FMT在ICIs治疗中的应用水平。尽管FMT面临诸多挑战,但它仍将是探索微生物组在健康和疾病中作用的重要工具。FMT研究产生的假设和关联性发现将继续推动机制研究和新型微生物疗法的开发。随着研究的不断深入,我们有望开发出更精准、更有效的FMT-ICIs联合治疗策略,为癌症患者带来新的希望。在这个快速发展的领域中,我们需要保持开放和创新的态度,同时也要谨慎和负责任地推进研究,以确保最终的临床应用既安全又有效。

How to Cite: Lin, A., Jiang, A., Huang, L., Li, Y., Zhang, C., Zhu, L., … Luo, P. (2025). From chaos to order: optimizing fecal microbiota transplantation for enhanced immune checkpoint inhibitors efficacy. Gut Microbes, 17(1). https://doi.org/10.1080/19490976.2025.2452277.

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