國際活菌藥物研究現狀及展望

智發(fā)朝，王曄，劉洋洋，李平,梁德寶

隨著微生物組學的研究深入，越來越多的研究證據顯示微生物與人體的健康密切相關[1-2]，特定的活菌對于多種疾病有較好的治療效果[3-4]。人體有70%以上的黏膜免疫發(fā)生在腸道，通過復雜的免疫機制，腸道和腸道菌群與全身器官產生緊密聯系，腸道菌群作為一個核心要素已逐漸得到深入認識。

益生菌的開發(fā)歷程可分為兩個階段，第一階段為益生菌作為膳食補充劑或輔助治療(常見食品可使用菌種/菌株)，期間逐漸認識到益生菌對于腸道腹瀉、便秘等有一定作用，這一階段經歷了數十年。近年來，隨著測序與分離技術的發(fā)展，發(fā)現了更多的與疾病密切相關、但尚無人體應用歷史的新菌種，進入到第二階段，即Next-generation probiotics(二代益生菌或新一代益生菌)階段，核心為利用新菌種或工程菌、按藥物(Live Biotherapeutic Products，活體生物藥)進行開發(fā)[5]。

利用微生物作為生物標志物以評估疾病進展、干預疾病是目前基礎和轉化研究的熱門方向。國際上涌現了一批科研機構及企業(yè)正致力于將活菌作為治療手段開發(fā)利用，特別是開發(fā)成活菌藥物。

1 活菌藥物開發(fā)的指導原則

關于益生菌類產品的開發(fā)，2000年以來有一系列的指南，包括2002年WHO和FAO《益生菌食品評價指南》[6]、2006年歐盟PROSAFE項目(Biosafety Evaluation of Probiotic Lactic Acid Bacteria for Human Consumption)對益生菌安全性評價的建議[7]、2013年挪威食品安全科學委員會(VKM)《醫(yī)院病人用益生菌的評價指南》[8]、2014年VKM《益生菌食品安全性評價的指導原則》[9]等。

上述指南仍以食品或膳食補充劑為主。第一個明確按藥物出現的指南，是2016年美國FDA/CBER發(fā)布的“EarlyClinicalTrialswithLiveBiotherapeuticProducts:Chemistry,Manufacturing,andControlInformation，活體生物藥的早期臨床：CMC信息”(以下簡稱“FDA指南”)。該指南側重的是LBP早期臨床階段的CMC相關技術要求。

指南將LBP定義為一種生物活性藥物，具有如下特征：①含有活的生物體，如細菌；②用于預防、處理、治療人類疾病或適應癥；③非疫苗。核心要點為，按新藥開發(fā)，明確適應癥，進行系統的菌株、藥效、安全性、CMC和臨床評價。除了生物制品的一些共性特點外，FDA指南提示了活菌藥物特有的研究重點，如鑒定到株水平，穩(wěn)定性，菌株的抗生素敏感性、耐藥及是否轉移，是否存在移位可能，產品的生產控制與穩(wěn)定性等。

中國藥典(2015版)中也有相關指南(微生態(tài)活菌制品總論)，對庫檢定、產品制備、檢定等進行了要求[10]。

2 國際活菌藥物在研現狀

FDA指南明確指出(也是藥物開發(fā)所必須)，LBP要有明確的適應癥，同時在特定適應癥上的臨床效果也必須經過嚴格的臨床試驗來證實。

實際上，目前國際上按藥物批準的活菌藥物極少，如Mutaflor，其適應癥為潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis，UC)緩解期的維持治療，支持的臨床證據包括3項在UC患者中進行的隨機雙盲對照試驗，采用的陽性藥物均為UC緩解期維持治療的一線藥物——美沙拉嗪[11-13]。

此外，目前國際上在研的活菌藥物品種有數十個，均處于臨床試驗和臨床前階段(表1、2)。進入臨床研究階段的品種有20個左右，集中在消化疾病、泌尿、皮膚。消化領域，多針對炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)、艱難梭菌感染(Clostridium difficile infection，CDI)、腸易激綜合征(irritable bowel syndrome，IBS)、壞死性小腸結腸炎等適應癥，有糞便菌、微生物組合物、復合菌、單菌和工程菌。國內僅彎曲乳桿菌(Lactobacilluscrispatus, CTV-05，用于細菌性陰道炎，同類菌株LACTIN-V已在國外進入臨床)一個品種進入臨床。

臨床前研究階段的活菌藥物應用領域除了前述的消化、泌尿和皮膚外，還連續(xù)出現了自身免疫疾病、腫瘤、感染類，這也從另外一個方面反映了活菌藥物的應用廣泛，有較大的開發(fā)價值。

國內活菌藥物研發(fā)的進度遠落后于國際。CDE檢索發(fā)現，新申請臨床的僅有彎曲乳桿菌(Lactobacilluscrispatus, CTV-05，用于細菌性陰道炎)和SK08活菌散(Bacteroidesfragilis，ZY-312，用于IBS和IBD，無同類菌株申請臨床先例)兩項。

早期發(fā)現階段，探討的方向更多，例如治療代謝性疾病、腫瘤治療的聯合用藥、工程菌導入抗體治療腫瘤等。

表2 國際臨床前階段的活菌藥物(截止2019-01-30，信息來源：湯森路透)

值得指出的是，國內目前有20余個微生態(tài)活菌制品(此類品種在美國或歐盟均未被作為藥物批準)，基本上都是90年代末00年代初開發(fā)。10多年后回顧，在藥物評價的多個環(huán)節(jié)上有進一步提高和完善的可能。如在適應癥方面，上述微生態(tài)活菌制品基本上都是籠統的“各種原因引起的急慢性腹瀉”，而不是嚴格的適應癥。相應地，規(guī)范的臨床試驗證據也不足。

3 活菌藥物在開發(fā)與評價過程中一些值得考慮的關鍵問題

3.1 臨床定位與療效指標

對于特定適應癥，與現有治療手段(化藥、生物藥)相較，如何定位？一線、二線還是三線？頭對頭能直觀比較療效，但方案設計(對臨床效果的預期)與倫理值得考慮。聯合用藥一個顯見問題是市場價值。主要療效指標為現有臨床金標準，微生物或菌群指標可能只是次要指標或者科研觀察?？紤]到腸道微生態(tài)與活菌藥物的特性，基于微生物組的精準診斷和治療是否可行？

3.2 臨床藥理藥代研究

化學藥物有經典的DMPK研究。蛋白、抗體等生物大分子藥物，也有相應的藥代動力學研究?；诨罹幬锏奶匦?，難以進行相同的研究，但可考察活菌在體內的分布定植，作為輔助判斷。VP20621的人體臨

床研究中，收集糞便或直腸拭子，然后用特異性的培養(yǎng)基分離培養(yǎng)目標菌，并使用REA法進行分子分型[14]，但該類方法適用于非腸道原籍菌的品種。對于屬于人體原籍菌屬的品種，可采用一些生物/化學標記方法，在動物實驗中可進行，在人體評價上則受限。

3.3 臨床安全性評價特點

臨床前的安全性評價(包括菌株安全性評價和GLP安全性評價)，有著具體要求，此處不再深入討論。較之化藥和一般生物制品，活菌藥物的臨床安全性更好，不良反應少，但仍存在一定的風險。活菌藥物在理論上可能會帶來4類不良反應，包括胃腸道相關不良反應、感染、有害的代謝作用、易感個體的過度免疫刺激以及基因轉移[15]，后兩者目前在臨床上并無發(fā)生的相關證據[15]，其余3類不良反應的主要表現見表3。在臨床試驗中，應充分考慮到活菌藥物可能引起的不良反應(表4)，并制定好應急方案，做好藥物預警。

表3 益生菌相關不良反應

表4 活菌藥物臨床研究中的不良反應

3.4 藥學研究特點

活菌藥物有著特有的藥學特性，直接影響到藥物的關鍵評價，其中比較突出的是穩(wěn)定性?；罹幬锒嗖环€(wěn)定，質量標準中活菌數多為規(guī)定下限(現也有某些品種規(guī)定了上下限)，加之活菌分析方法(活菌計數)的偏差較大，所以在進行劑量耐受性研究和臨床量效關系時，特別要注意這點。

4 展望

按照藥物開發(fā)的活菌藥物，開發(fā)者對于其適應癥和臨床定位必須有清晰的認識。一方面是基于臨床前研究和臨床應用效果的判斷；另一方面是臨床方案的科學設計和評價，譬如對已有標準藥物治療手段的適應癥、對于腫瘤和代謝性疾病等。

不同于目前機制清晰的藥物(如激酶抑制劑和抗體類藥物)，活菌藥物候選物的臨床前篩選和評價也是難點之一。目前人體微生物組學快速發(fā)展，對于微生物與疾病致病關系，包括微生物培養(yǎng)組與致病棲生菌譜(Pathobionts)研究、靶標確定以及新功能菌株分離將是研究重點。

From bench to bedside的產業(yè)化瓶頸。目前在國內，菌株分離和初步研究多在科研院所和醫(yī)院開展，進而的成藥性評價和臨床前研究極其困難，導致一些產業(yè)化關鍵點難以預先進行評估，比如厭氧菌的產品化。但隨著近年來國內產業(yè)的發(fā)展，這條研發(fā)產業(yè)鏈也在逐漸形成中。

從FDA和EMA批準臨床的品種來看，有單菌與復合菌外的成分復雜的混合菌品種，也有炎癥性腸病之外的多種適應癥，接受度較寬。國內由于活菌藥物品種申報極少，對于活菌藥物評價的一些關鍵點(如缺少人體服用歷史的新菌株的安全性評價、CMC開發(fā)的階段性要求)仍處于探索中，應盡快形成共識，推動我國活菌藥物的發(fā)展。