展望粪菌移植：解决3大难题，或会迎来春天！

这是《肠道产业》第 204 篇文章

编者按：

昨天我们介绍了一家研究粪菌移植（FMT）疗法的微生物组公司——Finch Therapeutics 公司，今天我们再次关注 FMT。

（关于 Finch Therapeutics 公司的更多内容，推荐阅读：获全球最早专利，握 5 万人 FMT 数据，这家公司做药如何？）

虽然我们常常能看到 FMT 的报道，看似只是将一个人的粪菌移植到另一个人身上，但实际上，背后的操作过程并非那么简单。

尤其是在去年发生了 2 起由于 FMT 造成的耐药性大肠杆菌的侵袭性感染事件后，大家对 FMT 安全性更是高度关注。

那么要如何确保 FMT 供体是健康的？FMT 产品要做哪些筛选检查？如何保证最终的产品具有效果？

今天我们结合 Cell 子刊发表的 Regulatory Considerations for Fecal Microbiota Transplantation Products，特别撰写此文。希望该文能够为读者带来一些帮助与启发。

FMT引发的讨论

近年来，我们对肠道菌群在健康和患病人群中所发挥的作用有了更深入的了解，并且逐渐开始尝试通过调控微生物来治疗不同的疾病，其中研究得最充分的问题之一就是对复发性艰难梭菌感染的预防。

而在预防艰难梭菌感染复发的诸多治疗方法中，最受关注就是粪菌移植（FMT）疗法。

FMT 作为一种应对多种疾病的潜在干预措施，正在被广泛研究。无疑，FMT 为我们带来了巨大的惊喜，但是在 FMT 实施过程中，也产生了一系列有关效力和安全性的问题。

2013 年， FDA 和 NIH 举办了一场以 FMT 为主题的联合研讨会，参会人员包括临床医生、研究人员、公众和政府雇员等。

在这次研讨会上，FDA 指出：任何用于艰难梭菌感染治疗或预防的 FMT，以及相关用于评估安全性和效力的临床研究，都应接受 FDA 监管。

此次研讨会之后，FDA 的生物制品评价与研究中心（CBER）立即发布了一份要求产业界即刻执行的指导文件。

目前为止，FDA 已发布了两份与 FMT 相关的行业指导文件草案，最近的一份文件于 2016 年发布（FDA, 2016）。不过，目前，尚未执行 2016 年的指导文件，因为 FDA 仍在评审和认真考虑大家对 2016 年发布的行业指导文件草案的反馈意见。

那么 FDA 都对 FMT 产品有哪些建议？我们应该如何筛选合适的供体呢？在生产 FMT 产品的时候应该注意哪些问题？又要如何检测产品的效力呢？

让我们一一来解答这些问题。

粪便供体如何筛选

在研究 FMT 治疗疾病时的安全性和效力时，研究发起人最盼望的，毫无疑问，是能够招募到健康的粪便供体。而确定捐献者的健康状况，通常要使用到多种考核方式，包括健康问卷、血液检测和直接粪便检测。

2019 年 6 月，FDA 发布了一项安全警告，告知医疗服务提供者和患者：使用 FMT 可能会导致严重的甚至危及生命的潜在感染风险。

因为有两名接受 FMT 治疗的免疫缺陷患者都出现了耐药性大肠杆菌的侵袭性感染，而其中一名患者因感染而死亡（FDA/CBER,2019a）。

此外，由于这些严重的不良反应，FDA 提出，任何 FMT 的研究都需要增加额外的保护措施，并且还通知所有新药研究（IND）申请人要加入多重耐药微生物风险（MDRO）检测。

同时，这些增加的筛选和检测程序也传达给了非 IND 申请者（FDA/CBER, 2019b）。

具体地，这些筛选包括：排除暴露于相关微生物的高风险个体（例如，卫生保健工作者、近期有住院史的个体、定期拜访医疗诊所或从事医疗旅游的个体）以及检测粪便相关微生物。

在安全警告发布后，FDA 收到了很多有关如何使用个体捐赠的粪便的咨询，主要关于在对供体进行全面的筛选、粪便检测和多重耐药微生物检测时，有何推荐规范。

表 1 提供了一份血液和粪便检测清单，这些检测通常决定了一个人是否有资格成为粪便供体。

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不过，由于各种原因，某项特定研究的供体检测方法可能与这份清单不一致，影响结果的因素包括所研究的病症不同和所关注的患病人群的差异等，但供体检测方法的宗旨都应该是将 FMT 受体的感染风险降到最低。

另外，当新的致病菌出现时，该列表应该及时得到更新。

除了确定具体的检测内容以外，还应该确定供体血液和粪便检测的时间点，以最大程度地减少错过感染或相关生物短暂定植的可能性。

在某些情况下，对个体捐献者的血液和粪便进行定期的检测就足够了。但是，某些研究可能就需要对供体所提供的每一份粪便都进行检测。这通常要求以高于 60 天/次的频率，周期性地对供体粪便和血液的所有潜在病原菌进行检测。

然后，只有在确定所有的检测结果为阴性时，基于这些粪便所制造出来的 FMT 产品才可进行检疫隔离。在最后一批捐赠的粪便收到的 14 天后，还要进行 HIV 病毒检测。只有检测结果全部为阴性，这些粪便才可获准被使用。

生产过程中的注意事项

有了合规的粪便后，就需要我们确定生产方法以获得 FMT 产品。在确定最佳生产方法时，我们需要综合考虑多种因素。给药方式（如采用液体药物还是胶囊），所研究的病症的具体情况以及与该疾病或症状相关的细菌家族都在这些考虑因素内。

毋庸置疑的是我们应该积极采取措施以确保细菌的活力，尤其是那些被怀疑对某个特殊病症有非常重要作用的细菌。

例如，许多研究已经报道，在克罗恩病和炎症性肠病患者中，普氏粪杆菌的减少与疾病有关，这表明这种微生物可能具有治疗作用（Caoet al.,2014; Hedin et al.,2017; LopezSiles et al., 2018; Sokolet al.,2008）。

因为这种微生物对氧气非常敏感（Duncan et al., 2002），所以在粪便收集和处理过程中，应该要采取额外措施保护排泄物不受氧气破坏，以确保最终的 FMT 产品中含有这种微生物，这可能有利于提高治疗效果。

不过，在大多数情况下，我们所感兴趣的粪菌可能尚未完全被鉴定或甄别出来。所以，在这种情况下，我们更要妥善保存好粪便样本，通过不让样本暴露于氧气中，来尽可能地保有更多的活细菌，以保护供体粪便微生物的完整性。

评估暴露于氧气后粪便微生物组存活率变化的多项研究发现，厌氧菌的数量减少时，粪便微生物群落结构会发生显著改变（Chu et al., 2017; Papanicolas et al., 2019）。这些研究表明，在正常有氧条件下进行生产时，FMT 产品的功效可能会受到影响。

如果 FMT 产品在使用过程中涉及到冷冻或溶解，那么我们还必须考虑其它因素。必须确定最佳存储条件，包括选择合适的缓冲液种类、适宜的温度和所允许的存储时间等。因为这些因素对产品保质期来说很关键。

由于不同细菌的细胞膜和细胞壁的生理状态差异巨大，因此某些微生物可能会对反复冻融和冻干的反应更加敏感。故而，以所研究的病症为出发点，因地制宜地确定操作过程所使用的最佳反应条件显得尤为重要。

评估产品效力

另外，FMT 产品还需要确定某项试验方法作为评估产品效力的方案，具体来说，这个方案要能确定最终产品中总体活菌的数量。

常见方法是通过梯度稀释和平板培养的方法，测定单位剂量药品中的总活菌菌落形成单位（CFUs）。

虽然这种方法并不能测定产品中的微生物总量，因为其中的一些微生物并不能在试验所提供的培养基类型和培养条件下生长，但它却提供了一个预估细菌活力的方法。

而且选择此种方法，允许我们在不同的时间节点或使用不同的培养方法比较产品效力。

评估 FMT 产品效力的另一种可选方案是使用膜不通透性染料来鉴定样本中的活菌和死菌。通过显微镜镜检或者流式细胞术检测的方法，计算排斥染料的细菌的数目，也就是活细菌数，来计算总活菌数。

其它的效力测定方法还包括基于 qPCR 技术的方法等。

然而，上述方法可能都不够精确。为了能够准确区分活菌和死菌，我们或许需要寻找新的解决方案，一种可能的解决办法是使用已发表的基于丙二嗪（PMA）的方法（Chu et al.,2017; Papanicolas etal., 2019）。

总之，无论选择何种方法来评估产品效力， 我们都应制定和设计一个产品稳定性测试项目，内容包括随着时间的推移评估产品效力的变化，以及提供充分的数据证实，至少在计划的时间内，该产品可保持原有的效力不变。

FMT的未来

FMT 产品的合规生产，并确保其在临床试验中的安全性和效力很重要。

不过，由于 FMT 产品是通过改变肠道菌群来达到治疗疾病的目的，因此，我们还要重点考虑生产过程会如何改变产品中单个菌种的活力，以及这些改变对产品的安全性和效力带来怎样的影响等问题。

虽然目前 FMT 产品还面临着诸多挑战，但是相信随着微生物组研究的不断进步和检测方法的不断突破，FMT 产品的生产会越来越成熟。

参考文献与原文来源

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参考文献：
1.Cao,Y., Shen, J., and Ran, Z.H. (2014). Association between Faecalibacteriumprausnitzii Reduction and Inflammatory Bowel Disease: A Meta-Analysis andSystematic Review of the Literature.Gastroenterol. Res. Pract. 2014, 872725.2.Chu,N.D., Smith,M.B., Perrotta, A.R., Kassam, Z.,and Alm, E.J. (2017). ProfilingLiving Bacteria Informs Preparation of Fecal Microbiota Transplantations. PLoSONE 12, e0170922.3.Duncan,S.H., Hold, G.L., Harmsen, H.J., Stewart, C.S., and Flint, H.J. (2002). Growthrequirements and fermentation products of Fusobacterium prausnitzii, and aproposal to reclassify it as Faecalibacterium prausnitzii gen. nov., comb.nov.Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 52, 2141–2146.4.FDA(2013). Enforcement Policy Regarding Investigational New Drug Requirements forUse of Fecal Microbiota for Transplantation to Treat Clostridium difficileInfection Not Responsive to Standard Therapies. A Guidance from the Food andDrug Administration, Department of Health and Human Services. July 2013,FDA-2013-D-0811-0002. https://www.fda.gov/media/86440/download.5.FDA(2016). Enforcement Policy Regarding Investigational New Drug Requirements forUse of Fecal Microbiota for Transplantation to Treat Clostridium difficileInfection Not Responsive to Standard Therapies; Draft Guidance forIndustry;Availability. A Notice from the Food and Drug Administration,Department of Health and Human Services. March 1, 2016, FDA-2013-D-0811-0022.https://www.govinfo.gov/content/pkg/FR 2016-03-01/pdf/ 2016-04372.pdf.6.FDA/CBER(2019a). Important Safety AlertRegarding Use of Fecal Microbiota forTransplantation and Risk of Serious Adverse Reactions Due to Transmission ofMulti-Drug Resistant Organisms. https://www.fda.gov/vaccines -blood-biologics/safety-availability-biologics/important-safety-alert-regarding-use-fecal-microbiota-Transplantation-and-risk-serious-adverse.7.FDA/CBER(2019b). Information Pertaining to Additional Safety Protections Regarding Useof Fecal Microbiota for Transplantation – Screening and Testing of Stool Donorsfor Multi-drug Resistant Organisms.https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/safety-availability-biologics/information-pertaining-additional-safety-protections-regarding-use-fecal-microbiota-transplantation.8.Hedin,C.R., van der Gast, C.J., Stagg, A.J.,Lindsay, J.O., and Whelan, K. (2017). Thegut microbiota of siblings offers insights into microbial pathogenesis ofinflammatory bowel disease. Gut Microbes 8, 359–365.9.Lopez-Siles,M., Enrich-Capo ´ , N., Aldeguer, X.,Sabat-Mir, M., Duncan, S.H., Garcia-Gil,L.J., and Martinez-Medina,  M. (2018).Alterations in the Abundance and Co-occurrence of Akkermansia muciniphila andFaecalibacterium prausnitzii in the Colonic Mucosa of Inflammatory Bowel DiseaseSubjects. Front. Cell. Infect. Microbiol.8, 281.10.Office of the Federal Register(2019). Code of Federal Regulations Title 21, part 312.Revised April 1, 2019.https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=312.2311.Papanicolas, L.E., Choo, J.M., Wang,Y., Leong,L.E.X., Costello, S.P., Gordon, D.L., Wesselingh,S.L., and Rogers,G.B. (2019). Bacterial viability in faecal transplants: Which bacteria survive?EBioMedicine 41, 509–516.12.Sokol, H., Pigneur, B., Watterlot,L., Lakhdari, O., Bermu ´ dez-Humara ´ n, L.G., Gratadoux, J.J., Blugeon, S.,Bridonneau, C., Furet, J.P., Corthier, G., et al. (2008). Faecalibacteriumprausnitzii is an anti-inflammatory commensal bacterium identified by gutmicrobiota analysis of Crohn disease patients. Proc. Natl. Acad. Sci. USA105,16731–1673
本文核心内容编译自：Carlson Jr, Paul E. "Regulatory considerations for fecal microbiotatransplantation products." Cell Host & Microbe 27.2 (2020): 173-175.

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作者｜Paul E.Carlson Jr

编译｜朱国利
审校｜617
编辑｜崔心伟