大家好，我是來自軍事醫(yī)學研究院的畢玉晶。

首先感謝熱心腸先生的邀請，特別榮幸和大家分享活體生物藥的一些研究進展。也特別高興能把我們在前期的一些研究成果和研究經驗與大家一起分享。

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如果關注活菌藥物及相關產業(yè)的朋友，前一段時間一定會被一條消息刷屏，那就是知易公司的 SK08 項目獲得臨床試驗通知書。但是對這一領域不太熟悉的人士可能就有些困惑：為什么一株藥物獲批臨床實驗會引起如此大的關注呢？

如果想解決這個問題，我們就需要從一個關鍵詞說起，那就是活體生物藥。

什么是活體生物藥呢？活體生物藥的英文名稱是 Live Biotherapeutic，美國 FDA 藥品評估研究中心對活體生物藥已經有一個比較明確的定義，并且對于活體生物藥早期臨床研究也給出了指南。

在指南中 FDA 明確指出，活體生物藥是指含有活的微生物（如細菌）的藥物，可以用于預防、處理、治療人類疾病和適應癥。但是它不是疫苗，也不是可過濾的病毒，一般來說是不會通過注射方式給藥的。

FDA 舉了兩個例子，一個例子是用一株或多株乳桿菌治療消化性疾??；另一個例子是通過陰道給藥來治療細菌性陰道炎。

此外重組活體生物藥也是被 FDA 接受的。重組活體生物藥主要是指通過有目的的增加、刪減或改變遺傳物質方式獲得的微生物來構成的一個藥物劑型。

但是考慮到重組活體生物藥的特殊性，FDA 也特別強調，如果研究機構或者藥企想提交重組活體生物藥，特別建議這些公司要與 FDA 進行額外的交流。

有研究者將活體生物藥也看作是二代益生菌。那么想了解活體生物藥，就讓我們先從益生菌說起。

早在 19 世紀 50 年代，就有法國著名的微生物學家——巴斯德發(fā)現了乳酸菌，隨后有研究者從牛奶中分離得到了乳酸菌，繼而雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌也陸續(xù)被報道。

在 20 世紀，人們普遍認識到，實際上這一類細菌對人類健康是有好處的，并且給了它 Probiotic 也就是益生菌這樣一個統(tǒng)稱。

直到 2001 年，FAO 和 WHO 給了益生菌一個比較明確的定義，那就是——活的微生物，適量服用對人體健康有益。

2003 年的時候，第一株益生菌（植物乳桿菌）的全基因組測序完成了，標志著益生菌的基因組時代的到來。

而就像前面我們提到的，2016年 FDA 給了活體生物藥一個明確的臨床指南。

一代益生菌有哪些特點呢？首先它來源于有限的種屬，最常見的就是雙歧菌屬和乳酸菌屬。

了解腸道微生物的人都知道，我們的腸道中大部分細菌來自于四個菌門，分別是厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門和放線菌門。雙歧桿菌屬于放線菌門，乳桿菌和乳酸菌屬于厚壁菌門。

在腸道微生物中占有非常大比重的是擬桿菌門，然而在一代益生菌漫長的應用過程中，是沒有一株細菌來自于擬桿菌門的。

此外，一代益生菌應用歷史盡管很長，但目前來看它主要還是作為食品和膳食補充劑。

可能有人會說，我們現在去醫(yī)院的時候，醫(yī)生會以藥品的形式給我們開出一些益生菌。但實際上，這些早期以藥品形式存在的益生菌，在源頭并沒有嚴格按照藥物進行開發(fā)。

那么一代益生菌和二代益生菌（也就是我們說的活體生物藥）之間的區(qū)別在哪兒呢？

一個就是它們的應用歷史，我們都知道，二代益生菌目前是沒有任何應用歷史的。

在這里舉兩個例子，一個細菌就是 AKK 細菌，也就是噬黏蛋白阿克曼氏細菌。

這個細菌是在 2000 年之后才被研究者分離、發(fā)現、培養(yǎng)出來的。在這個細菌被發(fā)現的頭幾年，它一直是默默無聞的。但是到了 2010 年之后，研究者陸續(xù)發(fā)現，實際上這個細菌和人類健康是密切相關的。

另外一個例子就是前面我們提到的 SK08 活菌。

它是一株脆弱擬桿菌，來自于擬桿菌門，實際上這也就是為什么 SK08 菌株獲批臨床之后引起人們廣泛關注的主要原因之一，因為它是來自一個從未被作為益生菌使用的這么一株細菌。

除了它們的應用歷史以外，實際上一代益生菌和活體生物藥的另一個主要區(qū)別來自于它們的應用范圍。

一代益生菌更多的是應用于我們的食物和食品中的膳食補充劑，那么二代益生菌是要有明確的臨床適應癥，也就是說在臨床上我們作為藥品使用，它是要對癥的。那么這就決定了活體生物藥在其臨床前研究和臨床研究時，必須要嚴格按照藥品的形式進行。

其實一直以來，研究者對于益生菌的作用原理、作用機制的研究從未減慢過他們的腳步。

最開始，大家對益生菌的認識可能更多的是來源于對消化系統(tǒng)的改善作用。隨著研究的不斷深入，越來越多的研究證實，益生菌對于人體的益處，可能遠遠不只是在消化系統(tǒng)。

比方說，在肥胖、糖尿病中，益生菌也被報道可能會發(fā)揮很大的作用，在神經系統(tǒng)中，比如自閉癥，無論是在動物實驗上還是在小部分人群實驗上，已經顯示了某些益生菌特別好的利處。

不同的益生菌作用的原理不一樣，對于宿主的作用機制也不盡相同。

在這里我舉了一個例子，2015 年的時候就已經有研究者報道，一株雙歧桿菌可以協(xié)助抗 PD-1 抗體在抗腫瘤治療中發(fā)揮顯著效果。

大家都知道，腫瘤的免疫治療在 2018 年獲得了諾貝爾生理學醫(yī)學獎，可見益生菌的聯(lián)合用藥和其輔助用藥，對于腫瘤的免疫治療應用前景十分廣闊。

既然益生菌對我們身體可能產生這么多好處，那么目前國際上已經進入臨床，或待進入臨床活體生物藥的研究狀況如何呢？

我們可以看一下，目前嚴格按照活體生物藥這個標準，已經被批準和接受的活體生物藥是很少的。

舉個例子，在德國獲批的 Mutaflor 主要是適用于潰結（潰瘍性結腸炎）緩解期的維持治療，它的主要支持證據來自于三項臨床的隨機雙盲對照實驗。而且所有的實驗所采用的陽性對照藥物，都是潰結緩解期的一線藥物——美沙拉嗪。

這是已經獲批的活體生物藥，實際上更多的活體生物藥還處于臨床前和臨床階段。

上面這張圖片顯示的，就是部分進入臨床的活體生物藥名單。大部分顯示的是 3 期和 2 期的，其實還有一些進入臨床的活體生物藥是處于 1 期地位。 

總體的數目大約也就 20 多種，圍繞的領域主要就是三個大的領域——一個是消化道領域的疾病，一個就是泌尿感染，還有一個是皮膚系統(tǒng)的相關疾病。菌株的構成包括糞菌、復合菌、單菌以及一些工程菌。

這是已經進入到臨床階段的活體生物藥的情況。實際上，在臨床前階段關于活體生物藥的相關研究的范圍更廣，它可能更多地涉及到了自身免疫疾病、腫瘤和感染類疾病。

那么回過頭來，我們來看一看國內研究到底到了什么階段？

我們通過國家藥品監(jiān)督管理局藥品評審中心的網站，以“細菌”和“生物制藥”進行搜索。我們只找到了兩項，而其中的第二項還是一個疫苗，疫苗是不屬于活體生物藥。

所以說從目前情況來看，只有一項——是利用陰道乳桿菌治療細菌性陰道炎的。加上我們剛剛提到的獲批的 SK08 項目，實際上加到一起也只有兩項。這也就是為什么 SK08 項目獲批引起廣泛關注的另一個主要原因。

可見，與國際上的研究相比，我們國內的研究還是有些滯后的。

那么如何突破活體生物藥的研究瓶頸？

我很榮幸參與到 SK08 項目的一些臨床前研究，在這里我將我們的研究結果和一些研究經驗與大家一起來分享，希望能助力我們國家活體生物藥的研究。

像任何一項科研工作一樣，在開始 SK08 項目臨床前研究的時候，文獻閱讀是我們認為最重要的工作之一。

早在 2005 年的時候就已經有報道顯示，脆弱擬桿菌及其莢膜多糖 PSA 對 T 細胞是有免疫調控效果的。繼而的研究顯示，脆弱擬桿菌可能對腸炎和自閉癥是有顯著改善療效的。陸續(xù)的，一些關于脆弱擬桿菌作用機理的文章也被報道出來。

與此同時，南方醫(yī)科大學智發(fā)朝教授團隊成功地從一個健康的嬰兒糞便中分離到了一株脆弱擬桿菌。

在我們進行這項工作的時候，FDA 還沒有頒布活體生物藥臨床研究指南，我們更多的是參考美國、歐盟等各個組織關于益生菌的指南和一些指導原則。

同時呢，結合我國藥典關于微生態(tài)制劑的要求，列了以下四個大的研究方面。

第一部分就是菌株的分離培養(yǎng)與鑒定，實際上菌株分離培養(yǎng)這個工作已經完成了，所以說在臨床前研究階段的重點是菌株的鑒定；第二部分就是菌株的安全性評價，在活體生物藥臨床前研究菌株安全性評價是非常重要的；第三部分和第四部分分別圍繞著藥效和機制研究展開。

在菌株分離培養(yǎng)與鑒定的時候，我們首先對我們獲得到的菌株進行了形態(tài)學的觀察，觀察了它是不是有溶血性，它是不是可以移動。

我們使用革蘭染色法鑒定了它是一株革蘭陰性細菌，也通過了光鏡下的觀察、電鏡下的觀察得到這個細菌的大小以及一些超微結構。

在利用 16S rRNA 基因測序之后，我們通過 pubmed 上的基因庫比對，進一步明確了這株細菌的分類地位。

就像剛剛我說到的一樣，菌株安全性評價非常重要，它也決定了這株菌株是否能滿足后續(xù)產業(yè)化的需要。我們就結合各個國家關于益生菌安全評價的準則、指南和要求制定了以下三大方面的研究方向。

第一個研究方向叫做微生態(tài)活菌制劑常規(guī)研究。常規(guī)的一些研究項目更多包含的就是形態(tài)學檢查、生理生化鑒定、藥敏實驗、耐酸耐膽鹽評價和小鼠毒性評價。

21 世紀作為基因組的時代，關于任何一個可能的活體生物藥，在菌株的研究上一定不能忽略全基因組的研究。

第二部分研究是基于全基因組測序的研究，包含了基因型鑒定、產腸毒素基因的分析、毒力因子分析、耐藥基因分析和傳代穩(wěn)定性分析。

在這里，產腸毒性分析是脆弱擬桿菌特異的菌種水平分析，如果大家做其他的細菌，可以根據細菌的特性來設計特異的基因分析。

對于毒力因子和耐藥基因，我們更多的就是通過數據庫的比對。如果通過數據庫比對上了某些毒力因子的可能存在，那么我們就會對這些毒力因子進行逐一的分析，看看它到底是不是有潛在的致病性。

耐藥基因也是同樣的道理，對于比對上的耐藥基因，我們會利用體外的藥敏試驗來完成這個分析，看一看這株細菌到底有沒有耐藥基因存在，耐藥基因是否真的發(fā)揮作用。

另外一點就是傳代穩(wěn)定性。實際上傳代穩(wěn)定性是衡量一株細菌是否容易發(fā)生變異的一個特別重要的手段，它也是來衡量這株細菌是否滿足后續(xù)產業(yè)化所需的一個重要指標。

在這個研究中，我們將這個細菌進行了連續(xù) 100 代的傳代，傳代之后我們分析了它的全基因組，也做了致病性相關的這些檢查。

除了這兩個部分以外，我們又設計了基于其它安全考慮的研究項目，包括細胞粘附評價和細胞毒性評價。這兩部分更多的是來考量細菌的菌體本身、培養(yǎng)上清液（代表的就是它的代謝產物）以及細菌裂解液對于細胞有哪些影響。

考慮到 FDA 的特別強調，在對益生菌菌株進行安全性評價的時候，一定要采用免疫缺陷的動物來進行評價。在此呢，我們就設計了裸鼠的毒性評價實驗。

那么對于 GLP 安評實驗，我們是委托有資質的企業(yè)完成了相關的實驗。

整體來說，我們對于這株 SK08 菌株進行了比較全面的安全性評價，幾乎將所有可能考慮到的安全性要點都納入進來了。

在藥效學研究方面，我們的前期研究顯示，這株脆弱擬桿菌可能會抑制某些致病菌?；铙w成像就顯示出來，這株脆弱擬桿菌在小鼠體內是可以抑制副溶血弧菌的。

板崎桿菌是自噬性小腸結腸炎的一個主要的致病細菌。體內外研究也顯示，這株脆弱擬桿菌可以抑制板崎桿菌的侵襲，可以抑制板崎桿菌給一些上皮細胞帶來的裂解和凋亡，以及維持上皮細胞的屏障。

抗生素相關腹瀉現在在臨床上是比較常見的。我們的研究也顯示，這株脆弱擬桿菌在大鼠身上可以調節(jié)大鼠的腸道菌群并維持腸道屏障，來保護大鼠免受抗生素相關腹瀉的傷害。

關于機制研究，首先我們想來看一看這株細菌在動物體內定植情況。活體成像顯示，這株細菌在動物體內可以定植達到 48 小時以上，而且其定植部位主要是盲腸和結腸。

此外關于機制研究，我們還想探索一下這株細菌和免疫細胞之間是否能發(fā)生相互作用，它是怎么影響免疫細胞的。

我們的研究結果顯示，這株細菌的代謝產物能夠誘導 M1 型巨噬細胞，促進巨噬細胞的吞噬能力。

那么綜合上面四個大的研究方向，我們對 SK08 這株菌株進行了比較全面的臨床前的相關研究。

結合我們的研究結果以及現有的一些文獻報道，對于活體生物藥我還有以下幾點思考和大家一起來探討。

首先，活體生物藥不同于任何一個化學藥品，它有一個特殊性。就像上面這張圖片所顯示的，它的特殊性來自于細菌本身，也就是說我們的細菌都是活的細胞。

那么就引申出這樣一個問題，當這個細菌活體生物藥從藥廠生產出來的時候，它一定是有一個活體細胞數目的存在，而且是嚴格要求它的數目要達到什么程度。

但是當這個活體生物藥在患者手中真正開始應用的時候，它活菌的數目能達到多少？不同的活菌數目對于藥效到底有多大的影響？實際上目前還沒有相關的報道。

從這個問題就可以引出另外一個問題，它會讓藥企思考一下——我們如何通過改變劑型，如何通過添加一些保護劑來更好地維持活菌目前的一種狀態(tài)，進而來維持它的藥效？

從藥房和患者的角度，他們應該思考的是，到底給這個活體生物藥一個什么樣的環(huán)境來幫助它維持活菌的數目，以期最終發(fā)揮良好的藥效？

我認為這些是由活菌生物藥的特殊性導致的，也是值得我們思考的一個問題。

像其他的化學藥品和生物藥品一樣，實際上活體生物藥還需要考慮的就是它的安全性，安全性也是所有藥品當中最為重要的一點。

與其它的化藥和生物制品相比，從臨床反應來看，活體生物藥的不良反應率還是比較低的，處在了一個比較安全的角度。但是任何一種藥品都是存在安全風險的，從目前來看，活體生物藥主要的安全風險來自四個方面。

第一個方面就是消化道的反應，比方說可能會出現惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉；第二個方面來自于它可能的一些代謝產物所引起的毒性反應；第三個方面，畢竟它還是一種細菌，所以說它還是有潛在感染的風險；第四個方面比較極端，就是可能會引起個別敏感的個體產生一些過激的免疫反應。

當然了，對于第四點目前也沒有相關的臨床報道，也沒有臨床的證據來支持。但是不管怎么說，一個藥品的安全性始終是第一位的。當一個活體生物藥真正面向臨床的時候，我們一定要做好藥物的安全預警。

那么目前活體生物藥到底該如何定位呢？我們可以考慮它是作為一線用藥、二線用藥還是輔助用藥呢？

從目前的情況來看，大多數活體生物藥還是處于輔助用藥和聯(lián)合用藥的地位。

但是我個人認為，這個還是要根據不同細菌的特性以及它所針對的臨床癥狀，我們要因菌制宜，還是不要一概而論的。

在演講的最后，我給大家?guī)淼氖?2019 年美國微生物學會“細菌作畫”比賽的一等獎作品——“連年有余”。這是利用了不同形態(tài)、顏色的細菌在瓊脂上給我們展現出來的畫作。

我想就像這幅畫作一樣，伴隨著我們人類一生的微生物一直在給我們帶來驚喜。

從致病菌到共生菌，到益生菌，再到活體生物藥，人們在不斷地發(fā)現、認識細菌，人們在不斷地利用細菌，使其幫助實現人類健康，實現細菌的“無所不能”。

最后我想說，活體生物藥任重道遠，我們一起努力！

謝謝大家！