大家好，我是來(lái)自軍事醫(yī)學(xué)研究院的畢玉晶。

首先感謝熱心腸先生的邀請(qǐng)，特別榮幸和大家分享活體生物藥的一些研究進(jìn)展。也特別高興能把我們?cè)谇捌诘囊恍┭芯砍晒脱芯拷?jīng)驗(yàn)與大家一起分享。

本演講的幻燈片 .pdf 版將在熱心腸菌群微信群分享，感興趣的讀者請(qǐng)按以下方法申請(qǐng)入群：

如果關(guān)注活菌藥物及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的朋友，前一段時(shí)間一定會(huì)被一條消息刷屏，那就是知易公司的 SK08 項(xiàng)目獲得臨床試驗(yàn)通知書。但是對(duì)這一領(lǐng)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(shí)驗(yàn)會(huì)引起如此大的關(guān)注呢？

如果想解決這個(gè)問(wèn)題，我們就需要從一個(gè)關(guān)鍵詞說(shuō)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(guó) FDA 藥品評(píng)估研究中心對(duì)活體生物藥已經(jīng)有一個(gè)比較明確的定義，并且對(duì)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(xì)菌）的藥物，可以用于預(yù)防、處理、治療人類疾病和適應(yīng)癥。但是它不是疫苗，也不是可過(guò)濾的病毒，一般來(lái)說(shuō)是不會(huì)通過(guò)注射方式給藥的。

FDA 舉了兩個(gè)例子，一個(gè)例子是用一株或多株乳桿菌治療消化性疾??；另一個(gè)例子是通過(guò)陰道給藥來(lái)治療細(xì)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(guò)有目的的增加、刪減或改變遺傳物質(zhì)方式獲得的微生物來(lái)構(gòu)成的一個(gè)藥物劑型。

但是考慮到重組活體生物藥的特殊性，F(xiàn)DA 也特別強(qiáng)調(diào)，如果研究機(jī)構(gòu)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(jìn)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(shuō)起。

早在 19 世紀(jì) 50 年代，就有法國(guó)著名的微生物學(xué)家——巴斯德發(fā)現(xiàn)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(bào)道。

在 20 世紀(jì)，人們普遍認(rèn)識(shí)到，實(shí)際上這一類細(xì)菌對(duì)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(gè)統(tǒng)稱。

直到 2001 年，F(xiàn)AO 和 WHO 給了益生菌一個(gè)比較明確的定義，那就是——活的微生物，適量服用對(duì)人體健康有益。

2003 年的時(shí)候，第一株益生菌（植物乳桿菌）的全基因組測(cè)序完成了，標(biāo)志著益生菌的基因組時(shí)代的到來(lái)。

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

一代益生菌有哪些特點(diǎn)呢？首先它來(lái)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(xì)菌來(lái)自于四個(gè)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(zhǎng)的應(yīng)用過(guò)程中，是沒(méi)有一株細(xì)菌來(lái)自于擬桿菌門的。

此外，一代益生菌應(yīng)用歷史盡管很長(zhǎng)，但目前來(lái)看它主要還是作為食品和膳食補(bǔ)充劑。

可能有人會(huì)說(shuō)，我們現(xiàn)在去醫(yī)院的時(shí)候，醫(yī)生會(huì)以藥品的形式給我們開出一些益生菌。但實(shí)際上，這些早期以藥品形式存在的益生菌，在源頭并沒(méi)有嚴(yán)格按照藥物進(jìn)行開發(fā)。

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

一個(gè)就是它們的應(yīng)用歷史，我們都知道，二代益生菌目前是沒(méi)有任何應(yīng)用歷史的。

在這里舉兩個(gè)例子，一個(gè)細(xì)菌就是 AKK 細(xì)菌，也就是噬黏蛋白阿克曼氏細(xì)菌。

這個(gè)細(xì)菌是在 2000 年之后才被研究者分離、發(fā)現(xiàn)、培養(yǎng)出來(lái)的。在這個(gè)細(xì)菌被發(fā)現(xiàn)的頭幾年，它一直是默默無(wú)聞的。但是到了 2010 年之后，研究者陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上這個(gè)細(xì)菌和人類健康是密切相關(guān)的。

另外一個(gè)例子就是前面我們提到的 SK08 活菌。

它是一株脆弱擬桿菌，來(lái)自于擬桿菌門，實(shí)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(guān)注的主要原因之一，因?yàn)樗莵?lái)自一個(gè)從未被作為益生菌使用的這么一株細(xì)菌。

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

一代益生菌更多的是應(yīng)用于我們的食物和食品中的膳食補(bǔ)充劑，那么二代益生菌是要有明確的臨床適應(yīng)癥，也就是說(shuō)在臨床上我們作為藥品使用，它是要對(duì)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(shí)，必須要嚴(yán)格按照藥品的形式進(jìn)行。

其實(shí)一直以來(lái)，研究者對(duì)于益生菌的作用原理、作用機(jī)制的研究從未減慢過(guò)他們的腳步。

最開始，大家對(duì)益生菌的認(rèn)識(shí)可能更多的是來(lái)源于對(duì)消化系統(tǒng)的改善作用。隨著研究的不斷深入，越來(lái)越多的研究證實(shí)，益生菌對(duì)于人體的益處，可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是在消化系統(tǒng)。

比方說(shuō)，在肥胖、糖尿病中，益生菌也被報(bào)道可能會(huì)發(fā)揮很大的作用，在神經(jīng)系統(tǒng)中，比如自閉癥，無(wú)論是在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上還是在小部分人群實(shí)驗(yàn)上，已經(jīng)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(duì)于宿主的作用機(jī)制也不盡相同。

在這里我舉了一個(gè)例子，2015 年的時(shí)候就已經(jīng)有研究者報(bào)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(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，可見益生菌的聯(lián)合用藥和其輔助用藥，對(duì)于腫瘤的免疫治療應(yīng)用前景十分廣闊。

既然益生菌對(duì)我們身體可能產(chǎn)生這么多好處，那么目前國(guó)際上已經(jīng)進(jìn)入臨床，或待進(jìn)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(yán)格按照活體生物藥這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)被批準(zhǔn)和接受的活體生物藥是很少的。

舉個(gè)例子，在德國(guó)獲批的 Mutaflor 主要是適用于潰結(jié)（潰瘍性結(jié)腸炎）緩解期的維持治療，它的主要支持證據(jù)來(lái)自于三項(xiàng)臨床的隨機(jī)雙盲對(duì)照實(shí)驗(yàn)。而且所有的實(shí)驗(yàn)所采用的陽(yáng)性對(duì)照藥物，都是潰結(jié)緩解期的一線藥物——美沙拉嗪。

這是已經(jīng)獲批的活體生物藥，實(shí)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(jìn)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(shí)還有一些進(jìn)入臨床的活體生物藥是處于 1 期地位。 

總體的數(shù)目大約也就 20 多種，圍繞的領(lǐng)域主要就是三個(gè)大的領(lǐng)域——一個(gè)是消化道領(lǐng)域的疾病，一個(gè)就是泌尿感染，還有一個(gè)是皮膚系統(tǒng)的相關(guān)疾病。菌株的構(gòu)成包括糞菌、復(fù)合菌、單菌以及一些工程菌。

這是已經(jīng)進(jìn)入到臨床階段的活體生物藥的情況。實(shí)際上，在臨床前階段關(guān)于活體生物藥的相關(guān)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(guò)頭來(lái)，我們來(lái)看一看國(guó)內(nèi)研究到底到了什么階段？

我們通過(guò)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局藥品評(píng)審中心的網(wǎng)站，以“細(xì)菌”和“生物制藥”進(jìn)行搜索。我們只找到了兩項(xiàng)，而其中的第二項(xiàng)還是一個(gè)疫苗，疫苗是不屬于活體生物藥。

所以說(shuō)從目前情況來(lái)看，只有一項(xiàng)——是利用陰道乳桿菌治療細(xì)菌性陰道炎的。加上我們剛剛提到的獲批的 SK08 項(xiàng)目，實(shí)際上加到一起也只有兩項(xiàng)。這也就是為什么 SK08 項(xiàng)目獲批引起廣泛關(guān)注的另一個(gè)主要原因。

可見，與國(guó)際上的研究相比，我們國(guó)內(nèi)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(xiàng)目的一些臨床前研究，在這里我將我們的研究結(jié)果和一些研究經(jīng)驗(yàn)與大家一起來(lái)分享，希望能助力我們國(guó)家活體生物藥的研究。

像任何一項(xiàng)科研工作一樣，在開始 SK08 項(xiàng)目臨床前研究的時(shí)候，文獻(xiàn)閱讀是我們認(rèn)為最重要的工作之一。

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

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

在我們進(jìn)行這項(xiàng)工作的時(shí)候，F(xiàn)DA 還沒(méi)有頒布活體生物藥臨床研究指南，我們更多的是參考美國(guó)、歐盟等各個(gè)組織關(guān)于益生菌的指南和一些指導(dǎo)原則。

同時(shí)呢，結(jié)合我國(guó)藥典關(guān)于微生態(tài)制劑的要求，列了以下四個(gè)大的研究方面。

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

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

我們使用革蘭染色法鑒定了它是一株革蘭陰性細(xì)菌，也通過(guò)了光鏡下的觀察、電鏡下的觀察得到這個(gè)細(xì)菌的大小以及一些超微結(jié)構(gòu)。

在利用 16S rRNA 基因測(cè)序之后，我們通過(guò) pubmed 上的基因庫(kù)比對(duì)，進(jìn)一步明確了這株細(xì)菌的分類地位。

就像剛剛我說(shuō)到的一樣，菌株安全性評(píng)價(jià)非常重要，它也決定了這株菌株是否能滿足后續(xù)產(chǎn)業(yè)化的需要。我們就結(jié)合各個(gè)國(guó)家關(guān)于益生菌安全評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則、指南和要求制定了以下三大方面的研究方向。

第一個(gè)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(xiàng)目更多包含的就是形態(tài)學(xué)檢查、生理生化鑒定、藥敏實(shí)驗(yàn)、耐酸耐膽鹽評(píng)價(jià)和小鼠毒性評(píng)價(jià)。

21 世紀(jì)作為基因組的時(shí)代，關(guān)于任何一個(gè)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(cè)序的研究，包含了基因型鑒定、產(chǎn)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(chǎn)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(xì)菌，可以根據(jù)細(xì)菌的特性來(lái)設(shè)計(jì)特異的基因分析。

對(duì)于毒力因子和耐藥基因，我們更多的就是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì)。如果通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)上了某些毒力因子的可能存在，那么我們就會(huì)對(duì)這些毒力因子進(jìn)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(duì)于比對(duì)上的耐藥基因，我們會(huì)利用體外的藥敏試驗(yàn)來(lái)完成這個(gè)分析，看一看這株細(xì)菌到底有沒(méi)有耐藥基因存在，耐藥基因是否真的發(fā)揮作用。

另外一點(diǎn)就是傳代穩(wěn)定性。實(shí)際上傳代穩(wěn)定性是衡量一株細(xì)菌是否容易發(fā)生變異的一個(gè)特別重要的手段，它也是來(lái)衡量這株細(xì)菌是否滿足后續(xù)產(chǎn)業(yè)化所需的一個(gè)重要指標(biāo)。

在這個(gè)研究中，我們將這個(gè)細(xì)菌進(jìn)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(guān)的這些檢查。

除了這兩個(gè)部分以外，我們又設(shè)計(jì)了基于其它安全考慮的研究項(xiàng)目，包括細(xì)胞粘附評(píng)價(jià)和細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)。這兩部分更多的是來(lái)考量細(xì)菌的菌體本身、培養(yǎng)上清液（代表的就是它的代謝產(chǎn)物）以及細(xì)菌裂解液對(duì)于細(xì)胞有哪些影響。

考慮到 FDA 的特別強(qiáng)調(diào)，在對(duì)益生菌菌株進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)的時(shí)候，一定要采用免疫缺陷的動(dòng)物來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在此呢，我們就設(shè)計(jì)了裸鼠的毒性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

那么對(duì)于 GLP 安評(píng)實(shí)驗(yàn)，我們是委托有資質(zhì)的企業(yè)完成了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

整體來(lái)說(shuō)，我們對(duì)于這株 SK08 菌株進(jìn)行了比較全面的安全性評(píng)價(jià)，幾乎將所有可能考慮到的安全性要點(diǎn)都納入進(jìn)來(lái)了。

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

板崎桿菌是自噬性小腸結(jié)腸炎的一個(gè)主要的致病細(xì)菌。體內(nèi)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(xì)胞帶來(lái)的裂解和凋亡，以及維持上皮細(xì)胞的屏障。

抗生素相關(guān)腹瀉現(xiàn)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(diào)節(jié)大鼠的腸道菌群并維持腸道屏障，來(lái)保護(hù)大鼠免受抗生素相關(guān)腹瀉的傷害。

關(guān)于機(jī)制研究，首先我們想來(lái)看一看這株細(xì)菌在動(dòng)物體內(nèi)定植情況?；铙w成像顯示，這株細(xì)菌在動(dòng)物體內(nèi)可以定植達(dá)到 48 小時(shí)以上，而且其定植部位主要是盲腸和結(jié)腸。

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

我們的研究結(jié)果顯示，這株細(xì)菌的代謝產(chǎn)物能夠誘導(dǎo) M1 型巨噬細(xì)胞，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬能力。

那么綜合上面四個(gè)大的研究方向，我們對(duì) SK08 這株菌株進(jìn)行了比較全面的臨床前的相關(guān)研究。

結(jié)合我們的研究結(jié)果以及現(xiàn)有的一些文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)于活體生物藥我還有以下幾點(diǎn)思考和大家一起來(lái)探討。

首先，活體生物藥不同于任何一個(gè)化學(xué)藥品，它有一個(gè)特殊性。就像上面這張圖片所顯示的，它的特殊性來(lái)自于細(xì)菌本身，也就是說(shuō)我們的細(xì)菌都是活的細(xì)胞。

那么就引申出這樣一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)這個(gè)細(xì)菌活體生物藥從藥廠生產(chǎn)出來(lái)的時(shí)候，它一定是有一個(gè)活體細(xì)胞數(shù)目的存在，而且是嚴(yán)格要求它的數(shù)目要達(dá)到什么程度。

但是當(dāng)這個(gè)活體生物藥在患者手中真正開始應(yīng)用的時(shí)候，它活菌的數(shù)目能達(dá)到多少？不同的活菌數(shù)目對(duì)于藥效到底有多大的影響？實(shí)際上目前還沒(méi)有相關(guān)的報(bào)道。

從這個(gè)問(wèn)題就可以引出另外一個(gè)問(wèn)題，它會(huì)讓藥企思考一下——我們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)改變劑型，如何通過(guò)添加一些保護(hù)劑來(lái)更好地維持活菌目前的一種狀態(tài)，進(jìn)而來(lái)維持它的藥效？

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

我認(rèn)為這些是由活菌生物藥的特殊性導(dǎo)致的，也是值得我們思考的一個(gè)問(wèn)題。

像其他的化學(xué)藥品和生物藥品一樣，實(shí)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(dāng)中最為重要的一點(diǎn)。

與其它的化藥和生物制品相比，從臨床反應(yīng)來(lái)看，活體生物藥的不良反應(yīng)率還是比較低的，處在了一個(gè)比較安全的角度。但是任何一種藥品都是存在安全風(fēng)險(xiǎn)的，從目前來(lái)看，活體生物藥主要的安全風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自四個(gè)方面。

第一個(gè)方面就是消化道的反應(yīng)，比方說(shuō)可能會(huì)出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉；第二個(gè)方面來(lái)自于它可能的一些代謝產(chǎn)物所引起的毒性反應(yīng)；第三個(gè)方面，畢竟它還是一種細(xì)菌，所以說(shuō)它還是有潛在感染的風(fēng)險(xiǎn)；第四個(gè)方面比較極端，就是可能會(huì)引起個(gè)別敏感的個(gè)體產(chǎn)生一些過(guò)激的免疫反應(yīng)。

當(dāng)然了，對(duì)于第四點(diǎn)目前也沒(méi)有相關(guān)的臨床報(bào)道，也沒(méi)有臨床的證據(jù)來(lái)支持。但是不管怎么說(shuō)，一個(gè)藥品的安全性始終是第一位的。當(dāng)一個(gè)活體生物藥真正面向臨床的時(shí)候，我們一定要做好藥物的安全預(yù)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(lái)看，大多數(shù)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(gè)人認(rèn)為，這個(gè)還是要根據(jù)不同細(xì)菌的特性以及它所針對(duì)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)?lái)的是 2019 年美國(guó)微生物學(xué)會(huì)“細(xì)菌作畫”比賽的一等獎(jiǎng)作品——“連年有余”。這是利用了不同形態(tài)、顏色的細(xì)菌在瓊脂上給我們展現(xiàn)出來(lái)的畫作。

我想就像這幅畫作一樣，伴隨著我們?nèi)祟愐簧奈⑸镆恢痹诮o我們帶來(lái)驚喜。

從致病菌到共生菌，到益生菌，再到活體生物藥，人們?cè)诓粩嗟匕l(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)細(xì)菌，人們?cè)诓粩嗟乩眉?xì)菌，使其幫助實(shí)現(xiàn)人類健康，實(shí)現(xiàn)細(xì)菌的“無(wú)所不能”。

最后我想說(shuō)，活體生物藥任重道遠(yuǎn)，我們一起努力！

謝謝大家！