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FDA 对粪便微生物移植产品的监管考量
出自识林
2020-05-25
粪便微生物菌群移植（Fecal microbiota for transplantation，FMT）作为多种疾病的潜在干预手段有多项研究正在进行中，且感兴趣的研发者越来越多。有关美国 FDA 对 FMT 的监管，以及 FMT 供替筛选和制造注意事项有哪些？下面我们具体来看看 FDA 生物制品审评与研究中心疫苗研究与审评办公室细菌、寄生虫和过敏产品处粘膜病原体和细胞免疫学实验室的 Paul E. Carlson 博士在其最近发表在 Cell Host & Microbe 上的文章[1]中怎么说。
FDA 对粪便微生物群移植的规定
近年来，人们不仅对肠道菌群在健康和疾病中的作用有了了解，而且在操纵这些生物体治疗各种疾病方面的兴趣日益增长，其中研究最深入的是用于复发艰难梭菌（C. difficile）感染预防的微生物群。2013年，FDA和美国国家卫生研究院（NIH）联合举办了关于粪便微生物群移植（FMT）使用的联合研讨会。临床医生、研究人员、公众代表和政府人员参加了该研讨会。在这次研讨会上，FDA指出FMT的使用和任何用来评估其治疗或预防艰难梭菌感染的安全性和有效性的临床研究均受到FDA的监管。在研讨会之后，FDA生物制品审评与研究中心（CBER）发布了一份立即实施的行业指南文件，其中概述了有关FMT用于治疗对标准疗法无反应的艰难梭菌感染的研究用新药（IND ）申请要求行使自由裁量权的政策。该执法自由裁量权政策未扩展到可能正在研究的FMT其它适应症。之后，FDA发布两份行业指南，最近一次是在2016年发布的《关于粪便微生物群用于治疗对标准疗法无反应的艰难梭菌感染的研究用新药要求的执法政策 》，该指南尚未定稿。FDA目前正在审查和考虑对该指南文件草案的公众意见。因此，2013年颁布的立即执行指南中所述的政策目前仍然有效，2013 年指南版 本已从官网上消失，可通过识林查看。
FDA关于筛选粪便捐献者的注意事项
预期研究 FMT 对于任何适应症的安全性和有效性的研究申办人 将寻求招募健康个体作为粪便供替。确定捐献者的健康状况通常涉及各种指标的使用，包括健康调查表、血液检测和直接粪便检测。2019 年 6 月 FDA 发布了安全性警告，通知医务人员和患者有关使用FMT可能造成严重或威胁生命的感染的潜在风险。接受研究性FMT的两名免疫功能低下的患者发生了抗药性大肠杆菌菌株的侵袭性感染。其中一人死亡。此外，由于这些严重的不良反应 ，FDA决定对于FMT的任何研究用途都需要额外保护，并通知所有IND申请持有人关于筛选耐多药生物（MDRO）风险和携带者并检测粪便中 MDRO的额外要求。这些额外的筛选和测试程序也已传达给非IND持有人。这些程序包括排除接触这些生物的风险较高的人员（即，医护人员，最近住院的人员或定期去医疗诊所或从事医疗旅游的人员），以及对于所关注微生物的额外直接粪便检测。这些生物包括产生超广谱β-内酰胺酶（ESBL）的肠杆菌科细菌，耐万古霉素的肠球菌（VRE），耐卡巴培南的肠杆菌科（CRE）和耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）。鼻或直肠周拭子培养是仅对MRSA进行粪便检测的可接受替代方法。在发布安全警告后，除针对MDRO进行供体检查和粪便检测的建议之外，FDA还收到了有关针对单个粪便供体进行全面供替筛查和粪便检测的建议的疑问。FDA给出了有关FMT供体的血液和粪便检测的列表。出于特定原因，用于特定研究的供体检测方案可能与列表有所不同，包括正在研究的适应症和拟定患者人群，并且应设计为将感染传播给FMT接受者的风险降至最低。随着关注新病原体的出现，该清单随时间更新。
应确定供体血液和粪便测试的时间，以最大程度地减少错过感染或相关生物暂时性转移的可能性。在某些情况下，可能需要定期检测各个捐献者的血液和粪便，而其它研究则可能需要对提供的每份粪便进行检测。定期或“拦截性”检测通常要求至少每60天对供体血液和粪便进行所有相关潜在病原体的检测，并且对于从供体衍生的制成FMT产品应予以隔离，直到该个体的检测结果可用并且所有检测均被确认为阴性。应当在收到最后一次捐献后的14天进行HIV检测，并且只有在检测结果为阴性的情况下才允许使用材料。
制造注意事项
在确定将供体粪便制成最终FMT产品的最佳方法时，应考虑许多因素，包括剂型 ，可以是用于上消化道或下消化道的液体或胶囊。考虑在研适应症以及与疾病相关的细菌家族也很重要。应采用一些方法来保持细菌的生存力，特别是对于被认为对特定疾病很重要的微生物。例如，有许多文献将普拉梭菌的减少与克罗恩病和炎症性肠病患者的疾病相联系，表明该微生物体可能具有治疗作用。由于已知该微生物高度易受氧气的影响，因此在收集和加工过程中采取额外的措施来保护粪便中的材料免受氧气影响，以确保最终FMT产品中包括该生物。在许多情况下，感兴趣的生物尚未被完全鉴别或表征，在这种情况下，保护粪便样品免于暴露在氧气中可能有利于确保尽可能多地保存存活微生物，以保持供体粪便的整个微生物组成。评估暴露于氧气后粪便中微生物总体生存能力的研究表明，总体微生物群落结构发生了显着变化，观察到厌氧菌水平降低。这可能会影响正常有氧条件下所生产产品的功效。
如果产品是冷冻或冻干 的，则可能需要考虑其他因素。必须确定最佳贮存条件，包括缓冲液、温度和允许的贮存时间，以确定产品的有效期。由于细菌膜和细胞壁的生理在不同物种之间会有所不同，因此某些生物可能对冻/融循环或冻干过程更为敏感，因此，根据在研适应症，确定这些过程的最佳条件可能至关重要。
FMT产品制造将需要用某些方法来测定产品效价，并将其作为产品放行标准的一部分来执行。该测定还将用作长期稳定性 计划的一部分。对于FMT产品，效价测定应是对最终产品中存在的总存活微生物体的估计。这可以是使用简单的稀释系列和平板测定法测量每剂总活菌落形成单位（CFU）的方法。但该测定方法无法测量产品中存在的所有生物，因为某些微生物无法在培养基类型或为效价测定选择的温育条件下生长，所以该测定仅提供了可随时间推移以及在试剂之间进行比较的生存力估计。使用膜专用染料来鉴定样品中的活微生物与死微生物是该产品类别效价分析的另一种选择。可以通过显微镜或流式细胞术通过计数排除非渗透性染料（即活生物体）的细菌数来计算总存活微生物体。其它潜在的效价测定方法可能是使用基于qPCR的方法评估总存活微生物。但是，应该采取步骤以确保可以区分活微生物和死微生物。一种可能的解决方案是使用已发表的基于单叠氮化丙锭（PMA）的方法。
无论选择哪种方法来测定效价，该测定法也将被用作产品稳定性程序的一部分。对于使用FMT产品的临床试验 ，必须在开始研究之前向IND提供证明研究用产品在计划的临床研究期间具有稳定性的数据。应制定和设计稳定性程序，包括对产品随时间推移的效价的评估，并应提供足够的数据证明该产品至少在所提议的临床研究过程中仍然有效。
结论
多年来，随着科学的发展和新信息的可用，对安全性和产品特性的要求不断发展，包括供体筛选和检测、粪便检测、效价测定和稳定性研究。由于FMT产品用于改变微生物群以治疗疾病，因此对于研究人员和开发人员而言，重要的是要考虑制造过程如何影响其所开发产品的微生物群内单个物种的生存力，以及这些改变可能对产品安全性和有效性产生的影响。
参考文献 Carlson Jr, P. E. (2020). Regulatory considerations for fecal microbiota transplantation products. Cell Host & Microbe, 27(2), 173-175.
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