我們知道，腸道微生物群對人類健康和福祉很重要，調節宿主代謝，塑造免疫系統並防止病原體定植。

通過糞便微生物群移植（FMT）恢復平衡多樣的微生物群，已成為研究疾病發病機制中微生物群因果關係的潛在治療策略和有前途的工具。

然而，FMT 帶來了後勤方面的挑戰和潛在的安全風險，如病原微生物的轉移、不期望的表型（如肥胖）的潛在轉移，或在生命後期發展疾病的風險增加。

因此，一種更可控、更個性化的培養有益微生物混合物可能是更好的選擇。

這些有益微生物中的大多數將是宿主的內源性共生體，沒有長期安全有益的使用歷史，因此通常被稱為下一代益生菌（NGP）或活生物治療產品（LBP）。

植物乳桿菌菌株，其益生菌和功能特性及其促進健康的作用脫穎而出，可以很好地調節腸道菌群組成。

一項FMT研究發現共生產丁酸菌Anaerobutyricum spp.（以前稱為Eubacterium hallii）與代謝綜合徵受試者胰島素敏感性的提高有關。因此，著手進一步研究和開發這種潛在的有益微生物，並將重點放在Anaerobutyricum soehngenii L2-7等，因為它的特徵最好。

在小鼠模型中使用Anaerobutyricum soehngenii 完成臨床前試驗後，在受控條件下生產菌株，並進行了幾項臨床研究，以評估其在人體中的安全性和有效性。

本文將以植物乳桿菌為例，介紹其益生菌特性；以A.soehingeii為例，介紹用於臨床的的開發，為下一代益生菌的開發和測試提供了實踐指導。

01 下一代益生菌和活生物治療產品的定義

傳統的益生菌被定義為「活的微生物，當給予足夠的量時，會給宿主帶來健康益處」。這些微生物使用歷史悠久，被認為是安全的。

註：在美國具有公認安全（GRAS）狀態，在歐盟具有合格安全推定（QPS）狀態。

益生菌的使用可能代表一種調節腸道微生物群和改善人類疾病的治療策略。

相比之下，下一代益生菌（NGP）是一種沒有長期安全有益使用歷史的微生物，與傳統益生菌一樣，當以足夠的量給藥時，下一代益生菌對宿主健康有益。

2012年，美國食品和藥物管理局引入了活生物治療產品（LBP）一詞，定義為「一種生物產品」，其：

（1）含有活生物體，如細菌；

（2）適用於預防、治療或治癒人類疾病或病症；

（3）不是疫苗。

LBP在《歐洲藥典》（Ph.Eur.）中被定義為「含有活微生物（細菌或酵母）的供人類使用的醫藥產品」。然而，由於LBP除了微生物外還包括最終產品的配方，並且被定義為藥物產品，因此不應系統地使用該術語來替代NGP。

NGP一詞更為廣泛，包括LBP中存在的微生物和目前正在研究的、尚未在最終產品中配製的微生物。此外，NGPs既可以用作傳統益生菌等食品補充劑，也可以用作預防、治療或治癒疾病的醫藥產品。最後，轉基因微生物也可以被視為NGP，儘管最有可能作為LBP上市。

下圖示意性地描述了各種定義。

02 植物乳桿菌作為益生菌特性

植物乳桿菌是乳桿菌中最重要的成員之一，由於其出色的益生菌特性（良好的 GI 耐受性、粘附性、抗氧化性和抗菌性），它通常被用作益生菌。

✔ 抵抗胃腸道疾病

將微生物視為益生菌的一個基本特徵是能夠在人類胃腸道的惡劣條件下存活。

植物乳桿菌MA2菌株和B23菌株表現出良好的耐受性，可以在低pH值（2.5-3）下存活。植物乳桿菌KU15149 具有胃和膽汁鹽耐受性。

✔ 對腸黏膜和/或細胞外基質成分的粘附能力

粘附到上皮細胞的黏膜或粘附到腸道細胞外基質的成分是益生菌微生物的理想特徵，因為它們將有利於益生菌在宿主中的定植和持久存在。

兩種植物乳桿菌菌株DKL3 和 JGR2 分別顯示出 82.8% 和 79.6% 的粘附程度。

植物乳桿菌菌株 KACC11451 和 Wikim0112 的腸上皮粘附率約為 60–62%.

✔ 抗氧化活性

一些益生菌已被證明具有抗氧化活性，可減少氧化反應造成的損害。

• 植物乳桿菌DMDL 9010具有優異的抗氧化能力
• 植物乳桿菌N-1 的完整細胞中存在抗氧化化合物
• 植物乳桿菌Wikim0112 和 KACC11451 表現出超過 70% 的活性類似於超氧化物歧化酶 (SOD)
• 植物乳桿菌 KU15149 具有高豐度的抗氧化劑
• 植物乳桿菌 MA2 具有高抗氧化能力

✔ 細菌素生產

細菌素可以在食物和宿主中發揮各種益處，因為它們可以分別延長保質期和防止不必要的定植。許多植物乳桿菌菌株已被證明能夠產生細菌素，賦予這種微生物益生菌特性。

植物乳桿菌產生通常稱為 plantaricin 的細菌素。

KLDS1.0391、ZJ5、TN635、B23 和 AA135 菌株分別是細菌素 Plantaricin MG、Plantaricin ZJ5、細菌素 ST28MS 和 ST26MS、細菌素 BacTN635、細菌素 Lac-B23 和 Plantaricin AA135 的生產者，它們具有對幾種革蘭氏陰性菌的抗菌作用。

✔ 抗菌活性

益生菌的特點是抑制病原微生物的生長、發育和定植。

在植物乳桿菌的發酵代謝過程中，它會產生多種抗菌化合物（除細菌素外），其中可能包括有機酸，例如乳酸、檸檬酸、異丁酸和乙酸、乙醇、雙乙醯和 H2O2. 植物乳桿菌還可以產生具有天然抗真菌活性的胞外多糖。

• 植物乳桿菌WiKim0112 和 KACC11451的無細胞上清液顯示出抑制六種食源性病原體（即大腸桿菌）的能力
• 植物乳桿菌DMDL 9010 具有有效的抗菌成分，包括針對 4 種不同病原體的多種有機酸
• 植物乳桿菌SJ14中測定了對致病菌和機會性細菌（革蘭氏陰性和陽性）的抗菌能力以及對 8 種真菌的抗真菌能力

✔ 本土腸道調節

構成腸道微生物組的不同物種的生態平衡，對於預防傳染性和非傳染性疾病以及阻止微生物群平衡的紊亂至關重要。益生菌具有調整腸道菌群組成和糾正免疫系統異常反應的能力，從而對宿主產生不同的有益作用。

植物乳桿菌ZJ316 在體外腸道模型中發揮了微生物群的調節作用，增加了Veillonella的生長，這可以提高人體呼吸系統和消化系統的免疫力。同時減少了 Blautia 的存在。

註：Blautia與肥胖兒童的腸道炎症有關。

此外，ZJ316 菌株減少了腸桿菌科，包括共生生物和原發性和機會性病原體。

註：這些病原體很容易在發炎的腸道中繁殖，從而導致微生物群失衡。

不同植物乳桿菌菌株對腸道菌群的影響

更多關於植物乳桿菌的介紹詳見：

客觀認識植物乳桿菌 (L. plantarum) 及其健康益處

03 Anaerobutyricum soehngenii 的發現與分離

隨著全球肥胖流行病的惡化，代謝綜合徵的發病率急劇增加，比較容易患上心血管疾病和2型糖尿病。腸道微生物群的動態變化與代謝綜合徵的出現相關。

進一步研究腸道微生物群在代謝綜合徵中的因果作用 ↓↓↓

研究人員先前向患有代謝綜合徵的男性受試者輸注了來自瘦健康供體的糞便微生物群。輸注供體微生物群6周後，與自體FMT組相比，外周胰島素敏感性隨著丁酸產生菌的水平而增加。

在這些產生丁酸的細菌中，厭氧產丁酸菌在小腸中更為豐富，這表明其在通過丁酸產生調節胰島素敏感性方面具有潛在作用。

由於胰島素抵抗代謝綜合徵受試者的特點是產短鏈脂肪酸菌水平降低，口服丁酸鹽可改善飲食誘導的肥胖小鼠的胰島素抵抗和血脂異常。

因此研究人員得出結論，A.soehingenii可能是一種有前途的下一代益生菌，可改善胰島素抵抗。

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1996年，從嬰兒糞便中分離出的A.soehngenii菌株L2-7，以前被命名為E.hallii，是一種嚴格厭氧、革蘭氏陽性、過氧化氫酶陰性的Lachnospiracae科細菌。A.soehngenii菌是人類胃腸道核心菌群的一部分。與其他已知的丁酸鹽生產物種（如Roseburia和Faecalibacterium spp.）不同，A.soehingenii有能力在乙酸鹽存在下利用D-和L-乳酸鹽。此外，基因組中含有膽汁酸鈉共轉運蛋白和膽鹼水解酶基因，表明A.soehngenii 可以影響宿主膽汁酸代謝。

學習要點和方向

下一代益生菌的開發通常採用兩種策略。

1

第一種方法是將特定菌株的存在與健康表型相關聯，並探討該菌株是否對疾病表型有因果影響。

迄今為止，已經使用測序技術確定了許多NGP候選株，以選擇患病受試者中豐度耗盡的菌株或與FMT治療成功相關的菌株。

第二種策略是採用具有良好特徵的益生菌菌株，並對該菌株進行基因修飾，例如通過生物活性分子的生產和遞送，從而賦予健康益處。

後一種方法將導致轉基因生物（GMO）在世界各地受到特定法規的約束，如歐盟。

2

無論用於識別或生成NGP的策略如何，在體內研究任何健康益處之前，需要在體外充分表徵候選菌株。

下圖總結了除了菌株的基因分型和表型外，必須評估的最重要特徵。

此外，必須記錄菌株的起源和隨後的操縱或基因修飾。如果存在任何抗微生物耐藥基因或毒力基因，則應評估人體微生物群向其他微生物傳播的可能性，並採取措施減輕這種風險。

當下一代益生菌用於患有免疫抑制的上皮屏障損傷的患者時，應確定細菌易位的風險。徹底的菌株特徵評估對於在健康或患病人群中使用NGP的潛在安全問題至關重要。

04 Anaerobutyricum soehngenii 臨床前發展

在對A.soehngenii進行體外測試後，研究人員轉向動物模型，以評估該菌株對胰島素敏感性的安全性和有效性。

首先，在厭氧條件下生產了一批臨床前的A.soehngenii。

簡而言之，培養物在厭氧條件下生長至指數階段結束，通過厭氧離心濃縮，用磷酸鹽緩衝鹽水（PBS）洗滌，最後用10%甘油稀釋至100μl的106、108和1010菌落形成單位（CFU）濃度。

通過16S rRNA測序和細胞形態學的顯微評估來評估純度。

通過最可能數（MPN）分析評估生存能力，並通過顯微分析確認。樣品直接儲存在−80°C下，並在生產6個月內使用，在此期間生存能力穩定。

此外，其中一些樣品在2年內進行了穩定性測試，以支持臨床試驗的產品開發。

接下來，研究人員在雄性糖尿病（db/db）小鼠中進行了一項劑量發現研究，以測試口服A.soehingeii對胰島素敏感性和脂質代謝的安全性和有效性。

每天用A.soehingeii或安慰劑（10%甘油）治療小鼠達4周，期間未觀察到不良事件（正常生命體徵）。在胰島素耐受試驗期間觀察到胰島素敏感性的顯著改善，這在108CFU劑量下最強。這伴隨著肝臟脂肪的減少和Fasn和Acc1基因的表達減少，兩者都參與脂肪生成。

為了證實這些發現並進一步剖析A.soehingeii的治療機制，Bäckhed教授的實驗室對db/db小鼠進行了第二項研究。

用108 CFU的A.soehingeii或熱滅活A.soehingeii處理小鼠4周。當體重保持不變時，在活躍的A.soehingeii治療後觀察到靜息能量消耗增加。此外，與熱滅活的A.soehingeii相比，活性A.Soehingeii增加了糞便丁酸水平，並改變了膽汁酸代謝。

這兩項小鼠研究表明，用 A.soehingeii 進行治療是安全的，並對代謝產生有益影響，這可能由丁酸鹽的產生和膽汁酸代謝的變化介導。這些數據用於獲得我們在人類中進行的臨床研究的倫理批准。

最近，對A.soehingeii CH106（一種來自A.soehingeii 菌株L2-7T的四環素敏感衍生物）進行了毒理學安全性評估，表明以推薦劑量攝入是安全的。

根據歐洲食品安全局（EFSA）和美國食品和藥物管理局（FDA）對新的不可吸收食品成分進行安全評估的要求，對A.soehingeii進行了遺傳毒性和亞慢性毒性評估。細菌反向突變和體外哺乳動物細胞微核試驗均未顯示出遺傳毒性作用。

此外，大鼠的90天亞慢性毒性沒有發現與A.soehingeii 餵養相關的任何不良事件，即使在最高劑量（5×1011 CFU/kg體重/天）下，也沒有發現超過人類建議每日攝入量100倍以上的不良事件。

這些研究結果支持口服A.soehingeii 作為食物補充劑是安全的。

學習要點和方向

在臨床前開發期間，應提供足夠的藥理學和毒理學信息，以支持擬議的臨床試驗。

NGP的安全性和毒性研究具有挑戰性↓↓

由於該產品通常不會到達全身循環，但其代謝產物或其活性可能直接或間接影響身體的生理功能，因此療效和毒性不一定與劑量有關。

人體生理學和微生物群組成等其他因素可能會影響安全性和療效。

由於大多數NGP與人類宿主（全生物概念）共同進化，很難將動物研究的結果轉化為人類環境。

因此，強烈建議將體外、離體和體內模型結合起來，以建立適應預期人群風險的全球安全性概況。

通常根據經濟合作與發展組織（OECD）的良好實驗室規範（GLP）原則進行安全性和毒性研究。然而，由於需要創新的方法和模型（例如，人類胃腸道的人工模型），而這些方法和模型可能既無法驗證，也無法在GLP水平上驗證，因此這可能很困難。

對於食品成分和膳食補充劑，EFSA建議採用毒理學研究的分級方法。

該分級方法評估NGP的毒代動力學、遺傳毒性、亞慢性和慢性毒性、致癌性和致畸性，平衡數據要求和風險。該方法也用於A.soehingeii CH106的毒理學安全性評估。如果NGP打算用作患病人群中的藥物產品，則必須證明目標人群的安全性。

前面的圖總結了必須解決的最重要的問題，例如治療劑量和持續時間對毒性反應的影響，以及致畸、致癌和遺傳毒性的可能性。

05 生產適用於臨床試驗的 A. soehngenii

在能夠口服 A. soehngenii 給人類之前，必須製造出適合臨床試驗的產品。

在獨立倫理委員會批准時（2014年），A.soehngenii被視為益生菌，必須遵守荷蘭「Warenwet」，這符合歐盟膳食補充劑法規。這意味著必須根據危害分析和關鍵控制點（HACCP）標準進行生產。可根據HACCP標準進行臨床干預研究。

生長培養基

首先，為了大規模生產食品級產品，進一步優化了生長培養基。該組合物基於先前的經驗：

（1）實驗室化學物質轉化為食品級來源

（2）僅使用無動物成分（無血紅素或肉蛋白腖）

（3）複雜性降低（微量礦物質、維生素、碳源和有機酸的去除/減少）

（4）生物量產量進一步提高。原材料來源於經過審計的可靠供應商，以確保高質量。發酵前，在大型發酵罐系統中製備並消毒生長培養基，通過氮氣（N2）沖洗使其完全厭氧。

發 酵

發酵分四個連續步驟進行，如下圖所示：

首先，用精心準備的A.soehngenii 冷凍種子儲備接種少量食品級培養基。動物研究中使用了相同的菌株，因此，該菌株具有良好的特性，是可行的、純淨的，沒有任何細菌或病毒污染物。在37°C下發酵24小時後，使用培養物接種1 L培養基，再次發酵18小時。

然後，使用該二級種子培養物在小型發酵罐中接種30 L培養基。該發酵罐發酵17小時，作為大規模發酵的試車。

最後，用10L小發酵罐的接種物接種大發酵罐中的290L培養基。控制小型和大型發酵罐的溫度、pH和氧氣水平，並使用培養物的光密度（OD）確定發酵時間（14至18小時）。在大型發酵罐中發酵16小時後，A.soehngenii生長至OD約為10.

濃縮和洗滌

使用中空纖維膜（Koch膜系統；HF3043-25-43-PM500；HF3043-16-106-PM500）和PBS滲濾，濃縮並洗滌細胞。將發酵液冷卻至10°C，泵送通過厭氧膜裝置，並在3小時內濃縮至40–50 L。

在第二階段進行滲濾以降低培養基成分和發酵產物的水平。使用超高溫對洗滌緩衝液進行滅菌、脫氣並直接添加到返回的細胞流中進入發酵罐。6小時後，將細胞濃縮約20倍至15升，99.8%的培養基化合物被丟棄成廢物，最終濃縮物中只剩下2.9%的培養基組分。

最後，可將9L產品從系統中收穫到10L的無菌N2沖洗容器中。

最終產品的製備

為臨床研究生產了四個不同的批次，包括600個試管和一個安慰劑批次，其中PBS中含有濃度為106、108和1010 CFU/mL的10mL A.soehngenii，PBS+10%甘油，PBS中只有10%甘油。

對於每一批，用甘油和PBS製備7L瓶用於進一步稀釋，將其高壓滅菌、冷卻並用N2沖洗。從9L收穫的濃縮液中，向這些瓶中加入必要的體積以獲得正確的濃度。在連續攪拌和N2沖洗下，將瓶子置於冰上。

首先用N2填充10mL管，然後用定量管泵填充10mL產品。立即關閉試管，貼上標籤，並在灌裝後10分鐘內將其置於−30°C的冰箱中。所有填充均在消毒層流櫃內進行。

質量控制

在製造過程中，持續監測溫度、pH值和氧氣水平。此外，在過程中的每一步都測定了細胞計數和OD，以及是否存在任何污染物。由於厭氧菌很難在瓊脂平板上定量計數，因此在厭氧條件下進行MPN分析以獲得活細胞的數量，並用顯微鏡評估細胞形態。所有上述質量控制均針對符合人類消費標準的包裝小瓶進行。

Anaerobutyricum soehingeii 中間體和最終產品規範

隨後，每6個月測試生產的小瓶的穩定性。生產完成後，這些小瓶的「保質期」為6個月，這是荷蘭法律要求的食品。如果滿足生存能力和純度標準，有機會延長小瓶的有效期。

下表顯示了在3年時間段內具有最高劑量 A. soehngenii 的小瓶的效力和純度。

學習要點和方向

▸ 工業規模生產是技術挑戰

與實驗室規模培養相比，以工業規模生產菌株對菌株和培養基的要求不同。因此，當一種菌株符合潛在NGP的條件時，應採取措施，看看該菌株是否可以在工業規模上培養。

培養NGPs所需的嚴格條件是技術挑戰之一，例如需要特定的營養、缺氧、穩定的溫度和合適的pH。此外，更長的保持時間、泵送的絕對壓力、下游淨化過程和儲存可能會對細菌細胞的生存能力產生負面影響。

▸ 將菌株加入產品後需要有效策略，將其輸送到作用部位

接下來，必須將菌株加入產品中，如膠囊、粉末或液體懸浮液。由於大多數NGP是嚴格的厭氧菌或兼性厭氧菌，因此應儘量減少接觸氧氣。為此，應降低容器中的氧氣滲透性，並可添加抗氧化劑以降低氧化還原電位。

攝入產品後，NGP必須在胃腸道的惡劣環境中生存。腸溶膠囊和微膠囊是保護細菌並將其運送至其作用部位的有效策略。

▸ 有效期之前，足夠量的遞送劑量

最終，製造需要產生一種強健、穩定的產品，該產品將允許在有效期之前以足夠數量的NGP遞送有效劑量。

▸ 質量控制和質量保證計劃需要到位

對於醫藥產品或LBP，需要按照良好生產規範（GMP）進行生產。對於食品和膳食補充劑，HACCP認證工廠的生產是標準。無論如何，質量控制和質量保證計劃需要到位，以確保成分和最終產品的一致質量，並確保可靠的生產過程。

應從所用原材料、細胞庫系統、細胞生長和收穫、純化和下游加工到過程中測試，應清楚記錄菌株的製造過程。

▸ 徹底描述最終產品的製造

同樣，必須徹底描述最終產品的製造，包括生產記錄和配方、填充、標籤和包裝說明。對於菌株和產品製造，必須評估與同一房間或同一接觸設備生產的其他產品交叉污染的風險。

▸ 必須描述菌株和產品的規格

包括採樣程序和驗證測試方法的說明。這些規範應描述身份、效力、純度、污染、外觀，如果適用，還應描述活細胞百分比、顆粒物、熱原、pH和殘留水分的附加測試。

▸ 必須生成穩定性數據

證明產品在計劃的使用期限內，在效力和污染方面是穩定的。

對於冷凍產品，應評估多次凍融循環的影響，而對於凍乾產品，應探討重構後的保質期。

▸ 需要評估該產品對環境的影響

特別是當該菌株經過基因修飾、致病、生態上比野生型更適合或難以根除時。

06 Anaerobutyricum soehingeii 的臨床試驗

安全性/劑量發現試驗

為了驗證人類環境中的小鼠數據，研究人員建立了一項單盲、I期/II期劑量遞增試驗，以確定Anaerobutyricum soehingeii 在肥胖、胰島素抵抗受試者中的安全性和有效性。

在這項研究中，27名患有代謝綜合徵的肥胖高加索男性被納入並分配接受soehngenii，劑量為107、109或1011個細胞/天，持續28天。

當受試者對其各自的治療劑量進行盲測時，前9名受試者必須在劑量增加到更高濃度之前成功完成最低劑量的研究方案。

受試者在家中的−20°C溫度下儲存冷凍瓶，每天解凍一個10mL瓶，與100mL牛奶混合併口服。添加牛奶以增加胃中的pH值，從而在胃腸道通過期間保護活細胞。主要結果是安全性，此外，治療4周後評估了對胰島素敏感性和脂解的影響。

使用高達1011個細胞/天的A.soehngenii治療耐受性良好，無任何嚴重不良事件。

當所有治療組合併時，A.soehngenii 的糞便豐度與改善的外周胰島素敏感性相關，並伴有膽汁酸分布的有益變化。

出乎意料的是，沒有觀察到糞便丁酸鹽水平的增加，這可以通過短鏈脂肪酸的揮發性和化驗的檢測限來解釋，這使得丁酸鹽難以測量。

A.soehngenii 豐度的增加是短暫的，大多數在停止後2周消失。給藥菌株的生存能力受到胃酸和氧氣的負面影響。

然而，如接受最高劑量的受試者糞便中的最高複製信號所示，A.soehngenii部分能夠在胃腸道中存活。通過包封和/或冷凍乾燥更好地保護菌株免受酸性和含氧環境的影響，可以進一步提高生存能力（和治療效果）。

不同的管理方法和行為方式

為了進一步闡明A.soehngenii在人體中的作用模式，進行了一項隨機安慰劑對照交叉試驗，在該試驗中，直接在十二指腸中施用該菌株，從而避免胃酸並減少氧氣暴露。

由於小腸在葡萄糖增敏、調節胰島素敏感性/分泌和葡萄糖穩態中起著核心作用，因此假設十二指腸直接輸注A.soehngenii 可以進一步提高治療效果。

同樣，患有代謝綜合徵（N=12）的肥胖受試者被納入並隨機接受單次鼻十二指腸輸注，輸注最高劑量的A.soehngenii（1011個細胞）或安慰劑（PBS中的10%甘油）。6小時後，進行十二指腸活檢和混合膳食試驗。

此外，受試者監測了24小時血糖，並收集了一些糞便樣本。經過4周的沖洗期後，受試者轉為另一個治療組，在第一次試驗中，該治療組被確定為足夠長的時間來減輕壓力。

再次，這項研究表明，A.soehngenii 的給藥安全且耐受性良好。該菌株的治療增加了促胰島素激素胰高血糖素樣肽1（GLP-1）的餐後漂移，伴隨著葡萄糖變異性的降低。

鑑於A.soehngenii 具有產生丁酸鹽的能力，並且在A.soehngenii處理後，糞便中的丁酸鹽水平趨於較高，GLP-1分泌增加可能是丁酸鹽激活腸L細胞上的G蛋白偶聯受體43（GPR43）的結果。

由於A.soehngenii表達膽汁酸鈉共轉運蛋白和膽汁酸水解酶，並且二級膽汁酸的血漿水平升高，GLP-1表達增加也可能是TGR5被二級膽汁酸類激活的結果。

註：TGR5是G蛋白偶聯受體超家族成員，TGR5不僅是膽汁酸受體，也是多種選擇性合成激動劑的受體，調節不同信號通路的衍生物。參與能量穩態、膽汁酸平衡及葡萄糖代謝。

此外，用A.soehingeii治療導致十二指腸核法尼素X受體（FXR）及其靶基因OSTa的表達降低，這也可能是GLP-1可用性增加的原因。

最後，葡萄糖變異性的改善可以通過GLP-1和丁酸鹽的胰島素增敏作用來解釋。

此外，A.soehingeii改變了73個基因的十二指腸轉錄，最顯著的是誘導REG1B和REG1A的表達，後者編碼生成胰島衍生蛋白1A/B。

註：Reg1A和Reg1B在腸隱窩底部的Paneth細胞中強烈表達，在管腔中分泌，可能通過誘導祖細胞或L細胞增生局部發揮作用。

此外，發現REG1B的誘導與施用A.soehngenii後24小時GLP-1分泌增加和葡萄糖變異性降低相關。單劑量A.soehingeii 的治療不會影響微生物群的組成或多樣性，正如之前的研究中所見。

此外，糞便A.soehngenii的豐度沒有隨時間變化，排除了交叉時微生物群介導的遺留效應。

學習要點和方向

第一次臨床研究的主要目的是確定安全性，並根據產品的耐受性確定適當的劑量範圍和方案。這包括確定最小有效劑量或最佳有效劑量範圍，如果可能，還包括最大安全劑量。

除給藥外，重點應是獲取安全數據，以識別常見的產品相關不良事件。這些早期臨床研究通常在健康志願者中進行，但納入患者可能更合適，例如當NGP應糾正生物失調時。應考慮確保研究參與者安全的風險緩解措施，如連續入組、劑量遞增和獨立數據監測委員會的監測。

此外，監測易位、炎症和感染以及確定NGP的持久性及其在最終給藥後的作用是有利的。

重要的是考慮影響微生物群功能或組成的其他混雜因素，如年齡、飲食、生活方式和環境因素。在這方面，採用安慰劑對照交叉設計的研究非常有用，因為它們可以限制這種外在和內在混雜因素的影響，從而允許更小的樣本量。不用說，盲板非常重要，應仔細考慮沖洗期。

越來越多地，基線微生物群組成也被納入篩選標準，例如尋找特定腸道類型中特定細菌群的存在或集群。這將導致更具可比性的研究組，並且當特定的菌群參與作用機制時，可以優化干預的效果。

07 監管框架下一代益生菌

根據糧農組織和世界衛生組織對益生菌的定義，益生菌可分為膳食補充劑和藥物，但兩者在監管上存在著巨大的差異。同樣，含下一代益生菌的產品可以作為食品、膳食補充劑或藥物進入市場，具體取決於預期用途。

在歐盟，食品由歐洲食品安全局監管，藥品由歐洲藥品管理局監管，而在美國，食品和藥物管理局負責這兩類產品。當預期用途與預防、緩解或治療疾病有關時，該產品將被視為醫療產品或醫療器械。

與增強生理功能或降低疾病風險因素有關的口服攝入產品可被歸類為功能性食品或食品補充劑。此外，具有純美容功能的局部應用產品可被評定為化妝品。為了確保法規遵從性，在臨床前研究和製造之前，必須決定縮進的用途和隨後的法規分類。

功能性食品或膳食補充劑

在歐盟，「食品」 被定義為「任何物質或產品，無論是加工的、部分加工的還是未加工的，旨在或合理預期被人類攝入」。根據標籤、展示和廣告的一般要求和規定，對每一類進行了相應的管理。

當NGP被用作食品或膳食補充劑時，它們很可能被認為是一種新型食品。然而，如果NGP經過了基因改造，它將作為轉基因食品受到監管。為了使NGP作為一種新型食品進入市場，它需要獲得授權並列入歐盟名單。

最重要的條件之一是NGP不會對人類健康造成風險，這必須得到科學證據的支持。這包括一項綜合風險評估，結合預期人類接觸的生物和毒理學研究，評估對人類健康的潛在風險。此外，申請應包含NGP、製造工藝、產品成分、使用的分析方法、標籤和預期用途條件的詳細說明。

除安全性外，該產品不得促進食品鏈或環境中抗微生物耐藥性的傳播，需要對抗微生物耐藥性進行表型和基因型評估。

即使「含有益生菌/益生元」的聲明在歐盟也被視為健康聲明。為了接受健康聲明，需要對NGP進行適當的描述，並通過高質量的研究證明其對健康有益的影響和因果關係。

活體生物治療產品

自2012年和2019年以來，FDA和EDQM明確了LBP的質量要求，其中LBP被描述為含有供人類使用的活微生物的醫藥產品。除這些質量要求外，目前沒有具體的LBP法規。

然而，由於LBP含有活微生物，它們被視為生物醫藥產品，因此必須遵守立法和監管框架。如果沒有特定的LBP子類別，開發商將不得不依賴其他子類別生物醫藥產品的監管概念。

其中一個概念是基於從臨床前和臨床研究中獲得的質量、安全性和療效數據進行徹底的風險效益分析。

臨床前和臨床研究設計的其他相關指南包括：

• 國際人用藥品技術要求協調理事會(ICH)關於臨床試驗一般考慮的指南(ICHE8)；
• 人用藥品委員會(CHMP)關於識別和減輕試驗性藥品首次人體和早期臨床試驗風險的策略指南；
• CHMP關於人類細胞基藥品的指南。

迄今為止，沒有LBP進入歐盟市場，這部分是由於缺乏明確的監管框架。在缺乏明確指導方針的情況下，儘早與主管當局進行互動，以討論不確定性和減少風險的重要性。

08 結 語

隨著對我們腸道微生物群的了解越來越多，將發現和開發越來越多的潛在下一代益生菌。本文以A.soehingeii為例，介紹了將其開發為下一代益生菌的經驗。

重要的是，這些新菌株具有良好的特性、高質量和安全性。對NGPs進行徹底的安全評估非常重要（雖然很複雜），特別是因為療效和毒性不一定與劑量有關。

由於這個領域相對稚嫩，目前還沒有具體的LBP監管，因此在開發的早期階段與監管機構進行溝通有助於降低風險並澄清任何不確定性。這需要在開發初期對市場（食品或藥品）的路線有明確的看法。

在FMT干預後，A.soehingeii 這種微生物被確定為潛在的有益微生物，在臨床前的體外和體內研究以及人類研究中都顯示出很有前景的結果。它在改善胰島素敏感性、增加GLP-1分泌和降低葡萄糖變異性方面顯示出良好的效果。

這些效應可能通過丁酸和次生膽汁酸的產生介導。通過更好地保護菌株免受酸性和含氧環境的影響，例如通過冷凍乾燥和封裝，可以潛在地提高生存能力，從而提高治療效果。

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