企名片资讯|钛和投研报告丨噬菌体疗法的全球临床试验分析

1917年法国科学家Felix d'Herelle观察到了能够杀死细菌的物质在细菌培养基上形成的“透明斑”，认为其中存在一种生命体并将其命名为"bacteriophage"。20世纪40年代是噬菌体研究的重要时期，这个时期主要关注噬菌体的吸附、侵入、复制、组装、释放这一系列由亲代到子代的生命周期的研究。同时期，抗生素的出现，阻碍了噬菌体的研究与发展。直到2013年，美国的疾病预防与控制中心发布了长达114页的《细菌耐药威胁的报告》，细菌耐药性的问题逐渐被人们所重视，噬菌体的研究又从新回到了人们的视野。

图片来源于新浪医药新闻网

噬菌体治疗全球临床试验

在全球范围内检索到了噬菌体临床试验共计31项，最早的研究开始于2005年，研究的目的是用噬菌体治疗耐药细菌感染，包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染，发起者是波兰科学院免疫学和实验疗法研究所。在2019年有8例临床研究注册，2020年或许会翻倍增长。

在这些项目中有25个干预性研究（Interventional：研究者按照方案干预受试者的人体研究。类型可为诊断性、治疗性或其他类型。随机或非随机分配干预措施，然后随访受试者以评估他们的生物医学和/或健康结局）。有6个观察性研究（Observational：将受试者分配入预定组别，评估其生物医学和/或健康结局的人体研究。受试者可以接受诊断或治疗性或其他种类的干预，但研究者不对受试者实施特定的干预）。

① 适用细菌种类

在这些临床研究中，针对大肠杆菌的治疗项目最多，达到了9项，占比33%，其次是金黄色葡萄球菌（4项），还有艰难梭菌和铜绿假单胞菌等菌种，另外还有几项目研究并没有说明是具体针对于哪种细菌进行治疗。

② 应用部位种类

在临床应用上，对于创面伤口的研究多达10项，其中包括难愈合的创口、糖尿病足溃烂面、烧伤的皮肤和面部痤疮等。紧随其后的是胃肠道，主要代表疾病为炎症性肠病(IBD)、克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)。另外，尿路感染也是一个重要的研究方向，可实行膀胱内灌注给药。

③ 临床阶段分析

由上图可见，大部分项目都处于临床一、二期，只有一个项目完成了临床三期试验，另两个处于临床三期中。完成的是由Balgrist University Hospital发起，在格鲁吉亚第比利斯的国家泌尿外科中心进行的临床研究，该临床试验已经结束（2019年3月21日）。该研究的目的是在试验阶段后的随机对照试验中，比较膀胱内噬菌体治疗与膀胱内安慰剂或标准抗生素治疗在尿液培养正常化方面的疗效。

该研究是第一个调查尿路感染治疗中噬菌体的随机、安慰剂对照、双盲试验。计划对经尿道前列腺切除术的患者进行尿路感染筛查，如果在尿液培养中发现符合条件的微生物≥104菌落形成单位每毫升，则纳入研究（入组97人）。患者以双盲的方式随机分配到三个研究治疗组，比例为1:1:1)噬菌体(即市售的噬菌体)溶液，b)安慰剂溶液，或c)根据抗生素敏感性模式进行抗生素治疗。所有治疗计划为7天。对于a)和b)双盲的治疗组，不给予任何抗生素预防措施。PYO噬菌体鸡尾酒在研究期间受到周期性的适应周期。尿液分析、尿液培养、膀胱和疼痛记录和IPSS问卷将在治疗前和治疗结束时(即7天后)或退出研究时完成。持续性尿路感染患者将根据抗生素敏感性模式进行抗生素治疗。结果显示噬菌体治疗是一种非常有前途的治疗尿路感染的选择。

噬菌体治疗优劣势

劣势：

1. 噬菌体抗菌谱过窄

抗生素的最大优势是抑菌谱广，杀菌效率高。而一种噬菌体只能针对其宿主菌的某一种类型（由宿主细胞膜表面的受体决定），往往要十几种噬菌体才能杀灭一种细菌，使其应用范围被大大的缩小了。这导致噬菌体在用于治疗时面临一个困境：必须确定用于治疗的噬菌体是否对引起该感染的细菌有裂解作用。这就意味着，噬菌体在用于治疗前要对病原菌的杀灭效果进行测定。由于临床感染通常由不同类型的细菌造成，有的还是混合感染，加之有些细菌可能已经产生了对噬菌体的抗性，这给临床使用噬菌体治疗带来了一些障碍。即使是使用噬菌体的鸡尾酒疗法有时也不能完全解决噬菌体窄谱所造成的使用缺陷。

2. 细菌耐受

细菌能通过筛选产生抗药性，噬菌体也有可能产生耐受，且产生耐受性的时间和菌种也不容易推算。

3. 噬菌体制剂药代动力学不清楚

噬菌体毕竟是基于蛋白质的活生命体，能够和机体的免疫系统相互作用。噬菌体在使用的过程中会增殖、进化，甚至和机体进行基因交换。已有证据表明人体的免疫系统会让部分噬菌体失活。进入机体的噬菌体本身是否也会对人的免疫系统造成负面的影响还没有定论，但是噬菌体裂解宿主后所释放的细菌内毒素会影响机体的正常功能却是不争的事实。噬菌体毕竟也是个抗原，体内注射可能会刺激免疫系统的反应，到目前为止，噬菌体通过口服或者注射进入人和动物体内后具体的新陈代谢情况还不清楚，但是有一点可以肯定，无论是口服、吸入或者是注射，都可以在血液中检测到噬菌体的存在。

4. 生产方面

抗生素可以制成粉末，胶囊，注射液，大部分常温就能保藏运输，噬菌体是“活”生物制品，这方面成本比较高。噬菌体制剂成分不单一，既含有蛋白质，又含有核酸分子，可能还含有制备过程中没有清除干净的宿主细菌内毒性蛋白等。噬菌体制剂成分的复杂性导致质控标准很难统一，也造成了剂型和用量不好界定。而且，噬菌体制剂的给药方式、剂型、浓度和给药时间都会直接影响到治疗的效果。这给噬菌体制剂的质量控制造成了很大的困难。不像很多蛋白质药物，可以通过抗体效价来评估药物的活性和纯度。

5. 行政审批和法律监管有待完善

噬菌体进入机体后可以进行增殖并和宿主进行基因交换，如何保证其生物安全？在转基因药物和食品尚具有争议的时局下，如何评价具有生命的活病毒药物，在现有的新药审批以及法律监管中还找不到可供参照的条文，也意味着一种新挑战。目前我国没有批，美国批了一两个，欧洲不批，东欧批的多。

此外，不是所有的噬菌体都适合用于治疗。一个具有良好治疗前景的噬菌体应该具有很强的快速杀灭宿主细菌的能力，而不改变微环境的生态平衡。此外，还应该具有专一的裂解特性（烈性噬菌体）、稳定的裂解效果（不受温度、环境的影响）以及安全高效的品质（确保其基因组中没有毒素蛋白基因和耐药性基因等）。温和型噬菌体往往携带有大量的宿主毒力因子，如内毒素等。有些裂解缓慢或缺陷的噬菌体也应该避免用于治疗，因为这类噬菌体具有较低的吸附靶细菌的能力，或增值能力不强，或不能有效避开宿主细菌的防御反应。

优势：

1. 噬菌体具有很强的特异性

一般只感染特定种属的病原菌，不会破坏正常菌群。抗生素由于其广谱性，在用于治疗感染性疾病的同时，往往也会破坏消化道及泌尿生殖道等部位的正常寄居菌，从而导致微生态微生物群落的失衡，引起机会性感染甚至更严重的全身性感染, 同时也可能导致新的耐药性。

2. 噬菌体增殖能力强。

理论上一次给药，只要宿主菌持续存在，噬菌体就能自我维持。噬菌体药代动力学显示：在适当的条件下，一个裂解周期内平均每个噬菌体会产生 200 个子代噬菌体，即噬菌体将以200n进行增殖。这就意味着当噬菌体用于治疗时，噬菌体的疗效是随时间而放大的，直到全部杀灭宿主细菌。而抗生素用于治疗，其疗效是消耗型的，往往需要多次给药以维持一定的浓度，才能达到理想的治疗效果。

图片来源：Guido4 / wikipedia.org；汉化：物种日历

3. 噬菌体治疗副作用少。

与很多抗生素都会有副作用，目前的研究还没有发现噬菌体治疗会引起严重副反应，也没有噬菌体口服过敏现象的报道，甚至一些免疫缺损的病人服用噬菌体制剂也是很安全的。

4. 噬菌体进入机体后没有代谢，不会造成机体的二次污染。

噬菌体只在细菌感染的部位发生作用，随着病原菌的死亡而减少，直至消失。而抗生素则进入机体新陈代谢，有些易在体内残留造成二次污染。

5. 噬菌体研发周期短，成本低廉，更新换代容易。

噬菌体往往只需要通过筛选即可快速得到，制备工艺、周期和成本相对抗生素而言要简单。一旦细菌对噬菌体产生了耐受性，重新筛选新的裂解性噬菌体也是一件相对容易的事情，这就意味着噬菌体产品可以很容易的做到升级和换代。

6. 可以通过抗生素检查。

这方面在兽用药方面特别明显，蛋奶肉制品严格规定了抗生素的检出量，另外，在肉奶蛋的运输过程中，细菌污染影响也很大，成本自然比抗生素贵。

噬菌体公司

Armata、Locus Bioscience、Seres Therapeutics、Robiotix、Intralytix和法国的Pherecydes Pharma都是在临床上走得比较快的噬菌体药物生产公司，此外还有iNtoDEworld、Phage International、印度的GangaGen、Enbiotix、英国的Fixed Phage、Novolytics等都在开发噬菌体治疗产品。我国在这方面还有较大的追赶空间。

Armata已经联合了两个经验丰富的药物开发团队，即Ampliphi Bioscience和C3J Therapeutics，以应对全球日益严重的抗菌素耐药性细菌感染的威胁。在严谨和创新科学的推动下，armata公司正在开发高影响、一流的噬菌体疗法，有可能挽救数百万人的生命。

Armata的研发管线

Locus Biosciences是世界上唯一使用CRISPR-Cas3酶杀死目标病原体的公司，他们设计一段新的CRISPR RNA，并配备Cascade / Cas3新系统，通过Cas3不可逆的切割细菌自己的DNA序列，达到细菌自我毁灭的目的。Cas3和Cas9之间的区别在于后者切断DNA双链后还能被细胞自我修复，而Cas3的破坏是不可恢复的，所以具有致命性。目前正开发应对梭菌和CRE（耐碳青霉烯类肠杆菌）感染的疾病。所研发的抗菌剂，能避免细菌耐药性问题，同时让非目标细菌免受伤害，精准打击致病菌。2017年7月，公司获得腾讯领投的500万美元的可转换债券。

是法国的一家生物技术公司，专门从事基于噬菌体的抗感染治疗的研究和开发。共筹集了1360万欧元(合1620万美元)，2015年260万欧元(合310万美元)和2007年成立以来230万欧元(合270万美元)的融资和此次B轮融资870万欧元(合1030万美元)。新投资者是GO CAPITAL，以及Omnes CAPITAL、Fa Diese和来自罗纳-阿尔卑斯地区的商业天使基金。历史投资者ACE Management、Auriga Partners和Participations Besancon也对本轮融资做出了重要贡献。在这笔资金的支持下，公司计划生产符合GMP的噬菌体供人使用。在2018年和2019年，Pherecydes将把两个项目转入临床阶段:治疗严重金黄色葡萄球菌感染的PHOSA和治疗呼吸道感染的肺炎噬菌体。融资也将用于在南特建立一个10000平方英尺(约1000平方米)的制药生产单位。此外，新的研究项目将于2018年和2019年启动。

成立于2010年，总部位于美国马萨诸塞州剑桥市，是一家专注于微生物组治疗平台发现和设计新的药物，于2015年6月成为第一家在纳斯达克上市的微生物药物公司。研究团队利用生物学和比较基因学，通过对比大量来自疾病状态和健康个体的数据，找出微生物被破坏的功能位点，并设计相应的微生物治疗药物，从而诱导微生物群落向健康状态转变，治疗炎症、代谢和传染病等人类疾病。ser109是其研发的第一个药物，用于预防难辨梭状芽胞杆菌复发性感染，目前处于临床3期，预计到2020年4月可以完成。针对于活动性轻度至中度溃疡性结肠炎患者的ser287目前正处于临床2b期研究中。ser401是针对不可切除或转移性黑色素瘤患者的微生物药物，2019年1月开始的临床1b期。

公司于2011年成立于美国明尼苏达州，致力于开发标准化和稳定的微生物药物来恢复肠道微生物群的平衡。2018年4月被总部位于瑞士的欧洲知名医药公司Ferring Pharmaceuticals（凌辉制药）收购，并成立R&D研究所。目前，用于治疗艰难梭菌感染的产品RBX2660已进入3期临床试验，对应的RBX7455是口服制剂。同时，该公司也在研发针对于炎症性肠病、溃疡性结肠炎、肝性脑病及感染疾病等其他领域微生物新药。

是一家2012年成立的法国巴黎公司，研究重点是识别由肠道微生物组差异表达、分泌和调节的生物活性分子，这些分子在调节人体生理和免疫系统的关键方面发挥着核心作用。

EB8018用于治疗克罗恩病；EO2401联合检查点抑制剂治疗胶质母细胞瘤和肾上腺肿瘤，预计在2020年启动这两项临床试验。Enterome和强生、Janssen Biotech、日本武田制药均有合作。

马萨诸塞州剑桥的生物科技初创公司EnBiotix公司（EnBiotix Inc.），在2016年5月的A轮融资中，获得了Wired控股投资公司（Wired Holdings Investment Corp.）和Apeiron控股有限公司（Apeiron Holdings Ltd.）等投资者的投资，但未披露融资金额。该公司主要致力于治疗抗药性和耐药性细菌感染。

Intralytix公司成立于1998年，是一家专门从事噬菌体制剂研究和生产的生物公司，Intralytix公司的多种噬菌体制剂已经得到了美国FDA的批准用于食品安全领域。研发的噬菌体产品涵盖食品安全、环境卫生、兽医以及人类健康领域。该公司正在开发的用于治疗葡萄球菌引起的皮肤感染的噬菌体制剂PhagoBioDerm已经通过了临床一期试验。

于2009年在美国旧金山成立，是一家微生物医药公司。公司的主打产品是SGM-1019，是一款微生物介导靶向处理IBD中炎症和疼痛反应的小分子抑制剂。目前已经完成I期双盲、安慰剂对照和单剂量口服试验，目前临床二期刚开始。

噬菌体治疗中心

此外，除在以上这些公司之外，格鲁吉亚和美国等地方已经出现了多个可以接收全球患者进行噬菌体治疗的机构，影响力较大的有格鲁吉亚的Eliava 噬菌体治疗中心（Eliava Phage Therapy Center）、Novomed联合医学中心（NovoMed Integrative Medicine Center），美国的噬菌体国际（PhageInternational）、西南外伤治疗中心（Southwest Regional Wound Care Centre），波兰的噬菌体治疗中心（Center for PhageTherapy）等。

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