随着微生物组研究的不断深入，直接面向消费者（DTC）的微生物组检测服务应时而生。近期，Diane E. Hoffmann等在Science发文讨论了DTC微生物组检测服务监管问题。今天，我们特别编译此文，以期推动相关产业的健康科学发展。

越来越多的研究表明，我们可以通过检测并调节微生物组来改善人体健康，也由此催生了一个新的全球性产业——直接面向消费者（DTC）的微生物组检测服务。尽管这一产业已经在大健康市场上留下了属于自己的痕迹，对该产业的监管工作却普遍被忽视。

提供微生物组检测服务的公司声称，他们能够检测出“异常的”微生物组，但可靠性并未得到研究的证实，并且缺乏有效的分析手段，导致检测结果无法用于临床诊断。消费者也可能会因错误使用了这些自身乃至医生都无法确定的检测结果，遭受经济损失。

为了解决对这种潜在危害的担忧，监管机构应该制定行业要求，以确保这类方法和声明具有一致性和有效性。在美国国立卫生研究院（NIH）的资助下，我们开展了针对DTC微生物组检测服务的调研工作^[1]。首先在线检索全球提供DTC微生物组检测服务的公司并审查可获取的公开信息，共检索到了31家DTC微生物组检测公司，其中17家位于美国。因此我们主要针对美国的监管体系给出建议，可能也适用于其他国家。

我们与微生物组研究人员，治疗慢性肠道和阴道疾病的临床医生，以及购买过或意愿购买相关服务的消费者进行了面谈和焦点小组讨论。我们还召集了一个由微生物组研究人员、临床医生、法律专家（主攻医疗器械领域）、行业/消费者代表、生物伦理学家组成的工作组，来讨论行业的监管问题，并得出本文提到的发现和结论。

DTC微生物组检测服务的潜在客户包括身体健康但对微生物组感兴趣的人，克罗恩病、肠易激综合征和细菌性阴道病等慢性疾病患者。尽管目前该行业主要关注肠道微生物组，需求消费者将粪便样本寄送至指定实验室完成分析，也有些公司会对阴道或皮肤微生物组进行分析。

这些公司声称可以确定客户的微生物组是否健康或失调，并暗示微生物组失调可能是导致一个或多个健康问题的原因。一些公司可能是有意误导消费者的，但是大多数公司的行为可能只是钻了当前监管框架的漏洞。

这些微生物组检测公司的商业模式非常类似，它们在许多方面模仿DTC基因检测公司的做法：消费者订购一个检测套餐，填写健康和生活方式的问卷，自行收集粪便样本或阴道（拭子）样本，并将其寄送至公司的实验室进行分析^[2]。公司通过基因技术对这些样本进行分析，具体采用16S核糖体RNA（rRNA）基因测序技术、宏基因组测序技术或宏转录组测序技术。

这些测序技术通过确定样本存在的微生物及其相对丰度来描述样本的分类组成，有时还会描述观察到的微生物所具有或表达的代谢功能。消费者会收到一份描述性结果分析报告，还会以图表的形式呈现微生物组处于“健康”或“不健康”范围的评估。

在某些情况下，公司会将客户的微生物组结果与自己的数据库进行比对，但这类数据库往往数据有限^[3]。这个数据库里可能只包含了既往的客户数据，但并不能完全代表普通人群。还有一些公司可能会从研究人员购买某些慢性疾病患者的数据。无论哪种情况，公司都依赖于未知计算技术生成的非代表性数据。

如果客户的微生物组与“不健康”患者的特征相似，可能会建议他们摄入某些食物或营养补充剂来改善微生物平衡或肠道健康，这些建议往往基于公司专有算法。在检索到的31家公司中，约有45％出售营养补充剂，换言之，他们会根据客户的检测结果向消费者推荐营养补充剂^[1] 。他们还会鼓励客户进行二次检测，以确定这些补充剂或饮食变化是否已经改善了微生物组，甚至提供会员服务、订阅服务和营养支持服务。

评估人体健康检测是否具有准确性和价值，可以从三个维度入手：有效性、临床有效性和临床实践价值。

一个检测分析的有效性保证了它能够准确地检测并量化分析物，对分析有效性的评估包括建立假阳性、假阴性的检验率。对于微生物组检测而言，这一评估还包括确定检测是否高估或低估了样本中分析物的相对丰度。

其他的一些诊断检测往往靶向特定的细菌或分析物（例如基因突变），并且可以通过实验来确定假阳性率和假阴性率。粪便或阴道微生物组样本检测与这些诊断检测不同，其中细菌的相对丰度、阳性率和阴性率无法通过实验确定，因为它们并不都是已知的。此外，每家公司所使用的自定义的生物信息学工具，并不能识别或量化样本中的所有细菌。

一个检测的临床有效性是判断能否准确地确定某种疾病的存在，而微生物组检测的临床有效性是指能否准确地确定微生物组是否健康。

一个检测的临床实践价值是指检测结果能否为临床诊治提供有效的建议。是否有任何干预措施可以用于“治疗”个体或改善其微生物组？在临床环境中，治疗通常是药物、程序性干预或外科手术干预。在一定程度上，临床实践价值是一个与大健康领域相关的概念。在大健康领域，“治疗”可能是饮食、营养补充剂、运动或其他生活方式改变，通常情况下，没有足够的证据支持这些推荐干预措施的有效性。

分析有效性是3个指标中最重要的。如果没有分析有效性，那么检测结果就毫无意义。想要准确分析微生物组样本中不同微生物的含量，必须要全面检测样本中的微生物分析物，确定它们的相对丰度，并对同一样本重复分析，获得相同的数据。造成误差的原因可能是计算不准确，或代表性有限的数据库导致分析物中的某些微生物无法被识别。

目前的情况显示，针对微生物组样本的实验室分析缺乏分析有效性，不同实验室对同一样本的检测结果不一致，甚至在同一实验室对同一样本的检测结果也不一致。

尽管目前还没有公开发表的DTC公司检测有效性的实证分析，但同一实验室内的差异令人担忧，造成差异性的原因可能是：不当的样本收集方法、不一致的实验室操作、差异化的软件或数据库，以及分子实验步骤造成的批次效应。而公司之间的差异，可能由于样本收集、运输和保存过程以及实验规程、技术和试剂的差异所造成的^[4]。

不同的实验规程和测序技术各有优缺点，目前尚未对运用哪种实验流程和测序技术最适达成共识。例如，16S rRNA测序法依赖于基因两侧的保守片段，而这些保守片段可以与通用引物杂交，然而该方法的分辨率通常难以达到物种或菌株水平^[5]。相反，宏基因组测序是在没有特定靶标的前提下测序样本中的所有基因物质，过程成本更高且耗时更长，但可以提供更多关于微生物组物种组成和基因功能信息^[6]。

浅宏基因组测序是一种更便宜的替代方法，已被证明足以获得物种水平分辨率的微生物组组成信息，尽管假阳性率较高^[7]。由于可用的行业标杆和最佳的实践操作有限，不同微生物组检测公司之间的差异仍然存在^[8]。

上述这些检测方法的分析有效性也算不上“稳健”，因为要确定一个样本中的微生物组组成需要将测序获得的微生物数据与参考数据库进行比对，而参考数据库必须被充分描述并涵盖被测微生物组的所有微生物^[4]。

细菌的遗传多样性高、进化速度快且因地理和人群而异，导致并不是每个细菌物种的所有遗传变异都能够在现有的微生物组参考数据库中得到体现。因此这些数据库是不完整的^[5]，会得出不精确的分类，并且在很大程度上偏向于在西方人群发现的微生物^[9]。

分析有效性的缺陷也会影响临床有效性。确定一个样本是否具有“健康”或“不健康”状态的特征，需要与一个标准进行比对，而目前学术界没有就任何人群或亚人群的健康人体微生物组组成标准达成共识。

实验室往往会根据收集样本产生的微生物组数据建立一个内部参考标准，样本来源于提供健康状况信息的消费者。然而建立“健康”微生物组的参考标准，需要从更广泛、更具代表性的人群获取检测样本，而不仅仅是商业实体收集的样本，并且需要就“什么是健康的微生物组组成而不是‘典型’的微生物组组成”达成一致意见。显然达成这种共识是具有挑战性的，因为健康微生物组的范围可能非常广^[10]。

尽管许多公司声称检测并非“诊断性的”，但不少营销宣称或暗示消费者检测结果具有科学依据并具有医学意义，然而这种科学性和医学意义并未得到证实^[11]。

消费者可能还会错误地认为这些产品受到美国食品药物监督管理局（FDA）的监管，而事实上这些产品介于受监管的医疗器械和几乎无监管的保健产品之间^[12]。

监管缺位可能会使消费者因依赖不准确的检测结果、临床未经验证的营养或食品补充建议而受到伤害，包括自我误诊、延误就医和使用非医疗补充剂替代处方药，尤其是考虑到许多寻求这些检测的人患有严重的慢性疾病，并且渴望尝试任何可能减轻他们痛苦的事物。

由于这些检测在很大程度上是不受监管的，因此也未被监控不良事件报告，目前已有胃肠病学家报告了一些因微生物组检测受到伤害的案例。在我们组织的一个焦点小组中，一位儿科胃肠病学家报告了一些案例：部分患者遵循DTC微生物组检测建议，避免摄入某些食物后发展成回避性/限制性食物摄入障碍（ARFID）^[1]。

在一篇已发表的文章中，胃肠病学家分享了一位患者的故事：根据DTC微生物组检测结果，患者计划自己动手进行粪菌移植^[10]。然而粪菌移植手术要求对使用的粪便进行严格筛查，否则可能导致受者发生危及生命的感染^[13]。

这个领域需要监管的另一个原因是，不受监管的市场会限制一项检测发展为可用于临床的检测的潜力。可用于临床的检测的提供商必须经过成本高昂的临床试验，以验证诊断检测的有效性，因此往往无法与不受监管的类似产品竞争。

尽管FDA并没有积极地监管这些检测公司，但是实验室检测的分析有效性仍会受到美国临床实验室改进法案修正案（CLIA）下的医疗保险和医疗补助服务中心（CMS）的监管，这是因为这些检测公司声称会评估顾客的健康状况。然而，CLIA对DTC微生物组检测的监管也存在缺陷。

CLIA要求这些实验室提供分析有效性的证据，并为以下环节提供了通用标准：样本收集、保存和运输，实验室操作程序和实施，实验室人员的教育和培训，设施管理以及实验室质量评估。然而，CLIA的实验室认证计划缺乏遗传或微生物组实验室检测的具体标准。由于缺乏标准化的技术和分析程序以及参考数据库或标准，检测公司使用的流程各不相同。

几年前，微生物组质量控制（MBQC）项目、国际宏基因组和微生物组标准联盟（IMMSA）和NIST做出了建立微生物组检测过程标准的努力。由于资金不足，MBQC的努力被迫中止。然而，由政府机构NIST专门监督的标准制定工作仍在进行中，目标是支持行业验证检测的分析性能，包括稳健性、准确性、精确性以及实验室之间的可比性。

此外，尽管CLIA要求“能力验证（PT）”作为认证过程的一部分，以评估检测的准确性，但使用基因技术来识别分析物的微生物组检测并没有PT项目。PT要求实验室遵循CMS批准的PT项目，来对寄送到实验室的未知样本进行检测。实验室必须对所有消费者样本使用相同的方法进行检测，然后将结果报告回PT项目进行评分^[14]。

CLIA的监管条例列出了实验室必须进行PT的特定检测或分析物^[14]，然而DTC微生物组检测的目标并非是识别样本中的特定生物或分析物，而是为了识别样本中的所有生物及相对丰度。尽管一些实验室可能会在检测过程中识别到客户的样本中含有细菌病原体，但这不是DTC微生物组检测的主要功能。如果公司要向客户报告这些偶然发现，将受到识别到的病原体的CLIA PT的影响。

尽管CMS表示，如果检测没有可用的PT，实验室必须每年至少两次证明检测的准确性^[14]，但目前学术界并未就微生物组检测的准确性或分析有效性的界定标准达成共识。

目前在美国，CMS（而非FDA）是DTC微生物组检测公司的主要监管机构，并且有权确保其检测是分析有效的^[15]。尽管许多公司都获得了CLIA认证，但CMS并没有要求它们提供证据证明能够准确识别样本中的微生物及相对丰度。

为了解决这一缺乏证据的问题，我们建议监管机构要求公司报告如何衡量检测分析的有效性，即正在使用的检测方法和算法。此外应要求公司使用“锁定方法”或一种不会改变的方法，除非经过监管机构的批准。这应该能确保在特定软件和数据库版本中，检测结果在公司内部是一致的。

而且一旦NIST建立了参考标准，作为CLIA认证的一部分，CMS应要求DTC微生物组检测公司采用这些标准，并报告在这些标准下的表现。作为上述内部评估方案的替代方案，DTC微生物组检测公司可以将结果发送给具有许可或认证的外部参考实验室，以执行这项服务。对于开展CLIA法规中要求进行PT的任何检测的实验室来说，目前都要求将此作为PT的一部分。

这只是确保DTC微生物组健康检测的有效性、实用性的第一步。CLIA不涉及临床有效性，但FDA涉及。然而，在这些公司能够证明检测结果与“健康”状态的关系，以及饮食变化或补充剂是否改善了被检测的微生物组进而改善人体健康之前，还需要进一步的临床研究和评估。

FDA至今仍未明确这些检测应作为医疗器械还是保健品进行监管，这一决定最好能够根据检测提供商所作声明的具体情况逐案做出。很明显，一些检测厂家做出了可能损害消费者的诊断性宣称，根据《联邦食品、药品和化妆品法》《联邦贸易委员会法》，此类未经证实的宣称很可能会被提起诉讼。

参考文献