
ZMUni 中贸合规中心此前发布干货推文《欧盟非转基因生产菌株申报:已有全基因组测序够不够,终产品还要查什么?》。今天继续带来合规干货分享:
GMM生产菌(基因改造微生物)相比non-GM(非基因改造微生物菌株)真正增加的,并不是另一套完全独立的安全性评价体系,而是一层更完整的“遗传改造说明—实际基因组验证—安全性解释”。
换成GMM后,non-GM生产菌的基本评价框架仍然适用:实际生产菌身份确认、WGS、QPS、AMR、关注基因,以及必要的最终产品评价都不会消失。真正新增的问题是:为什么要改、设计上想怎么改,以及最终实际又改成了什么样。
因此,申请人不仅需要说明遗传改造的目的和设计,还需要证明最终用于生产的GMM实际发生了哪些遗传变化,并判断这些变化是否改变了对菌株安全性的认识。
对于细菌,EFSA要求利用实际GMM的WGS数据与适当的non-GM参考菌株进行比较,最合适的参照通常是产生该GMM的亲本菌株(parental strain)。这种比较既用于确认预期的插入、删除、替换等改造是否真正实现,也用于识别和解释实际生产菌中存在的其他遗传差异。
因此,GMM生产菌新增的评价主线可以概括为:
遗传改造目的和设计
→ GMM与亲本/参考菌株的实际基因组比较
→ 预期和非预期变化的识别与解释
→ 是否产生新的安全性关注
完成这些工作后,评价仍然要回到最终产品:分别判断生产菌活细胞、生产菌DNA以及必要时的关注物质是否还会形成实际暴露。也就是说,GMM真正多出来的是对“遗传改造本身”的证明,而最终风险判断仍然需要把这些变化重新放回菌株安全性和最终产品暴露的整体框架中。

多出来的是一层“遗传改造证据”
上篇已经介绍,生产菌的基本评价逻辑是:先确认实际生产菌,再利用WGS、QPS、关注基因和必要的表型资料识别潜在风险(hazard),最后结合生产工艺和最终产品数据判断是否形成暴露(exposure)。
对于GMM细菌类生产菌,这套基本框架仍然成立。实际生产菌身份确认、WGS、QPS、AMR、关注基因以及最终产品评价等要求并不会因为菌株经过遗传改造而被另一套体系替代。
真正增加的,是一层专门针对遗传改造本身的表征(genetic modification characterisation)。
这层资料需要回答的,不只是“改造成功了吗”,而是几个更具体的问题:为什么进行这项改造,设计上想怎么改,哪些遗传信息被有意插入、删除、替换或编辑;以及最终实际用于生产的GMM究竟变成了什么样,这些变化是否会改变对菌株安全性的认识。
因此,只提交质粒图谱、目标基因名称或构建流程通常还不够。研发资料更多说明的是“设计上想怎么改”,而风险评估真正需要确认的是“最终实际上改成了什么样”。这也是GMM申报相比non-GM生产菌新增证据的核心。
本文仍沿用上篇的讨论边界,重点讨论以GMM细菌作为生产菌、通过发酵生产目标物质,并在后续工艺中去除菌体的场景。对于活GMM作为活性微生物(active agent)、菌体作为生物质(biomass)等情形,由于评价路径明显不同,本文不展开讨论。
同时,本文主要聚焦EFSA相关文件中的微生物表征及最终产品验证要求。产品本身涉及的毒理学、过敏原性、用户安全等其他问题,仍需根据具体法规和相应领域指南另行评价。
non-GM与GMM生产菌(以细菌为例):评价重点对比
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评价内容 |
non-GM production strain |
GMM production strain |
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实际生产菌身份确认 |
✓ |
✓ |
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WGS用于菌株身份确认 |
✓ |
✓ |
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QPS / AMR / virulence / toxigenicity等基础安全性评价 |
✓ |
✓ |
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Genes of concern识别与评价 |
✓ |
✓ |
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遗传改造目的和设计说明 |
— |
新增 |
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与parental/reference strain进行WGS比较 |
— |
新增 |
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验证intended modifications |
— |
新增 |
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识别和解释unintended modifications |
— |
新增 |
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判断遗传改造是否产生新的safety concern |
— |
新增 |
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最终产品中的viable cells评价 |
根据适用监管要求和具体情形判断 |
需要结合适用监管要求判断,GMM有额外考虑 |
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最终产品中的production-strain DNA评价 |
根据适用监管要求和hazard判断 |
需要结合适用监管要求判断,且是否评价并不只取决于是否存在genes of concern |
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Substances of concern的终产品评价 |
根据菌株hazard及实际暴露判断 |
根据菌株hazard及实际暴露判断 |

为什么改、改了什么
GMM项目首先需要说明的,是遗传改造的目的和设计。
根据2025版微生物表征指南,应描述遗传改造及其目的,并说明由此带来的性状、表型或代谢变化。因此,比起简单罗列“做了哪些基因工程操作”,更适合把资料组织成一条清楚的逻辑:为什么要改、具体改了什么,以及预期由此产生什么功能变化。
对于工业生产菌,改造目的可能包括提高目标产物的表达或产量、调整代谢通路、减少某类副产物形成,或者删除不希望保留的功能。具体项目会有所不同,但这些设计信息需要足够清楚,以便后续与实际GMM的基因组结果逐一对应。
如果遗传改造涉及DNA插入,仅提供目标基因名称通常不足以完成表征。对于来源于供体生物的插入序列,需要说明其来源,并描述插入DNA的序列、主要功能元件、编码产物及其功能等信息。
对于人工设计、密码子优化或嵌合/合成序列,则还需要说明相应的设计依据和策略,并提供能够说明其结构和功能的信息。对于嵌合或合成蛋白,在适用情况下还应结合序列相似性和功能域分析,对其可能功能进行表征。
不过,这一部分的重点并不是把菌株构建过程写成一份逐步的分子克隆实验记录。对于风险评估而言,更重要的是说明:最终GMM中有意引入、删除或改变了哪些具有功能意义的遗传信息,以及这些变化预期会怎样影响菌株。
遗传改造也不限于传统意义上的外源DNA插入。有意删除序列、引入碱基替换、移码突变或其他编辑,只要属于适用法规下的GMM范围,同样需要描述,并说明其预期作用。
到这里,资料回答的仍然是“设计上想把菌株改成什么样”。下一步则要进一步证明:最终真正用于工业生产的GMM,实际上是否变成了这个样子。
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还要用实际GMM的WGS来验证
前一部分说明的是“设计上想怎么改”,接下来要回答的是:最终实际用于生产的GMM,究竟改成了什么样。
对于细菌,2025版指南要求通过比较实际GMM与适当的non-GM参考菌株(reference strain)的WGS数据,对遗传改造结构进行表征。这也是GMM情形下WGS相比non-GM新增的一项核心用途:除了继续用于菌株身份确认和关注基因筛查等基本评价,还要用于验证遗传改造的实际结果。
最合适的参考菌株通常是产生该GMM的non-GM亲本菌株(parental strain)。原因很直接:亲本菌株最接近遗传改造开始时的真实遗传背景,因此,通过与它比较,更容易判断实际GMM中哪些变化来自后续遗传改造,哪些原本就存在于菌株背景中。
这里需要特别区分“比较对象”和“评价对象”。亲本菌株的作用是建立比较基准,最终接受风险评估的仍然是实际用于生产的GMM。因此,即使亲本菌株已有完整、质量良好的数据,也不能替代实际GMM本身的WGS和安全性表征。
申报资料还需要说明亲本菌株的来源,以及其此前是否经过传统诱变等菌株改良。如果实际亲本菌株无法作为参考,也可以选择适当的替代比较菌株(alternative comparator),但需要说明选择依据,以及为什么它能够作为有效的比较基准。
这种比较也不能只盯着预先设定的几个改造位点,而应着眼于整个基因组。对于细菌,还需要考虑质粒等染色体外遗传元件。只有进行这样的整体比较,才能真正把“设计上改了什么”与“实际GMM发生了什么”对应起来。
如果WGS本身还不足以把最终遗传改造结构说明清楚,则仍需要结合相关构建信息和遗传材料进行补充。换句话说,WGS不是为了形式上证明“做过测序”,而是要最终回答一个实质问题:用于工业生产的这株GMM,其实际遗传结构是否已经被充分确认。

重点是解释预期和非预期变化
完成实际GMM与亲本菌株或其他适当参考菌株的全基因组比较后,评价不能停留在一句“构建结果与设计一致”。
2024版WGS Statement要求根据GMM与参考菌株之间的基因组比较,对实际发现的遗传变化进行报告和解释,其中既包括预期改造(intended modifications),也包括非预期变化(unintended modifications)。
首先要确认的是预期改造。计划中的插入、删除、替换或其他编辑,是否确实存在于最终实际生产菌中,其位置和结构是否与申报设计一致。只有这样,研发阶段的“设计信息”才能真正落到最终GMM的基因组证据上。
与此同时,全基因组比较也可能发现设计之外的其他遗传差异。这里需要特别注意:发现非预期变化,本身并不等于发现了安全风险。
WGS首先提供的是基因组层面的事实。风险评估真正关心的是,这些变化发生在哪里、可能影响哪些基因或功能,以及是否会带来新的安全性关注。因此,对于非预期变化,需要结合其位置、功能及是否涉及关注基因等信息进行解释。
2024版WGS Statement还要求对GMM染色体及染色体外遗传元件中发现的插入、删除和替换等变化进行适当表征;如果变化涉及编码区域,则还需要进一步说明其可能影响的蛋白功能或代谢作用。
因此,这一步不宜理解成“列出所有变化,然后逐个证明没有风险”。更准确的逻辑是:先确认实际发生了哪些变化,再识别其中哪些变化具有潜在安全性意义,并对这些变化进行有针对性的评价。
如果某项预期或非预期变化涉及关注基因,或者有理由认为它可能影响耐药性、毒力、产毒性、有害代谢物产生等安全性相关特征,就不能只停留在WGS或生物信息学报告中,而应进一步带入后续的菌株安全性评价。
换句话说,GMM的WGS比较不是以“找到多少突变”为终点,而是要回答:这些实际发生的遗传变化,是否改变了我们对这株生产菌安全性的认识。

WGS交付的不只是一份PDF报告
GMM项目还有一个在实际执行中容易被低估的问题:WGS的结论能不能从数据层面被追溯和复核。
2024版WGS Statement不仅关注最终分析结论,也对支持这些结论的测序、组装、注释以及GMM与参考菌株比较数据提出了相应要求。因此,一份只写着“目标改造符合预期”或“未发现具有安全性意义的非预期变化”的检测报告,并不能完全替代底层数据。
对于实际GMM,应保留并提交能够支持分析结论的原始测序数据、组装基因组及必要的注释信息;用于遗传改造比较的non-GM参考菌株,也需要提供与实际比较对象相对应的基因组数据。
同样,GMM与参考菌株之间的基因组比对和相关比较结果,也需要能够支持对预期和非预期变化的复核。这里的重点并不在于记住具体文件格式,而在于确保分析过程和结论具有完整的数据依据。
除数据本身外,分析方法也需要具备可追溯性,例如所使用的软件及版本、主要分析参数、数据库或参考数据及其版本信息等。这样,申报资料中的结论才能与实际分析过程对应起来。
对于委托第三方开展WGS的项目,这一点尤其值得提前确认。实验室常规交付的“一份WGS报告”,未必自动等同于EFSA申报所需要的完整数据包,因此最好在项目启动和交付清单阶段就明确数据、分析结果和方法信息的具体要求。
一个比较实用的判断原则是:报告负责解释结论,底层数据负责支持结论。 两者能够相互对应,遗传改造表征才真正具有可追溯性和可复核性。

还要回到菌株本身的安全性
完成遗传改造表征,并不意味着GMM的安全性评价结束了。
对于细菌,菌株身份、QPS、AMR、毒力、产毒性和有害代谢物等基本评价仍然适用。GMM额外需要回答的是:前面识别出的预期或非预期遗传变化,是否新增、删除或改变了与安全性相关的特征。
QPS就是一个比较典型的例子。亲本菌株或受体菌株所属物种具有QPS状态,并不意味着最终GMM可以自动沿用同样的结论。
按照2025版指南,如果亲本菌株或受体菌株所属物种符合QPS,相关限制条件得到满足,并且遗传改造没有带来新的安全性关注(safety concern),QPS评价路径可以延伸至该GMM。反过来,如果遗传改造删除了导致菌株不能满足某项QPS限制条件的关注基因,在有充分证据支持删除结果并排除其他相关问题的情况下,也可能改变最终菌株对该限制条件的判断。
AMR同样体现了这一原则。对于通过遗传改造引入GMM的AMR基因,2025版指南将其视为获得性AMR基因。因此,即使某个耐药基因只是菌株构建过程中使用的选择标记,也不能因此在最终GMM的风险评估中忽略。
如果WGS比较发现其他预期或非预期变化可能影响原有安全性特征,也需要结合基因组信息、物种知识以及必要的表型资料进一步判断。
因此,GMM并不是在non-GM生产菌的全部评价之外,再额外增加一套“GMM专属安全性检测”。更准确地说,是先识别遗传改造实际带来了哪些变化,再把这些变化重新放回原有的微生物安全性框架中,判断它们是否改变了对最终生产菌的安全性认识。

活菌、DNA 和关注物质仍要分开看
完成GMM的遗传改造和菌株安全性表征后,评价仍然要回到最终产品。
这里首先需要区分几个不同的评价对象:活的生产菌、生产菌DNA,以及必要时需要关注的特定物质。 它们对应的暴露问题并不相同,也不能相互替代。
活菌和生产菌DNA就是两个典型的例子。没有检出活菌,说明在相应试验条件下没有发现仍能够培养和增殖的生产菌,但失活或破裂的细胞仍可能留下DNA;反过来,DNA检测也不能证明最终产品中不存在活菌。
在本文依据的2025版指南框架下,由GMM生产菌获得的产品被纳入活细胞(viable cells)的评价范围。具体检测方法和取样要求与上篇介绍的基本逻辑相同,这里不再展开。
值得注意的是,指南对non-GM和GMM生产菌的表述并不完全相同。对于non-GM生产菌,是否需要开展活细胞检测可能取决于适用的监管要求;而针对GMM生产菌,相关条款没有设置相同的例外表述。
生产菌DNA则是GMM情形下更需要单独关注的问题。2025版指南明确将使用GMM生产菌获得的产品纳入生产菌DNA的评价范围,同时指出,最终产品中是否需要确认生产菌DNA,应根据适用的监管要求确定,而且这一判断独立于该GMM是否携带关注基因。
这意味着,GMM项目不能简单采用“WGS没有发现关注基因,所以最终产品中的生产菌DNA就不需要再考虑”的判断方式。更合适的做法是先明确具体产品适用的监管路径,再判断是否需要对最终产品中的生产菌DNA进行确认。
如果需要开展检测,则应按照指南要求采用适当的方法,并确保检测能够回答相应的风险评估问题。至于PCR控制设置、靶序列长度等具体技术要求,可在实际申报方案和检测设计阶段进一步落实,无需在这里重复展开。
除活菌和生产菌DNA外,如果前面的菌株评价提示GMM可能产生毒素、有害代谢物或其他关注物质,也不能因为活菌或DNA未检出就直接排除相关风险。这些物质是否进入最终产品,需要作为另一个独立的暴露问题来判断。

最终还要看有没有实际暴露
前面的菌株表征和遗传改造分析,主要用于识别实际GMM可能具有的潜在危害(hazard);最终产品评价则进一步判断这些潜在危害是否形成实际暴露(exposure),从而支持产品层面的风险(risk)判断。
因此,发现菌株层面的某项潜在危害,并不意味着最终产品一定存在相应风险。对于本文讨论的生产场景,生产菌通常会在发酵后经过分离、过滤、纯化等工艺被去除,后续真正需要确认的是:与前面识别出的潜在危害有关的菌体、遗传物质或特定物质,是否仍然进入最终产品。
对于遗传性危害,生产菌DNA是连接菌株层面hazard与最终产品暴露的重要证据。如果生产菌携带关注基因,则该菌株被认为存在需要评价的遗传性hazard;是否进一步构成最终产品层面的risk,则取决于相应生产菌DNA是否形成实际暴露。
对于有害代谢物、毒素或具有治疗用途的抗微生物物质,判断逻辑则不同。即使最终产品中没有检出活菌或生产菌DNA,也不能据此证明这些物质一定不存在,因为它们可能已经在发酵过程中产生,并在菌体去除后继续残留。如果前面的菌株评价提示存在这类潜在危害,就需要结合最终产品中相应物质的分析结果进一步判断。
由此也可以看出,生产工艺描述和最终产品验证承担着不同作用。工艺资料说明企业通过哪些步骤控制或去除生产菌及相关危害,而最终产品数据则用于验证这些控制措施在实际生产中是否达到预期效果。两者相互支持,但通常不能仅凭“工艺上设置了去除步骤”就直接替代最终产品层面的验证。
从申报资料组织的角度,更适合采用一种“hazard与exposure对应”的思路:前面识别出什么类型的潜在危害,后面就提供与之相匹配的最终产品证据。生产菌本身的残留对应活菌评价,遗传性危害结合生产菌DNA判断,而菌株可能产生的特定有害物质则需要相应的分析数据。
这样做的目的,并不是为所有GMM项目机械套用同一组检测,而是让每一项最终产品数据都有明确的风险评估目的。
因此,从菌株表征走到最终产品风险结论,关键不是“检测项目越多越好”,而是前面识别出的重要潜在危害,都能够在后续找到相应的暴露证据,并形成前后连贯的判断。遗传改造资料、WGS、安全性评价、生产工艺和最终产品检测,也应围绕同一条风险逻辑相互对应。

GMM最终绕不开的五个问题
把前面的内容压缩下来,GMM生产菌的申报可以归结为五个问题。
第一:实际用于生产的是哪一株菌?
菌种保藏、WGS、遗传改造资料以及最终产品评价,都需要能够追溯到同一株实际生产菌。
第二:这株菌本身有哪些需要关注的安全性特征?
QPS、AMR、毒力、产毒性和有害代谢物等基本评价,与non-GM生产菌仍然遵循同一套微生物安全性逻辑。
第三:人为遗传改造究竟改变了什么?
不仅需要说明为什么改、设计上改了什么,还需要利用实际GMM与适当non-GM参考菌株的WGS比较,确认最终实际上发生了哪些遗传变化。
第四:这些遗传变化是否改变了原来的安全性判断?
无论是预期还是非预期变化,本身都不自动等于风险。真正需要判断的是,这些变化是否涉及关注基因或其他安全性相关功能,并由此产生新的安全性关注。
第五:经过实际生产以后,与这些潜在危害有关的东西还有没有进入最终产品?
这里需要分别考虑活的生产菌、生产菌DNA,以及必要时的毒素、有害代谢物或具有治疗用途的抗微生物物质,并判断它们是否形成实际暴露。
归根结底,GMM生产菌相比non-GM真正增加的,并不是另一套完全独立的检测体系,而是一层更完整的:
遗传改造说明 → 实际基因组验证 → 遗传变化解释 → 安全性判断。
而这些判断最终仍要回到同一个问题:前面识别出的潜在危害,在最终产品中是否形成了实际暴露。
🔥直播预告丨欧盟 Novel Food 申报与微生物合规:法规路径、EFSA要求及关键检测
