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老药新用:B细胞肿瘤药物在自身免疫疾病中的应用

发布日期:2020-05-21 浏览次数:0

来源: 药渡  

常见B细胞肿瘤药物的分类

所有血液细胞的祖先都是造血干细胞。造血干细胞可以分化为髓样干细胞和淋巴样干细胞,淋巴样干细胞在不同的器官中进一步分化为NK细胞、B细胞和T细胞。其中,B细胞的分化主要在骨髓(bone marrow)完成,因而得名。经过一系列细胞因子刺激以后,淋巴样干细胞分化形成成熟B细胞(狭义的B细胞),进入到血液或淋巴循环。成熟B细胞的寿命一般为2-4个月,如果成熟B细胞的增殖和凋亡失去控制,则容易演变成B细胞淋巴瘤和B淋巴细胞白血病等。成熟B细胞在外周血或淋巴中接触外界抗原,进一步形成能分泌抗体的浆细胞(广义的B细胞)。如果浆细胞的增值和凋亡失去控制,则易引发浆细胞瘤,最常见的浆细胞肿瘤为多发性骨髓瘤。

图1. 造血干细胞分化路线(图片来源于维基百科)

B细胞成熟分化的不同时期,需要不同分子参与,这些关键分子因此成为B细胞疗法的靶点。根据他们在B细胞成熟分化过程中的时空表达不同,可以分为几类:

1、CD19、CD20等膜表面受体和BTK等激酶,只在早期B细胞中表达,不在浆细胞中表达,对B细胞的维持至关重要。CD19和CD20分子控制钙离子通道,BTK是Toll样受体(TLR)途径的组成部分,在免疫中发挥重要作用。罗氏开发的CD20抗体Rituximab,艾伯维/强生开发的BTK抑制剂 Ibrutinib 等都是慢性淋巴细胞白血病和B细胞淋巴瘤的重要治疗药物,但是不能用于浆细胞肿瘤的治疗。

2、B细胞活化因子(BAFF)、A增殖诱导配体(APRIL)、B细胞淋巴瘤蛋白-2(BCL2)等,在早期B细胞和浆细胞中都表达,对这两种类型的细胞都很重要。B细胞活化因子属于TNF-alpha家族成员,A增殖诱导配体是BAFF的下游蛋白质。BCL-2调节线粒体外膜的通透性控制凋亡通路。艾伯维/罗氏开发的BCL-2抑制剂Venetoclax 已经获批治疗慢性淋巴细胞白血病,同时正在开展多发性骨髓瘤的临床试验。BAFF和APRIL的抑制剂还未获批B细胞肿瘤的适应症,但获批治疗红斑狼疮。

3、膜表面受体CD38和蛋白酶体等只在浆细胞中活跃表达,但在早期B细胞中不发挥功能。CD38是钙离子通道的重要调节蛋白。蛋白酶体是调节细胞内蛋白水平与功能的重要机制,对于浆细胞等需要大量合成抗体蛋白质的细胞至关重要。CD38抗体Daratumumab,蛋白酶体抑制剂 Bortezomib 等可用于治疗浆细胞肿瘤,例如多发性骨髓瘤等。但对B细胞淋巴瘤等疗效较差。

4、其他非B细胞特异的靶点,例如吉列德科学的慢性淋巴细胞白血病药物 Idelalisib,靶向PI3K这个广谱致癌基因;百时美/新基的多发性骨髓瘤药物lenalidomide,具有多个复杂靶点,其作用机制尚不明确。

上述药物的本质都是清除所有B细胞,包括正常B细胞,以达到消灭肿瘤的目的。由于免疫系统是一个相对独立的系统,并不参与机体机体发育,代谢等必须功能;B细胞在免疫系统中还有T细胞作为其补充,因此两害相权取其轻,全面清除B细胞在某些情况下是可以接受的。B细胞清除疗法最主要副作用包括病原体感染等,可以通过使用抗生素等解决。

B细胞和自身免疫疾病

自身免疫性疾病,是机体免疫系统出现异常,自身抗体或自身效应性淋巴细胞攻击正常细胞导致的自身组织器官损伤性疾病。自身免疫疾病有100种左右。如果单一来看,大多数自身免疫疾病是患者数量低于1/1000的罕见病。但是,自身免疫疾病的病因大多相似,如果从整体看,该病是位于心血管疾病和肿瘤之后的第三类主要疾病。由于病因相似,一种治疗药物往往对多种自身免疫疾病都有效,极大节约了临床试验和市场成本。且有FDA罕见病政策扶持,使其成为各大药厂热衷的治疗领域之一。

B细胞/浆细胞是自身免疫疾病最重要的效应细胞之一。主要表现在:1、B细胞异常分泌自身抗体,攻击正常组织器官。2、B细胞大量分泌TNF、TGF、INF等炎性分子,诱导补体反应和炎症反应。3、提呈自身抗原给T细胞,诱导T细胞杀伤正常细胞;4,攻击荷尔蒙受体引起内分泌紊乱,诱导机体产生系统性免疫异常。

流行病学研究表明,自身免疫疾病和B细胞肿瘤有千丝万缕的联系。类风湿性关节炎患者并发B细胞淋巴瘤的风险是健康人的2倍。系统性红斑狼疮和干燥综合征患者则分别高达5倍和20倍。值得一提的是,自身免疫疾病患者一般没有更高的多发性骨髓瘤风险。这组数据说明早期B细胞在自身免疫疾病中发挥重要作用。B细胞淋巴瘤药物用于自身免疫疾病的治疗是一项有意义的尝试。

B细胞疗法在自身免疫疾病中的应用

CD20单抗

罗氏的美罗华Rituximab是第一个CD20单抗药物,用于治疗非霍奇金淋巴瘤和慢性淋巴细胞白血病等。

在Rituximab上市后不久,罗氏开启了Rituximab治疗自身免疫疾病的尝试。2006年至今,先后获得FDA批准用于治疗类风湿性关节炎,肉芽肿性血管炎和中重度天疱疮。此外,在免疫性血小板减少和系统性红斑狼疮适应症上,虽然Rituximab治疗组和安慰剂组差异不显著,没有被FDA批准,但是由于P值较小,还是被极其广泛的超适应症使用,成为事实上的二线疗法。

表1. Rituximab治疗自身免疫疾病主要临床实验结果

Rituximab使用简单。患者第一年注射两次1000mg Rituximab,此后每年注射两次500mg Rituximab,辅助配合低剂量糖皮质激素。Rituximab价格大约为1000mg 9900美金。全年治疗费用最多为20000美金,因此普及性好,减少了激素类药物副作用。

除了Rituximab,罗氏开发了第二代CD20抗体Ocrelizumab,用于治疗多发性硬化症。Ocrelizumab是全人源化CD20抗体。在OPEAR三期临床实验中,患者每年注射两次Ocrelizumab,可使每年复发次数减少45%左右,残疾进展风险降低40%。Ocrelizumab获批用于治疗复发型和原发进展型多发性硬化。为了避免与自家的Rituximab竞争,Ocrelizumab并没有开发B细胞肿瘤市场。

诺华也开发了二代CD20抗体Ofatumumab和Ocrelizumab竞争。Ofatumumab可以皮下注射,具有方便的给药形式。在OASCLEPIOS 三期临床中,患者每月自行皮下注射200mg剂量Ofatumumab,对钆增强(Gd+)T1病灶和新的或扩大的T2病灶均显示出抑制作用,年复发率ARR在0.11左右,相对目前的标准疗法Aubagio降低50%以上。Ofatumumab已申报FDA批准,通过的可能性极大。

此外,美国TG Therapeutics公司的Ublituximab、Immunomedics的Veltuzumab等新一代CD20抗体都已经进入临床中后期,用于多发性硬化,免疫性血小板减少等疾病的治疗。

BTK抑制剂

BTK抑制剂Ibrutinib是治疗B细胞肿瘤的重磅药物。因为市场和专利原因,在非肿瘤适应症方面只开发了移植物免疫排斥。其他药企在开发BTK抑制剂me too药物时,为了避免与Ibrutinib竞争,都选择首先拓展自身免疫疾病市场。主流BTK抑制剂me too包括新基的Spebrutinib、礼来的Poseltinib、罗氏的Fenebrutinib等。这些药物主攻类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮,但与CD20单抗不同,绝大多数BTK抑制剂没有达到主要临床终点。

目前只有两个公司的BTK抑制剂针对自身免疫疾病进入临床中后期。德国默克的Evobrutinib用于治疗多发性硬化症。在二期临床剂量爬升中,每日一次75mg治疗组的(RR=0.30; p=0.0015)和每日两次75mg治疗组(RR=0.44; p=0.0313)硬化病灶发生显著改善,改善程度和剂量呈正相关。三期临床正在筹备。Evobrutinib还有狼疮适应症在研。

美国Principia生物制药是第二家保留BTK抑制剂自身免疫疾病适应症的药企。Principia目前共有三款BTK抑制剂在研。其中,SAR442168和赛诺菲共同开发,同样针对多发性硬化症。2020年2月,赛诺菲宣布SAR442168二期临床成功,通过磁共振成像(MRI)进行测量,SAR442168显著降低了与MS相关的疾病活动,疗效呈现剂量依赖效应。不过Evobrutinib和SAR442168的临床试验设计细节都有值得商榷的地方,数据公布不完整,仍需谨慎乐观看待其阳性结果。

principia还有另一款BTK抑制剂Rilzabrutinib开展了治疗天疱疮和免疫性血小板减少的二期临床试验。目前公布的数据接近甚至优于Rituximab。例如,在天疱疮患者中,Rilzabrutinib联合低水平糖皮质激素,40%病人可在24周内获得完全缓解。糖皮质激素的平均用量为每日12mg,低于传统单一激素疗法的每日60mg。principia计划2020年开展三期临床试验。

值得一提的是,新冠肺炎病毒引起的严重细胞因子风暴,从某种意义上也属于自身免疫疾病。包括阿斯利康的Acalabrutinib,百济神州的Zanubrutinib等BTK抑制剂都在今年四月份启动了治疗新冠的临床试验。

BAFF/APRIL和BCL-2抑制剂

已经上市的BAFF/APRIL抑制药物只有GSK的BAFF抗体Belimumab,用于治疗红斑狼疮。治疗组有效比例超50%,疾病复发风险降低50%;可显着降低患者对糖皮质激素的依赖。Belimumab有静脉和皮下注射两种剂型,使用方便。因为市场原因,Belimumab并未开展针对B细胞淋巴瘤的临床试验。

进入临床中后期,但是没有上市的BAFF/APRIL抑制药物包括德国默克的Atacicept、礼来的Tabalumab和Anthera制药的Blisibimod等。其中,Atacicept是BAFF/APRIL受体的重组融合蛋白,同时开展了针对非霍奇金淋巴瘤,B淋巴细胞白血病和多项自体免疫疾病的临床实验。但问题较多,前途未卜。例如,在系统性红斑狼疮临床试验中,低剂量Atacicept对狼疮效果不佳,150mg剂量的Atacicept组虽然显示出疗效,但因毒性较大停止试验。

Tabalumab是BAFF抗体,本来被礼来寄予厚望成为Belimumab的有力竞争者。它在多项自身免疫疾病的适应症上都开展过大型临床试验,但表现一般,目前已经基本停止开发。

Blisibimod是BAFF结合结构域的融合蛋白,获得FDA孤儿药认证。主要针对系统性红斑狼疮,在三期实验中未达到主要终点,基本停止开发。虽然这三款BAFF/APRIL候选药物在市场化的道路上有许多曲折,但是他们失败的经验仍对我们开发BAFF/APRIL抑制药物有指导意义。

表2. 主要BAFF/APRIL和BCL-2抑制候选药物中后期临床试验结果

艾伯维/罗氏开发的BCL-2抑制剂Venetoclax用于治疗慢性淋巴细胞白血病等,但用于多发性骨髓瘤效果不佳。在2011-2013年,Venetoclax开展了少量针对红斑狼疮等自身免疫疾病的临床尝试,不过这几项试验都失败了。Venetoclax可治疗急性髓系白血病,说明它除了抑制B细胞生长外,还抑制其他血液细胞生长,专一性不强。对一些并不致命的自身免疫疾病,可能具有较大毒性。这也许是Ventoclax失败的原因之一。

CD38抗体和蛋白酶体抑制剂

在上文提到,自身免疫疾病和多发性骨髓瘤在流行病学上关系不大,暗示我们特异性靶向浆细胞药物对自身免疫疾病的治疗效果可能不佳。可能因为人体中有源源不断的B细胞分化为浆细胞,单独抑制浆细胞的效果并不持久。

目前,已经上市的CD38抗体有Daratumumab等,已经上市的蛋白酶体抑制剂有Bortezomib等,都用于治疗多发性骨髓瘤。他们在自身免疫疾病的治疗上也开展了一些有意义的尝试。例如有多项早临床试验探索了Bortezomib在免疫性血小板减少等方面的应用,但还没有取得明显的进展。

其他B细胞靶向药物

PI3K抑制剂Idelalisib,多靶点药物lenalidomide等,由于作用机制复杂,基本没有开展自身免疫疾病方面的临床试验。

小结

虽然CD20单抗等B细胞肿瘤药物为自身免疫疾病患者带来希望,然而,攻克自身免疫疾病的道路仍然很长。一方面,B细胞肿瘤药物治疗自身免疫疾病的潜力仍然没有完全发挥。到目前为止,只有少数几种被FDA批准的B细胞疗法。仍然有许多病因类似的自身免疫疾病无药可治。因此亟需进行更多临床试验,拓展B细胞疗法。另一方面,自身免疫疾病是一种系统性疾病,患者的免疫系统失衡是根本病因,B细胞疗法只治标不治本。只有从源头上使患者的免疫系统再平衡,才能解决问题。相信随着生物科学的进步,自身免疫疾病的治疗方法会更加完善。

参考文献:

1. wikipedia, Haematopoiesis

2. Edward B Miller, Autoimmunity and Lymphoma: A BriefReview, journal of rheumatic diseases and treatment, 2018,4

3. Katharina Hofmann, Ann-Katrin Clauder, and Rudolf Armin Manz, Targeting B Cells and Plasma Cellsin Autoimmune Diseases, frontiers in immunology, 2018, 9

4. Christiane S. Hampe, B cells in autoimmune disease, scientifica, 2012

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