Efalizumab

01 概述 当生物制品(如抗体药物)的生产过程发生变更后，为确保变更前后产品的安全性、纯度和有效性高度相似，必须进行严谨的可比性评估。这是一个逐层深入、由简至繁的评估策略，其核心在于确保患者使用的药物质量始终如一。 可比性评估的层级化策略 生产过程发生变化后，评估生物制品的可比性应考虑多方面的因素，其比较性评估类别如表12-1所示。该策略是一个典型的逐步递进、基于风险的决策流程： ·表12-1从分析测试(A)，以确保药物质量开始：这是评估的第一道关卡，也是最基础的环节。它侧重于产品的物理化学属性，例如使用高效液相色谱(HPLC)分析纯度、毛细管电泳分析电荷异质性、质谱分析分子量和高阶结构等，其目标是确认变更后的产品在基本化学构成上与原产品一致。 ·随后进行生物学特征研究(B)：如果化学分析通过，则进入功能评估阶段。此阶段旨在确认药物的“生物活性”是否得以保留。例如，对于一个靶向PD-1的抗体，需要测试其与PD-1蛋白的结合能力；对于一个需要通过激活免疫细胞来杀死癌细胞的抗体，则需在体外细胞实验中评估其ADCC(抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用)活性。 ·然后再进行体内药代动力学(PK)或药代动力学/药效动力学(PK/PD)研究(C,D)：如果前述分析发现细微但可能具有临床意义的差异，则需在动物模型或人体中进行体内研究。药代动力学研究回答“身体如何处理药物”的问题，即药物的吸收、分布、代谢和排泄过程。例如，通过给大鼠注射变更前后的抗体，定期采血测量血药浓度，比较两者的半衰期和清除率是否相似。PK/PD研究则更进一步，将血药浓度与其产生的生物学效应(如某个靶点占据率的下调)联系起来。 ·如果需要的话，还需进行临床安全性和有效性研究(E)：这是最严格的层级。当上述所有非临床研究仍无法充分证明可比性时，就必须进行临床研究。例如，在生产工艺发生重大变更(如更换细胞株或生产场地)后，可能需要进行一项小规模的临床桥接试验，直接比较变更前后产品在患者体内的疗效和安全性。 这包括上市后的免疫原性监测，以长期追踪患者是否会对新工艺产品产生更多的抗药物抗体。 对药物进行表征分析以确定产品的基本特性是否变化，包括物理和化学表征(如分子量、高级结构，例如使用圆二色谱或荧光光谱来探测蛋白质的折叠是否正确)，加速降解试验(通过在高温、强光等苛刻条件下储存样品，来预测药物的长期稳定性)、杂质和污染物(如宿主细胞蛋白残留、DNA残留等)等方面的评估。 对药物的生物学特性评估取决于产品的作用机制，既包括最低限度的药物效力评估(如抗体与配体或靶抗原的结合力，通常通过表面等离子共振技术来精确测量结合常数)，也包括其他生物学活性，如根据药物的作用机制评估抗体和免疫球蛋白(Ig)融合蛋白治疗剂的效应功能(例如，评估其诱导补体依赖的细胞毒作用的能力)。 如果在上述分析包(A)或生物学特性(B)分析中发现存在有可能会影响安全性或有效性的变化，如蛋白质药物的电荷、糖基化和聚合形式的改变都有可能改变药物在体内的PK、生物学活性和免疫原性，其影响大小取决于变化的程度和时间，这就需要进行深入的体内PK或PK/PD研究。如果可用的分析手段和生物学评价不足以充分描述产品特征的变化，或者通过结构活性分析也无法解释或理解变化的影响，那么体内研究也就更为必要。例如，如果发现变更后产品的酸性峰比例显著增加，且已知该酸性峰与更快的肾脏清除率相关，那么进行PK研究就至关重要。 02 影响抗体药物生物学活性的因素 2.1 电荷 治疗性蛋白药物电荷的改变，可以通过影响药物与哺乳动物细胞脂双层上蛋白质和带负电荷的基团(如肝素硫酸蛋白聚糖)之间的静电作用和疏水作用以改变药物的PK和组织分布。可以将其想象成两块磁铁：带正电的药物更容易被带负电的细胞表面吸引，从而导致更快的组织摄取和血浆清除。 一般来说，阳离子倾向于增加血浆清除率和影响药物的组织分布，例如，一些阳离子化的抗体在临床前研究中被观察到更易分布于肾脏；而阴离子则倾向于减少组织摄取，增加血浆清除率，可能是因为其更容易被肝脏中的清道夫受体识别和清除。 在抗体药物生产过程中，自然产生的抗体异质性会导致轻微的电荷差异(如抗体等电点发生0.1~0.2的变化)。在IgG1重链中最常见的电荷异质性来源于细胞内羧肽酶切除抗体C末端的赖氨酸(Lys)残基。尽管血液中含有羧肽酶，但抗体C末端的赖氨酸残基的变化并不会影响静脉注射的抗体药物在体内的PK，因为药物进入血液后，其C末端赖氨酸会迅速被血浆中的羧肽酶切除，使得变更前后的产品在体内迅速变得一致。然而，对于皮下用药而言，电荷的差异却可能会影响抗体从组织到淋巴系统的吸收和分布。因为皮下注射后，药物需要穿过带负电荷的细胞外基质进入淋巴管，电荷的差异会影响这一过程的效率。 抗体等电点发生1个单位或以上的改变，就可能导致抗体的PK发生可测量的变化，而等电点发生微小的变化对抗体PK的影响还需进一步的研究。 2.2 糖基化修饰 所有的IgG抗体都有2个与N连接的双触角的低聚糖，抗体2条重链的Fc片段的CH2结构域有一个高度保守的N糖基化修饰位点Asn297(依据Kabat编号)，该位点的糖基化结构为由2个N乙酰葡糖胺残基(GlcNAc)和3个甘露糖(Man)残基为核心的两分支或多分支双触角复合型寡糖，不同单糖转移酶在其末端分别添加岩藻糖(Fuc)、甘露糖(Man)、半乳糖(Gal)、N乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)和N乙酰神经氨酸(NGNA)等多种单糖组成的聚糖链，这些单糖通过不同的搭配组成多聚糖，使抗体呈现高度的异质性(图12-1)。根据双触角分支糖链上半乳糖的数量和连接方式，抗体的糖型可分为G0、G1(1,3)、G1(1,6)和G2等多种类型，而每一种类型又根据是否具有岩藻糖或者平分型半乳糖分为16种。因此，即使不考虑末端是否存在唾液酸化和高甘露糖型，抗体重链的寡糖类型至少有36种，且随着抗体2条重链的随机组合，可能存在的糖型达400余种，这种复杂性使得糖基化成为生产工艺变更时需要重点监控的关键质量属性。 这些聚糖有助于维持抗体的Fc段的形态结构。想象一下，这两个糖链像“分子支架”一样支撑着Fc段的两个CH2结构域，使其保持一个开放的“Y”形构象。 抗体的开放形状有助于抗体Fc段与Fc受体和(或)与补体蛋白(如C1q)结合，并有利于发挥生物学功能。与此相反，不同聚糖引起的抗体构象变化却不会影响抗体与新生Fc受体(FcRn)结合，这是因为抗体与FcRn结合的关键残基位于Fc段的CH2-CH3结构域，远离糖链位置。 通常抗体糖型的变化对于抗体的PK没有明显的影响，然而，糖型的改变可使其他治疗性糖蛋白(如融合蛋白)的PK发生变化。与含有低Man5(5%~7%)糖型的抗体相比，含有100% Man5的抗体似乎更快地被血浆清除，其原因可能与肝细胞上的甘露糖受体结合有关；较高的Man糖型(如Man7~9)，似乎可以通过血清甘露糖苷酶转化为Man5。重组抗体通常含有低水平的Man糖型，因此Man含量的微小变化不太会影响抗体的总体PK。例如，具有不同数量(±7%)Man5的omalizumab(奥马珠单抗，一种治疗哮喘的抗IgE抗体)的PK谱间并不存在显著性差异。 尽管抗体聚糖的异质性对抗体的PK影响不大，但是Fc段及Fab段糖链的差异，对抗体与配体及抗原的结合非常关键，对抗体的功能、体内代谢甚至免疫原性有着重要作用，如表12-2所示。 ·影响抗体抗原亲和力。 研究表明，抗体结构中抗原结合位点(Fab段)糖基化修饰会影响抗体与抗原亲和力。在抗原结合界面处的糖修饰可提高抗体与糖基表位之间的亲水作用，从而增加抗体与抗原的亲和力。例如，某些抗HIV抗体的Fab段糖基化对于其中和病毒的能力至关重要。 但也有证据表明抗原结合位点糖基化修饰可以通过空间位阻作用降低抗体与抗原的亲和力，就像在钥匙孔里塞了一小块糖，影响了钥匙的插入。 ·影响抗体细胞毒性。 抗体Fc段是细胞毒作用效应细胞(如自然杀伤细胞NK细胞)配体结合位点，可介导抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)和补体介导的细胞毒作用(CDC)，引起细胞毒性的配体主要包括同源性很高的3种Fc受体(FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ)以及补体成分C1q。 o核心岩藻糖的影响： 核心岩藻糖对抗体的ADCC效应影响最大，去除核心岩糖的抗体与FcγRⅢa(主要在NK细胞上表达)有很强的结合能力，并能明显提高ADCC的效应。活性试验显示，与赫赛汀(曲妥珠单抗，用于治疗HER2阳性乳腺癌)抗体相比，无岩藻糖修饰的赫赛汀抗体的ADCC活性提高了40~50倍。进一步研究表明，在去除Asn297的核心岩藻糖后，Fc段与FcγRⅢa相结合的位阻效应就会大大降低，从而使两者结合得更加容易和牢固，使得ADCC活性得以增加。这正是第三代抗HER2抗体Margetuximab的设计原理，其通过基因工程改造，产生了更低岩藻糖基化的糖型，从而增强了ADCC活性。 o半乳糖和唾液酸的影响： 也有研究表明，平分型半乳糖和半乳糖修饰对于抗体的ADCC和CDC也有重要影响。平分型半乳糖苷修饰提高了抗CD20抗体(如利妥昔单抗)对于低CD20表达的B细胞的敏感性，增加了对B细胞的杀伤性。尽管与血清中抗体相比较，工程细胞所产生抗体的唾液酸化程度很低，但是最近研究结果表明抗体的唾液酸化可以提高抗体的抗炎症能力，却会降低其ADCC活性。 基于不同的糖基修饰对抗体PK影响的认识，似乎在体内评估中并不需要研究PK的可比较性。然而，对于通过效应功能来发挥治疗作用的抗体来说，比较策略应该包括不同糖基化修饰对抗体ADCC和CDC效应的差异以及这些差异是否会影响抗体的PK。例如，如果一个抗肿瘤抗体主要依赖ADCC效应杀伤癌细胞，那么生产工艺变更后，即使PK参数不变，但如果糖基化改变导致ADCC活性显著下降，其临床疗效也可能大打折扣。 2.3 形成聚合物 像其他蛋白质一样，单抗很容易发生聚集形成二聚体或多聚体。聚合物形成的主要机制是由于蛋白质局部疏水区分子间的相互作用或蛋白质发生瞬时的去折叠引起的疏水区分子间的相互作用。影响抗体聚合的因素包括高温孵育、疏水表面的相互作用、溶剂环境(pH值、盐、溶剂等)、物理过程(如喷雾干燥、冻干、搅拌)、辅料的类型和浓度等以及剪切力诱导蛋白质去折叠等都有可能促进聚集发生。 抗体形成聚合物是一种普遍的现象，细胞内产生高浓度重组蛋白可能会使蛋白质折叠机制发生饱和，这就可能提高重组蛋白分子发生部分折叠或不正确折叠的概率。另外，在抗体分泌至培养上清后，抗体在细胞培养基和后续纯化过程中遇到的各种应力条件，如高温、搅拌、剪切力和极端的pH值条件等也可引起抗体发生聚合。一个具体的案例是：trastuzumab(曲妥珠单抗)或bevacizumab(贝伐单抗)在临床使用过程中，会选用0.9%生理盐水溶解而不选择5%葡萄糖溶液，这是因为trastuzumab或bevacizumab用5%葡萄糖溶液溶解稀释后会在血浆或血清中形成不可溶的聚合物，可能导致输液反应或药效降低。 抗体聚合物由2个或多个抗体单体分子通过共价或非共价键结合形成，这使得聚合物有多种并具备重复性的抗体单体分子的特点。一方面，这些特点可能会使聚合物形成类似病原相关分子(如病毒衣壳)的特征，而被先天免疫系统抗原呈递细胞(APC)上的Toll样受体(TLR)受体识别，通过受体介导的方式被细胞吞噬，并在溶酶体内消化。另一方面，消化形成的线性表位肽段可能会呈递给T细胞，促进B细胞活化，在体内形成识别并结合抗体药物的抗药物抗体(ADA)。ADA抗体可能会发挥中和抗体药物的效果，影响抗体药物的免疫原性、PK和生物学活性。 在早期临床或动物研究中，已经显示了蛋白质聚集和免疫原性之间的相关性。干扰素(IFN)α和重组人IFN(rhIFN)α2b的转基因小鼠动物研究都表明，蛋白的聚集增加了蛋白的免疫原性；而去除IFN α2a产品中的聚集体，则可降低蛋白的免疫原性。与蛋白类药物相似，IgG抗体聚合物在免疫耐受的转基因小鼠体内的ADA的滴度也显著高于单体。以上结果均表明抗体聚合物会提高抗体的免疫原性。这就像单个的蛋白质分子不容易引起免疫系统警觉，但聚集成团的蛋白质看起来更像一个“外来入侵者”，从而强烈激活免疫应答。 通过增加免疫应答(即中和或结合抗体的形成)，聚合物也可能直接或间接影响地PK和生物活性。胰岛素低聚物会减缓皮下吸收、降低生物的利用度，形成疏水聚合物并降低生物活性。然而，在结肠癌小鼠移植模型中发现，通过尾静脉注射的CC49 scFv(205C)单链抗体重链可变区二聚体与单体形式相比，具有较快的血液清除率、较高的肿瘤摄取率和较长的肿瘤内贮留时间。此外，IgG二聚体可通过与巨噬细胞和嗜中性粒细胞上的Fcγ受体相互作用而表现激动作用，这也可能是导致患者持续性低血压副作用的原因。 鉴于蛋白质聚合物潜在的体内效应，对聚合物的评估是治疗性蛋白药物可比性评估的重要组成部分。在体外分析性评估中观察到的聚合物的变化，可能还需要进行体内评估，如临床监测抗治疗抗体反应等。例如，如果生产工艺变更导致产品中聚体含量从0.5%增加到2.0%，即使仍在质量标准内，也可能需要加强上市后免疫原性的监测。 03 体内药效比较性评估策略 在某些情况下，必须在体内可比性研究中评估产品差异对临床结果(如安全性和有效性)的潜在影响。所需的体内研究类型取决于产品差异的性质、程度以及它们在临床过程出现的时机。进行体内PK可比性研究的决定一般遵循表12-1中列出的内容，根据具体情况确定。对于抗体而言(见表12-3)，临床试验期间或之后出现的关键性生产过程变化，非临床研究应当有效地证明微小过程变化的可比性，而主要变化(如宿主细胞变更或生产纯化工艺的改变)可能需要额外的临床试验进行证实。例如，从使用小鼠骨髓瘤细胞(NS0)生产切换到使用中国仓鼠卵巢细胞(CHO)生产，通常被视为一个重大变更，很可能需要临床桥接试验。 一般来说，非临床毒理学研究不包括在可比性计划中，但应根据具体情况做出决定。表12-4提供了案例研究的范例，其中特定的可比性评估用于支持过程变化，并使方案得以进一步发展。 一般来说，药物的暴露量决定药物的生物活性，包括安全性和有效性。仅比较PK就可以评估抗体分子的体内行为，因此，包括PD终点在内的比较性研究并未被广泛用于评估蛋白治疗。然而，具有相似的PK暴露的产品却可能具有不同的活性，如表12-2所示。例如，两种PK曲线相似的抗体，可能因为其与靶标亲和力的细微差异，导致在靶点占据率上产生显著不同，从而影响药效。 另外，也有事例表明一些过程的变化可以导致抗体与靶分子亲和力的改变，却不影响PK的测定结果。近年来，在比较性评估中，PD的使用有所增加，这在一定程度上是由于确定抗体药物疗效的PD标志物得以发现与鉴定，如efalizumab(依法利珠单抗，通过检测淋巴细胞表面的CD11a占据率作为PD标志物)和natalizumab(那他珠单抗，通过检测血液中白细胞亚群的变化作为PD标志物)发现与鉴定出与PK相关的PD标志物，并在临床比较性研究中进行了定性评估。 纳入药物PD评估体系对研究设计有重要的影响，特别是非临床物种或临床研究人群的选择，包括受试者数量、剂量和研究持续时间。对PD反应的比较需要在非临床研究中选择相关的物种(即该物种的靶点与人类有交叉反应性且生物学功能相似)，并且可能需要在临床研究中以患者为研究对象进行比较。尽管单剂量水平足以证明PK可比性，但第二个剂量有助于评估药物的PD，因为它可以揭示剂量-反应关系，避免因在剂量-效应曲线的平台期进行单点比较而错过差异。不仅如此，PD可比性的评估可能还需要多次给药和(或)增加研究持续时间等方式，以调查药物清除和PD标志物恢复的差异。 欧洲药物管理局(EMA)的可比性指南规定了PD终点应具有以下要求：①足够敏感，可以检测出微小的差异。②有精确的测定方法。③有临床相关的目标人群。尽管与治疗效果相关的PD终点有利于可比性评估，但目前大多数蛋白质治疗剂尚未建立明确的PD终点。与临床效果有关的PD标志物包括血糖浓度对胰岛素治疗的反应、嗜中性粒细胞计数对粒细胞集落刺激因子治疗反应、血小板计数对于血小板生成刺激因子的反应以及血红蛋白浓度对红细胞刺激因子的反应。这些标志物与临床终点高度相关，且变化迅速、易于测量，是理想的PD指标。 PD可比性可以通过定性比较PD随时间变化的特点，或通过定量比较药时曲线下面积(AUC)的变化进行评估。然而，由于PD测量方法具有高可变性，和(或)临床剂量接近剂量效应曲线的平台期，定量评估PD的可比较性具有很大的难度。因此，在EMA指南中建议，研究者预先确定药物的PD评价标准，并证明标准的合理性。 罗米司亭案例研究： 罗米司亭(romiplostim)就是一个在没有获得PK数据的情况下，通过基于PD比较研究而被认可的范例。romiplostim属于促血小板生成素拟肽类，是在大肠杆菌里由重组DNA技术合成的Fc-肽融合蛋白。该融合蛋白的分子含有2个相同的亚单位，每个亚单位分别由一个IgG1 Fc恒定区结构和促血小板生成素(TPO)模拟肽(c Mpl)组成。Fc段能有效地延长药物半衰期，而TPO模拟肽包含2个TPO受体结合区域，具有血小板生成素活性。药物通过与TPO受体结合，并激活TPO受体，诱导其磷酸化，激活下游信号分子JAK2和STAT5，并刺激巨核细胞集落生成细胞(Meg-CFC)生长，促进巨核细胞的成熟，使血小板生成增加。romiplostim用于治疗患有免疫性血小板减少性紫癜的成年患者。 由于PK和PD之间复杂的相互作用，romiplostim的PK/PD研究具有很大的难度。血小板本身是药物的清除媒介之一(靶介导的清除)：血小板随着治疗而增加，导致总体目标负荷增加，从而增加了由于靶点介导的对romiplostim的清除。由于生产地点的改变和生产过程的微小调整，在Ⅲ期临床开放性研究中变更了前后PK和PD可比性研究。在连续的设计中进行了2个PK和2个PD子研究，每组大约有20名患者使用稳定剂量的romiplostim。每个患者都接受了改变前和改变后的材料。在PK的子研究中，AUC和Cmax都没有达到生物等效性标准，这可能是由于每个剂量组中样本量较小等研究设计的影响。尽管PK存在很大的差异，但PD(血小板计数)在临床上未表现差异的显著性。 监管机构最终基于PD终点(即血小板计数的可比性)批准了该生产工艺变更，因为这是最直接的疗效衡量指标。 一般来说，在比较性研究中，PD评估作为PK评估的一种补充。在可比性评估时，监管机构会考虑整个比较性研究的方案(即“ totality-of-the-evidence” 整体证据法)。因此，关于可比性的监管决定是逐案进行的。这意味着，没有一刀切的标准，监管机构会综合所有化学、分析、生物学和临床数据，来权衡风险与收益，最终做出是否批准变更的决定。 参考文献 1. 《抗体药物研发》，上海交通大学出版社 2. 其它信息源于网络搜索 免责声明：推文基于已公开的资料信息撰写，仅用于知识分享和传递，任何情况下本文的信息或所表述意见均不构成对任何人的建议。如因版权等存在疑问，请于本文刊发30日内联系本公众号删除，更多精彩内容欢迎关注和分享公众号。

来源：小药说药 前言 人类基因组的破译加上生物技术的进步，特别是单克隆抗体（mAbs）的里程碑式发现，使得生物治疗极大地改善了病人的生存时间和生存状态。目前，已经有超过300种生物疗法获得美国食品和药物管理局（FDA）批准，其中许多被批准用于治疗免疫和炎症性疾病。 2022年全球TOP100畅销药合计实现了4868亿美元的销售收入，自免疾病领域已经是仅次于肿瘤的第二大药物市场。跻身TOP100榜单的自免产品共18款，总金额达861.7亿美元。如今，自免领域已成为重磅炸弹的密集诞生地，也成为各大制药巨头业绩贡献的主要来源。 治疗靶点与开发药物 下表列出了经FDA批准用于自身免疫疾病适应症，以及处于关键3期临床试验或阳性的2期临床试验中的生物疗法。 白细胞介素-1 IL-1α和IL-1β定位于对无菌状态下和微生物介导的炎症反应的迅速响应。当上皮细胞、内皮细胞和血小板对组织损伤作出反应时，IL-1α作为一种报警素发挥作用。相反，髓系来源的亚型IL-1β是作为一种非活性蛋白合成的，需要炎症小体驱动的蛋白水解过程才能发挥活性。IL-1α/β属于较大的IL-1细胞因子家族，它利用IL-1受体辅蛋白（IL-1RAcP）与IL-1R1亚基配对产生MyD88依赖性信号。IL-1α/β功能也受天然拮抗剂IL-1Ra、sIL-1RAcp和诱饵受体IL-1R2的调控。IL-1α/β表达失调与以发热、皮疹、关节炎和器官特异性炎症为特征的多种全身性自身炎症性疾病（SAID）有关。 FDA已经批准了三种不同性质的生物疗法，但都是针对IL-1的。Anakinra是一种天然拮抗剂IL-1Ra的改良版本，它同时抑制IL-1α和IL-1β。Anakinra被批准用于治疗RA和CAPS，其半衰期短，为5-6小时，因此需要每天皮下注射。Anakinra对痛风也有效，尿酸单钠晶体刺激NLRP3激活和IL-1β产生。Canakinumab是一种IL-1β中和抗体，每4-8周皮下给药一次，被批准用于治疗全身性青少年特发性关节炎（SJIA）和SAIDs。Rilonacept编码IL-1R和IL-1AcP的胞外结构域，与IgG的Fc部分相连，优先中和IL-1β，批准用于SAIDs的每周皮下给药。 白细胞介素-6 IL-6是gp130细胞因子家族的一员，是许多稳态和炎症过程的中心组成部分。IL-6最初被鉴定为促进B细胞分化的T细胞衍生因子，现在因其在适应性免疫中的多效性活性而受到重视。它有助于Th17和T滤泡辅助细胞（Tfh）的分化，驱动髓样细胞分化，并与Th2细胞因子协同促进巨噬细胞极化为促纤维化表型。IL-6在肝脏急性期反应中起重要作用，增加包括C反应蛋白（CRP）在内的炎症蛋白，增强补体与病原体或死亡细胞的结合，对内皮细胞功能和上皮细胞完整性也有重要影响。 IL-6的广泛生物活性源于其调节多个细胞靶点的复杂性质。IL-6由多种细胞合成，并通过三种不同的细胞表面信号机制（即经典信号、反式信号和反式呈递）激活靶细胞，最终产生JAK/STAT信号。 Tocilizumab和sarilumab是FDA批准的两种IL-6R阻断性单抗，许多其他药物正在临床开发中。Tocilizumab和sarilumab被FDA批准用于治疗中重度RA，其中受影响关节滑液中IL-6水平升高，血清IL-6水平与疾病活动相关。这两种药物都能改善RA患者的炎症症状并减少影像学进展。 细胞因子释放综合征（CRS）是一种急性全身炎症性疾病，与许多基于抗体的治疗、化疗和T细胞参与的免疫治疗（如CAR-T细胞）以及严重感染相关。与T细胞参与疗法相关的CRS被认为是由活化的T细胞产生TNF-α，进而触发单核细胞和活化的巨噬细胞产生IL-6和IL-1β。CRS症状（例如发烧和低血压）的缓解通常在单剂量的Tocilizumab后实现。给药tocilizumab似乎并不影响T细胞参与疗法的抗肿瘤效果。 肿瘤坏死因子 TNF-α主要由免疫细胞和内皮细胞产生，并通过促炎信号和细菌产物显著上调；TNF-β(LTα)主要由淋巴细胞产生。TNF-α以三聚体膜结合形式（mTNF）表达并经历蛋白水解裂解产生可溶性三聚体sTNF。TNFR1广泛表达，而TNFR2主要表达于神经元、免疫细胞和内皮细胞。TNF-α具有多效性功能。TNF-α对病原体的最佳防御、淋巴器官的正常发育以及在神经元再髓鞘化、心脏重塑和软骨再生中的重要修复作用都是必需的。 目前有五种TNF抑制剂被FDA批准用于临床，全部都靶向TNF-α，其中依那西普另外抑制TNF-β。肿瘤坏死因子拮抗剂的分子类型反映了近二十年来生物治疗药物的发展。依那西普（TNFR2-Fc）是FDA批准的第一个Fc融合蛋白；infliximab是第一代嵌合单抗；adalimumab是来源于噬菌体展示的人源单抗；golimumab是来源于表达人IgG的转基因小鼠的人源单抗；certolizumab-pegol是一种从小鼠杂交瘤中分离的人源化Fab片段，经聚乙二醇化可延长其体内半衰期。 大多数肿瘤坏死因子拮抗剂显示出共同的临床疗效。然而，依那西普在克罗恩病（CD）的随机双盲安慰剂对照试验中无效，可能反映了TNF抑制剂治疗机制的差异。除了中和sTNF-α外，抗TNF抗体和certolizumab-pegol(而不是依那西普)可通过结合mTNF或阻断抗凋亡信号诱导固有层T细胞凋亡。此外，抗TNF单抗（而非依那西普或certolizumab-pegol）可通过Fc依赖机制诱导M2型创伤愈合巨噬细胞应答。因此，TNF拮抗剂之间的机制差异可能是导致其在CD中不同临床效果的原因。 CD20 CD20是一种B细胞标志物，其表达始于早期的前B细胞，但在向浆细胞的终末分化过程中丢失。它是一种四肽蛋白，是B细胞发挥最佳功能和免疫反应所必需的。 Rituximab是一种嵌合单抗，是FDA批准的第一种治疗B细胞非霍奇金淋巴瘤的抗CD20单抗。基于其在肿瘤学中令人惊讶的良好安全性，研究人员开始探索其在严重自身免疫性疾病患者中的应用。Rituximab目前被FDA批准用于治疗多种自身免疫性疾病。由于CD20既不在HSC上表达，也不在终末分化的浆细胞上表达，因此抗CD20单抗选择性靶向CD20+B细胞与先天性B细胞缺乏具有不同的免疫学后果。例如，用抗CD20抗体治疗后，血清IgG水平没有显著影响，而严重的X连锁无丙种球蛋白血症（其中B细胞不发育）则观察到缺乏免疫球蛋白。 最近的一项2期研究使用了obinutuzumab，一种具有增强ADCC和诱导B细胞凋亡能力的II型抗CD20单抗，已报道狼疮性肾炎患者的临床获益（NCT 02550652）。需要对obinutuzumab进行进一步的研究，以确认额外的B细胞消耗是否对狼疮性肾炎有益。 BAFF/APRIL肿瘤坏死因子超家族成员 BAFF和APRIL是TNF配体超家族的两种II型跨膜蛋白，它们的受体BAFFR、BCMA和TACI在B系细胞的存活和成熟以及功能中起着重要作用。 血清BAFF和APRIL水平在许多自身免疫性疾病中升高，包括SLE、Sjögren综合征和RA。Belimumab是一种人IgG1λ单抗，被批准用于治疗活动性自身抗体阳性的SLE。它抑制sBAFF三聚体，但不与mBAFF或APRIL结合。在关键的临床试验中，与SOC组相比，belimumab在SLE应答指数和健康相关生活质量终点方面有更大的改善。此外，belimumab降低了循环中原始B细胞、活化B细胞和浆细胞的数量；抗dsDNA水平降低，补体水平正常化。与对循环记忆B和T细胞缺乏影响一致，治疗一年后，先前存在的抗肺炎、破伤风和甲型流感抗体没有受到影响。 Atacicept是融合TACI胞外区的Fc融合蛋白，结合BAFF、APRIL和BAFF/APRIL异源聚体。在系统性红斑狼疮患者中应用Atacicept治疗后，血清IgM（∼70%）、IgG（∼30–40%）和IgA（∼50–60%）迅速下降，抗双链DNA抗体下降了∼40%。终止治疗后，抗体和自身抗体水平恢复到预处理水平。 整合素家族 整合素通过调节白细胞与血管的粘附来调节免疫细胞的运输，并促进白细胞向组织中的外渗。整合素异二聚体由18个α亚单位和8个β亚单位之间的配对组成，形成24种不同的受体复合物，它们在表达模式、配体特异性和功能上存在差异。 在MS中，α4β1（CD49d/CD29，VLA4）在T和B细胞上表达，并通过VCAM1与血脑屏障内皮细胞的结合促进淋巴细胞向中枢神经系统（CNS）的外渗。在胃肠道中，表达于T细胞上的α4β7可与Peyer氏斑高内皮小静脉和固有层小静脉上的MADCAM-1结合，促进炎症性肠病（IBD）致病性T细胞的外渗。 Natalizumab是一种α4阻断性单抗，被批准用于治疗CD和RMS患者。然而，RMS抑制淋巴细胞进入中枢神经系统的有效性的机制基础也为进展性多灶性白质脑病（PML）的罕见病例的发展提供了基础。第二代抗体，包括vedolizumab（对α4β7复合物有选择性）和etrolizumab（抗β7），通过针对IBD的肠道特异性整合素降低PML的可能性。Vedolizumab可诱导临床反应和缓解，FDA已批准用于溃疡性结肠炎（UC）和CD。除了阻断α4β7:MADCAM1相互作用外，etrolizumab还干扰E-钙粘蛋白+肠上皮细胞对αEβ7+IELs的保留。在一项2期临床试验中，与对照组相比，对UC患者使用etrolizumab治疗导致临床病情缓解的可能性更大。由于αEβ7+IELs是UC患者炎症细胞因子的重要贡献者，因此阻断α4β7和αEβ7整合素可能有额外的临床益处。 抗αL抗体Efalizumab阻断T细胞和B细胞表达的αLβ2（LFA1）与ICAM1的相互作用。除了阻断整合素外，Efalizumab还下调LFA-1的表达，LFA-1是T细胞与抗原呈递细胞（APC）形成突触所必需的。Efalizumab被FDA批准用于治疗中度至重度斑块型银屑病。然而，4名使用Efalizumab治疗3年以上的患者出现了PML，该药物已退出市场。 白细胞介素-12和-23及其下游效应物 IL-12和IL-23是两种密切相关的APC衍生的异二聚体细胞因子，分别由p35和p19亚单位组成，它们与一个共同的p40亚单位配对。这两种细胞因子，主要的应答细胞是T细胞和固有淋巴细胞（ILCs），在不同的细胞类型中，IL-12上调Th1主转录因子T-bet的表达并诱导IFN-γ的产生。以类似的方式，IL-23刺激诱导转录因子RORγt的表达和下游细胞因子IL-17A、IL-17F、IL-22和GM-CSF的表达。疾病的临床前模型和全基因组关联研究表明IL-12/23通路参与炎症性肠病和银屑病。 设计用于干扰IL-12/23通路各种成分的多种疗法已进入临床。两种单抗（ustekinumab和briakinumab）靶向p40亚单位，从而中和IL-12和IL-23。最近，效应细胞因子的IL-17家族引起了广泛关注，有5种单抗选择性中和IL-17A；2种单抗中和IL-17A和F；brodalumab靶向IL-17RA，一种IL-17A、B、C、E和F成员的共同受体。然而，虽然IL-17B-E的不同功能已被描述，但这些细胞因子不受IL-23的调节，它们在人类疾病中的作用仍未被充分研究。 此外，对阻断IL-22（fezakinumab）、IFN-γ（fontolizumab）和GM-CSF（namilumab和mavrilimumab）治疗的研究将提供进一步的见解，尽管它们还处于早期研究。 自免疾病的全球和中国市场 经统计，全球自身免疫疾病治疗药物处于稳定增长的趋势。弗若斯特沙利文数据显示，全球自身免疫疾病药物市场预计将由2021年的1,277亿美元，增长至2030年的1760亿美元，复合年增长率为3.6%。2021年，自身免疫疾病生物制剂市场规模为891亿美元，预计到2030年将增至1421亿美元，分别占2021年及2030年全球自身免疫疾病药物市场的69.8%及80.8%。 来源：弗若斯特沙利文报告 鉴于中国庞大的患者群体及自身免疫疾病创新疗法的进步，中国自身免疫疾病药物市场有望快速增长，由2017年的17亿美元增长至2021年的30亿美元，复合年增长率为15.2%，估计2030年将达到231亿美元，2021年至2030年复合年增长率为25.5%。估计生物药在中国自身免疫疾病中的份额将由2021年的32.9%增加至2030年的71.8%。 来源：弗若斯特沙利文报告 虽然中国的自免市场在快速增长，但潜力仍未完全发掘。一方面是由于中国自免药物市场仍以传统小分子为主导，而进口自免新药已进入中国，但众多的自免患者由于分布在经济欠发达地区，支付能力仍有限。另一方面，则由于自免疾病作为慢性病并不致死，导致患者认知程度不高，因此，该领域许多疾病的诊断和治疗率一直很低。 不过，随着治疗手段的升级，疗效更好的生物制剂逐渐将被医生和患者所接受。而中国创新药的崛起也将凭借价格优势覆盖更广泛的患者群体。此外，银屑病、特应性皮炎、系统性红斑狼疮等自免疾病主要影响年轻群体，这类新生代人群更注重个人生活品质的提高，对身体、形象的受损容忍度低，因此有更强的支付意愿。多种有利因素将促进中国自免市场规模的快速增长。 参考文献： 1.30 Years of Biotherapeutics Development-What Have We Learned? Annu Rev Immunol. 2020 Apr 26;38:249-287     2. 弗若斯特沙利文报告