TNF 和 TNFR 蛋白的信号传导失调与多种免疫介导的炎症性疾病(IMIDs)有关。IMIDs是一类以免疫反应过度和失调为特征的疾病,会导致慢性炎症和组织损伤,包括类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、克罗恩病、溃疡性结肠炎、银屑病、特应性皮炎和哮喘等。
肿瘤坏死因子(TNF)和肿瘤坏死因子受体(TNFR)超家族,分别包含 18 种配体和 29 种受体,作为促炎和凋亡信号的中介物,在不同免疫细胞群中发挥着关键作用。
TNF信号传导机制
TNF最初于1975年被发现,当时科学家发现它是一种巨噬细胞分泌的因子,可诱导某些肿瘤细胞发生坏死性死亡。此后,TNF被公认为一种核心的促炎细胞因子,在其靶细胞中具有依赖于环境的作用,包括炎症反应、存活和凋亡。在炎症条件下,巨噬细胞、T细胞、B细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞(NK)、内皮细胞和成纤维细胞均可产生TNF。膜结合型TNF及其通过TNF-α转换酶(TACE)蛋白水解产生的可溶形式,均能在多种慢性炎症和自身免疫性疾病中诱导病理性炎症。
TNF通过其两个受体发挥作用:TNFR1(由 TNFRSF1A 基因编码)和TNFR2(由 TNFRSF1B 基因编码)。TNFR1普遍表达,而TNFR2的表达局限于调节性T细胞(Tregs)、NK细胞、CD4+ 和 CD8+ T细胞以及内皮细胞。
淋巴毒素α(LT-α,由 LTA 基因编码)是TNF的一种旁系同源物,是由活化淋巴细胞释放的细胞因子。它可作为同源三聚体与TNFR1、TNFR2和HVEM结合,也可与淋巴毒素β(LT-β,由 LTB 基因编码)形成异源三聚体与LTβR结合。一些研究表明LT-α在激活TNFR1以及通过NF-κB诱导细胞死亡和炎症转录方面效率低于TNF,但也有研究显示TNF和LT-α在刺激TNFR1的 potency 方面没有差异。
由膜结合型TNF引发的TNFR2信号传导导致TRAF-2的招募以及非经典NF-κB和MAPK通路的启动,最终促进T淋巴细胞和B淋巴细胞的增殖、存活和分化。在CD4+辅助性T细胞和CD8+效应T细胞中,TNF/TNFR2相互作用作为共刺激信号,在T细胞受体(TCR)激活后介导其增殖和效应功能,包括产生TNF、IFN-γ和IL-2。在调节性T细胞(Tregs)中,TNFR2刺激通过激活NF-κB和MAPK通路与IL-2的产生和增殖相关联。重要的是,Tregs中TNFR2的表达水平在所有细胞类型中最高,并且与免疫耐受和抗炎功能相关,这表明TNFR2激动及其随之而来的Treg增殖可能在自身免疫性和慢性炎症性疾病中具有治疗潜力。
疾病相关性
基因敲除研究表明,TNF在先天性和体液免疫反应中发挥着关键作用,包括病原体防御、炎症消退和组织修复,并且对于淋巴器官和生发中心的正常发育是必需的 。TNF异常表达诱导的慢性炎症是IMIDs的病理学标志。在包括类风湿关节炎(RA)和炎症性肠病(IBD)在内的炎症性疾病患者的血清和病变组织中观察到的TNF水平升高,与疾病严重程度相关 。此外,TNFRSF1A 的基因多态性与银屑病、溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)相关。
药物开发
TNF拮抗剂生物制剂的开发已有三十年历史,已被批准用于治疗多种炎症性疾病,包括CD、银屑病、RA和UC 。
1. 阿达木单抗(Adalimumab,Humira,修美乐),一种人源抗TNF单克隆抗体(mAb),获批用于CD、银屑病、RA和UC。
适应症1:成人及6岁及以上儿童患者的中度至重度活动性CD (2007)
代表性3期研究:NCT00077779
干预:854名活动性CD患者接受皮下注射阿达木单抗诱导剂量80 mg (第0周) 和40 mg (第2周)。第4周时,患者被随机分配至阿达木单抗40 mg 每周、40 mg 每两周或安慰剂组。
结果:CDAI: 第26周,阿达木单抗40 mg 每两周组 (40%, P<0.001) 和 40 mg 每周组 (47%, P<0.001) 的临床缓解率高于安慰剂组 (17%)。第56周,阿达木单抗40 mg 每两周组 (36%, P<0.001) 和 40 mg 每周组 (41%, P<0.001) 的临床缓解率高于安慰剂组 (12%)。
适应症2:适合全身治疗或光疗,且当其他全身治疗医学上不适用时的中重度慢性斑块型银屑病 (2008)
代表性3期研究1:NCT00235820
干预:271名中重度银屑病患者接受皮下注射阿达木单抗40 mg 每两周 (负荷剂量80 mg)、口服MTX 7.5 mg 或安慰剂。
结果:PASI75: 第16周,阿达木单抗组 (79.6%) 的疾病改善率显著高于MTX组 (35.5%, P<0.001) 和安慰剂组 (18.9%, P<0.001)。
代表性3期研究2:NCT00237887
干预:1212名中重度斑块型银屑病患者接受皮下注射阿达木单抗40 mg 每两周 (负荷剂量80 mg) 或安慰剂。
结果:PASI75: 第16周,阿达木单抗组 (71%, P<0.001) 的疾病改善率显著高于安慰剂组 (7%)。
适应症3:中度至重度活动性RA 成人患者 (2002)
代表性3期研究1:NCT00195702
干预:619名对MTX反应不佳的活动性RA患者在MTX基础上接受皮下注射阿达木单抗40 mg 每两周、20 mg 每周或安慰剂。
结果:ACR20: 第24周,阿达木单抗40 mg 每两周组 (63%, P<0.001) 和 20 mg 每周组 (61%, P<0.001) 的应答率优于安慰剂组 (30%)。mTSS: 第52周,阿达木单抗40 mg 每两周组 (0.1 ± 4.8, P<0.001) 和 20 mg 每周组 (0.8 ± 4.9, P<0.001) 的mTSS评分较基线的变化低于安慰剂组 (2.7 ± 6.8)。HAQ: 第52周,阿达木单抗40 mg 每两周组 (-0.59, P<0.001) 和 20 mg 每周组 (-0.61, P<0.001) 的HAQ改善优于安慰剂组 (-0.25)。
代表性3期研究2:NCT00195663
干预:799名既往未接受MTX治疗的活动性RA患者接受阿达木单抗40 mg 皮下注射每两周联合口服MTX、仅口服MTX、或仅阿达木单抗40 mg 每两周。
结果:ACR50: 第52周,阿达木单抗联合MTX组 (62%) 的应答率优于MTX单药组 (46%, P<0.001) 和阿达木单抗单药组 (41%, P<0.001)。mTSS: 第52周,阿达木单抗联合MTX组 (1.3) 的mTSS评分较基线的变化低于MTX单药组 (5.7, P<0.001) 和阿达木单抗单药组 (3, P<0.001)。
适应症4:成人及5岁及以上儿童患者的中度至重度活动性UC (2005)
代表性3期研究1:NCT00408629
干预:518名中重度UC患者接受皮下注射阿达木单抗160 mg (第0周)、80 mg (第2周),之后40 mg 每两周,或安慰剂。
结果:Mayo评分: 第8周,阿达木单抗组 (16.5%, P=0.019) 的临床缓解率高于安慰剂组 (9.3%)。第52周,阿达木单抗组 (17.3%, P=0.004) 的临床缓解率高于安慰剂组 (8.5%)。
代表性3期研究2:NCT00385736
干预:576名对皮质类固醇和/或免疫抑制剂反应不佳的中重度UC患者接受皮下注射阿达木单抗 - 方案A: 160 mg (第0周)、80 mg (第2周)、40 mg (第4和6周);方案B: 80 mg (第0周)、40 mg (第2、4和6周) - 或安慰剂。
结果:Mayo评分: 第8周,接受阿达木单抗方案A组 (18.5%, P=0.031) 的临床缓解率高于安慰剂组 (9.2%)。然而,方案B组 (10.0%, P=0.833) 的临床缓解率与安慰剂组无显著差异。
2. 赛妥珠单抗(Certolizumab pegol,Cimzia, 希敏佳)是一种聚乙二醇化的人源化抗TNF单克隆抗体F(ab')片段,已上市用于CD、银屑病和RA的治疗。
适应症1:对常规治疗反应不佳的中度至重度活动性CD成人患者 (2008)
研究:NCT00152490
干预:662名中重度CD成人患者接受皮下注射赛妥珠单抗400 mg (第0、2、4周),之后每4周一次,或安慰剂。
结果:CDAI: 在基线血清CRP水平 ≥10 mg/L 的患者亚群中,第6周,赛妥珠单抗组 (37%, P=0.04) 的临床缓解率高于安慰剂组 (26%)。在基线血清CRP水平 ≥10 mg/L 的患者亚群中,第6周和第26周均达到临床缓解的患者比例,赛妥珠单抗组 (22%, P=0.05) 高于安慰剂组 (12%)。
适应症2:适合全身治疗或光疗的中度至重度斑块型银屑病成人患者 (2018)
研究:NCT02346240
干预:559名中重度慢性银屑病患者接受皮下注射赛妥珠单抗400 mg 或 200 mg 每两周,持续16周;皮下注射依那西普50 mg 每周两次,持续12周;或安慰剂。
结果:PASI75: 第12周,赛妥珠单抗200 mg 每两周组 (61.3%, P<0.0001) 和 400 mg 每两周组 (66.7%, P<0.0001) 的疾病改善率显著高于安慰剂组 (5.0%)。依那西普治疗组53.3%的受试者达到疾病改善。
适应症3:中度至重度活动性RA 成人患者 (2009)
研究:NCT00160602
干预:619名对MTX反应不完全的活动性RA患者在MTX基础上接受皮下注射赛妥珠单抗400 mg (第0、2、4周),之后每两周接受200mg 或 400mg 药物,持续24周,或安慰剂。
结果:ACR20: 第24周,在MTX基础上接受赛妥珠单抗200mg 组 (57.3%, P<0.001) 和 400mg 组 (57.6%, P<0.001) 的应答率优于安慰剂组 (8.7%)。
3. 戈利木单抗(Golimumab,Simpony, 欣普尼)是一种人源抗TNF单克隆抗体,获批用于UC和RA的治疗。
适应症1:对既往治疗反应不佳或不耐受或需要连续类固醇治疗的中度至重度UC (2013)
研究:NCT00487539
干预:1064名对常规治疗反应不佳的中度至重度活动性UC患者在第0周和第2周接受皮下注射戈利木单抗200mg 和 100mg、或 400mg 和 200mg、或安慰剂。
结果:Mayo评分: 第6周,戈利木单抗200mg/100mg 组 (51.0%, P<0.0001) 和 400mg/200mg 组 (54.9%, P<0.0001) 的临床应答率显著高于安慰剂组 (30.3%)。
适应症2:中度至重度活动性RA 成人患者,联合MTX使用 (2009)
研究:NCT00264550
干预:444名尽管接受MTX治疗但仍为活动性的RA患者接受仅MTX、仅100 mg 皮下注射戈利木单抗、或戈利木单抗50mg 和 100mg 联合MTX。
结果:ACR20: 第14周,戈利木单抗50 mg 联合MTX组 (55.1%, P=0.001) 和 100 mg 联合MTX组 (56.2%, P<0.001) 的应答率优于安慰剂联合MTX组 (33.1%)。仅100 mg 戈利木单抗联合安慰剂组的相应应答率为44.4%。HAQ: 第24周,戈利木单抗50 mg 联合MTX组 (0.38, P=0.001) 和 100 mg 联合MTX组 (0.50, P<0.001) 的HAQ评分较基线的改善优于安慰剂联合MTX组 (0.13)。仅100 mg 戈利木单抗联合安慰剂组的相应改善为0.13。
4. 英夫利西单抗(Infliximab,Remicade, 类克)是一种人源化抗TNF单克隆抗体,适用于CD、银屑病、RA和UC。
适应症1:对常规治疗反应不佳的中度至重度活动性CD的成人和儿童患者 (1998 - 成人, 2006 - 儿童)
研究:NCT00207662
干预:573名中重度活动性CD患者接受5 mg/kg 静脉注射英夫利西单抗 (第0周),第2周随机分配至以下组:第2、6周及之后每8周直至第46周给予安慰剂、在相同时间点重复输注5 mg/kg 英夫利西单抗、或在第2和6周给予5 mg/kg 英夫利西单抗后续以10 mg/kg 维持。
结果:CDAI: 第30周,英夫利西单抗治疗组 (39% 和 45%, 均 P<0.003) 的临床缓解率高于安慰剂组 (21%)。至第54周,英夫利西单抗治疗组至失去应答的中位时间 (38周 和 >54周,均 P<0.002) 长于安慰剂组 (19周)。
适应症2:适合全身治疗且当其他全身治疗医学上不适用时的慢性斑块型银屑病成人患者 (2006)
研究:NCT00106834
干预:378名中重度银屑病患者在第0、2、6周接受静脉注射英夫利西单抗5 mg/kg、或安慰剂,之后每8周一次直至第46周。第24周时,安慰剂组转为药物治疗。
结果:PASI75: 第10周,英夫利西单抗组 (80%, P<0.0001) 的疾病改善率显著高于安慰剂组 (3%)。
适应症3:中度至重度活动性RA 成人患者,联合MTX使用 (1999)
研究1:NCT00236028
干预:1049名既往未接受MTX或TNF-α抑制剂治疗的活动性RA患者接受静脉注射英夫利西单抗3 mg/kg 或 6 mg/kg (第0、2、6周,之后每8周一次直至第46周),或安慰剂,均联合使用MTX (7.5 mg/周,至第8周增至20 mg/周)。
结果:ACR-N: 第54周,接受3 mg/kg (38.9%, P<0.001) 和 6 mg/kg (46.7%, P<0.001) 英夫利西单抗组的ACR-N中位百分比高于安慰剂组 (26.4%)。mTSS: 第54周,接受3 mg/kg (0.4 ± 5.8, P<0.001) 和 6 mg/kg (0.5 ± 5.6, P<0.001) 英夫利西单抗组的mTSS评分较基线的变化低于安慰剂组 (3.7 ± 9.6)。
研究2:NCT00269867
干预:428名尽管接受MTX治疗但仍为活动性的RA患者接受静脉注射英夫利西单抗3 mg/kg 或 10 mg/kg (每4周或8周一次,直至第54周),或安慰剂,均联合口服MTX。
结果:ACR20: 第54周,接受所有测试剂量英夫利西单抗的患者应答率均优于安慰剂组 (17%),其中10 mg/kg 两个剂量组改善最佳 (59%, P<0.001)。mTSS: 第54周,接受任何测试剂量英夫利西单抗的患者mTSS评分较基线的变化均低于安慰剂组 (7.0 ± 10.3),其中10 mg/kg 每4周剂量组的改善最佳,变化为 -0.7 ± 3.8 (P<0.001)。
适应症4:对常规治疗反应不佳的中度至重度活动性UC的成人和儿童患者 (2005 - 成人, 2011 - 儿童)
研究1:NCT00036439
干预:364名尽管接受联合用药治疗但仍为活动性的中重度UC患者接受静脉注射英夫利西单抗5 mg/kg 或 10 mg/kg (第0、2、6周,之后每八周一次直至第46周),或安慰剂。
结果:Mayo评分: 第8周,接受英夫利西单抗5 mg/kg (69%, P<0.001) 或 10 mg/kg (61%, P<0.001) 组的临床应答率显著高于安慰剂组 (37%)。
研究2:NCT00096655
干预:364名尽管接受联合用药治疗但仍为活动性的中重度UC患者接受静脉注射英夫利西单抗5 mg/kg 或 10 mg/kg (第0、2、6周,之后每八周一次直至第22周),或安慰剂。
结果:Mayo评分: 第8周,接受英夫利西单抗5 mg/kg (64%, P<0.001) 或 10 mg/kg (69%, P<0.001) 组的临床应答率显著高于安慰剂组 (29%)。
5. 依那西普(Etanercept,Enbrel, 恩利)是TNFR2的两个胞外结构域与人IgG1抗体的Fc段融合的产物,适用于银屑病和RA。
适应症1:4岁或以上患者的中度至重度慢性斑块型银屑病 (2004 - 成人, 2016 - 儿童)
研究:20021642
干预:583名中重度银屑病患者接受皮下注射依那西普50 mg 或 25 mg 每周两次,或安慰剂。
结果:PASI75: 第12周,依那西普50 mg 每周两次组 (49%, P<0.0001) 和 25 mg 每周两次组 (34%, P<0.0001) 的疾病改善率显著高于安慰剂组 (3%)。
适应症2:中度至重度活动性RA (1998)
研究:NCT00393471
干预:686名对除MTX外的DMARDs反应不佳的活动性RA患者接受皮下注射依那西普25 mg、口服MTX (最高20 mg/周)、或两者联合治疗。
结果:ACR-N: 第24周,依那西普联合MTX组 (AUC 18.3%-年) 的应答优于依那西普单药组 (AUC 14.7%-年, P<0.0001) 和MTX单药组 (AUC 12.2%-年, P<0.0001)。mTSS: 第52周,依那西普联合MTX组 (-0.54) 的mTSS评分较基线的变化低于依那西普单药组 (0.52, P=0.0006) 和MTX单药组 (2.80, P<0.0001)。
6. 奥佐利珠单抗(Ozoralizumab,ATN-103)是一种人源化三价双特异性生物制剂,包含两个抗TNF纳米抗体(单域抗体)片段和一个延长其半衰期的抗人血清白蛋白(HSA)纳米抗体。
2010年,一项涉及266名RA患者的2期评估,每月皮下注射奥佐利珠单抗是安全的,并使38%的患者达到临床缓解 (NCT01063803)。在日本的3期试验成功后,该药已在日本获批用于治疗RA。
JapicCTI-184029:包含381名对甲氨蝶呤(MTX)无反应的患者的研究,每月皮下注射30 mg或80 mg奥佐利珠单抗,在第16周时,与安慰剂组(37.3%)相比,显著更多的受试者(分别为79.6%和75.3%的受试者,P < 0.001)达到了临床应答。
JapicCTI-184031:在RA患者中进行的开放性标签3期试验也证实,即使不联合使用甲氨蝶呤,两种剂量的奥佐利珠单抗都是安全有效的,并且临床改善持续至52周 。
7. ABBV-3373,首个为IMIDs开发的ADC,由阿达木单抗与一种糖皮质激素受体调节剂(GRM)类固醇偶联而成。
最近完成的一项针对47名接受甲氨蝶呤治疗的活动性RA患者的2a期研究,评估了每两周静脉注射100 mg ABBV-3373或皮下注射80 mg阿达木单抗的效果 (NCT03823391)。与历史阿达木单抗治疗相比,ABBV-3373在第12周显著降低了疾病活动度(-2.65 对 -2.13,P = 0.022),但与同期试验中的阿达木单抗治疗相比仅略好(-2.51,无显著差异)。研究发现ABBV-3373的安全性特征与同期试验中的阿达木单抗相似。然而,此后未见ABBV-3373进一步开发的报道,且其更稳定的衍生物ABBV-154的临床开发也已终止。ABBV-154治疗CD (NCT05068284) 和RA (NCT04888585) 的2b期试验在进行中被战略性终止,因为通过风险-收益分析确定该ADC并未优于阿达木单抗。
8. SAR441566(balinatunfib)是一种新型小分子TNF抑制剂,它能稳定可溶性TNF三聚体的不对称构象,使其仅与三个TNFR1受体结合位点中的两个结合,从而限制受体聚集和信号传导。
在胶原诱导的关节炎(CIA)临床前小鼠模型中,SAR441566表现出对疾病症状的剂量依赖性抑制。与安慰剂相比,口服10 mg/kg和30 mg/kg剂量的SAR441566分别使疾病评分降低了68%和84%。该药成为首个进入临床试验的小分子TNF抑制剂。目前正处于2期试验阶段,适应症包括RA,斑块型银屑病,中重度溃疡性结肠炎以及CD。
已获批抗TNF生物制剂的局限性
存在较高的原发性无应答率(PNR):
CD患者:抗TNF治疗的初始诱导产生的PNR范围为20%至40%;在抗TNF治疗启动后的12个月内,另有23-46%的患者出现继发性失应答(LOR);7-25%的患者终止治疗。
IBD患者:对TNF拮抗剂反应的因素包括病程、小肠受累情况、CRP水平、吸烟状况以及凋亡相关基因(如 FASLG 和 CASP9)的突变发生率。
RA患者:抗TNF生物制剂联合甲氨蝶呤治疗,在6个月时仅使18-48%的参与者达到ACR50应答(疾病标准测量指标改善50%)。生物制剂在RA治疗中有效性的差异可归因于患者基线特征及其既往用药经历的差异。例如,在抗TNF药物治疗RA患者的各项临床试验中,ACR20应答率通常在未使用过MTX的受试者中高于使用过MTX或使用过TNF抑制剂的受试者。
对抗TNF治疗出现LOR通常通过增加剂量、更换抗TNF药物或换用不同类别的药物来解决。
其他缺点:
增加机会性感染(例如,潜伏性结核再激活)的风险;
可能产生免疫原性,导致抗药物抗体(ADA)形成和疗效逐渐丧失;
诱导自身抗体(包括抗核抗体和抗dsDNA抗体)产生,在罕见情况下可能引发自身免疫性疾病;
某些恶性肿瘤(如淋巴瘤)的潜在风险增高。
参考文献:
Veerasubramanian et al.Targeting TNF/TNFR superfamilies in immune-mediated inflammatory diseases.J Exp Med.2024Nov 4;221(11):e20240806.
www.clinicaltrials.gov