生物制剂与炎症性肠病
IBD包括CD和UC,是发生于胃肠道的原因不明的慢性非特异性炎症性疾病。其发病机制不明,主要是基因易感人群在特定环境条件下,肠黏膜免疫系统对肠道微生物抗原产生的异常免疫应答,引起的肠道炎症损伤。因此,肠黏膜组织固有层内免疫细胞异常激活在IBD发病过程中发挥重要作用,其中CD主要以Th1(干扰素-γ、TNF-α)介导的免疫应答,而UC主要以Th2(IL-5、IL-13)炎症反应为主。此外,Th17/调节性T细胞(T regulatory cell,Treg)在肠道炎症的发生中也有重要影响。
由于疾病发生涉及多种免疫细胞和非免疫细胞,以及复杂的免疫反应,所以为开发IBD靶向药物治疗提供了线索。抗TNF-α单克隆抗体[英夫利西单克隆抗体(infliximab, IFX)]是最早成功地应用于治疗IBD的生物制剂,靶向获得性免疫系统的过度激活,促进黏膜愈合,将IBD的治疗目标由控制症状上升为"达标治疗(treat-to-target)",极大地改善了患者预后。尽管抗TNF-α制剂在许多患者的治疗上获得成功,但仅不足2/3的患者能获得缓解,还有许多患者对药物失去应答,而IBD病程的迁延和终生复发的倾向促使需要不断研发新的药物。
新型生物制剂的开发主要基于IBD发病的免疫病理生理机制,主要针对肠黏膜组织内T淋巴细胞的激活及其产生的促炎细胞因子。除抑制获得性免疫应答外,尚有促进IBD患者固有免疫系统和阻断白细胞向肠黏膜浸润的新型药物。与小分子抑制剂药物相比,生物制剂具有高效、高选择性且毒性极低的优势,其局限性在于存在免疫原性、价格昂贵和半衰期较长,导致临床长期应用时必须面对其局限性带来的种种问题,如药物失应答、经济负担重等。但开展针对免疫细胞的靶向免疫治疗近年来方兴未艾,目前的生物制剂主要针对靶向促炎细胞因子(如TNF-α、IL-12/IL-23)和白细胞向肠道迁移[如整合素(integrin)、黏附分子]。现对近年IBD治疗中的新型生物制剂进行总结。
一、抗TNF-α制剂
TNF主要由单核巨噬细胞和T淋巴细胞产生,通过刺激细胞间黏附分子表达,增加白细胞在炎症局部的聚集和活化,促使IL-1、IL-6生成以增强、放大炎症级联反应,刺激成纤维细胞和巨噬细胞释放组织降解酶,诱导上皮间紧密连接分解和肠上皮细胞凋亡,破坏肠黏膜的屏障作用,引起肠黏膜损害。
近年来,抗TNF-α制剂已广泛应用于IBD的治疗,并取得了显著疗效,但其诱导临床和黏膜缓解的机制未完全明确。既往研究发现抗TNF-α制剂可有效阻断组织和外周血循环中的TNF-α,诱导激活的T淋巴细胞和巨噬细胞凋亡,降低促炎细胞因子水平;同时可以诱导参与组织修复的替代激活的巨噬细胞(即M2细胞)和Treg形成,以及参与黏膜组织愈合等。另外,近期还发现抗TNF-α制剂可诱导CD患者Th22的增殖分化,上调肠黏膜IL-22的产生,从而促进肠上皮屏障的修复。
抗TNF-α制剂的作用特点是起效快,对肠道病变和肠外表现疗效好。虽有增加严重感染的风险,但比糖皮质激素要低得多;引起恶性肿瘤和淋巴瘤的风险亦比免疫抑制剂低。其他不良反应如免疫反应介导的输液反应、皮肤病变、关节炎,以及脱髓鞘病变虽有时发生,但通常停药后可自限,或相对少见。目前在临床上主要有以下4种抗TNF-α制剂:
1
IFX:
IFX在中国上市已10年余,是目前唯一应用于治疗IBD的生物制剂,为人鼠嵌合型单克隆免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)G1抗体,通过Fc段介导T淋巴细胞的补体结合作用诱导细胞凋亡,产生抗体依赖的细胞毒作用,迅速减少炎症部位的细胞浸润程度。IFX对活动期CD的诱导缓解和维持治疗、促进CD合并瘘管的愈合、预防缓解期CD的复发、预防CD合并瘘管闭合后的复发,以及重症活动期UC的治疗均有较好的安全性和疗效,目前已得到广泛的临床应用。
2
阿达木单克隆抗体(adalimumab):
与IFX的人鼠嵌合型抗体不同,阿达木单克隆抗体是一种人源化IgG1的抗TNF-α单克隆抗体,通过活化补体和发挥抗体介导的补体依赖性细胞毒作用应用于CD和UC的治疗。与IFX静脉滴注的给药方式相比,阿达木单克隆抗体每2周皮下给药更方便,且剂量与患者体质量无关(标准维持剂量为40mg),其诱导缓解率和4周时的临床反应率均优于安慰剂(分别为36%vs.12%, 59%vs.37%), 26周和56周的临床缓解率、瘘管闭合率亦优于安慰剂(分别为40%vs.17%, 36%vs.12%),但阿达木单克隆抗体对肛瘘的疗效不及IFX。
3
塞妥珠单克隆抗体(certolizumab pegol):
塞妥珠单克隆抗体是一种人源化聚乙二醇修饰的直接靶向TNF-α Fab′抗体片段的抗体,仅应用于CD的治疗。如阿达木单克隆抗体一样,其以固定剂量(标准剂量为400 mg)进行皮下注射;但与阿达木单克隆抗体不同的是,其标准维持剂量仅需每4周1次,而阿达木单克隆抗体为每2周1次。与安慰剂相比,塞妥珠单克隆抗体治疗6周诱导缓解的临床反应率优于安慰剂(37%vs.26%),维持缓解的临床反应率(62%vs.34%)、治疗26周的临床缓解率(48%vs.29%)和瘘管闭合率(36%vs.17%)均优于安慰剂组。根据克罗恩病内镜严重程度指数(Crohn′s disease endoscopic index of severity,CDEIS)<6为标准,内镜下黏膜缓解率为27%,8%的患者在54周时黏膜愈合且无溃疡。
4
戈利木单克隆抗体(golimumab):
戈利木单克隆抗体是一种人源化的IgG1单克隆抗体,直接靶向TNF-α,仅应用于UC的治疗,皮下注射固定剂量(标准维持剂量为每4周100mg)进行给药。在UC治疗上,与安慰剂比较,IFX的诱导缓解率较阿达木单克隆抗体和戈利木单克隆抗体高。在CD治疗上,IFX、阿达木单克隆抗体和塞妥珠单克隆抗体3种抗TNF-α制剂的诱导缓解率均高达58.5%~64.1%,维持缓解率(39.0%~47.9%)和完全缓解率(22.8%~30.7%)的疗效相似。但近年来也有对IFX或阿达木单克隆抗体治疗失败的CD患者使用戈利木单克隆抗体治疗,超过一半(55.8%)患者有临床反应,且安全性较好。
上述4种抗TNF-α单克隆抗体制剂的适应证选择指征见表1。
表1 4种抗肿瘤坏死因子-α单克隆抗体制剂治疗炎症性肠病适应证选择指征
注:+表示推荐程度
二、抗整合素和抗黏膜地址素
细胞黏附分子-1(MAdCAM-1)
单克隆抗体制剂
效应T淋巴细胞从外周血循环迁移至肠道才能参与IBD的发生。在这个过程中,各种黏附分子作用于特定T淋巴细胞,不同的T淋巴细胞又表达特异性的靶向特定器官的细胞表面黏附分子。因此,选择性地抑制这些黏附分子可能对IBD发挥治疗作用。整合素是白细胞表面的一种异二聚体糖蛋白跨膜受体,由α和β亚基组成。α亚基介导白细胞与内皮细胞的相互作用,允许T淋巴细胞在肠道血管上皮细胞的黏附、滚动,使其随之迁移至内皮屏障;β亚基则主要影响信号转导,可介导白细胞黏附、迁移和穿透血管屏障,在免疫调节中起重要作用。研究发现整合素表达于多种细胞,介导细胞的黏附、信号转导和迁移。抗整合素制剂已被证明对治疗IBD有效。除了阻断炎症细胞因子外,这类制剂通过阻断整合素抑制了白细胞向炎症部位的迁移。
主要有以下抗体:
1
那他珠单克隆抗体(natalizumab):
那他珠单克隆抗体是一种重组的人源化单克隆抗体(IgG4),直接作用于整合素分子α4亚基,是世界上第1个抗整合素制剂,其非特异性阻断α4整合素,即α4β1和α4β7,通过整合素α4β1和血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)间的相互作用阻断表达α4整合素的细胞向中枢神经系统迁移,同时通过整合素α4β7和MAdCAM-1间的作用阻断其向消化道的迁移。这种阻断作用使那他珠单克隆抗体(每4周固定标准剂量为300mg)对多发性硬化和CD有效。但那他珠单克隆抗体应用后很快被报道其可引起一种致命的脱髓鞘神经状态,即进行性多灶性脑白质病(progressive multifocal leukoencephalopathy, PML)。PML是通过激活JC多瘤病毒(JC polyomavirus)引起的机会性感染。这种脑病之前仅见于严重免疫低下的个体,如艾滋病患者。由于那他珠单克隆抗体损害了神经系统的免疫监视作用,阻断了T淋巴细胞向中枢神经系统归巢,结果导致中枢神经系统的致命性损害,药物最终被暂时撤市,但仍可继续用于治疗CD,并推荐治疗期间规律监测JC多瘤病毒是否呈阳性。那他珠单克隆抗体目前仍是治疗难治性CD的药物,但其应用已明显减少。
2
维多珠单克隆抗体(vedolizumab):
维多珠单克隆抗体是另一种抗整合素的人源化IgG1单克隆抗体。与那他珠单克隆抗体不同,其特异性靶向阻断α4β7,通过与MAdCAM-1相互作用定位在胃肠道和胆道,因此具有胃肠道特异性,并是第1个专为IBD设计的抗整合素生物制剂。其在安全性上避免了那他珠单克隆抗体相关的PML对中枢神经系统白细胞迁移的影响。维多珠单克隆抗体为静脉输注,固定标准剂量为300mg,剂量与患者体质量无关。经长期随访观察证明其安全性极好,由于其胃肠道特异性,所以不良反应极少,仅报道有鼻咽炎和鼻窦炎。
维多珠单克隆抗体可应用于治疗UC和CD,其疗效在UC优于CD。对UC治疗的临床诱导缓解率、6周临床反应和维持缓解率均优于安慰剂(分别为14.5%vs.6.8%, 31.4%vs.25.7%,39.0%vs.21.6%),每4周和每8周治疗的临床反应和维持缓解率相似,但每4周1次治疗的无激素缓解率更高,两者均明显优于安慰剂。对TNF-α拮抗剂治疗失败和未使用TNF-α拮抗剂的患者,维多珠单克隆抗体治疗10周的诱导缓解率明显高于安慰剂组;52周的临床缓解率和无激素缓解率相似,但亦明显高于安慰剂组。
3
etrolizumab单克隆抗体:
etrolizumab是人源化的单克隆抗体,双向抑制α4β7-MAdCAM-1和αEβ7-上皮性钙黏蛋白(E-cadherin)信号通路上的β7亚基,阻止T淋巴细胞在消化道归巢和上皮间淋巴细胞在肠黏膜滞留。目前处在CD和UC的Ⅱ期临床研究中。Ⅱ期临床试验显示可诱导UC患者临床缓解,10周时100 mg的疗效明显优于安慰剂组。但etrlizumab 100mg注射后患者出现皮疹、流感样症状和关节痛的机会增加,因此尚需进一步在Ⅲ期临床试验中进行评价。
4
PF-00547659单克隆抗体:
PF-00547659是直接抑制MAdCAM-1的单克隆抗体,目前正处于临床试验阶段。近来的一项对UC的研究结果表明,与安慰剂比较,PF-00547659具有很高的临床缓解率,但对CD患者的研究并未显示出优于安慰剂的疗效。
三、抗IL-12/IL-23单克隆抗体制剂
1
抗IL-12/IL-23(p40亚基)单克隆抗体:
ustekinumab是人源化IgG抗体,结合细胞因子IL-12/IL-23 p40亚基。目前仅适用于CD治疗,对UC的应用仍在临床试验中。根据患者体质量进行静脉注射给药,再以固定剂量90mg每8周进行皮下注射。ustekinumab的治疗效应主要是阻断了IL-23而非IL-12。全基因组关联分析(genome-wide associated study, GWAS)显示CD与IL-23受体基因之间具有高度相关性。IL-23对胃肠道Th17的增殖和稳定起关键作用,IL-23在Th17反应和IBD中发挥了重要作用,而幼稚T淋巴细胞对IL-23无反应。ustekinumab对抗TNF-α单克隆抗体治疗失反应或不耐受(UNITI-1国际多中心临床试验)、免疫抑制剂或糖皮质激素治疗失败或不耐受但抗TNF-α未曾失败的CD患者(UNITI-2国际多中心临床试验)诱导期静脉给药(130 mg或6 mg/kg) 6周时的临床反应率明显优于安慰剂组(UNITI-1试验中分别为34.3%、33.7%和21.5%;在UNITI-2试验中分别为51.7%、55.5%和28.7%);维持缓解期皮下给药(90mg,每8周或每12周),44周时的临床缓解率(分别为53.1%和48.8%)明显优于安慰剂组(35.9%)。ustekinumab的不良事件发生率为3%~7%,与所有临床试验中治疗组的发生率相似,无PML发生。
2
IL-23(p19亚基)单克隆抗体:
① risankizumab单克隆抗体是一种特异性结合IL-23 p19亚基的单克隆抗体,可以选择性抑制IL-23活性。IL-23是CD炎症反应中的关键介质,其IL-23受体结合导致Janus激酶2(JAK2)和酪氨酸激酶2(tyrosine kinase 2,Tyk2)激活,进一步引起其他促炎症细胞因子转录,最终使CD4+T淋巴细胞分化为促炎的Th17,对肠道内的细菌或抗原产生异常免疫反应。因此,IL-23可通过IL-23受体促进Th17增殖分化。既往研究发现risankizumab在诱导活动性CD患者临床缓解和内镜应答方面,显著优于安慰剂。除了症状和内镜改善之外,还可显著降低粪便和血清中的炎症生物标志物水平,如粪钙卫蛋白、IL-22和CRP。最近一项risankizumab治疗CD患者的Ⅱ期临床研究中,分析106例患者用药前、治疗12周后的回肠和结肠活组织RNA转录组水平变化。发现与治疗前相比,治疗12周后出现多种基因表达的变化,涉及IL-23/IL-17功能、Th1通路、固有性免疫应答和组织更新。治疗12周后达到内镜应答和缓解的患者,其结肠组织转录组学特征发生了显著变化,即与IL-23/IL-17免疫功能相关的基因出现明显的表达差异,表明药物抑制了结肠上皮的生物学功能。提示病变组织中的分子变化可能先于内镜变化,对疗效和疾病进展有较好的预测价值,也为IBD患者的精准治疗提供了借鉴。②brazikumab(MEDI2070)是一种人源化的靶向IL-23 p19的IgG2单体。两项多中心、随机、安慰剂对照的Ⅱ期临床试验表明,特异性阻断IL-23的药物可能是目前安全有效的生物制剂,并是一种有效诱导CD缓解的治疗方法。目前正进行Ⅲ期临床试验,以验证特异性的IL-23 p19拮抗剂对CD治疗的作用,以及剂量-临床反应间的关系。
四、未来多种新型生物制剂在
IBD的应用模式和面临的问题
多种新型生物制剂的出现使IBD患者有了更多的药物治疗选择,同时也面临着新的挑战,如何为不同的患者选择有效的生物制剂以避免盲目试用?鉴于不同生物制剂的机制不同,当一种生物制剂失效或作用不佳时,是否可以联合应用两种不同机制的生物制剂?联用生物制剂获得疗效的同时,是否会增加感染或肿瘤的风险?如何进行生物制剂药物浓度的监测和失应答的处理?早期使用生物制剂促进黏膜愈合的益处与过度治疗间如何权衡,以及费用-效应间如何获得最大利益化等。
新型生物制剂的出现给患者和医师带来了希望的同时,也对IBD治疗模式提出了挑战。加强对IBD发病机制和临床热点的研究,将有助于未来IBD个体化精准治疗和新型治疗模式的开展。
作者:刘占举 王晓蕾 上海市第十人民医院消化内科
来源:中华医学网
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