新藥美泊利單抗的研究進展

毛麗超，宋燕青，李雪松，柯 巍

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新藥美泊利單抗的研究進展

毛麗超，宋燕青，李雪松，柯 巍*

美泊利單抗(Mepolizumab)是在中國倉鼠卵巢細胞中通過 DNA 重組技術產生的一種白介素-5 (IL-5)拮抗劑單克隆抗體，通過降低血嗜酸性粒細胞水平，減輕嚴重哮喘發作，臨床藥效強、耐受性良好，可顯著改善重癥嗜酸細胞性哮喘患者哮喘惡化癥狀。本文對相關臨床研究進行綜述。

美泊利單抗；嗜酸性粒細胞；IL-5

0 引言

美泊利單抗(Mepolizumab)商品名為Nucala，2015年2月獲FDA批準上市，用于目前使用哮喘治療藥物、有嚴重哮喘發作史的患者。FDA和葛蘭素史克在2015年11月宣布機構批準美泊利單抗或Nucala作為一種追加12歲以上嚴重哮喘患者的急性加重與嗜酸性粒細胞相關的持續治療。FDA指出，美泊利單抗靶向為IL-5，致嗜酸性粒細胞的血藥濃度較低，因此，可減少嚴重哮喘發作。

哮喘是一種非常普遍的慢性呼吸系統疾病，約10%的患者在用藥的情況下仍有癥狀，控制不好可導致治療費用升高，加重對患者和社會的負擔[1-4]。嗜酸性粒細胞在哮喘患者支氣管黏膜上的積累在哮喘的發病機制中是一個中心事件，參與炎癥反應的啟動和傳播。在動物模型中，呼吸道嗜酸性粒細胞補充和對氣道高反應的抗體激發是降低IL-5的具體目標。嗜酸性粒細胞在炎癥部位的循環，通過各種機制影響免疫反應，包括炎性細胞因子的抗原遞呈和釋放、趨化因子、脂質介質及細胞毒性顆粒[5]。正常情況下，大多數嗜酸性粒細胞在胃腸道參與宿主對抗蠕蟲寄生蟲[6]，而組織損傷與功能障礙時，此類細胞多效性因子的分泌可能導致相關疾病，如嗜酸性粒細胞增多綜合征。IL-3、IL-5和GM-CSF(粒細胞巨噬細胞刺激因子)可調節嗜酸性粒細胞。其中，IL-5通過其受體復合物在嗜酸性粒細胞表面表達，可調節嗜堿性粒細胞的功能，特別是有關組胺釋放[7]。

1 作用機制

IL-5是一種細胞因子，能夠調節嗜酸性粒細胞(白細胞)的生長、活化、存活，為嗜酸性粒細胞從骨髓遷移至肺部及其他器官提供重要信號。美泊利單抗與人IL-5結合，阻斷IL-5的α鏈與嗜酸性粒細胞表面受體的結合，抑制IL-5對受體的結合作用，降低血液、組織、痰液中的嗜酸性粒細胞水平，減少嗜酸性粒細胞所介導的炎癥。

2 臨床前研究

體外實驗中，美泊利單抗在半數抑制濃度(IC50) 0.94 (0.7～1.2) nmol/L[8]抑制IL-5與其受體，人體中IL-5具有高親和力(解離常數=4.2 pmol/L)。此外，IL-5的化學計量和美泊利單抗結合為2∶2，即IL-5二聚體與2分子的美泊利單抗交聯。美泊利單抗抑制B13的增殖反應細胞(小鼠IL-5、IL-3依賴的B細胞系)和TF-1.28細胞(人Erythroleukaemic細胞系表達IL-5受體功能)重組，人和猴IL-5的平均IC值約為80 pmol/L。在細胞培養中，美泊利單抗對猴子與人IL-5的影響相同，因此，獼猴可以作為體內模型，評估美泊利單抗的藥理學和長期的安全性。靜脈注射后，美泊利單抗藥代動力學劑量比例超過0.05～300 mg/kg劑量范圍。血漿濃度呈雙指數下降，終端半衰期為13.1 d。平均血漿清除率和穩態分布容積(VSS)分別為0.157 mK/(h·kg)和65.6 mL/kg。皮下給藥后，美泊利單抗生物利用度完全，在注射2～4 d后達到最高的血漿濃度。在初始吸收階段后，濃度呈單指數下降，平均終端半衰期為14.5 d。最大藥效學反應(從基線水平外周血嗜酸性粒細胞減少81%～96%)發生在單劑量皮下注射3周后，每個月皮下給藥，觀察6個月外周血嗜酸性粒細胞持續抑制情況。上述研究表明，美泊利單抗在嗜酸性粒細胞過多的生理病理學疾病中有潛在的治療作用。猴子和人的美泊利單抗的血漿濃度定量下限檢測為50 ng/mL。

Schofield等[9]評估美泊利單抗的早期生物利用度、安全性、耐受性對嗜酸性粒細胞的影響，納入60名健康受試者，年齡20～52歲，進行開放、單劑量、隨機、平行研究，共12周。結果顯示，美泊利單抗250 mg靜脈輸液30 min (n=12)，同時在腹部、手臂和大腿皮下注射(n=12每個位置)，同時在大腿外側肌肉注射(n=12)。受試者隨訪12周，通過全部的血液樣本(即在給藥后2、4、6、8 h，以及2、3、4、6、8、12周)得出美泊利單抗藥代動力學分析和外周血嗜酸性粒細胞計數。與靜脈給藥相比，腹部、手臂、大腿皮下注射后，美泊利單抗的生物利用度分別為64%、75%、71%，大腿肌內注射的生物利用度為81%。靜脈輸液后血漿濃度呈雙指數下降，是一個典型的二室模型。最大血漿濃度(Cmax)發生在0.5～4.8 h，即輸液開始。與靜脈輸液相比，美泊利單抗在皮下和肌肉注射后吸收良好，盡管達峰時間(Tmax)長(2～14 d)。美泊利單抗的終端半衰期約為20 d，是符合消除半衰期報道的人體內源性IgG1抗體。在藥效學方面，外周血嗜酸性粒細胞計數表明，至少50%從基線顯著降低。哮喘時，嗜酸性粒細胞滲透到肺組織，脫顆粒，釋放細胞毒性顆粒蛋白[5，10-12]。

有研究者在動物模型(獼猴)和人體受試者，通過給予不同的給藥劑量和給藥途徑(靜脈、皮下和肌內注射)對抗IL-5單克隆抗體美泊利單抗的藥物代謝動力學進行評估。動物實驗和臨床研究結果顯示，在所有劑量和所有的檢查人群中顯示，美泊利單抗具有劑量比例和時間無關的藥代動力學。單劑量靜脈給藥后，猴子、健康受試者及哮喘患者的血漿濃度呈雙指數方式下降。基于單劑量臨床研究評價，預測美泊利單抗血漿濃度在哮喘患者、嗜酸性粒細胞增多癥患者或嗜酸性食道炎的多劑量研究中，與其他大分子的單克隆抗體相比，其藥代動力學在猴子和人類中大體相似。當靜脈注射劑量>0.05 mg/kg，給藥后美泊利單抗在人血漿中計量長達16周，平均初始半衰期約為2 d，平均終端半衰期約20 d (在猴子模型中分別為12.9 h、13.1 d)。血漿清除率值[0.064～0.163 mL/(h·kg)]表明，其消除速度慢。人體內皮下注射的生物利用度為64%～75%(不同給藥部位)，肌肉注射為81%[13-14]。

3 臨床試驗

3.1 美泊利單抗的Ⅱ期臨床研究(DREAM) DREAM是一項多中心、雙盲、安慰劑對照的試驗，目的是闡明美泊利單抗治療重癥哮喘的安全性、有效性、療效及哮喘類型。共納入來自81個不同國家中心的621個受試者。主要入選標準：年齡12～74歲，臨床明確診斷為哮喘；在前一年內有 2 次以上哮喘急性發作，使用全身糖皮質激素口服治療；美國胸科協會標準定義為嗜酸粒細胞性炎癥的頑固性哮喘。排除現在或之前有超過10年吸煙史者。受試者隨機接受安慰劑或3種不同劑量的治療(75 250或750 mg)。每4周注射1次，共注射13次。收集和隨訪受試者哮喘癥狀評分、肺的測試結果及血中嗜酸性粒細胞計數，結果顯示，美泊利單抗治療組臨床惡化率減低。與安慰劑相比，美泊利單抗75 mg組患者臨床惡化率降低48%，250 mg組降低39%，750 mg組降低52%。綜上所述，美泊利單抗較為安全，可以降低嚴重、頑固性、嗜酸性粒細胞哮喘患者加重的發生率[15]。

3.2 美泊利單抗的Ⅲ期臨床研究(MEA115588和MEA115575) MEA115588是一項為期32周、雙盲、雙模擬、安慰劑對照、平行研究，評估了美泊利單抗2種劑量方案用于嚴重嗜酸性粒細胞哮喘(Eosinophilic asthma)的療效。其中，患者仍保持其當前的哮喘維持治療，并隨機接受每4周1次美泊利單抗75 mg靜脈注射(IV)、100 mg SC或安慰劑。結果表明，與安慰劑組相比，美泊利單抗2個治療組臨床顯著病情加重的發作頻率降低，達到了研究的主要目的。該項研究中，所有治療組的不良事件相似。最常見的不良反應為鼻咽炎、頭痛、上呼吸道感染和哮喘。安慰劑組的不良事件發生率為83%，75 mg IV組為84%，100 mg SC組為78%。安慰劑組的嚴重不良事件發生率為14%，75 mg IV組為7%，100 mg SC組為8%。

MEA115575是一項24周、雙盲、安慰劑對照、平行組多中心研究，評估了每4周1次100 mg SC美泊利單抗作為輔助療法，對每日口服皮質類固醇劑量的降低作用?；颊咄瑫r接受當前的哮喘維持治療。研究表明，在20～24周，100 mg SC美泊利單抗能夠更大幅度地降低維持性療法中口服糖皮質激素的劑量(P=0.008)，并能夠維持哮喘控制，達到了研究的主要終點。各治療組的不良事件相似。最常見的不良反應為頭痛、鼻咽炎、支氣管炎、鼻竇炎、疲勞和哮喘。安慰劑組的不良事件發生率為92%，美泊利單抗治療組為84%。安慰劑組的嚴重不良事件發生率為18%，美泊利單抗治療組為1%。Ⅲ期臨床試驗的結果表明，嗜酸性粒細胞哮喘患者在維持糖皮質激素治療的同時，應用美泊利單抗治療可以降低惡化率，提高患者肺功能及生活質量，降低患者口服糖皮質激素的日常用藥量[15]。

4 藥效學

美泊利抗體是IL-5拮抗劑，可抑制IL-5在體外高親和力和特異性。0.94 nmol/L美泊利抗體可抑制50%的IL-5與其受體結合[16]。美泊利單抗通過抑制IL-5，降低嗜酸性粒細胞的產生和存活[17]。嚴重哮喘、嗜酸性粒細胞增多癥、嗜酸性粒細胞性食管炎、特異性皮炎、過敏性哮喘患者及健康受試者，經靜脈、皮下或肌肉給予美泊利單抗，血嗜酸性粒細胞計數持續減少，輸液后4 d嗜酸性粒細胞計數減少程度最高，IC50值為0.45 mg/mL。嗜酸性粒細胞抑制的持續時間依賴于美泊利單抗的血漿濃度。Smith等[16]應用間接藥理反應模型準確描述外周嗜酸性粒細胞計數及血漿濃度降低與美泊利單抗的關系。結果顯示，美泊利單抗治療組食管、痰、皮膚(過敏原激發后)、骨髓、鼻腔灌洗液(過敏原激發后)的嗜酸性粒細胞計數降低。美泊利單抗可持續降低哮喘和嗜酸性粒細胞疾病(如嗜酸性粒細胞增多綜合征及嗜酸性肉芽腫血管炎)患者血中嗜酸性粒細胞計數。如：關于哮喘患者(n=70)血嗜酸性粒細胞計數的研究顯示，其血嗜酸性粒細胞計數呈劑量依賴性降低，皮下注射美泊利單抗12.5、125、250 mg或一次靜脈注射75 mg，每4周1次，共12周，血液嗜酸性粒細胞計數>300/μL。11、99 mg美泊利單抗皮下注射估計產生50%、90%血液嗜酸性粒細胞的最大抑制作用[18]。輕、中度哮喘患者靜脈注射美泊利單抗250或750 mg每4周1次，注射3次，外周血液嗜酸性粒細胞的水平降低(與安慰劑比較，P<0.05)，細胞活化、細胞亞群分布或細胞因子的產生不受影響[19]。

5 藥代動力學

有研究者對美泊利單抗250 mg單一劑量在60例健康受試者的嗜酸性粒細胞影響進行生物利用度、耐受性、安全性的評估。與靜脈途徑相比，皮下注射(64%～71%取決于注射部位)的生物利用度最低，肌內注射的生物利用度為81%。皮下給藥達到最大血漿濃度的時間最長，且不同注射部位有很大的差異(腹部4～14 d，大腿2～7 d)。在哮喘患者中評價美泊利單抗作為單劑量(0.05～10 mg/kg靜脈注射)或多劑量(250 mg皮下注射或者250/750 mg靜脈注射)治療的研究表明，美泊利單抗的藥代動力學是線性的，劑量依賴性和時間無關。在靜脈和皮下給藥下，藥物是可量化的(長達16周)。劑量獨立的方式終端半衰期約為20 d。主體間變異性很低。健康和哮喘患者靜脈注射、皮下注射和肌肉注射美泊利單抗后，其藥效學相似。血液中嗜酸性粒細胞計數減少及其持續時間與給藥劑量/kg直接相關。在所有的研究中，藥代動力學和藥效學并不受年齡和性別的影響。

6 安全性

美泊利單抗的耐受性良好。有報道，4例接受安慰劑患者出現眩暈、膀胱癌、意外懷孕和哮喘惡化，3例接受美泊利單抗250 mg的患者出現腦積水/腦血疾病、便秘和腸胃紊亂，2例接受美泊利單抗750 mg的患者出現哮喘惡化，這些嚴重的不良事件可能與研究藥物相關。最常見的不良事件包括上呼吸道感染、哮喘、頭痛、鼻炎、支氣管炎、鼻竇炎、病毒感染、損傷、背痛、惡心、咽炎。研究過程中檢測到的美泊利單抗沒有抗獨特型抗體和反框架抗體[20]。

綜上所述，美泊利單抗在臨床試驗中治療哮喘的效果顯著。

[1] Garcia G,Taille C,Laveneziana P,et al.Anti-interleukin-5 therapy in severe asthma[J].Eur Respir Rev,2013,22(129):251-257.

[2] Moore WC,Bleecker ER,Curran-Everett D,et al.Characterization of the severe asthma phenotype by the National Heart,Lung,and Blood Institute′s Severe Asthma Research Program[J].J Allerhy Clin Immunol,2007,119(2):405-413.

[3] Global strategy for asthma management and prevention,Global Initiative for Asthma(GINA)2014.

[4] Fainardi V,Pisi G.Mepolizumab in the treatment of severe eosinophilic asthma[J].Immunotherapy,2016,8(1):27-34.

[5] Rothenberg ME,Hogan SP.The eosinophil[J].Annu Rev Immunol,2006,24:147-174.

[6] Klion AD,Nutman TB.The role of eosinophils in host defense against helminth parasites[J].J Allergy Clin Immunol,2004,113:30-37.

[7] Busse WW,Ring J.A review of treatmeat with mepolizumab,an anti-IL-5 mAb,in hypereosinophilic syndromes and asthma[J].J Allergy Clin Immunol,2010,125(4):804-813.

[8] Haig AE,Hart T,North S,et al.Mepolizumab investigators′ brochure[M].Brentford:GlaxoSmithKline,2008.

[9] Schofield JP.An open,randomized,parallel group study to assess the bioavailability following adminstration at 3 subcutaneous sites and I intramuscular site relative to intravenous administration of single 250 mg doses of SB-240563 to healthy volunteers[M].Brentford:GlaxoSmithKline,2002.

[10]Mould DR,Sweeney KR.The pharmacokinetics and pharmacodynamics of monoclonal antibodies-mechanistic modeling applied to drug development[J].Curr Opin Drug Discov Devel,2007,10(1):84-96.

[11]Flood-Page PT,Menzies-Gow AN,Kay AB,et al.Eosinophil′s role remains uncertain as anti-interleukin-5 only partially depletes numbers in asthmatic airway[J].Am J Respir Crit Care Med,2003,167(2):199-204.

[12]Menzies-Gow A,Robinson DS.Eosinophils,eosinophilic cytokines(interleukin-5),and antieosinophilic therapy in asthma[J].Curr Opin Pulm Med,2002,8(1):33-38.

[13]Lobo ED,Hansen RJ,Balthasar JP.Antibody pharmacokinetics and pharmacodynamics[J].J Pharm Sci,2004,93(11):2645-2668.

[14]Tang L,Persky AM,Hochhaus G,et al.Pharmacokinetic aspects of biotechnology products[J].J Pharm Sci,2004,93(9):2184-2204.

[15]宋亞亞,高寶安.美泊利單抗在重癥哮喘中的研究進展[J].實用醫學雜志,2015,31(9):1552-1554.

[16]Smith DA,Minthorn EA,Beerahee M.Pharmacokinetics and pharmacodynamics of mepolizumab:an anti-interleukin-5 monoclonal antibody[J].Clin Pharmacokinet,2011,50(4):215-227.

[17]GlaxoSmithKline.Nucala (mepolizumab) for injection for subcutaneous use.2015.https://www.gsksource.com/pharma/content/dam/GlaxoSmithKline/US/en/Prescribing_Information/Nucala/pdf/NUCALA-PI-PIL.PDF.(2015-11-06)

[18]Pouliquen IJ,Kornmann O,Barton SV,et al.Characterization of the relationship between dose and blood eosinophil response following subcutaneous administration of mepolizumab[J].Int J Clin Pharmacol Ther,2015,53(12):1015-1027.

[19]Keating GM.Mepolizumab:first global approval[J].Drugs,2015,75:2163-2169.

[20]Flood-Page P,Swenson C.A study to evaluate safety and efficacy of mepolizumab in patients with moderate persistent asthma[J].Am J Respir Crit Care Med,2007,176:1062-1071.

Research progress of a new agent-mepolizumab

MAO Li-chao,SONG Yan-qing,LI Xue-song,KE Wei*

(Department of Pharmacy,the First Hospital of Jilin University,Changchun 130021,China)

Mepolizumab is a kind of monoclonal antibody for interleukin 5 (IL-5) antagonist produced by Chinese hamster ovary cells through recombinant DNA technology,and it can relieve the severe asthma attack by reducing blood eosinophil levels with good clinical efficacy and tolerance,and improve the worsening asthma symptoms of severe eosinophilic asthma in patients.This article reviews the related researches.

Mepolizumab;Eosinophil;IL-5

2016-03-21

吉林大學第一醫院藥學部，長春 130021

*通信作者

10.14053/j.cnki.ppcr.201610026