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嘉峪檢測網(wǎng) 2022-03-13 22:26
摘要：非霍奇金淋巴瘤 (NHL) 是一種十分常見的造血系統(tǒng)惡性腫瘤。大量的基礎(chǔ)研究證實了 B 細胞分化抗原 20(CD20)是治療淋巴瘤的重要靶點?？?CD20 單克隆抗體藥物不僅可以治療 NHL，還為多發(fā)性硬化、風濕性關(guān)節(jié)炎等疾病提供了更多治療機會。本研究從 CD20 抗原靶點、抗 CD20 單克隆抗體藥物作用機制以及抗 CD20 單克隆抗體藥物的發(fā)展等方面進行了綜述，為抗 CD20 單克隆抗體藥物的發(fā)展提供參考。
國際癌癥研究機構(gòu) (International Agency for Research on Cancer，IARC) 發(fā)布的 2020 年全球惡性腫瘤負擔狀況最新評估報告指出，惡性腫瘤將成為 21 世紀個體死亡的首要原因 [1]，也是我國公民健康的一大挑戰(zhàn)。淋巴瘤泛指起源于淋巴組織的腫瘤，是一種十分常見的造血系統(tǒng)惡性腫瘤，屬于血液瘤。根據(jù)《中國腫瘤登記年報》的數(shù)據(jù)，2003至 2013 年，惡性淋巴瘤的發(fā)病率約為每 10 萬人中 6.68 人，每年新發(fā)病數(shù)近 9 萬例，位列所有惡性腫瘤發(fā)病率第 8 位。目前我國淋巴瘤患者的 5年整體生存率約為 38％，遠低于美國的 64％ [2]。淋巴瘤根據(jù)病理分為霍奇金淋巴瘤 (Hodgkin lymphoma，HL) 和非霍奇金淋巴瘤 (non-Hodgkin lymphoma，NHL)2 種。80％～ 90％的淋巴瘤屬于 NHL[3]，而大部分 NHL 屬于 B 細胞淋巴瘤，其中超過 95％的 B 細胞淋巴瘤都有 B 細胞分化抗原20(CD20) 高表達的特征 [4—5]。
生物藥物的研發(fā)及市場化是健康中國的一個重要組成部分，而單克隆抗體藥物是生物藥物中最重要的一大類藥物。全球已有 80 多種抗體藥物獲批上市，用于治療惡性腫瘤、自身免疫性疾病和代謝疾病等。對于血液惡性腫瘤之一的 B 細胞淋巴瘤，抗體類藥物具有特異性靶向作用、不良反應小、療效顯著的優(yōu)點。數(shù)十年來的醫(yī)學研究成果為治療 B細胞淋巴瘤提供了明確的藥物靶點，包括 CD20。深入研究及開發(fā) CD20 靶點的單克隆抗體藥物對于治療血液惡性腫瘤來說極為重要。
本研究將從 CD20 靶點和抗體藥物的作用機制、發(fā)展進程及未來研究方向等方面進行綜述，以期為抗體藥物的研發(fā)提供參考。
一、CD20靶點及其抗體藥物
1.1 CD20 靶點
CD20 作為抗體類藥物中十分重要的靶點，是一種由 279 個氨基酸組成的跨膜磷蛋白，同時也是特有的、存在于人類 B 淋巴細胞表面的標識，相對分子質(zhì)量為 33 000 ～ 37 000，有 4 個跨膜結(jié)構(gòu)域，其中，主要的抗原表位位于細胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的第三及第四跨膜區(qū)之間 [6]，構(gòu)成的主要抗原表位對 B 淋巴細胞的分化和增殖具有非常重要的調(diào)節(jié)作用 [7—9]。CD20 表達于除漿細胞 ( 分泌免疫球蛋白的 B 細胞 )外的發(fā)育分化各階段的 B 細胞表面，通過調(diào)節(jié)跨膜鈣離子流動直接對 B 細胞起調(diào)節(jié)作用 [10]。B 淋巴細胞抗原 CD20 是在 B 淋巴細胞表面表達的糖基化磷蛋白，是一種 B 細胞分化抗原，僅位于前 B 細胞和成熟 B 細胞，在 95％以上的 B 細胞淋巴瘤中均有表達 [11]。在人體 B 細胞從前 B 細胞到成熟 B細胞的發(fā)育分化周期中，CD20 的抗原表面豐度逐漸增加，但在 B 細胞發(fā)育的最初和最后階段不表達。CD20 在 B 細胞淋巴瘤、毛細胞白血病、B 細胞慢性白血病和黑色素瘤的腫瘤干細胞中均有表達，但在造血干細胞、血漿細胞和其他正常組織中均不表達 [12]。
CD20 在正常生理組織和腫瘤組織中的差異性表達使 CD20 可以作為一個辨識度良好的 B 細胞疾病的靶點。由于造血干細胞、部分成熟前的 B 細胞和漿細胞中沒有此抗原，即使抗 CD20 單抗將正常的 B 細胞和腫瘤細胞一起大量清除，成熟前的 B細胞和造血干細胞也能補充 B 細胞的數(shù)量，同時漿細胞也能負責維持人體的免疫功能 [13—14]，這對于一個抗腫瘤靶點來說，無疑具有得天獨厚的優(yōu)勢。
1.2 CD20 抗體藥物
近 30 年 來， 已 有 針 對 約 20 個藥物靶點的80 多種抗體藥物獲批上市，其中有 4 個藥物靶點研究較廣、成藥較多，被市場上各大制藥企業(yè)爭相生產(chǎn)上市，其分別為 CD20 單抗藥物、抗表皮生長因子受體 (EGFR) 單抗藥物、程序性細胞死亡蛋白 1(PD-1) 單抗藥物、人表皮生長因子受體 2(HER2) 單抗藥物。從世界衛(wèi)生組織 (World Health Organization，WHO) 收錄的在研和上市藥物情況可以看出 ( 見表 1[15])，CD20 靶點相關(guān)的上市藥物數(shù)量仍位列第一，足以表明市場現(xiàn)狀及其需求。
又如表 2 所示，美國 FDA 批準上市的 CD20靶點抗體類藥物共有 6 個 [16]，包括 2 個鼠抗體偶聯(lián)同位素藥物。其中利妥昔單抗 —— 美羅華(rituximab) 獲得較大的市場占有率，在 2019 年的銷售額接近 70 億美元，奧法木單抗、奧比妥珠單抗、奧瑞珠單抗也分別在 2009、2013、2017 年上市，用于治療白血病和多發(fā)性骨髓瘤。
二、CD20單抗藥物的作用機制
CD20 抗原具有 4 個跨膜結(jié)構(gòu)域、2 個環(huán)區(qū)(79 ～ 84 個氨基酸的短環(huán)和 142 ～ 188 個氨基酸的大環(huán) )。作用在大環(huán)或短環(huán)上的抗體均有成功成藥的例子，上市的 CD20 抗體藥物的結(jié)合位點可能在短環(huán)或大環(huán)上，以美羅華為代表的抗體結(jié)合位點位于大環(huán)上，稱為Ⅰ型 (type Ⅰ )CD20 抗體 ；以百克沙為代表的抗體結(jié)合位點位于短環(huán)上，稱為Ⅱ型 (type Ⅱ )CD20 抗體。已上市的抗體藥物中，Gazyva 為Ⅱ型 CD20 抗體，Arzerra 在大環(huán)和短環(huán)上均有結(jié)合，而 Ocrevus 則在大環(huán)上有部分結(jié)合。
靶向 CD20 抗體的抗腫瘤活性主要包括誘導凋亡作用、補體依賴的細胞毒性作用 (complement dependent cytotoxicity，CDC) 和抗體依賴的細胞介導的細胞毒性作用 (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC)，Ⅰ型和Ⅱ型 CD20 抗體作用于 CD20 的位點不同，其主要作用機制也不同 [16]。 2 種類型的抗體均有較強的 ADCC 活性，Ⅰ型抗體的 CDC 活性較強，誘導凋亡的作用較弱，會引起 CD20 的聚集而導致抗體本身出現(xiàn)內(nèi)吞行為，細胞膜表面表達的 CD20 同時也會減少 [16—17]，Ⅱ型抗體具有較強的誘導凋亡活性，但 CDC 活性較弱，不引起 CD20 的聚集內(nèi)化和抗體內(nèi)吞化。
基于此，以 CD20 為靶點的抗體藥物的抗腫瘤活性作用主要包括內(nèi)吞作用、CDC 和 ADCC[18]。其中內(nèi)吞作用是通過形成吞噬溶酶體來促進細胞凋亡的機制，加速清除體內(nèi) CD20 陽性 B 細胞以達到治療的目的。CDC 的作用原理為通過抗體和抗原的特異性結(jié)合，活化補體后形成膜攻擊復合物 (membrane attack complex，MAC)，MAC 能形成跨越靶細胞膜的孔道，使靶細胞內(nèi)外的離子可以自由交換，從而溶解靶細胞、達到治療的目的。ADCC 的作用機制為抗體與靶細胞表面的抗原特異性結(jié)合，巨噬細胞、中性粒細胞等細胞借助抗體的結(jié)晶片段 (crystallizable fragment，F(xiàn)c) 與 FcγR(IgG Fc 段受體 ) 結(jié)合，從而殺傷靶細胞。
三、CD20單抗藥物的發(fā)展進程
人體的免疫系統(tǒng)主要是以 T 細胞為主導的細胞免疫，但對于腫瘤細胞，僅依靠自身免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的抗體通常是不夠的。1975 年，KOHLER 和MILSTEIN 發(fā)明了淋巴細胞雜交瘤技術(shù)，使大量制備單克隆抗體成為可能。這種雜交細胞既可以像 B淋巴細胞一樣分泌抗體，又可以像骨髓瘤細胞一樣無限增殖。
雜交瘤技術(shù)的應用大幅度地促進了包括 CD20抗體在內(nèi)的單克隆抗體藥物的發(fā)展，抗體藥物也從最初的鼠源型單克隆抗體逐漸發(fā)展到人 - 鼠嵌合型單克隆抗體、人源化單克隆抗體和全人源單克隆抗體 ( 見表 3[19])。隨著抗體中鼠源比例的減小，個體的排異反應相應減少，同時抗原結(jié)合能力有所下降，直至全人源抗體的出現(xiàn)，顯示了其與人體免疫系統(tǒng)的良好相容性。
以 CD20 為靶點的抗體藥物的發(fā)展經(jīng)歷了三代：第一代抗 CD20 單抗主要是以利妥昔單抗為代表的鼠源或嵌合抗體，能特異性結(jié)合 B 淋巴細胞上的CD20[20]，通過 ADCC 與 CDC，最終導致細胞凋亡 [21] ；第二代抗 CD20 單抗是以奧法木單抗為代表的全人源單抗，用于氟達拉濱和阿侖珠單抗治療無效的頑固性慢性淋巴細胞白血病，通過與 CD20 分子上的小環(huán)抗原靶向結(jié)合，促使細胞溶解，誘導細胞凋亡，從而專一性地殺滅 B 淋巴瘤細胞而對其他正常組織無不良影響 [22—23] ；第三代抗 CD20 單抗以 Fc 片段糖基化修飾的奧比妥珠單抗為代表，其適應證包括慢性淋巴細胞白血病，以及聯(lián)合苯達莫司汀二線治療復發(fā)性濾泡性淋巴瘤 [24—25]。
3.1 第一代抗 CD20 單抗藥物
第一代抗 CD20 單抗藥物以利妥昔單抗為代表，由日本 IDEC 公司研發(fā)，是首個獲批用于臨床治療NHL 的人鼠嵌合抗體，于 1997 年批準上市 [26]。利妥昔單抗由鼠抗 CD20 單抗的可變區(qū) Fab 和人 IgG1抗體穩(wěn)定區(qū) Fc 片段構(gòu)成，含 1 328 個氨基酸殘基，相對分子質(zhì)量約為 1.44×105 [27]。利妥昔單抗可誘導CDC 和 ADCC，能夠殺傷淋巴瘤細胞。自上市以來，廣泛應用于治療表達 CD20 的惡性 B 細胞淋巴瘤以及慢性淋巴細胞白血病 [28—29]。利妥昔單抗和化療藥物的聯(lián)合使用已成為治療某些特定類型 NHL 的標準方案，隨后又被批準用于治療中至重度活動性風濕性關(guān)節(jié)炎、CD20 陽性的慢性淋巴細胞白血病和韋格納肉芽腫等疾病 [30—31]。
第一代抗 CD20 單抗藥物，除了重磅產(chǎn)品利妥昔單抗，還包括日本 IDEC 公司研發(fā)的澤娃靈和英國 GSK 公司研發(fā)的百克沙 [16]。澤娃靈是全球首個放射性核素銦 111 或釔 90 標記的抗 CD20 單抗，被批準用于治療難治性復發(fā)性 B 細胞 NHL。攜帶放射性核素的抗 CD20 單抗注入患者體內(nèi)后，會與表達 CD20 的成熟 B 細胞和 B 細胞腫瘤細胞結(jié)合，通過所攜帶的放射性核素釋放的放射線來殺死這些細胞 [32]。百克沙和澤娃靈類似，利用單抗和放射性分子碘 131 相連，用于治療復發(fā)性難治性濾泡或變形的 NHL[33]。澤娃靈和百克沙均需要在專門的核醫(yī)學部門進行治療，所以在臨床推廣上存在較多困難。
雖然，第一代抗 CD20 單抗在抗腫瘤治療上取得了巨大的成功，但由于第一代抗 CD20 單抗屬于鼠源型單抗或嵌合型單抗，人源化程度不高，部分患者使用后會產(chǎn)生耐藥或不良反應。并且由于低水平的補體活性或激活補體的細胞毒性降低，一些淋巴細胞對 CDC 具有抵抗作用。此外，利妥昔單抗可導致表達 CD20 的 B 細胞凋亡而直接抑制 B 細胞生長 [34]。因此，隨著抗體人源化技術(shù)的發(fā)展，人源化程度更高、不良反應更小的第二代單抗進入市場。
3.2 第二代抗 CD20 單抗藥物
為了解決第一代抗體免疫原性高的缺陷，研究者開始進行第二代抗 CD20 單抗的研發(fā)。來自丹麥Genmab 公司的奧法木單抗是首個全人源抗 CD20單抗。相比利妥昔單抗，奧法木單抗在細胞膜表面更易結(jié)合 CD20 抗原，并有較慢的脫離速率和更高的補體活性 [35]。體外試驗結(jié)果證明，奧法木單抗的 Fab 區(qū)域與 CD20 分子結(jié)合，F(xiàn)c 區(qū)域通過調(diào)節(jié)免疫因子的功能而導致 B 細胞裂解，能有效誘導對利妥昔單抗產(chǎn)生耐藥性的細胞凋亡和 CD20 低表達的惡性 B 細胞產(chǎn)生 CDC 細胞毒性 [36]。
由于奧法木單抗在Ⅲ期臨床試驗中表現(xiàn)出可持續(xù)的臨床治療效果，于 2009 年獲得美國 FDA 批準用于治療對氟達拉濱和利妥昔單抗耐藥的慢性淋巴細胞白血病 [36—37] ；歐洲藥品管理局 (European Medicines Agency，EMA) 于 2010 年也批準了奧法木單抗在歐盟國家的銷售和使用。此外，第二代抗CD20 單抗還有維妥珠單抗 (vedolizumab) 和奧瑞珠單抗，二者的體外作用機制相似 [38]。維妥珠單抗是高度人源化的Ⅰ型 IgG1 抗 CD20 單抗，具有90％～ 95％的人抗體序列，主要針對利妥昔單抗治療無效的 NHL。奧瑞珠單抗是于 2017 年批準上市的全人源抗 CD20 單抗，用于治療 T 細胞介導的多發(fā)性硬化 [39]。
3.3 第三代抗 CD20 單克隆抗體
為了改善第二代抗體的缺點，第三代抗 CD20單抗提高了抗體的特異性和與抗原結(jié)合的親和力，在 Fc 部分進行了糖基化修飾 [40]。2013 年，來自美國羅氏制藥公司的人源羰基化Ⅱ型單抗 —— 奧比妥珠單抗獲得美國 FDA 批準上市，主要適用于未經(jīng)治療的慢性淋巴細胞白血病患者以及聯(lián)合苯達莫司汀二線治療復發(fā)性濾泡性淋巴瘤 [31]。美國羅氏制藥公司公布了奧比妥珠單抗和利妥昔單抗在治療濾泡性淋巴瘤的Ⅲ期臨床試驗結(jié)果，該研究表明對于之前未接受治療的濾泡性淋巴瘤患者，奧比妥珠單抗能夠顯著提高患者的無進展生存期。然而，在彌漫大 B 細胞淋巴瘤 (diffuse large B cell lymphoma，DLBCL) 的Ⅲ期臨床試驗中，通過比較奧比妥珠單抗和利妥昔單抗的頭對頭試驗，觀察到奧比妥珠單抗的主要臨床終點對先前未經(jīng)治療的 DLBCL 患者的無進展生存時間 (progression-free survival，PFS)雖有顯著延長，但并沒有達到預設的臨床終點 [41]。
目前，抗 CD20 單抗已經(jīng)發(fā)展到第三代，每一代抗體藥物均有各自特有的臨床應用價值。通過表4 中三代產(chǎn)品代表藥物的比較可知 [42]，其適應證不盡相同，各有優(yōu)缺點，但后續(xù)產(chǎn)品確實并未在前產(chǎn)品的領(lǐng)域中獲得顯著突破。
利妥昔單抗即美羅華，銷量一直遠高于其他抗CD20 單抗 [33]。從慢性淋巴細胞白血病到類風濕性關(guān)節(jié)炎，再到罕見病中的韋格納芽腫、顯微鏡下多血管炎等，美羅華可用于多種適應證 [43]。
CD20 至今仍然是被驗證了的充滿活力的靶點，在免疫治療領(lǐng)域還將發(fā)揮重要作用，如作為免疫毒素、嵌合抗原受體 T 細胞療法 (chimeric antigen receptor T，CAR-T) 靶點等，應用于多種臨床適應證 [44—46]。
四、我國CD20單抗藥物的發(fā)展概況
我國一直致力于改善民生問題，全力降低醫(yī)療成本，其中很大一方面是降低用藥價格，特別是納入醫(yī)保目錄的藥品。并且，我國十分鼓勵生物類似藥的發(fā)展，目前我國有 270 個生物類似藥處于研發(fā)狀態(tài)，約有一半處于臨床前研究階段，其中 65 個已提交臨床申請，有 10 個已獲得臨床批準，有望近期開展臨床試驗 [47]。國內(nèi)獲批的單抗產(chǎn)品主要針對 CD20 陽性的濾泡性 NHL 和彌漫大 B 細胞性NHL，國內(nèi)針對 CD20 靶點的新申報生物制品情況見表 5。此外，由上海復宏漢霖生物制藥有限公司研發(fā)的生物類似藥 —— 漢利康，是我國首個利妥昔單抗注射液生物類似藥，于 2019 年 2 月獲批上市。
在中國，除了用 CD20 單抗藥物治療 B 細胞淋巴瘤外，以 CD20 為靶點的 CAR-T 和抗體偶聯(lián)藥物 (antibody drug conjugat，ADC) 也在積極開發(fā)中。以 CAR-T 為例，針對血液瘤復發(fā)后耐藥性更強的特點，已有多家企業(yè)及機構(gòu)開展試驗，絕大多數(shù)試驗地點位于我國，為我國 CD20 靶點抗體的發(fā)展提供了優(yōu)厚的條件 [48]。
五、展望
通過眾多臨床試驗及以往多年研究積累，證實了 CD20 靶點是治療 B 細胞淋巴瘤的重要靶點，以CD20 為靶點研發(fā)出的藥物在臨床治療 B 細胞淋巴瘤中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而，腫瘤的發(fā)展可能受多因素、多基因作用影響，通過多個靶點聯(lián)合用藥，或多功能藥物治療可能對進展期腫瘤更有效 [49—52]?，F(xiàn)階段，基于 2 個或多個已知靶標的聯(lián)合靶向治療方法已被越來越多地應用于臨床試驗和研究中 [53—55]。結(jié)合 2 個不同靶標的雙特異性抗體藥物已引起研究者濃厚的興趣 [56]，多種與 CD20 靶點結(jié)合的雙特異性抗體藥物以及 CAR-T 治療已顯示了初步的成果，如美國羅氏制藥公司研發(fā)的治療 DLBCL 的 CD3/CD20 雙抗正在進行臨床試驗，有望為更多的雙特異性抗體藥物的發(fā)展開辟一條新的道路。
來源：Internet
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