藥物與機(jī)體生物大分子結(jié)合的部位即藥物靶點(diǎn)。當(dāng)前國(guó)際上藥物研發(fā)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一就是藥物靶點(diǎn)的研究和發(fā)現(xiàn)。新的藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)往往會(huì)成為一系列新藥發(fā)現(xiàn)的突破口,靶點(diǎn)研究對(duì)藥物研發(fā)企業(yè)的意義不言而喻。本文對(duì)單抗領(lǐng)域TOP10的熱門靶點(diǎn)及代表性藥品進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)與簡(jiǎn)要分析,如VEGF/VEGFR、TNF-α、CD20、HER2以及白介素家族靶點(diǎn)成員。
藥物靶點(diǎn)定義:協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物篩選中心主任杜冠華對(duì)藥物靶點(diǎn)這樣定義:藥物靶點(diǎn)是能夠與特定藥物特異性結(jié)合并產(chǎn)生治療疾病作用或調(diào)節(jié)生理功能作用的生物大分子或生物分子結(jié)構(gòu);對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生物效應(yīng),在復(fù)雜調(diào)節(jié)過(guò)程或作為通路中具有主導(dǎo)作用;病理?xiàng)l件下對(duì)物質(zhì)的表達(dá)、活性、結(jié)構(gòu)或特性可以發(fā)生改變。
單抗熱門靶點(diǎn)TOP10
我們從國(guó)內(nèi)外上市及國(guó)內(nèi)臨床三個(gè)維度統(tǒng)計(jì)了近7年與靶點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的藥物數(shù)/臨床試驗(yàn)數(shù)總和,得出了關(guān)聯(lián)總數(shù)前10的靶點(diǎn)。
圖:關(guān)聯(lián)國(guó)內(nèi)上市單抗藥物數(shù)TOP10靶點(diǎn)
圖:關(guān)聯(lián)國(guó)外上市單抗藥物數(shù)TOP10靶點(diǎn)
圖:關(guān)聯(lián)國(guó)內(nèi)臨床試驗(yàn)數(shù)TOP10靶點(diǎn)
國(guó)內(nèi)上市單抗藥品作用靶點(diǎn)榜首:VEGF/VEGFR
國(guó)內(nèi)上市單抗藥品作用的靶點(diǎn),排名第一的是VEGF/VEGFR,對(duì)應(yīng)上市藥品數(shù)量達(dá)到8個(gè),其中國(guó)產(chǎn)藥品1個(gè),進(jìn)口藥品7個(gè)。
(一)VEGF/VEGFR靶點(diǎn)主要作用機(jī)制:血管生成信號(hào)通路
血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascular Endothelial GrowthFactor,VEGF),是細(xì)胞內(nèi)刺激血管生成的信號(hào)蛋白,具備促進(jìn)血管新生和再生的功能。VEGF通過(guò)與細(xì)胞膜表面的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(VEGFR,又稱酪氨酸激酶受體)結(jié)合,通過(guò)一系列信號(hào)通路傳導(dǎo)產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)最終導(dǎo)致血管生成。VEGF家族主要包括5種:VEGFA、VEGFB、VEGFC、VEGFD、VEGFE。
1971年Folkman首次提出了腫瘤性血管生成理論,腫瘤的生長(zhǎng)依賴于腫瘤的血管生成。VEGF(VEGFR)靶點(diǎn)抗體通過(guò)特異性結(jié)合VEGF(VEGFR),從而抑制下游信號(hào)通路,實(shí)現(xiàn)抑制血管生成的目的。
(二)VEGF/VEGFR靶點(diǎn)代表藥品
貝伐珠單抗(Bevacizumab)是第一個(gè)針對(duì)VEGF靶點(diǎn)的人源化的單克隆抗體,具備高親和力且特異性地結(jié)合 VEGF,達(dá)到抑制腫瘤血管增生的作用。2004年基因泰克公司的貝伐珠單抗(商品名安維汀Avastin)獲得FDA批準(zhǔn)上市,用于轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌治療。
除了實(shí)體瘤、濕性黃斑變性(AMD)發(fā)病機(jī)制中有異常血管生成,針對(duì)VEGF血管生成信號(hào)通路的靶向藥物對(duì)該病有明確的治療效果。上市公司康弘藥業(yè)(002773.sz)當(dāng)家品種,康柏西普(商品名朗沐)是我國(guó)自主研發(fā)的新一代抗VEGF融合蛋白,也是中國(guó)首個(gè)獲得世界衛(wèi)生組織國(guó)際通用名的生物1類新藥。
FDA已經(jīng)批準(zhǔn)的針對(duì)VEGF/VEGFR單抗或融合蛋白有貝伐珠單抗、雷珠單抗、阿柏西普、雷莫蘆單抗。雷珠單抗是一種抗VEGF單克隆抗體片段,是由基因泰克公司開(kāi)發(fā)于2006年首次通過(guò)FDA批準(zhǔn)上市,商品名諾適得(Lucentis),用于是視網(wǎng)膜黃斑變性治療。諾適得是基因泰克旗下首個(gè)VEGF單抗安維汀的Fab片段,與安維汀的作用機(jī)理一致。
除了單抗藥物,作用于VEGFR的小分子藥物對(duì)其他酪氨酸激酶也有抑制作用,已經(jīng)上市的有索拉非尼,舒尼替尼等多個(gè)品種。上市公司恒瑞醫(yī)藥(600276.sh)明星產(chǎn)品阿帕替尼,作為民族制藥企業(yè)自主研發(fā)的第一個(gè)國(guó)家1.1類抗癌新藥,也是恒瑞第一個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的小分子靶向藥物,其作用的靶點(diǎn)就是VEGFR。阿帕替尼也是全球第一個(gè)治療胃癌的小分子靶向藥物。阿帕替尼能夠高度選擇性的與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2(VEGFR2)結(jié)合,阻斷信號(hào)傳導(dǎo),強(qiáng)效抗腫瘤血管生成,從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和散播。
國(guó)產(chǎn)單抗藥品作用靶點(diǎn)榜首:TNF-α
TNF-α是國(guó)產(chǎn)單抗藥物最成熟的靶點(diǎn),在已上市的10個(gè)國(guó)產(chǎn)單抗藥物中,有3個(gè)單抗藥靶點(diǎn)是TNF-α。 同時(shí),TNF-α也是全球目前銷售額排行首位的藥品阿達(dá)木單抗作用的靶點(diǎn)。在2017年全球藥品銷售額前十榜單中,有四款藥物靶點(diǎn)是TNF-α,其中三款是單抗藥物。
(一) TNF-α靶點(diǎn)主要作用機(jī)制:免疫細(xì)胞調(diào)節(jié)
腫瘤壞死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)是一種主要由單核/巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子(細(xì)胞信號(hào)蛋白),在系統(tǒng)性炎癥的發(fā)生發(fā)展中有重要作用。
TNF有兩種類型—TNF-α和TNF-fl,兩者有相似的生物學(xué)特性,其中TNF-fl主要由T細(xì)胞產(chǎn)生,目前對(duì)其功能研究不多。 TNF-α由157個(gè)氨基酸殘基組成,其許多生物學(xué)活性都是通過(guò)細(xì)胞膜上受體介導(dǎo)的。
TNF-α主要功能是調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞,作為一種內(nèi)源性致熱源,可以導(dǎo)致發(fā)熱、引起細(xì)胞凋亡,阻止腫瘤發(fā)生和抑制病毒復(fù)制等。TNF-α功能失調(diào)與多種疾病相關(guān)聯(lián):比如阿爾茨海默癥、銀屑病、癌癥、重度抑郁、腸炎等。
(二) TNF-α靶點(diǎn)代表藥品
以TNF-α為靶點(diǎn)的3個(gè)國(guó)產(chǎn)單抗藥物中,最早上市的是中信國(guó)健(現(xiàn)改名三生國(guó)健)的益賽普,獲批時(shí)間是2005年,主要用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎治療。最近獲批的以TNF-α為靶點(diǎn)國(guó)產(chǎn)藥物是上市公司海正藥業(yè)的安佰諾,是一種TNF-融合蛋白單抗產(chǎn)品,同樣用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎治療。
表:以TNF-α為靶點(diǎn)的國(guó)產(chǎn)單抗藥物
在TNF-α靶點(diǎn)藥物中就有連續(xù)6年霸占全球藥品銷售額排行榜榜首的阿達(dá)木單抗(商品名修美樂(lè)Humira)。修美樂(lè)是由總部位于美國(guó)芝加哥的艾伯維公司(AbbVie)于2002年獲得FDA的批準(zhǔn)上市。生產(chǎn)廠商艾伯維公司財(cái)報(bào)顯示修美樂(lè) 2017年全球銷售額達(dá)到驚人的184億美元,較上年增長(zhǎng)26.9億美元,增速仍高達(dá)17%。修美樂(lè)是全人源化單抗藥品,也是全球第一個(gè)上市的全人源化單抗藥物。
2017年全球藥品銷售額前十榜單中,除了排名首位的阿達(dá)木單抗靶點(diǎn)是TNF-α,排名第二的來(lái)那度胺、排名第四的依那西普單抗以及排名第五的英夫利昔單抗的靶點(diǎn)也是TNF-α。其中來(lái)那度胺是小分子靶向藥。
英夫利昔單抗(商品名類克)是由強(qiáng)生、默克和三菱田邊公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的全球第一個(gè)TNF-α抑制劑,1998年獲批FDA批準(zhǔn)上市。類克是一種人鼠嵌合單抗,用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)制性脊柱炎、銀屑病等自身免疫性疾病的治療。2017年類克全球銷售額達(dá)到77.6億美元。依那西普是輝瑞和安進(jìn)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā),適應(yīng)癥是類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)制性脊柱炎,2017年全球銷售額78.9億美元。
CD20:B細(xì)胞主要生命周期表達(dá)的膜蛋白,淋巴瘤治療重要靶點(diǎn)
CD20為大家所熟悉很多都是通過(guò)羅氏的明星產(chǎn)品美羅華。美羅華自從問(wèn)世以來(lái),其與小分子化療藥物的聯(lián)用已經(jīng)成為某些特定類型的非霍奇金淋巴瘤的標(biāo)準(zhǔn)治療方案。美羅華在商業(yè)上的巨大成功也讓CD20成為藥企最熱門的藥物開(kāi)發(fā)靶點(diǎn)之一。CD20靶點(diǎn)單抗全球銷售規(guī)模超過(guò)70億美元,是商業(yè)價(jià)值較大的藥物開(kāi)發(fā)靶點(diǎn)之一。
(一) CD20:主要參與B細(xì)胞的增值與分化
CD20(Cluster of Differentiation 20)是位于B淋巴細(xì)胞表面的一種跨膜磷蛋白。B淋巴細(xì)胞是由骨髓內(nèi)多能干細(xì)胞分化而成,是負(fù)責(zé)體液免疫的功能細(xì)胞,其發(fā)育經(jīng)過(guò)祖B細(xì)胞(Pro-B),前B細(xì)胞(Pre-B),不成熟B細(xì)胞(Immature B)以及成熟B細(xì)胞(Mature B) 幾個(gè)階段。CD20在造血干細(xì)胞、祖B細(xì)胞以及成熟的漿細(xì)胞上并不表達(dá),主要出現(xiàn)在前B細(xì)胞到成熟B細(xì)胞階段。
非霍奇金淋巴瘤B細(xì)胞來(lái)源的比例占比達(dá)到70%,抗CD20的抗體可直接抑制B細(xì)胞 生長(zhǎng)并誘導(dǎo)其凋亡。CD20在人體細(xì)胞中的表達(dá)方式、生物學(xué)作用和存在形式?jīng)Q定了其成為治療B淋巴細(xì)胞瘤的主要靶點(diǎn)。雖然CD20的功能尚不完全清楚,但有證據(jù)表明抗CD20單抗殺傷B細(xì)胞來(lái)源腫瘤的作用機(jī)制主要有三種:抗體依賴的細(xì)胞毒作用,補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒作用,以及抗體與CD20分子結(jié)合引起的抑制細(xì)胞生長(zhǎng), 改變細(xì)胞周期以及凋亡等直接效應(yīng)。
(二)CD20靶點(diǎn)代表藥品
以CD20為靶點(diǎn)的單抗藥物可以分為三代,第一代利妥昔單抗(商品名美羅華)、替伊莫單抗(商品名澤娃靈),第二代奧法木單抗(商品名Arzerra)以及第三代阿妥珠單抗。利妥昔開(kāi)創(chuàng)了靶向治療B細(xì)胞淋巴瘤的先河,屬于人鼠嵌合單抗;第二代的奧法木單抗是人源化單抗,第三代單抗Fc段被修飾。
在研數(shù)據(jù)顯示,目前有十幾個(gè)廠商正在開(kāi)展針對(duì)CD20靶點(diǎn)的單抗研發(fā),單抗研發(fā)領(lǐng)域?qū)嵙^強(qiáng)的幾家悉數(shù)參與:包括復(fù)星集團(tuán)旗下的復(fù)宏漢霖、沃森生物參股的嘉和生物以及向港交所遞交上市申請(qǐng)的信達(dá)生物、上市公司海正藥業(yè)、華蘭生物等。
美羅華1997年獲得FDA的批準(zhǔn)在美國(guó)上市,是全球第一個(gè)被批準(zhǔn)用于非霍奇金淋巴瘤的單抗藥物,2000年在國(guó)內(nèi)獲批上市。美羅華2017年全球銷售額59.7億美元,位居全球藥品銷售榜單第8位。在利妥昔單抗類似物的研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)中,三生國(guó)建的進(jìn)度最快,已經(jīng)完成臨床研究,正在申報(bào)上市。
圖 美羅華全球銷售額(單位:億美元)
奧法木單抗(商品名Arzerra)是第一個(gè)全人源化單抗,2009年通過(guò)FDA的批準(zhǔn)上市。Arzerra 2016年全球銷售額5700萬(wàn)美元。受依魯替尼的競(jìng)爭(zhēng),Arzerra 2016年的銷售額相比2015年下滑19%。除了奧法木,第二代CD20單抗藥物還包括羅氏開(kāi)發(fā)的人源化單抗奧瑞珠。奧瑞珠是首個(gè)在多發(fā)性硬化領(lǐng)域獲得突破性療法的產(chǎn)品。第三代抗CD20單抗的Fc段經(jīng)過(guò)了糖基化修飾,通過(guò)修飾可以提高抗體的特異性以及與抗原結(jié)合的親和力。第三代抗CD20單抗阿妥珠單抗由羅氏研發(fā)成功并于2013年獲得FDA批準(zhǔn)上市。
HER2:乳腺癌藥物經(jīng)典靶點(diǎn),預(yù)后重要指標(biāo)
HER2是迄今為止乳腺癌研究較為透徹的基因之一,HER2基因的過(guò)度表達(dá)不僅與腫瘤的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切,也是臨床預(yù)后的重要指標(biāo)。
(一)HER2:生物學(xué)作用通過(guò)啟動(dòng)信號(hào)通路導(dǎo)致細(xì)胞增殖
HER2(人表皮生長(zhǎng)因子受體 2)是具有酪氨酸激酶活性的表皮生長(zhǎng)因子受體家族的一個(gè)成員。受體的聚合作用會(huì)導(dǎo)致受體酪氨酸殘基的磷酸化,并啟動(dòng)多種信號(hào)通路導(dǎo)致細(xì)胞增殖和腫瘤發(fā)生。大約15%~30%乳腺癌和10%~30%的胃癌會(huì)發(fā)生HER2基因擴(kuò)增或過(guò)度表達(dá)。
(二)HER2靶點(diǎn)代表藥品
目前國(guó)內(nèi)上市的以HER2為靶點(diǎn)的單抗藥物只有1個(gè),就是知名度極高的羅氏生產(chǎn)的赫賽汀,化學(xué)名曲妥珠單抗。以HER2為靶點(diǎn)的國(guó)內(nèi)上市藥品中還有一個(gè)小分子藥物,是葛蘭素史克公司生產(chǎn)的泰立沙,化學(xué)名拉帕替尼,2013年通過(guò)CFDA審批上市。泰立沙2007年獲得FDA的批準(zhǔn)在美國(guó)上市。
表:在FDA獲批的HER2靶點(diǎn)藥物
赫賽汀是最早上市的HER2靶向藥物,主要適應(yīng)癥是HER2陽(yáng)性乳腺癌。赫賽汀1998年獲FDA批準(zhǔn)在美國(guó)上市,2000年在歐洲上市,2001年在日本上市,2002年中國(guó)上市。2017年赫賽汀全球銷售額71.44億美元,位居全球藥品銷售排行榜第5位。
白介素/白介素受體家族靶點(diǎn)成員
白介素是由多種細(xì)胞產(chǎn)生并作用于多種細(xì)胞的一類細(xì)胞因子,白介素是目前發(fā)現(xiàn)種類最多,調(diào)控作用最廣泛的一類細(xì)胞因子。第一個(gè)白介素分子(IL-1)1977年被發(fā)現(xiàn),此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了40多種白介素分子。以白介素家族成員為靶點(diǎn)的藥物包括融合蛋白、抗體等多種形式。國(guó)內(nèi)上市單抗白介素靶點(diǎn)主要是IL2R和IL-6R。
(一)IL2R與IL6R生物學(xué)作用:免疫調(diào)節(jié)重要功能因子
IL2R(interleukin-2 receptor)是一種三聚體蛋白,在淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞膜表面表達(dá),通過(guò)與IL2結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用。IL2R通過(guò)三種形式與IL2結(jié)合:通過(guò)α鏈、β鏈或γ鏈。這三種IL2R鏈都是跨膜并延伸到細(xì)胞膜內(nèi),具有向胞內(nèi)傳遞生化信號(hào)的作用(α鏈不參與信號(hào)傳導(dǎo))。IL2和IL2R對(duì)于免疫系統(tǒng)有重要的調(diào)節(jié)功能,通過(guò)直接作用于T細(xì)胞在免疫耐受和維持正常免疫功能方面發(fā)揮功能。IL6是一種多功能細(xì)胞因子,可以調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化,并參與免疫應(yīng)答的生化過(guò)程。IL6及其受體的失調(diào)與多種疾病的發(fā)生有關(guān),比如多發(fā)性骨髓瘤、自身免疫性疾病、前列腺癌等。
(二)IL2R與IL6R靶點(diǎn)代表藥品
IL2R靶點(diǎn)國(guó)內(nèi)上市的藥品只有1個(gè),諾華公司生產(chǎn)的巴利昔單抗,商品名舒萊,用于預(yù)防腎移植術(shù)后器官排斥反應(yīng)。巴利昔單抗通過(guò)與IL2R的α鏈特異性結(jié)合阻斷了IL2與IL2R的結(jié)合。IL2R在激活的T淋巴細(xì)胞表面表達(dá)。IL2通過(guò)與IL2R結(jié)合,介導(dǎo)了T淋巴細(xì)胞的活化并引發(fā)一系列的病理過(guò)程,這一過(guò)程恰恰是移植手術(shù)后細(xì)胞免疫導(dǎo)致的排異反應(yīng)的關(guān)鍵機(jī)制。巴利昔單抗1998年獲得FDA批準(zhǔn)上市。
IL6R靶點(diǎn)國(guó)內(nèi)上市的藥品也只有1個(gè),羅氏公司生產(chǎn)的托珠單抗,商品名雅美羅,用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治療。雅美羅最早于2005年在日本上市,2010年通過(guò)FDA審批在美上市,2013年獲得進(jìn)口注冊(cè)引入國(guó)內(nèi)。