特发性肺纤维化的新药物和靶点之二: Pamrevlumab和CTGF

本文为本系列的第二篇，将讨论介绍治疗IPF（特发性肺纤维化）的新药物及其靶点 （限于至少在临床二期研究中表现出一定的疗效的，可信程度较高的药物和靶点上）; 重点是试图评估和厘清这些新靶点与现有药物和靶点之间关系，以期对这些药物和靶点对于组合疗法的价值能有所判断。希望起到抛砖引玉的目的，促进更多的思考与创新。

今年8月份，一项针对IPF临床II期研究报导了令人兴奋的积极结果。这个在研药物分别是拥有全新机制的针对抑制结缔组织生长因子 (CTGF) 的治疗性单克隆抗体Pamrevlumab。Pamrevlumab是由FibroGen开发的, 专有的，用于抑制结缔组织生长因子(CTGF)的拥有全新机制的治疗性抗体。慢性纤维化和增殖性疾病的特征在于持续和过度瘢痕可导致器官的功能障碍和完全丧失。CTGF是这类疾病中常涉及的一个因素, 是一个治疗纤维化的全新靶点。Pamrevlumab的临床II期的疗效结果积极（见下文） ，并且具有良好的安全性。因此， 它有潜力成为IPF患者急需的替代性的新型治疗方案。

在本次研究的双盲，安慰剂对照部分，113名患者被随机分配（1：1），接受Pamrevlumab或安慰剂治疗48周。从基线到第48周, Pamrevlumab达到了强制肺活量的百分比预测值(forced vital capacity percent predicted, FVC % predicted) 的主要功效终点：1) 使用线性斜率分析在意图治疗群体中证明了统计学意义; 2) Pamrevlumab治疗组从基线到第48周预测的FVC％平均下降为2.85，而在安慰剂组平均下降7.17。绝对差异为4.33; 3) Pamrevlumab治疗的患者在第48周时FVC的平均降低为129毫升，而接受安慰剂的患者平均减少了308毫升; 4) 与以前的临床研究一致，Pamrevlumab在IPF患者中耐受性良好。

在双盲，主动控制的组合亚研究中，五十七（57）名患者被随机分配，以评估将Pamrevlumab与批准的IPF治疗组合的安全性。三十六（36）位使用稳定剂量的Pirfenidone的患者随机分配2：1，同时接受Pamrevlumab或安慰剂治疗24周。二十一（21）位使用稳定剂量的Nintedanib的患者随机分组为2：1，也可接受Pamrevlumab或安慰剂治疗24周。当与Pirfenidone或Nintedanib组合使用时，Pamrevlumab耐受性良好， 但没有报道组合疗法的有效性数据。

(http://phx.corporate-ir.net/phoenix.zhtml?c=253783&p=irol-newsArticle&ID=2292360

CTGF也称为CCN2或结缔组织生长因子，是细胞外基质相关肝素结合蛋白的CCN家族的细胞质蛋白（参见CCN细胞间信号蛋白）。 但它不像传统的生长因子或细胞因子，因为它似乎没有以高亲和力结合独特的受体而诱导信号转导。将CTGF认为是调节细胞与基质相互作用以修饰细胞表型的细胞间质蛋白可能更准确。CTGF在许多生物过程中具有重要作用，包括细胞粘附，迁移，增殖，血管生成，骨骼发育和组织伤口修复。

CTGF是一种多功能肝素结合糖蛋白，通常以低水平表达，但几乎在所有纤维化病症中显着富集。初步总结如下:

1. CTGF表达由许多细胞因子和与病理生理相关的病症诱导。

2. CTGF是TGF-b的纤维化活性所必需的因子。

3. CTGF表达对于成纤维细胞增殖是必需的。成纤维细胞在TGF-b刺激下通常会强烈反增殖，但在CTGF不存在的情况下，则没有反应。

4. 抑制CTGF可以逆转纤维化。

因此，在肝脏，心血管系统或肺中抑制CTGF具有逆转组织重塑和纤维化过程的潜力。抑制CTGF可能有益于组织重塑是一个重要部分的任何疾病。例如，已知胰腺癌是非常均匀的，并且表现出超强的CTGF。数据表明CTGF可以对胰腺癌有直接和间接的作用。因此，FG-3019同时也在被研究用于治疗胰腺, 除用于乙型肝炎引起的肝纤维化和特发性肺纤维化外 。

基于细胞的研究已经显示CTGF调节有助于纤维化发生的多个过程，包括细胞增殖，迁移，粘附，存活和细胞外基质产生; 它作为TGF-b信号传导的下游和合作介质; 并且它影响参与纤维形成过程的各种细胞类型（不管组织来源如何），包括间充质干细胞，肝星状细胞，肾足细胞，肾小球膜细胞，顶叶和肾小管上皮细胞，肺II型肺泡细胞，间皮细胞，血管平滑肌细胞，内皮细胞，心肌细胞，周细胞和成纤维细胞。此外，患病人体组织中的相关研究表明CTGF和TGF-b之间在许多纤维化疾病状态中的重要联系，包括糖尿病肾病，特发性和非特发性肺纤维化，肝纤维化，皮肤纤维化（包括瘢痕疙瘩和系统性硬化症）动脉粥样硬化，充血性心力衰竭，胰腺炎和各种形式的恶性疾病。

CTGF影响病理生理学重要的多种信号通路和过程。 CTGF与多种分子相互作用，包括细胞因子和生长因子，受体和基质蛋白。这些相互作用会改变信号转导通路，无论是正向地还是负向地，而导致细胞反应的变化。但其分子机制尚不明了，有待于进一步的研究。

CTGF与各种分子的相互作用被认为能正向或反向地改变其参与的信号转导途径。这种信号调节的结果改变了细胞粘附和迁移，血管生成和血管通透性，分化，包括肌成纤维细胞形成和激活，细胞外基质沉积和重塑，所有这些都一起导致组织重塑和器官结构的变化。虽然有关CTGF文献表明，CTGF的所有生物学反应都是由CTGF与细胞因子或受体的直接相互作用所介导的，但调节细胞功能的机制可能更为复杂。 CTGF可以同时调节细胞环境和表型至少有5种机制：

1）CTGF可以作为细胞外衔接蛋白，通过结合细胞因子并有助于将其呈递给受体以刺激反应（如TGF-b ）或将它们封闭在基质中，从而防止它们刺激信号转导（例如VEGF）;

2）CTGF可以竞争性地结合HSPG，这将取代肝素结合生长因子或受体拮抗剂，从而改变其局部浓度和调节信号的能力;

3）CTGF可以阻断基质结合位点或产生新的基质结合位点，这将改变基质信号，细胞粘附和运动。

4）CTGF可以直接结合细胞表面受体并刺激信号转导。

5）CTGF可以通过内吞途径吸收到细胞中，并且作为细胞内衔接蛋白来调节细胞质和/或细胞核中的信号转导途径。

因为CTGF可以同时运行这么多机制，其生物学非常复杂和尚未完全厘清。此外，对CTGF的反应将依赖于具体环境，并且将随着基质，细胞因子环境和细胞基因型而变化。其结果是，文献对CTGF影响的判断充满了许多明显的矛盾。

CTGF作为与TGF-b的辅因子，以诱导成纤维细胞成为肌成纤维细胞，其沉积胶原蛋白，最终导致器官瘢痕形成和功能障碍，最严重的形式即是器官衰竭和死亡。实际上，组织，血液或玻璃体液中的CTGF水平已被证明与许多疾病中的纤维化和及其严重程度相关。TGF-β和CTGF的这两个分泌因子被广泛认为是纤维化发生的通用介质，尽管它们协同作用的确切机制仍不清楚。因为TGF-β是CTGF的强力诱导剂，大多数模型假定CTGF作为TGF-β活性的下游介质，而其他研究支持TGF-β和CTGF各自的促纤维化活性之间的相互依赖(interdependent)，而不仅仅是有次序性（sequential relationship）的依赖关系。现有的一些动物数据显示了TGF- β和CTGF在成纤维化反应的发生和维持过程中的具有强大的协同作用。

2015年10月16日，FDA同一天批准了罗氏的Pirfenidone和BI的多蛋白激酶抑制剂Nintedanib。Nintedanib和Pirfenidone被认为是改善疾病 （disease modifying）的药物，是目前以循证为基础的治疗指南所推荐的药物。 但它们只能将IPF进展减缓约50％左右， 并且都不能用于重度IPF的患者。另外，Nintedanib不能用于肝功能障碍患者； 而Pirfenidone不能用于肾功能障碍患者。

由于IPF发病的复杂性，与多种药物相组合使用的治疗方法可能是一个有效策略。所以很需要能够与这两个产品组合使用而提高治疗效果的药物。现有研究表明Nintedanib和Pirfenidone合用呈现出协同效应。现有的细胞研究表明GLPG1690（高选择性的Autotaxin抑制剂）与Nintedanib合用也似具有协同效应。Autotaxin（ATX），也称为外切核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶2（NPP2或ENPP2），具有将溶血磷脂酰胆碱转化为LPA的溶血磷脂酶D活性, 是产生脂质信号分子溶血磷脂酸（LPA）的重要分泌酶。 GLPG1690在特发性肺纤维化（IPF）患者的临床二期研究（FLORA IIa）中呈现积极结果（见扩展阅读）。在另一方面，这些协同效应的机制仍然未被阐明。

Fibrogen 在啮齿类动物辐射诱导的肺纤维化模型中的比较了Pamrevlumab单药治疗与Pirfenidone或Nintedanib单药与组合使用的功效。数据表明：Pamrevlumab单药治疗表现出较低的肺密度，表明有较少的纤维化，且具有更强的进行性肺重塑抑制作用。但是，Pamrevlumab与Pirfenidone或Nintedanib的组合使用在统计学意义上并不优于Pamrevlumab单药治疗。这个结果看来对Pamrevlumab来说不是一个好消息，但需要进一步验证和解读，比如在Bleomycin诱导的肺纤维化动物模型中。

（http://phx.corporate-ir.net/phoenix.zhtml?c=253783&p=irol-newsArticle&ID=2300273）

关于协同作用，笔者的实用假设（working hypothesis）是：两个药物是否有协同作用是与该两个药物的靶点性质，作用机制和其所处在的信号转导和调控网络的相对位置密切相关 。由于单抗类药物的高度选择性，它们几乎不可能作用于最初设计之外的靶点。因此，单抗类药物基本上只能影响调控网络中的单个节点。同时，CTGF 似处于纤维化信号调控通路的末端，而这二者对于其与其它药物合用而起到协同作用似乎很不利。

这个结果也说明，盲目的试验组合两种或多种药物并不能高效地发现有效的组合，因为可能的组合随着可以组合的药物数量急剧增加。我们应当在充分理解和评估相关靶点的性质，其作用机制和所处在的信号转导和调控网络的相对位置的基础上，理性地选择可能有效的药物组合。 我们也需要在生物系统，至少是组织和器官，的层次上更深入地了解发病机制和导致疾病发生和推动其进展的关键分子机制和药物作用机制。

表1. Pemrevlumab，GLPG1690，Nintedanib与Pirfenidone靶点之间的关系假设

表2.   在细胞，动物或人体研究中，两种IPF药物组合使用的潜在协同效应。

Pamrevlumab作为首个用于抑制结缔组织生长因子 （CTGF）的拥有全新机制的治疗性抗体, 是一个治疗纤维化的全新靶点。其有效性还需要在三期临床中进一步验证。 Pamrevlumab是否能用于IPF的组合疗法，目前难于判断，需要更多数据。同时，如何科学地选择两种或多种药物组合也是一个业界尚未解决的重大问题。笔者认为应当在充分理解和评估相关靶点的性质，其作用机制和所处在的信号转导和调控网络的相对位置的基础上，理性地选择可能有效的药物组合， 并首先在动物模型中显示出药物组合能取得synergistic效果， 以减少临床研究失败的几率和成本。多种关键器官的纤维化疾病的治疗, 如肺, 心,肝, 肾, 肌肉,   等, 本身是一个巨大的未满足的医疗需求市场。 相信随着我们对其基础生物学和发病机制的理解, 以及新靶点和新药物的发现和验证, 今后10-15年内对这类疾病的治疗预计会有巨大进步。

特别声明

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扩展阅读

特发性肺纤维化的新药物和靶点之一: GLPG1690 和Autotaxin    2017-11-15 云水道人   药事纵横

治疗特发性肺纤维化的药物和靶点: 老的，新的， 未知的及其组合（二）2017-11-08   无为杂家   药时代   Drug Times

治疗特发性肺纤维化的药物和靶点: 老的，新的， 未知的及其组合（一）2017-10-20   无为杂家   药时代   Drug Times

定量与系统药理学简述（一）2017-10-09 无为杂家   药时代   Drug Times

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