那一凡,金鵬飛,倪 倩,譚 琳,陳露露,譚 玲
(北京醫(yī)院藥學(xué)部,國(guó)家老年醫(yī)學(xué)中心,中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院老年醫(yī)學(xué)研究院,北京市藥物臨床風(fēng)險(xiǎn)與個(gè)體化應(yīng)用評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京醫(yī)院),北京 100730)
新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)正在世界范圍內(nèi)流行。感染新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的患者表現(xiàn)出廣泛的癥狀,包括咳嗽、發(fā)熱、不適、肌痛、胃腸道癥狀、衰老和嗅覺(jué)缺失,部分患者可能在癥狀出現(xiàn)約1周后迅速進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征進(jìn)而導(dǎo)致死亡[1]。在疾病的治療方面,尚無(wú)特異性針對(duì)該病毒的抗病毒藥,臨床上仍以支持治療和對(duì)癥治療為主。因此,針對(duì)SARS-CoV-2本身開(kāi)發(fā)相應(yīng)的抗病毒藥仍是當(dāng)前的主要課題。使用患者恢復(fù)期血漿治療病毒感染,本質(zhì)上是利用其中所含有的針對(duì)感染病毒的中和抗體進(jìn)行治療的方法,并已在一些臨床應(yīng)用中證明了該方法的有效性。中和抗體是B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的一種能夠與病原體(如病毒)表面的抗原結(jié)合,從而阻止病原體黏附宿主細(xì)胞受體或抑制其感染的免疫球蛋白分子,例如用于乙型肝炎、狂犬病、破傷風(fēng)等預(yù)防和治療的免疫血清(多克隆抗體),用于呼吸道合胞病毒感染和埃博拉病毒預(yù)防和治療的單克隆抗體,均已在臨床試驗(yàn)及臨床使用中顯示出一定療效[2]。從COVID-19患者恢復(fù)期血漿獲得抗SARS-CoV-2抗體,通過(guò)相應(yīng)制備技術(shù)獲得的中和抗體藥物可有效降低COVID-19患者體內(nèi)病毒載量,是一種有望徹底治愈COVID-19的手段。目前,全球已有包括我國(guó)在內(nèi)的少數(shù)國(guó)家研制出該類藥物并獲批上市[3-4]。本文試從SARS-CoV-2的結(jié)構(gòu),中和抗體藥物的作用機(jī)制、臨床療效和需要關(guān)注的問(wèn)題等方面進(jìn)行總結(jié),以期為該類藥物的研發(fā)和臨床應(yīng)用提供參考。
SARS-CoV-2是一種單鏈RNA正鏈包膜β冠狀病毒,同家族成員還包括嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)和中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)。SARS-CoV-2與SARS-CoV基因組序列的同源性約為79.6%[4]。在顯微鏡下,SARS-CoV-2粒子呈球形,其表面分布凸起的棒狀粒子(刺突樣蛋白),形狀不規(guī)則。病毒表面的包膜結(jié)構(gòu)中含有3種蛋白,即刺突蛋白(S蛋白)、包膜蛋白(E蛋白)和膜蛋白(M蛋白)。其中,E蛋白和M蛋白在病毒的裝配和成熟中發(fā)揮關(guān)鍵作用,S蛋白以三聚體形成突起,伸出包膜表面,參與病毒與宿主細(xì)胞的結(jié)合[5-6]。
SARS-CoV-2表面的S蛋白包括S1和S2 2個(gè)亞基,S1亞基又包含N-端區(qū)(NTD)和受體結(jié)合部位(RBD,C-端區(qū)),病毒表面的RBD與宿主細(xì)胞表面的ACE2結(jié)合,決定了病毒的宿主范圍和細(xì)胞嗜性[7-8]。S2亞基包含誘導(dǎo)SARS-CoV-2與宿主細(xì)胞膜融合過(guò)程所需基本結(jié)構(gòu)。由于S蛋白在SARS-CoV-2感染過(guò)程中的關(guān)鍵作用,目前研發(fā)的大部分SARS-CoV-2中和抗體都以S蛋白為靶點(diǎn),通過(guò)阻斷RBD與ACE2的結(jié)合,達(dá)到中和病毒的目的[9-10]。
COVID-19康復(fù)者血漿中SARS-CoV-2抗體種類眾多,病毒中和活性較高的抗體主要靶向S1亞基上的RBD靶點(diǎn),目前處于臨床階段的SARS-CoV-2中和抗體均為針對(duì)該靶點(diǎn)的藥物[11]。Ju等[12]從8例SARS-CoV-2感染者的單個(gè)B細(xì)胞中分離并鑒定206株特異性單克隆抗體,并證實(shí)其活性與抑制RBD和ACE2受體的結(jié)合相關(guān)。Brouwer等[13]從8例SARS-CoV-2感染者中分離出19株特異性單抗,其中對(duì)病毒阻斷活性最高的2株抗體(半數(shù)抑制濃度分別為0.007和0.009 μg/mL),靶點(diǎn)也是RBD。我國(guó)首個(gè)抗SARS-CoV-2特效藥物安巴韋單抗/羅米司韋單抗的作用靶點(diǎn)同樣是S1亞基的RBD。
盡管已有研究結(jié)果表明,COVID-19康復(fù)者血漿存在能與S2蛋白結(jié)合的抗體[7]。但有關(guān)靶向S2亞基的單克隆抗體罕有報(bào)道,這有可能是因?yàn)樽饔糜谠摪悬c(diǎn)的抗體數(shù)量較少或活性較低。1A9是一種S2亞基靶向的SARS-CoV-2中和抗體,Lip等[14]對(duì)該抗體進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),由于1A9可結(jié)合S2亞單位上的肽重復(fù)序列(HR)結(jié)構(gòu)域,而S2亞單位又是病毒中不易發(fā)生突變的區(qū)域(即高度保守的區(qū)域),因此,盡管其中和性能較差,但對(duì)于SARS-CoV-2的變異毒株可能具有廣泛的中和活性。
該類抗體通過(guò)在空間上干擾ACE2和RBD的相互作用,達(dá)到抑制病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞的作用。Barnes等[9]發(fā)現(xiàn)的C135抗體可以ACE2位點(diǎn)以外的高度保守表位為靶點(diǎn),證明該抗體具有高效的中和SARS-CoV-2的作用,并推測(cè)這類抗體可能與其他中和抗體藥物產(chǎn)生協(xié)同作用。Beddingfield等[15]的臨床前研究結(jié)果顯示,C135和C144抗體組合可有效預(yù)防SARS-CoV-2感染,阻斷恒河猴疾病模型中COVID-19的疾病進(jìn)展,且呈劑量效應(yīng)關(guān)系。
近年來(lái),單克隆抗體的研制取得了顯著進(jìn)展。從COVID-19康復(fù)患者中獲得特異性B細(xì)胞,通過(guò)鼠雜交瘤融合技術(shù)、單個(gè)B細(xì)胞分選技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)和轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)等抗體篩選技術(shù),獲得大量人源化程度較高的單克隆抗體。由于每例患者都表現(xiàn)出獨(dú)特的SARS-CoV-2中和抗體的生物分布模式,使得SARS-CoV-2抗體的開(kāi)發(fā)更具挑戰(zhàn)性[16]。目前,大多數(shù)中和抗體正處于研發(fā)和臨床前研究階段,但也有進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)或已獲得國(guó)家緊急使用授權(quán)的藥物。
由美國(guó)LLY公司與加拿大Abcellera公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的LY-CoV555(巴尼韋單抗,bamlanivimab),是從美國(guó)第1例康復(fù)的COVID-19患者血漿中獲得的抗S蛋白抗體。該藥作為世界上首個(gè)SARS-COV-2特異性抗體治療藥物,于2020年11月9日獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)用于治療COVID-19的緊急使用授權(quán)。Chen等[17]的研究共納入452例輕度或中度COVID-19患者,隨機(jī)分為四組后分別注射單劑量巴尼韋單抗(700、2 800和7 000 mg)或安慰劑,測(cè)定第11日后病毒載量并統(tǒng)計(jì)第29日患者與COVID-19相關(guān)的住院或急診治療比例。該研究結(jié)果顯示,給予巴尼韋單抗治療的患者住院率(1.6%)顯著低于安慰劑組(6.3%),接受巴尼韋單抗2 800 mg劑量治療的患者病毒載量與安慰劑組相比降低了3.4倍,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),但巴尼韋單抗其他劑量組與安慰劑組患者病毒載量的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);巴尼韋單抗組在治療期間發(fā)生不良反應(yīng)的患者百分比為22.3%(69/309),安慰劑組為24.5%(35/143),常見(jiàn)不良反應(yīng)為腹瀉(3.2%)和嘔吐(1.6%)。
Cohen等[18]關(guān)于巴尼韋單抗用于預(yù)防SARS-COV-2感染的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果顯示,單次靜脈輸注巴尼韋單抗4 200 mg的受試者在第57日的核酸陽(yáng)性率顯著低于安慰劑組(8.5%vs. 15.2%),且治療組未出現(xiàn)死亡病例(安慰劑組死亡5例)。在1 175例受試者中,巴馬尼單抗組和安慰劑組的不良反應(yīng)發(fā)生率分別為20.1%和18.9%,最常見(jiàn)的不良反應(yīng)為尿路感染。
VIR-7831(sotrovimab)是由美國(guó)Vir公司(Vir Biote-chnology)和英國(guó)GSK公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的全人源SARS-CoV-2中和抗體,其來(lái)源于2003年嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)康復(fù)者體內(nèi)分離的抗體S309,該抗體在結(jié)合S蛋白的同時(shí)并不影響其他抗體與之結(jié)合,相反還能增強(qiáng)其他抗體的中和作用,并且其結(jié)合位點(diǎn)是S1亞基中相對(duì)保守的位點(diǎn),故在很大程度上避免了免疫逃逸,提高其他中和抗體的治療作用[19]。Gupta等[20]的臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,給予輕中度COVID-19患者單次輸注sotrovimab(500 mg)29 d后,因疾病進(jìn)展導(dǎo)致的住院或死亡率顯著降低(相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低85%,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)。此外值得注意的是,sotrovimab 的有效劑量?jī)H為500 mg,這一劑量允許肌內(nèi)注射,從而增加COVID-19患者治療的方便性;同時(shí),較低的給藥劑量也可能減少不良反應(yīng)。在接受sotrovimab治療的患者中,17%的患者報(bào)告發(fā)生不良反應(yīng)/事件(有2%發(fā)生嚴(yán)重不良反應(yīng)/事件),主要不良反應(yīng)為腹瀉;安慰劑組中,19%的患者報(bào)告發(fā)生不良反應(yīng)/事件(有6%發(fā)生嚴(yán)重不良反應(yīng)/事件)。且研究人員認(rèn)為這些事件大多是COVID-19疾病進(jìn)展所致。Aggarwal等[21]的研究認(rèn)為,與未接受中和抗體治療的SARS-CoV-2變異株(德?tīng)査?感染患者相比,sotrovimab(500 mg)能夠降低COVID-19門(mén)診患者住院率和28 d全因死亡率。Martin-Blondel等[22]近期的研究結(jié)果也顯示,使用sotrovimab(500 mg)可以避免奧密克戎變異株感染患者癥狀發(fā)展。
美國(guó)Regeneron Pharmaceuticals公司開(kāi)發(fā)的雙抗REGN-COV2(casirivimab+imdevimab)是采用COVID-19康復(fù)患者血漿和轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)制備的人源化抗體。2個(gè)單抗能非競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合S蛋白的RBD,且具有高度親和力(KD=0.56~45.2 nmol/L)[23]。Weinreich等[24]的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果證明,輕中度COVID-19患者單劑量注射REGN-COV2后7 d,低劑量組(2.4 g)和高劑量組(8 g)患者病毒載量下降程度[(-1.60±0.14)log10 copies/mL和(-1.90±0.14)log10 copies/mL)]大于安慰劑組[(-1.34±0.10)log10 copies/mL)],并發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)病毒載量越高的患者治療效益可能越大,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。該藥的藥動(dòng)學(xué)研究結(jié)果顯示,>95%的患者在第29日的血清中藥物濃度遠(yuǎn)高于基于體外和臨床前數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)濃度,2種抗體的平均估算半衰期為25~37 d。2020年 11月21日,REGN-COV2獲得美國(guó)FDA用于治療COVID-19的緊急使用授權(quán)。在此之后,O’Brien等[25]進(jìn)行的預(yù)防性研究結(jié)果顯示,給予血清抗體陰性的COVID-19無(wú)癥狀感染者皮下注射低劑量REGN-COV2(2種抗體各給藥0.6 g),與安慰劑組相比,可顯著降低28 d內(nèi)患者轉(zhuǎn)化為有癥狀感染者的發(fā)生率(29.0%vs. 42.3%)。
上海君實(shí)生物醫(yī)藥科技股份有限公司和中國(guó)科學(xué)院微生物研究所聯(lián)合研制的埃特司韋單抗(etesevimab)也是運(yùn)用單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)從COVID-19康復(fù)者外周血分離得到的抗體,于2020年6月進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn),是繼巴尼韋單抗后第2個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的SARS-CoV-2中和抗體。針對(duì)巴尼韋單抗在其Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果中改善COVID-19患者臨床癥狀證據(jù)不足的問(wèn)題,美國(guó)LLY公司與上海君實(shí)生物醫(yī)藥科技股份有限公司聯(lián)合推出埃特司韋單抗/巴尼韋單抗聯(lián)合療法,并于2021年2月獲得美國(guó)FDA用于治療COVID-19的緊急使用授權(quán)。該藥的Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,接受埃特司韋單抗/巴尼韋單抗聯(lián)合治療(2 800 mg/2 800 mg)的患者,其第11日的病毒載量與安慰劑組相比明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且第29日的COVID-19相關(guān)住院或急診治療率也降低(聯(lián)合治療組為0.9%,安慰劑組為5.8%)[26]。
清華大學(xué)、深圳市第三人民醫(yī)院與騰盛博藥生物科技有限公司合作,采用單個(gè)B細(xì)胞分選技術(shù)從國(guó)內(nèi)COVID-19康復(fù)患者體內(nèi)篩選出全人源單克隆抗SARS-CoV-2中和抗體安巴韋單抗/羅米司韋單抗(amubarvimab+romlusevimab),該藥于2021年12月8日獲得國(guó)家藥品監(jiān)督管理局的上市批準(zhǔn),用于治療SARS-CoV-2檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性,同時(shí)伴有進(jìn)展為重型COVID-19危險(xiǎn)因素的成人和青少年(年齡≥12歲,體重≥40 kg)患者[27]。騰盛博藥生物科技有限公司官方公布的Ⅲ期臨床最終結(jié)果顯示,與安慰劑相比,安巴韋單抗/羅米司韋單抗聯(lián)合療法使臨床進(jìn)展高風(fēng)險(xiǎn)的COVID-19門(mén)診患者住院和死亡風(fēng)險(xiǎn)降低80%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且安全性優(yōu)于安慰劑;從研究第0日至第28日,治療組沒(méi)有患者死亡,而安慰劑組有9例患者死亡;與安慰組相比,治療組患者死亡比例顯著降低(P=0.003 7);無(wú)論從癥狀出現(xiàn)后的早期(0~5 d)或晚期(6~10 d)開(kāi)始治療的受試者中,都觀察到類似的有效性[28]。
已獲得授權(quán)用于治療COVID-19的部分中和抗體藥物見(jiàn)表1。
表1 已獲得授權(quán)用于治療COVID-19的部分中和抗體藥物Tab 1 Part of the neutralizing antibodies authorized for the treatment of COVID-19
多數(shù)中和抗體藥物臨床試驗(yàn)療效及政府機(jī)構(gòu)所批準(zhǔn)的適應(yīng)證均是針對(duì)輕中度非住院COVID-19患者,而對(duì)重癥住院患者的療效研究并不充分。有研究結(jié)果表明,免疫系統(tǒng)過(guò)度激活會(huì)引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴,引起危及生命的多器官衰竭是導(dǎo)致COVID-19患者治療失敗和死亡的重要原因[29]。
另一方面,抗體依賴性增強(qiáng)效應(yīng)也是一個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的潛在風(fēng)險(xiǎn)。該現(xiàn)象最早在登革熱患者的治療中被觀察到,但其產(chǎn)生機(jī)制尚不完全清楚。Weinreich等[24]在其研究中分別討論了REGN-COV2對(duì)未產(chǎn)生內(nèi)源性免疫應(yīng)答患者(即血清抗體陰性)和已產(chǎn)生內(nèi)源性免疫應(yīng)答患者(即血清抗體陽(yáng)性)的療效差異,并認(rèn)為注射REGN-COV2后,未產(chǎn)生內(nèi)源性免疫應(yīng)答的患者獲益更大。但上述研究中,血清學(xué)陰性患者僅占全部住院患者的42%,多數(shù)重癥患者在病情發(fā)展后體內(nèi)都存在中和抗體,而這些自身免疫產(chǎn)生的抗體與外源性抗體之間是協(xié)同還是拮抗作用并不清楚。近期發(fā)表的針對(duì)sotrovimab和安巴韋單抗/羅米司韋單抗應(yīng)用于COVID-19住院患者的研究結(jié)果顯示,sotrovimab和安巴韋單抗/羅米司韋單抗均不能改善總體COVID-19住院患者的臨床預(yù)后;進(jìn)一步的亞組分析結(jié)果顯示,在513例患者中,有301例患者(占59%)的血漿中SARS-CoV-2內(nèi)源性抗體呈陰性,而安巴韋單抗/羅米司韋單抗對(duì)該類患者的臨床預(yù)后有潛在的益處,提示COVID-19患者越早進(jìn)行中和抗體的免疫治療其獲益可能越大[30]。2項(xiàng)關(guān)于巴尼韋單抗和REGN-COV2對(duì)COVID-19住院患者的研究結(jié)果也顯示,SARS-CoV-2內(nèi)源性抗體陰性的患者應(yīng)用上述2種抗體藥物獲益更大[31-32]。盡管上述研究的結(jié)果有相似之處,但因研究的總體樣本量較少,導(dǎo)致亞組分析并不充分,該結(jié)論仍應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待。因此,我國(guó)上市的安巴韋單抗/羅米司韋單抗雖對(duì)感染晚期患者也具有治療效果,但也未被批準(zhǔn)用于重癥患者的治療。
目前,多個(gè)SARS-CoV-2變異株已在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)并廣泛流行,不同變異株對(duì)各種中和抗體的敏感性不同。有研究結(jié)果表明,B.1.351(貝塔)變異株能抵抗靶向NTD中超抗原位點(diǎn)和RBD中受體結(jié)合基序的多個(gè)單抗(包括 LYCoV555和REGN10933)。最近流行的SARS-CoV-2變異株B.1.1.529(奧密克戎),其顯著特征之一是在S蛋白處檢測(cè)到大量的突變點(diǎn)(約30個(gè)),并且約15個(gè)突變位點(diǎn)位于中和抗體藥物的主要結(jié)合位點(diǎn)(RBD),這表明奧密克戎變異株可能有更大的概率發(fā)生免疫逃逸[33]。免疫逃逸可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果,如果在全球范圍內(nèi)發(fā)生不受控制的傳播,可能導(dǎo)致感染、再感染,使病毒在變異過(guò)程中進(jìn)一步增強(qiáng)適應(yīng)性并最終導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率升高。由于SARS-CoV-2變異株的存在使得單一抗體療法可能存在較高的失敗風(fēng)險(xiǎn)。Ho等[34]的研究顯示,在B.1.351和B.1.1.7(阿爾法)變異株存在下LY-CoV555完全喪失中和活性,雙抗REGN-COV2和sotrovimab雖能夠中和變異株,但中和效力均顯著下降。2021年12月12日,騰盛博藥生物科技有限公司宣布,新的體外嵌合病毒實(shí)驗(yàn)中和數(shù)據(jù)表明,雖然安巴韋單抗對(duì)抗奧密克戎變異株的活性顯著下降,但羅米司韋單抗不受影響,認(rèn)為安巴韋單抗/羅米司韋單抗聯(lián)合療法保持對(duì)奧密克戎變異株的中和活性[28]。
當(dāng)前SARS-CoV-2的全球大流行已造成前所未有的健康和經(jīng)濟(jì)損失,危機(jī)還未得到有效控制。世界各國(guó)的公共衛(wèi)生系統(tǒng)都承受著巨大壓力,很多患者因救治不及時(shí)而喪生。盡管全球已有多個(gè)疫苗產(chǎn)品陸續(xù)被批準(zhǔn)用于人體預(yù)防免疫,但隨著疫苗接種規(guī)模不斷擴(kuò)大,其不良反應(yīng)也日益凸顯,包括發(fā)熱、頭痛、肌痛、局部紅腫和疲倦等,甚至出現(xiàn)喉頭水腫、過(guò)敏性休克等嚴(yán)重不良反應(yīng)。此外,新型變異毒株的出現(xiàn)仍然是當(dāng)前抗擊COVID-19疫情的重大挑戰(zhàn)[11,35]。因此,開(kāi)發(fā)出針對(duì)SARS-CoV-2的有效藥物仍是徹底戰(zhàn)勝疫情的有效手段之一。中和抗體藥物具有特異性好、安全性高、作用機(jī)制明確、便于大規(guī)模生產(chǎn)、能夠同時(shí)用于預(yù)防和治療等優(yōu)點(diǎn),成為研發(fā)抗SARS-CoV-2藥物的新突破口。上述抗SARS-CoV-2中和抗體藥物的上市,說(shuō)明有望通過(guò)該類藥物治愈COVID-19。
但中和抗體藥物也存在不足,如前述中提到的由于病毒變異而產(chǎn)生的免疫逃逸、抗體依賴性增強(qiáng)效應(yīng)以及對(duì)重癥患者的臨床效果不佳。建議在研發(fā)和使用中和抗體藥物的過(guò)程中,持續(xù)跟進(jìn)變異株在全球的流行情況,開(kāi)發(fā)更多結(jié)合不同位點(diǎn)特別是保守位點(diǎn)的廣譜單抗或雙抗療法。針對(duì)中和抗體藥物可能對(duì)體內(nèi)已產(chǎn)生內(nèi)源性抗體的患者療效較差的問(wèn)題,建議在擬應(yīng)用藥物前常規(guī)檢測(cè)體內(nèi)是否已產(chǎn)生內(nèi)源性抗體,為患者是否適用于中和抗體療法提供決策。為改善重癥COVID-19患者的療效,可嘗試對(duì)抗體進(jìn)行改造,以提高其體內(nèi)藥效、藥動(dòng)學(xué)特性。
中國(guó)醫(yī)院用藥評(píng)價(jià)與分析2022年11期