特發性肺纖維化的新藥物和靶點之二：Pamrevlumab和CTGF

引言

本文為本系列的第二篇，將討論介紹治療IPF（特發性肺纖維化）的新藥物及其靶點 （限於至少在臨床二期研究中表現出一定的療效的，可信程度較高的藥物和靶點上）;重點是試圖評估和釐清這些新靶點與現有藥物和靶點之間關係，以期對這些藥物和靶點對於組合療法的價值能有所判斷。希望起到拋磚引玉的目的，促進更多的思考與創新。

Pamrevlumab

今年8月份，一項針對IPF臨床II期研究報導了令人興奮的積極結果。這個在研藥物分別是擁有全新機制的針對抑制結締組織生長因子(CTGF)的治療性單克隆抗體Pamrevlumab。Pamrevlumab是由FibroGen開發的,專有的，用於抑制結締組織生長因子(CTGF)的擁有全新機制的治療性抗體。慢性纖維化和增殖性疾病的特徵在於持續和過度瘢痕可導致器官的功能障礙和完全喪失。CTGF是這類疾病中常涉及的一個因素,是一個治療纖維化的全新靶點。Pamrevlumab的臨床II期的療效結果積極（見下文），並且具有良好的安全性。因此，它有潛力成為IPF患者急需的替代性的新型治療方案。

在本次研究的雙盲，安慰劑對照部分，113名患者被隨機分配（1：1），接受Pamrevlumab或安慰劑治療48周。從基線到第48周, Pamrevlumab達到了強制肺活量的百分比預測值(forced vital capacity percent predicted, FVC % predicted)的主要功效終點：1)使用線性斜率分析在意圖治療群體中證明了統計學意義;2)Pamrevlumab治療組從基線到第48周預測的FVC％平均下降為2.85，而在安慰劑組平均下降7.17。絕對差異為4.33; 3)Pamrevlumab治療的患者在第48周時FVC的平均降低為129毫升，而接受安慰劑的患者平均減少了308毫升;4)與以前的臨床研究一致，Pamrevlumab在IPF患者中耐受性良好。

在雙盲，主動控制的組合亞研究中，五十七（57）名患者被隨機分配，以評估將Pamrevlumab與批准的IPF治療組合的安全性。三十六（36）位使用穩定劑量的Pirfenidone的患者隨機分配2：1，同時接受Pamrevlumab或安慰劑治療24周。二十一（21）位使用穩定劑量的Nintedanib的患者隨機分組為2：1，也可接受Pamrevlumab或安慰劑治療24周。當與Pirfenidone或Nintedanib組合使用時，Pamrevlumab耐受性良好，但沒有報道組合療法的有效性數據。

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

結締組織生長因子 CTGF

CTGF也稱為CCN2或結締組織生長因子，是細胞外基質相關肝素結合蛋白的CCN家族的細胞質蛋白（參見CCN細胞間信號蛋白）。 但它不像傳統的生長因子或細胞因子，因為它似乎沒有以高親和力結合獨特的受體而誘導信號轉導。將CTGF認為是調節細胞與基質相互作用以修飾細胞表型的細胞間質蛋白可能更準確。CTGF在許多生物過程中具有重要作用，包括細胞粘附，遷移，增殖，血管生成，骨骼發育和組織傷口修復。

CTGF是一種多功能肝素結合糖蛋白，通常以低水平表達，但幾乎在所有纖維化病症中顯著富集。初步總結如下:

1.CTGF表達由許多細胞因子和與病理生理相關的病症誘導。

2.CTGF是TGF-b的纖維化活性所必需的因子。

3.CTGF表達對於成纖維細胞增殖是必需的。成纖維細胞在TGF-b刺激下通常會強烈反增殖，但在CTGF不存在的情況下，則沒有反應。

4.抑制CTGF可以逆轉纖維化。

因此，在肝臟，心血管系統或肺中抑制CTGF具有逆轉組織重塑和纖維化過程的潛力。抑制CTGF可能有益於組織重塑是一個重要部分的任何疾病。例如，已知胰腺癌是非常均勻的，並且表現出超強的CTGF。數據表明CTGF可以對胰腺癌有直接和間接的作用。因此，FG-3019同時也在被研究用於治療胰腺,除用於乙型肝炎引起的肝纖維化和特發性肺纖維化外 。

基於細胞的研究已經顯示CTGF調節有助於纖維化發生的多個過程，包括細胞增殖，遷移，粘附，存活和細胞外基質產生;它作為TGF-b信號傳導的下游和合作介質;並且它影響參與纖維形成過程的各種細胞類型（不管組織來源如何），包括間充質幹細胞，肝星狀細胞，腎足細胞，腎小球膜細胞，頂葉和腎小管上皮細胞，肺II型肺泡細胞，間皮細胞，血管平滑肌細胞，內皮細胞，心肌細胞，周細胞和成纖維細胞。此外，患病人體組織中的相關研究表明CTGF和TGF-b之間在許多纖維化疾病狀態中的重要聯繫，包括糖尿病腎病，特發性和非特發性肺纖維化，肝纖維化，皮膚纖維化（包括瘢痕疙瘩和系統性硬化症）動脈粥樣硬化，充血性心力衰竭，胰腺炎和各種形式的惡性疾病。

CTGF影響病理生理學重要的多種信號通路和過程。CTGF與多種分子相互作用，包括細胞因子和生長因子，受體和基質蛋白。這些相互作用會改變信號轉導通路，無論是正向地還是負向地，而導致細胞反應的變化。但其分子機制尚不明了，有待於進一步的研究。

CTGF與各種分子的相互作用被認為能正向或反向地改變其參與的信號轉導途徑。這種信號調節的結果改變了細胞粘附和遷移，血管生成和血管通透性，分化，包括肌成纖維細胞形成和激活，細胞外基質沉積和重塑，所有這些都一起導致組織重塑和器官結構的變化。雖然有關CTGF文獻表明，CTGF的所有生物學反應都是由CTGF與細胞因子或受體的直接相互作用所介導的，但調節細胞功能的機制可能更為複雜。CTGF可以同時調節細胞環境和表型至少有5種機制：

1）CTGF可以作為細胞外銜接蛋白，通過結合細胞因子並有助於將其呈遞給受體以刺激反應（如TGF-b）或將它們封閉在基質中，從而防止它們刺激信號轉導（例如VEGF）;

2）CTGF可以競爭性地結合HSPG，這將取代肝素結合生長因子或受體拮抗劑，從而改變其局部濃度和調節信號的能力;

3）CTGF可以阻斷基質結合位點或產生新的基質結合位點，這將改變基質信號，細胞粘附和運動。

4）CTGF可以直接結合細胞表面受體並刺激信號轉導。

5）CTGF可以通過內吞途徑吸收到細胞中，並且作為細胞內銜接蛋白來調節細胞質和/或細胞核中的信號轉導途徑。

因為CTGF可以同時運行這麼多機制，其生物學非常複雜和尚未完全釐清。此外，對CTGF的反應將依賴於具體環境，並且將隨著基質，細胞因子環境和細胞基因型而變化。其結果是，文獻對CTGF影響的判斷充滿了許多明顯的矛盾。

CTGF作為與TGF-b的輔因子，以誘導成纖維細胞成為肌成纖維細胞，其沉積膠原蛋白，最終導致器官瘢痕形成和功能障礙，最嚴重的形式即是器官衰竭和死亡。實際上，組織，血液或玻璃體液中的CTGF水平已被證明與許多疾病中的纖維化和及其嚴重程度相關。TGF-β和CTGF的這兩個分泌因子被廣泛認為是纖維化發生的通用介質，儘管它們協同作用的確切機制仍不清楚。因為TGF-β是CTGF的強力誘導劑，大多數模型假定CTGF作為TGF-β活性的下游介質，而其他研究支持TGF-β和CTGF各自的促纖維化活性之間的相互依賴(interdependent)，而不僅僅是有次序性（sequential relationship）的依賴關係。現有的一些動物數據顯示了TGF-β和CTGF在成纖維化反應的發生和維持過程中的具有強大的協同作用。

Pamrevlumab, GLPG1690, Nintedanib和Pirfenidone

2015年10月16日，FDA同一天批准了羅氏的Pirfenidone和BI的多蛋白激酶抑製劑Nintedanib。Nintedanib和Pirfenidone被認為是改善疾病（disease modifying）的藥物，是目前以循證為基礎的治療指南所推薦的藥物。但它們只能將IPF進展減緩約50％左右， 並且都不能用於重度IPF的患者。另外，Nintedanib不能用於肝功能障礙患者； 而Pirfenidone不能用於腎功能障礙患者。

由於IPF發病的複雜性，與多種藥物相組合使用的治療方法可能是一個有效策略。所以很需要能夠與這兩個產品組合使用而提高治療效果的藥物。現有研究表明Nintedanib和Pirfenidone合用呈現出協同效應。現有的細胞研究表明GLPG1690（高選擇性的Autotaxin抑製劑）與Nintedanib合用也似具有協同效應。Autotaxin（ATX），也稱為外切核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶2（NPP2或ENPP2），具有將溶血磷脂醯膽鹼轉化為LPA的溶血磷脂酶D活性,是產生脂質信號分子溶血磷脂酸（LPA）的重要分泌酶。GLPG1690在特發性肺纖維化（IPF）患者的臨床二期研究（FLORA IIa）中呈現積極結果（見擴展閱讀）。在另一方面，這些協同效應的機制仍然未被闡明。

Fibrogen在嚙齒類動物輻射誘導的肺纖維化模型中的比較了Pamrevlumab單葯治療與Pirfenidone或Nintedanib單葯與組合使用的功效。數據表明：Pamrevlumab單葯治療表現出較低的肺密度，表明有較少的纖維化，且具有更強的進行性肺重塑抑制作用。但是，Pamrevlumab與Pirfenidone或Nintedanib的組合使用在統計學意義上並不優於Pamrevlumab單葯治療。這個結果看來對Pamrevlumab來說不是一個好消息，但需要進一步驗證和解讀，比如在Bleomycin誘導的肺纖維化動物模型中。

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

關於協同作用，筆者的實用假設（working hypothesis）是：兩個藥物是否有協同作用是與該兩個藥物的靶點性質，作用機制和其所處在的信號轉導和調控網路的相對位置密切相關 。由於單抗類藥物的高度選擇性，它們幾乎不可能作用於最初設計之外的靶點。因此，單抗類藥物基本上只能影響調控網路中的單個節點。同時，CTGF似處於纖維化信號調控通路的末端，而這二者對於其與其它藥物合用而起到協同作用似乎很不利。

這個結果也說明，盲目的試驗組合兩種或多種藥物並不能高效地發現有效的組合，因為可能的組合隨著可以組合的藥物數量急劇增加。我們應當在充分理解和評估相關靶點的性質，其作用機制和所處在的信號轉導和調控網路的相對位置的基礎上，理性地選擇可能有效的藥物組合。我們也需要在生物系統，至少是組織和器官，的層次上更深入地了解發病機制和導致疾病發生和推動其進展的關鍵分子機制和藥物作用機制。

表1.Pemrevlumab，GLPG1690，Nintedanib與Pirfenidone靶點之間的關係假設

表2.在細胞，動物或人體研究中，兩種IPF藥物組合使用的潛在協同效應。

總結與展望

Pamrevlumab作為首個用於抑制結締組織生長因子（CTGF）的擁有全新機制的治療性抗體,是一個治療纖維化的全新靶點。其有效性還需要在三期臨床中進一步驗證。Pamrevlumab是否能用於IPF的組合療法，目前難於判斷，需要更多數據。同時，如何科學地選擇兩種或多種藥物組合也是一個業界尚未解決的重大問題。筆者認為應當在充分理解和評估相關靶點的性質，其作用機制和所處在的信號轉導和調控網路的相對位置的基礎上，理性地選擇可能有效的藥物組合，並首先在動物模型中顯示出藥物組合能取得synergistic效果， 以減少臨床研究失敗的幾率和成本。多種關鍵器官的纖維化疾病的治療,如肺,心,肝,腎,肌肉,等,本身是一個巨大的未滿足的醫療需求市場。 相信隨著我們對其基礎生物學和發病機制的理解,以及新靶點和新藥物的發現和驗證,今後10-15年內對這類疾病的治療預計會有巨大進步。

特別聲明

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