PD-1/PD-L1 單抗的特征差異及研究現(xiàn)狀

       2013年《科學(xué)》雜志將腫瘤免疫療法列為十大科學(xué)突破之首，此后，免疫檢查點(diǎn)抑制劑成為了腫瘤免疫治療領(lǐng)域的研究焦點(diǎn) ?，F(xiàn)有研究表明，程序性死亡受體 1（PD-1）/程序性死亡受體配體 1（PD-L1）信號(hào)通路可通過(guò)抑制 T細(xì)胞活化來(lái)誘導(dǎo)腫瘤特異性 T細(xì)胞凋亡，并導(dǎo)致T細(xì)胞抵抗，在腫瘤、慢性炎癥等病理情況下起到免疫逃逸、免疫抑制等作用。

       PD-1-PD-L1 通路是抑制免疫反應(yīng)的信號(hào)通路。腫瘤細(xì)胞表達(dá) PD-L1，與淋巴細(xì)胞表面 PD-1 結(jié)合，從而抑制淋巴細(xì)胞對(duì)腫瘤殺傷，實(shí)現(xiàn)"免疫逃逸"。PD-1 /PD-L1 單抗是分別作用于腫瘤細(xì)胞上 PD-L1或淋巴細(xì)胞上 PD-1 位點(diǎn)，阻止兩者相互結(jié)合，激活免疫細(xì)胞殺傷腫瘤。PD-1 與 PD-L1 結(jié)合時(shí)，通過(guò)發(fā)生磷脂酰肌醇-3-激酶的磷酸化、蛋白激酶B的進(jìn)一步激活、刺激性T細(xì)胞信號(hào)通路的活化、葡萄糖代謝以及干擾素的分泌等，導(dǎo)致T細(xì)胞活化的下游信號(hào)受阻，進(jìn)而有效抑制 T 細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄，最終抑制 T細(xì)胞的免疫功能，在免疫應(yīng)答的負(fù)性調(diào)控方面發(fā)揮重要作用。因此，阻斷PD-1/PD-L1信號(hào)通路可使 T 細(xì)胞活化上調(diào)，激活內(nèi)源性抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而發(fā)揮對(duì)腫瘤的治療作用。針對(duì) PD-1/PD-L1靶點(diǎn)的抑制劑在臨床應(yīng)用中展現(xiàn)出了顯著的治療效果，并有不少 PD-1/PD-L1 抑制劑上市，但不同的 PD-1/PD-L1 抑制劑在抗體來(lái)源、類型、穩(wěn)定性、特異性、親和力、適應(yīng)證、用法用量、免疫原性、藥動(dòng)學(xué)等方面均有一定差異。

       目前，經(jīng)美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市的抗PD-1單抗藥物有 6種，分別為納武利尤單（Nivolumab）、帕博利珠單抗（Pembrolizumab）、西米普利單抗（Cemiplimab）、特瑞普利單抗（Toripalimab）、信迪利單抗（Cindilimab）和卡瑞利珠單抗（Camrelizumab）；抗 PD-L1單抗藥物有 3種，分別為阿特朱單抗（Atezolizumab）、阿維魯單抗（Avelumab）和度伐魯單抗（Durvalumab），今后可能還會(huì)有各種抗PD-1/PD-L1 單抗藥物獲批上市。

       抗 PD-1 單抗藥物的基本結(jié)構(gòu)為 IgG4，因?yàn)榫哂休^短的鉸鏈區(qū)及不穩(wěn)定的二硫鍵，所以具有較大的靈活性。在體內(nèi)，IgG4可以與其他IgG4分子進(jìn)行Fab段交換，即形成"半分子交換"：兩個(gè)單特異性 IgG4分子互相交換自身的一條重鏈以及與這條重鏈相連的輕鏈，從而產(chǎn)生新的 IgG4分子，而這種新的 IgG4分子可能因此獲得雙特異性。核心鉸鏈基序228位的絲氨酸是"半分子交換"所需的關(guān)鍵元素，通過(guò)點(diǎn)突變將絲氨酸替換為脯氨酸（S228P 位點(diǎn)），可阻止IgG4的 Fab 段交換。因此，抗 PD-1 單抗藥物均經(jīng)S228P修飾，以穩(wěn)定鏈間二硫鍵，阻止 Fab段交換，克服因 IgG4的不穩(wěn)定性所引起的療效和**的不可預(yù)測(cè)性。抗 PD-L1單抗藥物的基本結(jié)構(gòu)為 IgG1，核心鉸鏈基序 228位的脯氨酸比較穩(wěn)定，不存在上述"半分子交換"現(xiàn)象。說(shuō)明 PD-L1 單抗可能結(jié)合更穩(wěn)定或全面，另外，體外功能分析顯示，PD-L1 單抗阻斷能力更強(qiáng)。

       單抗類藥物按照其技術(shù)特點(diǎn)及人源化程度可以分為 4代；第 1代鼠源抗體、第 2代人鼠嵌合抗體、第 3代人源化抗體和第 4代完全人抗體。目前上市的抗 PD-1/PD-L1 單抗藥物均是人源化或完全人單克隆抗體。帕博利珠單抗、西米普利單抗、特瑞普利單抗、卡瑞利珠單抗和阿特朱單抗為人源化單克隆抗體，納武利尤單抗、信迪利單抗、阿維魯單抗和度伐魯單抗為完全人單克隆抗體。抗體來(lái)源的差異將影響抗 PD-1/PD-L1單抗藥物抗腫瘤活性或敏感性。各個(gè) PD-1/PD-L1抑制劑的作用靶點(diǎn)、抗體來(lái)源、抗體類型、結(jié)合區(qū)域、結(jié)合面積、親和力的差異，造成目前獲批上市抗 PD-1/PD-L1 單抗藥物的適應(yīng)證有所不同。如納武利尤單抗和帕博利珠單抗的適應(yīng)證較廣，可用于黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、霍奇金淋巴瘤、尿路上皮癌等，而信迪利單抗和卡瑞利珠單抗目前只獲批用于復(fù)發(fā)/難治性霍奇金淋巴瘤的治療。此外，每種單抗藥物的用法用量也各有不同，有基于體質(zhì)量的給藥方式，也有固定劑量的給藥方案，這很大程度上取決于該類藥物的特征、臨床數(shù)據(jù)分析以及研發(fā)策略。

       抗PD-1/PD-L1單抗藥物為大分子藥物，與小分子藥物相比，具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)和藥動(dòng)學(xué)特征，其藥動(dòng)學(xué)特征與凈電荷、等電點(diǎn)、FcR、糖基修飾、空間結(jié)構(gòu)等因素均有關(guān)。單抗類藥物凈電荷變化通常與脫氨基、異構(gòu)化或翻譯后修飾導(dǎo)致的酸/堿性變化有關(guān)。研究顯示，不同亞型的 IgG 單抗可耐受的 pH 閾值從小到大依次為：IgG1＜無(wú)糖基化的 IgG1＜IgG2＜IgG4?？?PD-1/PD-L1單抗藥物相對(duì)分子質(zhì)量大約為 140～150 kDa，具有高親水性，穿過(guò)細(xì)胞膜的能力差，容易在胃腸道中被降解等，因此一般均需通過(guò)靜脈輸注給藥?？?PD-1/PD-L1大多數(shù)分布于血管和細(xì)胞間隙中，除特瑞普利單抗的穩(wěn)態(tài)分布容積稍微較高（約 13.3 L）外，其余藥物的穩(wěn)態(tài)分布容積均較低?？?PD-1/PD-L1單抗藥物的半衰期及達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)間較長(zhǎng)，納武利尤單抗和帕博利珠單抗半衰期可長(zhǎng)達(dá) 26 d 左右，度伐魯單抗和帕博利珠單抗的達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 16～18 周。單抗藥物的代謝消除方式包括非特異性消除（如蛋白水解作用）和靶點(diǎn)介導(dǎo)的消除（包括靶點(diǎn)結(jié)合、蛋白水解和內(nèi)化作用）。抗 PD-1/PD-L1 單抗藥物不經(jīng)過(guò)細(xì)胞色素 P450酶和其他藥物代謝酶代謝，代謝和代謝樣變化包括脫酰胺、氧化、異構(gòu)化、蛋白水解和糖酵解水解以及二硫鍵斷裂等，因此較少存在藥物相互作用。

       已批準(zhǔn)上市的抗 PD-1/PD-L1單抗藥物在穩(wěn)定性、親和力、Fc段特征、給藥劑量、適應(yīng)證、免疫原性等方面各不相同，這些因素均可能會(huì)對(duì)抗 PD-1/PD-L1單抗藥物的藥效學(xué)或藥動(dòng)學(xué)產(chǎn)生重大影響，從而可能影響該類藥物的適應(yīng)證、療效和安全性。醫(yī)務(wù)人員通過(guò)對(duì)抗體來(lái)源、亞型、Fab 段及 Fc結(jié)構(gòu)域以及適應(yīng)證的深入了解，將有助于合理使用抗PD-1/PD-L1 單抗藥物，減少不良反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療。此外，抗 PD-1/PD-L1 單抗藥物也存在不可避免的缺陷，如較長(zhǎng)的半衰期，本身具有免疫原性容易導(dǎo)致患者出現(xiàn)藥源性免疫相關(guān)不良事件，再加上生產(chǎn)難度大、治療成本高、運(yùn)輸不便等缺點(diǎn)，這些特點(diǎn)嚴(yán)重限制了抗 PD-1/PD-L1 單抗藥物的臨床應(yīng)用。

       參考資料

       [1]趙秋玲,楊琳,謝瑞祥. 9種獲批上市的抗PD-1/PD-L1單抗藥物的特征綜述[J]. 中國(guó)藥房,2020,18:2294-2299.

       [2]PD-1單抗和PD-L1單抗同是免疫藥物，卻有四大不同[J]. 中國(guó)腫瘤臨床與康復(fù),2020,03:362.

       作者簡(jiǎn)介：小米蟲(chóng)，藥品質(zhì)量研究工作者，長(zhǎng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗(yàn)證工作，現(xiàn)就職于國(guó)內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗(yàn)分析及分析方法驗(yàn)證。