呼吸道合胞病毒(RSV)感染是全世界范圍內5歲以下兒童急性下呼吸道感染的重要原因,也是嬰兒死亡的主要原因之一。美國1歲以下兒童RSV感染的住院率為1.1%,發(fā)展中國家患病率有上升的趨勢。
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病毒結構及侵染機制
RSV屬副粘病毒科,肺病毒屬;為非節(jié)段性單股副鏈RNA病毒,直徑為 80-150nm,病毒包膜,具有刺突。
基因組全長約15Kb,包含10個基因,編碼11種蛋白,包括8種結構蛋白(F、G、M2-1、M2-2、 SH、N、P、L)和 3 種非結構蛋白(NS1、NS2、NS3)。其中融合蛋白(fusion protein , F)和粘附蛋白(attachment protein, G)是兩個主要的包膜糖蛋白,F為典型的I型糖蛋白,經細胞蛋白酶裂解為F1 和F2 后具有生物學活性,能使病毒包膜與宿主細胞膜融合形成多核巨細胞,G蛋白為II型糖蛋白,能與宿主細胞膜受體結合,介導病毒進入宿主細胞內。相 對于G蛋白,F蛋白變異少,相 對穩(wěn)定,因此是藥物開發(fā)的重要靶點。
RSV的F蛋白為三聚體結構,通過劇烈的構象變化來介導病毒包膜和宿主細胞的融合。在融合啟動前,F蛋白采用融合前構象,這種構象是不穩(wěn)定的,具有較低的能量屏障,在距離宿主很近的時候,融合肽插入宿主細胞膜中,F蛋白得以跨越病毒包膜和宿主細胞兩層膜。隨后,F蛋白形成三聚體的發(fā)夾結構,將兩層膜連接在一起,促進融合,融合后的構象非常穩(wěn)定。融合前構象的F蛋白三聚體是“棒棒糖”形狀的,融合后構象的F蛋白是“拐杖”形狀的,兩種構象在結構上有很大不同,有著不同的抗原表位。理想狀態(tài)下,為了防止病毒的進入,需要以F蛋白融合前構象的抗原表位開發(fā)藥物。
圖1 RSV F蛋白的融合前和融合后構象
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0 2.
抗體開發(fā)及臨床情況
目前靶向RSV的抗體有以下四個:Pavilizumab(由MedImmune LLC開發(fā),1998年上市);MEDI8897(別名nirsevimab,由MedImmune LLC開發(fā),目前處于臨床三期);MK-1654(由默沙東開發(fā),目前處于臨床三期);而國內珠海泰諾麥博于2021年5年申報了IND,目前處于臨床I期。
表1 RSV上市及臨床階段抗體匯總
作為目前唯一上市的抗體,Palivizumab通過雜交瘤篩選,經過人源化改造而獲得,保留了約5%鼠抗序列。該抗體靶向F蛋白的site II表位,因為抗體的中和活性較低,目前適應癥僅用于預防不足35周并伴隨先天性心臟病或肺部疾病的早產兒,臨床上與安慰劑相比,使適應癥兒童RSV感染的住院率減少了55%。1998年,帕利珠單抗首次獲得FDA批準,2008年銷售額達到10億美元以上,后連續(xù)7年銷售額超過10億美金,踏入重磅藥俱樂部。
目前在研的抗體中, MEDI-8897是阿斯利康正在開發(fā)的一種重組人IgG1κ單克隆抗體,通過B細胞分選獲得,即為全人源抗體,靶向F蛋白的site 0表位。其在II期即開展了一項1453人,24個國家的大型臨床,該抗體顯著降低了整個RSV流行季節(jié)中由RSV引起的下呼吸道感染的就診病例數,使早產兒RSV感染的住院率減少了78.4%;Fc區(qū)通過YTE改造延長了半衰期,可以做到在RSV流行季只注射一針;安全性方面,MEDI8897和安慰劑之間的不良事件相似,如此扎實的數據成為了大家非??春盟麵II期能成功的重要因素。2017年3月,阿斯利康和賽諾菲達成了開發(fā)和商業(yè)化MEDI-8897的協(xié)議。根據協(xié)議條款,阿斯利康領導所有的開發(fā)活動和初步的監(jiān)管批準、并保留生產活動,賽諾菲將領導商業(yè)化活動。
通MEDI-8897一樣,MK-1654也是全人源抗體,Fc區(qū)進行了YTE改造延長半衰期。MK-1654臨床數據則相 對較少,除了1項安全性和藥代的臨床外,或許是受臨床招募限制,MK-1654的II期有效性采用了RSV A型病毒進行成人challenge的策略,最終67人完成了本項臨床,鑒于成人中本身存在RSV抗體,臨床也僅采用了其中一種病毒進行challenge,此外抗體針對F蛋白的site IV表位是否有效目前還未有定論,故III期臨床數據最終結果如何仍需拭目以待。
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從臨床失敗抗體看RSV臨床成功關鍵要素
縱觀RSV抗體的開發(fā)史上,曾經失敗的抗體主要有以下三個:Motavizumab(由MedImmune LLC開發(fā)); REGN2222(別名Suptavumab,由再生元開發(fā));ALX-0171(納米抗體,由Ablynx NV開發(fā))。
表2 RSV失敗抗體匯總
Motavizumab是Palivizumab的升級產品,是由Palivizumab親和力成熟獲得。但是由于嚴重的過敏性反應問題及未能顯示出明顯優(yōu)于Palivizumab的非劣效性,在2010年6月,FDA抗病毒 藥物咨詢委員會以14票反對3票贊成,不建議批準Motavizumab。
相比腫瘤、自身免疫病類抗體,病毒的中和抗體機制非常簡單,體外活性往往能反映最終的有效性。體外活性比對不難看出,病毒的中和活性上來看,MEDI8897>REGN2222>Motavizumab>Palivizumab, 而從臨床有效性看來,MEDI8897、Motavizumab、Palivizumab都顯示出來優(yōu)異的臨床有效性。REGN2222的失敗則是因為表位原因,該抗體靶向RSV F蛋白Site V的表位,其中的172 173位點在目前的流行毒株中已全部突變,直接導致了該抗體的無效。
表3 RSV抗體臨床前in vitro細胞活性
表4 抗體臨床的有效性
ALX-0171因為納米抗體的半衰期問題,無法用于RSV的預防,此為目前唯一被開發(fā)成治療性抗體的藥物,我們仔細研究臨床數據會發(fā)現,ALX-0171在降低病毒載量上還是顯示出了優(yōu)于安慰劑的藥效,但以出院時間為標準的主要終點上則和安慰劑組未有差異,不過我們研究MEDI8897的數據時也發(fā)現,即使是臨床上顯示巨大預防效果的MEDI8897,在兒童住院后的出院時間上也未與安慰劑組表現出優(yōu)異性,故臨床如何設置也是能否成功的重要因素之一,這也是為什么MEDI8897和MK-1654開發(fā)臨床時先從更易被感染的早產兒做起,再去開展健康足月兒的臨床,因為免疫系統(tǒng)越弱,越容易做出臨床有效性。
表4 RSV患者住院后出院時間對比
綜上,對于抗病毒抗體而言,優(yōu)秀的體外活性數據、廣譜的病毒中和活性以及祈禱病毒不要在候選抗體結合的關鍵位點突變,往往是此類抗體臨床開發(fā)成功的關鍵要素,當然,作為兒童尤其是嬰幼兒用藥,低免疫原性和安全性一直是不可忽略的因素。
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小結
隨著對RSV病毒結構及致病機制研究的不斷深入,RSV特異性的治療開發(fā)也將更具有人群針對性,更趨于多樣化。目前RSV的感染仍缺乏經濟有效的特異性治療,Palivizumab是目前唯一用于預防RSV的抗體,作為年銷售額超10億美金的重磅產品,它的適應癥目前也僅僅是針對高風險的早產兒,這部分兒童僅占了整個出生兒童的2%,隨著后續(xù)更有潛力藥物的開發(fā),這必將是一個廣闊的市場。
作為病毒類預防療法,RSV新藥開發(fā)領域的競爭者一大部分來自于**。目前潛在的挑戰(zhàn)可能來自葛蘭素史克和輝瑞公司獨自開發(fā)的**,2種**都處于關鍵Ⅲ試驗階段,但針對兒童的預防目前開展的臨床均為母體免疫的策略,**的有效性仍需最終臨床數據來評價,如果臨床獲得成功,會成為抗體的強勁市場競爭對手。當然,抗體和**產品并非水火不兼容的關系,臨床上,應考慮不同治療手段的差異,以確保患者在不同情況下都能獲得最 佳預防和治療。
參考文獻
[1] Jason S. McLellan, et al. Structure of RSV Fusion Glycoprotein Trimer Bound to a Prefusion-Specific Neutralizing Antibody[J]. Science, 2013, 340(6136):1113-1117.
[2] Griffin M P , Yuan Y , Takas T , et al. Single-Dose Nirsevimab for Prevention of RSV in Preterm Infants[J]. New England Journal of Medicine, 2020, 383(5):415-425.
[3] Tang A , Chen Z , Cox K S , et al. A potent broadly neutralizing human RSV antibody targets conserved site IV of the fusion glycoprotein[J]. Nature Communications, 2019, 10(1):1-13.
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