吡非尼酮和尼達尼布用于臨床顯示有效以后,針對特發性肺纖維化的藥物治療便開始以抗纖維化為主。目前關于特發性肺纖維化的研究主要針對發病機制和治療靶點,越來越多的靶向藥物逐步進入臨床試驗。該文通過檢索文獻,總結了近期吡非尼酮和尼達尼布單獨或聯合用藥治療特發性肺纖維化的研究結果,并對現在正進行各期臨床研究的基于分子生物學的新靶點抗纖維化藥物的機制和試驗結果作一綜述,旨在為如何選擇藥物治療特發性肺纖維化提供依據。
引用本文: 韓幸, 羅鳳鳴. 特發性肺纖維化相關靶向藥物研究進展. 華西醫學, 2020, 35(6): 738-744. doi: 10.7507/1002-0179.202001101 復制
特發性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是一種慢性持續進展的肺間質性疾病,5 年生存率低于 40%,患者表現為呼吸困難和肺功能持續下降[1]。病理上肺泡上皮細胞損傷后纖維化修復是 IPF 發病的起點[2]。關于 IPF 疾病纖維化機制的研究發現了一些細胞因子參與促進纖維化的進程[3]。以此為突破,研究者研發出影響這些細胞因子的藥物。目前已知的相關細胞因子包括炎癥因子如腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-13 和生長因子類如轉化生長因子(transforming growth factor,TGF)-β、結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)、血小板衍生生長因子、堿性成纖維細胞生長因子等[4]。吡非尼酮和尼達尼布即是針對部分細胞因子的抗纖維化藥物,其在臨床使用多年,已獲得了肯定的療效。另外關于 IPF 上皮細胞纖維化過程的研究還顯示,一些相關的蛋白如賴氨酰氧化酶相關蛋白 2、ανβ6 整合蛋白和溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid,LPA)受體 1 等,在纖維化的病理過程中起到轉導擴增作用[5],因此也成為靶點研究新目標。本文概述了近期吡非尼酮和尼達尼布單獨或聯合用藥治療 IPF 的研究結果,并介紹了基于分子生物學的針對新靶點的抗纖維化藥物治療前景,有助于全面了解并關注 IPF 疾病研究和靶向藥物治療的新動向。
1 吡非尼酮和尼達尼布
1.1 吡非尼酮
吡非尼酮是一種口服小分子吡啶化合物,具有抗炎抗氧化和抗纖維化作用[6]。動物實驗和體外肺泡細胞試驗顯示,吡非尼酮通過部分抑制 TGF-β 誘導 Smad3 磷酸化,減少腫瘤壞死因子-α 生成,減少血小板衍生生長因子等促炎性細胞因子表達,抑制炎癥因子誘導的炎癥反應和組織損傷及其后續啟動的組織修復和纖維化過程,起到減少細胞外基質沉積、成纖維細胞增殖、膠原纖維 Ⅰ 和 Ⅲ 表達、膠原合成的作用,甚至能促進膠原降解,改變組織纖維化和瘢痕形成[7-9]。體外實驗證實,吡非尼酮與雷帕霉素合用能抑制成纖維細胞遷移和轉化,并影響肌成纖維細胞的部分蛋白基因表達[10]。此外,吡非尼酮對多種器官組織纖維化均有不同程度抑制[11]。
吡非尼酮相對分子質量小,單次口服給藥后吸收迅速,達峰時間和血漿峰濃度與給藥量呈正相關,半衰期為 2.1~2.4 h[12]。血漿藥物濃度與性別、給藥次數無關,與是否同時進食有關,隨餐同服可延后和降低血漿峰濃度,減少藥物濃度相關不良反應[13]。吡非尼酮在體內主要由肝臟細胞色素 P450 酶(以細胞色素 P450 1A2 為主)代謝,80% 的代謝產物從尿中清除[14]。治療前需檢測肝酶,且需隨訪監測副作用,用藥后持續 6 個月每個月隨訪 1 次,此后每 3 個月隨訪 1 次。若出現副作用,如肝毒性(氨基轉移酶升高),則需減量或暫停用藥,幾周后可嘗試用緩慢加量的滴定法重新用藥[15]。需注意的是,該藥不能用于肝硬化伴重度肝損害患者或需要透析的患者,且同時使用其他細胞色素 P450 1A2 抑制劑或誘導物(如環丙沙星、胺碘酮、利福平等)的患者應避免或慎用吡非尼酮。吸煙和奧美拉唑也會干擾吡非尼酮代謝[16]。目前針對吡非尼酮治療 IPF 的療效和不良反應已開展了多項臨床試驗,結果顯示,該藥能改善多個血清炎性指標和纖維化指標[17-18],可減緩用力肺活量(forced vital capacity,FVC)下降,減少急性加重次數[19-21],降低全因死亡率和 IPF 相關死亡率[22]。持續服用吡非尼酮 2 年以上的患者 FVC 穩定或甚至改善,一半以上沒有發生急性加重[23],表明吡非尼酮可能使 FVC 患者長時間保持病情相對穩定。吡非尼酮在 IPF 患者中安全性良好,不良反應主要是輕中度皮疹、光敏、肝功能異常、胃腸道不適和倦怠等,與劑量有關,一般發生在治療前期的半年內[24]。基于上述試驗結果,多國先后批準該藥上市,且 2015 年美國胸科協會/歐洲呼吸協會/日本胸科協會/拉丁美洲胸科協會共同發布臨床實踐指南更新治療建議,推薦吡非尼酮用于治療 IPF[25]。此后 Wuyts 等[26]和 Costabel 等[27]分別作了延長期觀察,并且納入了重度肺功能損傷 IPF 患者,結果顯示,雖然長期(24 個月以上)使用吡非尼酮治療的 IPF 患者有各種不良事件報告,但仍能保持肺功能基本穩定。
1.2 尼達尼布
尼達尼布是一種多靶點酪氨酸蛋白激酶細胞內抑制劑,主要競爭性結合受體的三磷酸腺苷位點,阻礙后者酪氨酸激酶磷酸化和二聚體化,阻斷血小板衍生生長因子受體、血管內皮生長因子受體以及成纖維細胞生長因子受體在細胞內的信號轉導通路,達到抑制成纖維細胞增殖、遷移和轉化為肌成纖維細胞的目的,從而減輕肺纖維化程度[28]。2014 年,該藥被歐洲聯盟和美國食品藥品監督管理局批準用于治療穩定期 IPF,3 年后在中國上市[29]。美國胸科協會/歐洲呼吸協會/日本胸科協會/拉丁美洲胸科協會官方臨床實踐指南也推薦該藥用于治療 IPF[25]。尼達尼布吸收較快,達峰時間約 3.0 h,半衰期為 11.7 h[30]。藥物代謝動力學研究顯示種族、低體重、高齡和吸煙對尼達尼布體內分布的影響不大,無需調整劑量[31]。尼達尼布在肝細胞中通過葡萄糖醛酸轉移酶進行去甲基酯代謝,約 93.4% 經膽道和腸道系統排出體外,清除時間 100 h 以上,輕度肝或腎功能不全者仍可安全代謝該藥[32]。尼達尼布是 P-糖蛋白轉運的底物,合用 P-糖蛋白抑制藥物(如酮康唑、紅霉素)會提高尼達尼布分布,合用 P-糖蛋白強效誘導劑(如利福平、卡馬西平)則相反。尼達尼布不良反應較少,常見腹瀉和轉氨酶升高,通常為輕到中度,減量或停藥后消失。目前沒有觀察到心血管毒性或明確的藥物相關性出血性反應。
目前已證實長期使用尼達尼布對 IPF 患者有益[33-37]。2016 年發表的 Ⅲ 期研究納入了重度 IPF 患者,結果顯示尼達尼布可以使重癥患者受益[34]。并且與其他長期治療藥物比較,只有尼達尼布能降低 IPF 患者的急性加重風險[35]。該項目的擴展開放研究結果顯示,長期(192 周)使用尼達尼布安全性和耐受性良好,且能減慢 IPF 患者的疾病進展[36]。總結以上試驗,尼達尼布長期治療可以持續降低 FVC 下降率,并且延后疾病首次急性加重發生的時間點,治療期間改善 IPF 患者健康相關生活質量,最終降低全因死亡率和治療期間的病死率[37]。但上述研究中重癥患者樣本較小,急性加重期是否繼續服用尼達尼布,尚需要更多的研究進一步證實。
1.3 吡非尼酮和尼達尼布用藥選擇和聯合用藥
尼達尼布和吡非尼酮抗纖維化治療不同嚴重程度和各個 GAP(gender,age and physiologic variables)分期的 IPF 患者可以有效延緩 FVC 下降速率,降低 IPF 急性加重風險和死亡風險[38]。尼達尼布能有效減少患者急性加重,吡非尼酮降低患者全因死亡率稍占優勢[39]。研究表明,患者被診斷 IPF 后應及早開始抗纖維化治療[40]。對于藥物治療方案需要根據藥物代謝動力學和患者身體情況個體化選擇。這 2 種藥物的藥理和副反應不相似,但都存在胃腸道不適和肝功能異常[41]。吡非尼酮對尼達尼布的血藥濃度有影響,有學者認為這 2 種藥物的治療機制和代謝途徑不同,可以聯合使用,且安全性和耐受性較好[42],但也有臨床試驗顯示兩者聯合用藥療效沒有明顯增加,且存在不良反應風險重疊[43]。因此,目前建議避免同時使用。
2 Ⅱ~Ⅲ 期試驗中的抗肺纖維化靶向藥
除了吡非尼酮和尼達尼布,更多與 IPF 上皮細胞纖維化過程相關的一些蛋白已成為新的 IPF 治療靶點。目前針對這些靶點的藥物相繼進入臨床試驗,包括:抑制 LPA 通路的自泌素抑制劑 ziritaxesta 和自泌素 LPA 受體 1 拮抗劑 BMS-986020;作用于賴氨酰氧化酶相關蛋白 2 的單克隆抗體 simtuzumab;可以與 ανβ6 整合蛋白結合阻止 TGF-β 被激活的 IPF 靶點藥物以及 CTGF 抗體潘魯單抗(pamrevlumab)等。
2.1 LPA 通路抑制劑
LPA 是細胞外酶自泌素 autotaxin 水解溶血磷脂酰膽堿的產物,可進入循環系統[44]。在肺纖維化中,支氣管肺泡液中的 autotaxin 水平升高,刺激 LPA 產生,LPA 激活受體后可激活多種 G 蛋白介導的信號轉導途徑,從而導致肺細胞產生不同的反應,包括從應激的上皮細胞產生促炎信號,調節內皮生理功能,激活 TGF 信號傳導和刺激成纖維細胞積累[45]。在肺纖維化損傷初期,LPA 受體 1 因血管滲透性增加而溢至肺間質,在血管內皮和上皮細胞間募集成纖維細胞,并增加細胞外基質的產生,更適合成纖維細胞遷移;同時通過激活 LPA 受體 1,聚集大量的炎癥細胞,LPA 通路抑制劑作用于 LPA 受體 1 很大程度上阻斷了 LPA 自泌通路[46]。
2.1.1 自泌素抑制劑 ziritaxestat
該藥是一種新型的治療 IPF 的自泌素抑制劑。van der Aar 等[47]的 Ⅰ 期臨床試驗證實 ziritaxestat 安全性、耐受性良好,其安全性、耐受性和藥物代謝動力學/藥物效應動力學分布支持 IPF 的持續臨床開發。之后 Ⅱa 期臨床試驗研究也探討了 ziritaxestat 在未服用吡非尼酮或尼達尼布 IPF 患者中的安全性和有效性[48]。在 12 周的試驗中,ziritaxestat 治療組耐受性良好,FVC 與基線值相似或大于基線值,安慰劑組的 FVC 下降。此外,有 Ⅲ 期研究將 750 名 IPF 受試者按 1∶1∶1 隨機分至口服 ziritaxestat 600 mg 組、ziritaxestat 200 mg 組或安慰劑組,每日用藥 1 次,持續至少 52 周,且允許同時使用吡非尼酮或尼達他尼布治療[49]。目前該研究僅報告了試驗設計,但研究者認為從前期臨床試驗積極的結果看, ziritaxestat 單獨或組合使用有可能成為 IPF 患者急需的新治療選擇。
2.1.2 自泌素 LPA 受體 1 拮抗劑 BMS-986020
該藥的 Ⅱ 期臨床試驗為期 26 周,是多中心、平行、隨機、雙盲、安慰劑對照試驗,目的是觀測 BMS-986020 對 IPF 患者的臨床有效性和安全性[50]。結果顯示,與安慰劑組比較,BMS-986020 治療組(600 mg/次、2 次/d)的 FVC 遞減速度放慢。然而,在 BMS-986020 治療組出現了劑量相關的肝酶升高,且由于 3 例膽囊炎被認為與 BMS-986020 有關,該研究被提前終止。鑒于 Ⅰ 期臨床試驗的良好結果,研究者比較了 BMS-986020 與 BMS-986234(一種結構獨特的 LPA 受體 1 拮抗劑),認為試驗中肝酶異常的表現可能是 BMS-986020 特有的脫靶效應,與抑制肝膽轉運蛋白和膽汁成分有關,與 LPA 受體 1 拮抗作用無關,并且試驗顯示 BMS-986020 治療后纖維化或炎癥的生物標志物得到改善,表明靶向抑制 LPA 受體 1 效果存在,鑒于 IPF 患者的治療選擇有限,且研究的抗纖維化結果令人鼓舞,因此對 LPA 受體 1 拮抗劑的研究不會終止。
2.2 CTGF 抗體
CTGF 可與許多胞外信號傳導和基質分子相互作用,影響胚胎發育、炎性反應、組織修復及肺纖維化等過程。CTGF 在肺纖維化過程中過度表達,多種生長因子誘導 CTGF 在損傷部位表達,協同促進前體間充質細胞轉化、肌成纖維細胞生成、細胞外基質沉積和纖維形成,并繼續將 TGF-β 促纖維化的信號向下傳導[51]。血清中的 CTGF 水平與肺纖維化的嚴重程度相關,成纖維細胞及其前體細胞是 CTGF 的靶標,也可以自分泌這種促纖維化因子[52]。故阻斷 CTGF 的生物學活性可能會有效抗肺纖維化。
潘魯單抗是人源單克隆抗體,可靶向作用于肺纖維化發病機制的關鍵因子 CTGF,潘魯單抗可降低組織內 CTGF 水平,進而降低促纖維化因子水平。Raghu 等[53]為了評估潘魯單抗治療 IPF 的安全性、耐受性、有效性進行了 Ⅱa 期臨床試驗,納入 89 例 IPF 患者,予每 3 周靜脈注射潘魯單抗 1 次,每次 15 mg/kg 或 30 mg/kg,48 周的治療期結束時,35% 的患者 FVC 水平及肺纖維化改善或未進展,且平均 FVC 增加。基于前述試驗結論開展的 Ⅱb 期試驗調查了潘魯單抗對輕度至中度 IPF 患者的安全性和有效性[54]。結果顯示,與安慰劑相比,潘魯單抗治療顯著減緩了患者 FVC 的下降,且影像學表現也有改善。2019 年 6 月美國 FibroGen 公司宣布 Ⅲ 期臨床 ZEPHYRUS 試驗首例患者開始用藥,計劃治療 52 周后評價該藥的療效和安全性,擬在全球范圍征集患者,以 FVC 較基線時的變化值為主要終點,下一步會進行該藥的開放、擴展的治療。
2.3 抗 αvβ6 整合素抗體
抗 αvβ6 整合素抗體是一種人源化抗 αvβ6 特異性單克隆抗體[55],其與 αvβ6 整合蛋白結合,阻止后者激活 TGF-β,選擇性抑制 TGF-β 通路,未能活化的 TGF-β 不能與成纖維細胞相應受體結合,阻止了肌成纖維細胞分化及膠原的產生[56]。一項 Ⅱa 期試驗觀察了使用吸入性抗 αvβ6 整合素抗體 BG00011 的 IPF 患者安全性、耐受性和接觸反應,顯示接受該藥物治療的患者支氣管肺泡灌洗液中 TGF-β 目標基因表達下降[57]。然而,該藥的臨床 Ⅲ 期試驗因安全性問題于 2019 年 9 月停止。但 Maher 等[58]發現吸入性抗 αvβ6 整合素抗體劑量為 30~3 000 mg 時受試者對藥物耐受性尚好。
2.4 重組人穿透素 2(human pentraxin-2)
重組人穿透素 2 能減輕博萊霉素經氣管誘導的小鼠肺纖維化,可能通過抑制纖維細胞(單核細胞來源的成纖維細胞樣細胞)的分化,促進免疫調節巨噬細胞的形成,并抑制中性粒細胞對細胞外基質蛋白的黏附[59]。重組人穿透素 2 藥物 PRM-151 的 Ⅱ 期臨床試驗納入 117 例 IPF 患者,每 4 周靜脈給藥 1 次,持續 24 周,結果顯示,患者耐受性良好,治療組與安慰劑組比較,FVC 下降和 6 分鐘步行距離縮短明顯放緩[60]。另外,重組人穿透素 2 組與安慰劑組最常見的不良事件是咳嗽(18% vs. 5%)、疲勞(17% vs. 10%)和鼻咽炎(16% vs. 23%)。這些初步研究結果表明,重組人穿透素 2 可能延緩 IPF 患者肺功能退化。但尚需 Ⅲ 期試驗來證實這些結果。
2.5 G 蛋白偶聯受體激動劑/拮抗劑
G 蛋白偶聯受體 40(廣泛表達于多種細胞)激動劑/G 蛋白偶聯受體 84(高表達于免疫細胞)拮抗劑 setogepram 是一種中鏈脂肪酸合成類似物。Setogepram 通過對巨噬細胞、上皮細胞和成纖維細胞等的作用,減緩實驗小鼠的肺纖維化[61]。在一項為期 12 周的研究中,setogepram 在單獨使用或與尼達尼布或吡非尼酮聯合使用時均耐受性良好,單獨使用 setogepram 和使用 setogepram+尼達尼布治療的患者 FVC 隨時間的推移保持穩定,而使用 setogepram+吡非尼酮治療的患者 FVC 顯著下降[62]。
2.6 利妥昔單抗
利妥昔單抗針對 B 細胞表面 CD20 的單克隆抗體定向產生細胞毒作用、抗增殖效應和誘導 B 細胞凋亡,可能利于 IPF 急性加重患者[63-64]。Donahoe等[65]的試驗中使用治療性血漿交換和利妥昔單抗治療 11 例 IPF 急性加重患者,并與 20 例接受傳統糖皮質激素治療的 IPF 急性加重患者進行比較。在 11 例患者中,9 例患者在接受治療性血漿交換和利妥昔單抗治療后,氣體交換情況有所改善,而對照組僅 1 例改善。更重要的是,治療性血漿交換和利妥昔單抗治療組的 1 年存活率為 46%,而對照組的 1 年存活率為 0。但該研究沒有排除血漿交換治療對疾病的影響,并且急性加重期時間較短不利于觀察,因此關于利妥昔單抗治療 IPF 還需要擴大樣本深入研究。
3 Ⅰ~Ⅱ 期臨床試驗中或試驗陰性結果的抗肺纖維化靶向藥
3.1 磷脂酰肌醇 3 激酶抑制劑 omipalisib
TGF-β1 可以通過非 Smad 依賴途徑調控上皮細胞間充質轉化過程,將磷脂酰肌醇 3 激酶/蛋白激酶信號通路激活,在細胞內促進表達多個與上皮細胞間充質轉化密切相關的核轉錄因子,影響 E-鈣黏蛋白表達[66],而磷脂酰肌醇 3 激酶/蛋白激酶信號通路激活后上調基質金屬蛋白酶,E-鈣黏蛋白分解,進一步促進上皮細胞間充質轉化[67]。磷脂酰肌醇 3 激酶與 TGF-β 協同調節上皮細胞間充質轉化。Omipalisib 是一種高選擇性磷脂酰肌醇 3 激酶抑制劑,Mercer 等[68]對 IPF 患者的體外細胞試驗證實 omipalisib 可抑制 IPF 患者支氣管肺泡灌洗液細胞中的 Akt 磷酸化,抑制原代成纖維細胞纖維化反應,減少膠原蛋白沉積,并促進凋亡。另一項 Ⅰ 期臨床試驗研究報告除部分患者發生腹瀉外,omipalisib 安全性良好,作者認為在全身和肺部均確認靶標參與的 IPF 受試者中,患者對 omipalisib 的耐受性是可接受的[69]。
3.2 抗膠原交聯藥物
賴氨酰氧化酶是一種相對分子質量為 32×103 的糖蛋白,在細胞外基質有銅離子的微環境下作用于膠原蛋白和彈性蛋白上的氨基酸殘基,使其氧化形成共價鍵。在健康生理進程中機體精確調控賴氨酰氧化酶的表達,一旦進入關聯的病理過程,賴氨酰氧化酶表達被異常激活。在 IPF 患者纖維化的肺組織中膠原纖維厚度增加與賴氨酰氧化酶相關蛋白 1/賴氨酰氧化酶相關蛋白 2 增加、賴氨酰氧化酶蛋白表達減少有關。賴氨酰氧化酶抑制劑可抑制 TGF-β1 誘導上皮細胞間充質轉化進程,限制膠原重塑,減緩肺纖維化的進程[70]。Simtuzumab 是一種人源化的單克隆抗體,可定向阻斷賴氨酰氧化酶相關蛋白 2,用于治療 IPF 的 Ⅱ 期臨床研究從 2013 年已開始,但未觀察到療效,2016 年該試驗被提前終止[71]。
3.3 中和白細胞介素-13 的抗體
白細胞介素-13 作用于纖維化疾病發展過程的炎癥階段,結合成纖維細胞表面的受體,使成纖維細胞增殖、分泌炎性介質和增強 Ⅰ 型膠原表達的作用,促進肺纖維化。SAR156597 是可以中和白細胞介素-4 和白細胞介素-13 的單克隆免疫球蛋白 G4 抗體。Raghu 等[72]報道了一項評估 SAR156597 療效和安全性的 Ⅱ 期隨機對照試驗結果,這項研究沒有發現 52 周后患者 FVC(主要終點)改善,次要終點也是陰性。這項研究和其他針對白細胞介素-13 的藥物 tralokinumab[73]和 lebrikizumab[74-75]的 Ⅱ 期隨機對照試驗結果一致。總之,以上 4 項隨機對照試驗未能證明對 IPF 患者使用單克隆抗體阻斷白細胞介素-13 有益,因此,抑制白細胞介素-13 通路在 IPF 治療中作用有限[76]。
4 小結
抗纖維化藥物吡非尼酮和尼達尼布正式用于 IPF 治療 5 年,對減緩疾病惡化較傳統治療有肯定的效果,但尚不能治愈肺纖維化。新型靶向藥靶點更明確,已知的作用機制更清晰,臨床試驗階段取得的結果比較樂觀,有待通過臨床驗證。期待未來的臨床試驗產生讓人鼓舞的結果,將更多安全有效的藥物開發上市。
特發性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是一種慢性持續進展的肺間質性疾病,5 年生存率低于 40%,患者表現為呼吸困難和肺功能持續下降[1]。病理上肺泡上皮細胞損傷后纖維化修復是 IPF 發病的起點[2]。關于 IPF 疾病纖維化機制的研究發現了一些細胞因子參與促進纖維化的進程[3]。以此為突破,研究者研發出影響這些細胞因子的藥物。目前已知的相關細胞因子包括炎癥因子如腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-13 和生長因子類如轉化生長因子(transforming growth factor,TGF)-β、結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)、血小板衍生生長因子、堿性成纖維細胞生長因子等[4]。吡非尼酮和尼達尼布即是針對部分細胞因子的抗纖維化藥物,其在臨床使用多年,已獲得了肯定的療效。另外關于 IPF 上皮細胞纖維化過程的研究還顯示,一些相關的蛋白如賴氨酰氧化酶相關蛋白 2、ανβ6 整合蛋白和溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid,LPA)受體 1 等,在纖維化的病理過程中起到轉導擴增作用[5],因此也成為靶點研究新目標。本文概述了近期吡非尼酮和尼達尼布單獨或聯合用藥治療 IPF 的研究結果,并介紹了基于分子生物學的針對新靶點的抗纖維化藥物治療前景,有助于全面了解并關注 IPF 疾病研究和靶向藥物治療的新動向。
1 吡非尼酮和尼達尼布
1.1 吡非尼酮
吡非尼酮是一種口服小分子吡啶化合物,具有抗炎抗氧化和抗纖維化作用[6]。動物實驗和體外肺泡細胞試驗顯示,吡非尼酮通過部分抑制 TGF-β 誘導 Smad3 磷酸化,減少腫瘤壞死因子-α 生成,減少血小板衍生生長因子等促炎性細胞因子表達,抑制炎癥因子誘導的炎癥反應和組織損傷及其后續啟動的組織修復和纖維化過程,起到減少細胞外基質沉積、成纖維細胞增殖、膠原纖維 Ⅰ 和 Ⅲ 表達、膠原合成的作用,甚至能促進膠原降解,改變組織纖維化和瘢痕形成[7-9]。體外實驗證實,吡非尼酮與雷帕霉素合用能抑制成纖維細胞遷移和轉化,并影響肌成纖維細胞的部分蛋白基因表達[10]。此外,吡非尼酮對多種器官組織纖維化均有不同程度抑制[11]。
吡非尼酮相對分子質量小,單次口服給藥后吸收迅速,達峰時間和血漿峰濃度與給藥量呈正相關,半衰期為 2.1~2.4 h[12]。血漿藥物濃度與性別、給藥次數無關,與是否同時進食有關,隨餐同服可延后和降低血漿峰濃度,減少藥物濃度相關不良反應[13]。吡非尼酮在體內主要由肝臟細胞色素 P450 酶(以細胞色素 P450 1A2 為主)代謝,80% 的代謝產物從尿中清除[14]。治療前需檢測肝酶,且需隨訪監測副作用,用藥后持續 6 個月每個月隨訪 1 次,此后每 3 個月隨訪 1 次。若出現副作用,如肝毒性(氨基轉移酶升高),則需減量或暫停用藥,幾周后可嘗試用緩慢加量的滴定法重新用藥[15]。需注意的是,該藥不能用于肝硬化伴重度肝損害患者或需要透析的患者,且同時使用其他細胞色素 P450 1A2 抑制劑或誘導物(如環丙沙星、胺碘酮、利福平等)的患者應避免或慎用吡非尼酮。吸煙和奧美拉唑也會干擾吡非尼酮代謝[16]。目前針對吡非尼酮治療 IPF 的療效和不良反應已開展了多項臨床試驗,結果顯示,該藥能改善多個血清炎性指標和纖維化指標[17-18],可減緩用力肺活量(forced vital capacity,FVC)下降,減少急性加重次數[19-21],降低全因死亡率和 IPF 相關死亡率[22]。持續服用吡非尼酮 2 年以上的患者 FVC 穩定或甚至改善,一半以上沒有發生急性加重[23],表明吡非尼酮可能使 FVC 患者長時間保持病情相對穩定。吡非尼酮在 IPF 患者中安全性良好,不良反應主要是輕中度皮疹、光敏、肝功能異常、胃腸道不適和倦怠等,與劑量有關,一般發生在治療前期的半年內[24]。基于上述試驗結果,多國先后批準該藥上市,且 2015 年美國胸科協會/歐洲呼吸協會/日本胸科協會/拉丁美洲胸科協會共同發布臨床實踐指南更新治療建議,推薦吡非尼酮用于治療 IPF[25]。此后 Wuyts 等[26]和 Costabel 等[27]分別作了延長期觀察,并且納入了重度肺功能損傷 IPF 患者,結果顯示,雖然長期(24 個月以上)使用吡非尼酮治療的 IPF 患者有各種不良事件報告,但仍能保持肺功能基本穩定。
1.2 尼達尼布
尼達尼布是一種多靶點酪氨酸蛋白激酶細胞內抑制劑,主要競爭性結合受體的三磷酸腺苷位點,阻礙后者酪氨酸激酶磷酸化和二聚體化,阻斷血小板衍生生長因子受體、血管內皮生長因子受體以及成纖維細胞生長因子受體在細胞內的信號轉導通路,達到抑制成纖維細胞增殖、遷移和轉化為肌成纖維細胞的目的,從而減輕肺纖維化程度[28]。2014 年,該藥被歐洲聯盟和美國食品藥品監督管理局批準用于治療穩定期 IPF,3 年后在中國上市[29]。美國胸科協會/歐洲呼吸協會/日本胸科協會/拉丁美洲胸科協會官方臨床實踐指南也推薦該藥用于治療 IPF[25]。尼達尼布吸收較快,達峰時間約 3.0 h,半衰期為 11.7 h[30]。藥物代謝動力學研究顯示種族、低體重、高齡和吸煙對尼達尼布體內分布的影響不大,無需調整劑量[31]。尼達尼布在肝細胞中通過葡萄糖醛酸轉移酶進行去甲基酯代謝,約 93.4% 經膽道和腸道系統排出體外,清除時間 100 h 以上,輕度肝或腎功能不全者仍可安全代謝該藥[32]。尼達尼布是 P-糖蛋白轉運的底物,合用 P-糖蛋白抑制藥物(如酮康唑、紅霉素)會提高尼達尼布分布,合用 P-糖蛋白強效誘導劑(如利福平、卡馬西平)則相反。尼達尼布不良反應較少,常見腹瀉和轉氨酶升高,通常為輕到中度,減量或停藥后消失。目前沒有觀察到心血管毒性或明確的藥物相關性出血性反應。
目前已證實長期使用尼達尼布對 IPF 患者有益[33-37]。2016 年發表的 Ⅲ 期研究納入了重度 IPF 患者,結果顯示尼達尼布可以使重癥患者受益[34]。并且與其他長期治療藥物比較,只有尼達尼布能降低 IPF 患者的急性加重風險[35]。該項目的擴展開放研究結果顯示,長期(192 周)使用尼達尼布安全性和耐受性良好,且能減慢 IPF 患者的疾病進展[36]。總結以上試驗,尼達尼布長期治療可以持續降低 FVC 下降率,并且延后疾病首次急性加重發生的時間點,治療期間改善 IPF 患者健康相關生活質量,最終降低全因死亡率和治療期間的病死率[37]。但上述研究中重癥患者樣本較小,急性加重期是否繼續服用尼達尼布,尚需要更多的研究進一步證實。
1.3 吡非尼酮和尼達尼布用藥選擇和聯合用藥
尼達尼布和吡非尼酮抗纖維化治療不同嚴重程度和各個 GAP(gender,age and physiologic variables)分期的 IPF 患者可以有效延緩 FVC 下降速率,降低 IPF 急性加重風險和死亡風險[38]。尼達尼布能有效減少患者急性加重,吡非尼酮降低患者全因死亡率稍占優勢[39]。研究表明,患者被診斷 IPF 后應及早開始抗纖維化治療[40]。對于藥物治療方案需要根據藥物代謝動力學和患者身體情況個體化選擇。這 2 種藥物的藥理和副反應不相似,但都存在胃腸道不適和肝功能異常[41]。吡非尼酮對尼達尼布的血藥濃度有影響,有學者認為這 2 種藥物的治療機制和代謝途徑不同,可以聯合使用,且安全性和耐受性較好[42],但也有臨床試驗顯示兩者聯合用藥療效沒有明顯增加,且存在不良反應風險重疊[43]。因此,目前建議避免同時使用。
2 Ⅱ~Ⅲ 期試驗中的抗肺纖維化靶向藥
除了吡非尼酮和尼達尼布,更多與 IPF 上皮細胞纖維化過程相關的一些蛋白已成為新的 IPF 治療靶點。目前針對這些靶點的藥物相繼進入臨床試驗,包括:抑制 LPA 通路的自泌素抑制劑 ziritaxesta 和自泌素 LPA 受體 1 拮抗劑 BMS-986020;作用于賴氨酰氧化酶相關蛋白 2 的單克隆抗體 simtuzumab;可以與 ανβ6 整合蛋白結合阻止 TGF-β 被激活的 IPF 靶點藥物以及 CTGF 抗體潘魯單抗(pamrevlumab)等。
2.1 LPA 通路抑制劑
LPA 是細胞外酶自泌素 autotaxin 水解溶血磷脂酰膽堿的產物,可進入循環系統[44]。在肺纖維化中,支氣管肺泡液中的 autotaxin 水平升高,刺激 LPA 產生,LPA 激活受體后可激活多種 G 蛋白介導的信號轉導途徑,從而導致肺細胞產生不同的反應,包括從應激的上皮細胞產生促炎信號,調節內皮生理功能,激活 TGF 信號傳導和刺激成纖維細胞積累[45]。在肺纖維化損傷初期,LPA 受體 1 因血管滲透性增加而溢至肺間質,在血管內皮和上皮細胞間募集成纖維細胞,并增加細胞外基質的產生,更適合成纖維細胞遷移;同時通過激活 LPA 受體 1,聚集大量的炎癥細胞,LPA 通路抑制劑作用于 LPA 受體 1 很大程度上阻斷了 LPA 自泌通路[46]。
2.1.1 自泌素抑制劑 ziritaxestat
該藥是一種新型的治療 IPF 的自泌素抑制劑。van der Aar 等[47]的 Ⅰ 期臨床試驗證實 ziritaxestat 安全性、耐受性良好,其安全性、耐受性和藥物代謝動力學/藥物效應動力學分布支持 IPF 的持續臨床開發。之后 Ⅱa 期臨床試驗研究也探討了 ziritaxestat 在未服用吡非尼酮或尼達尼布 IPF 患者中的安全性和有效性[48]。在 12 周的試驗中,ziritaxestat 治療組耐受性良好,FVC 與基線值相似或大于基線值,安慰劑組的 FVC 下降。此外,有 Ⅲ 期研究將 750 名 IPF 受試者按 1∶1∶1 隨機分至口服 ziritaxestat 600 mg 組、ziritaxestat 200 mg 組或安慰劑組,每日用藥 1 次,持續至少 52 周,且允許同時使用吡非尼酮或尼達他尼布治療[49]。目前該研究僅報告了試驗設計,但研究者認為從前期臨床試驗積極的結果看, ziritaxestat 單獨或組合使用有可能成為 IPF 患者急需的新治療選擇。
2.1.2 自泌素 LPA 受體 1 拮抗劑 BMS-986020
該藥的 Ⅱ 期臨床試驗為期 26 周,是多中心、平行、隨機、雙盲、安慰劑對照試驗,目的是觀測 BMS-986020 對 IPF 患者的臨床有效性和安全性[50]。結果顯示,與安慰劑組比較,BMS-986020 治療組(600 mg/次、2 次/d)的 FVC 遞減速度放慢。然而,在 BMS-986020 治療組出現了劑量相關的肝酶升高,且由于 3 例膽囊炎被認為與 BMS-986020 有關,該研究被提前終止。鑒于 Ⅰ 期臨床試驗的良好結果,研究者比較了 BMS-986020 與 BMS-986234(一種結構獨特的 LPA 受體 1 拮抗劑),認為試驗中肝酶異常的表現可能是 BMS-986020 特有的脫靶效應,與抑制肝膽轉運蛋白和膽汁成分有關,與 LPA 受體 1 拮抗作用無關,并且試驗顯示 BMS-986020 治療后纖維化或炎癥的生物標志物得到改善,表明靶向抑制 LPA 受體 1 效果存在,鑒于 IPF 患者的治療選擇有限,且研究的抗纖維化結果令人鼓舞,因此對 LPA 受體 1 拮抗劑的研究不會終止。
2.2 CTGF 抗體
CTGF 可與許多胞外信號傳導和基質分子相互作用,影響胚胎發育、炎性反應、組織修復及肺纖維化等過程。CTGF 在肺纖維化過程中過度表達,多種生長因子誘導 CTGF 在損傷部位表達,協同促進前體間充質細胞轉化、肌成纖維細胞生成、細胞外基質沉積和纖維形成,并繼續將 TGF-β 促纖維化的信號向下傳導[51]。血清中的 CTGF 水平與肺纖維化的嚴重程度相關,成纖維細胞及其前體細胞是 CTGF 的靶標,也可以自分泌這種促纖維化因子[52]。故阻斷 CTGF 的生物學活性可能會有效抗肺纖維化。
潘魯單抗是人源單克隆抗體,可靶向作用于肺纖維化發病機制的關鍵因子 CTGF,潘魯單抗可降低組織內 CTGF 水平,進而降低促纖維化因子水平。Raghu 等[53]為了評估潘魯單抗治療 IPF 的安全性、耐受性、有效性進行了 Ⅱa 期臨床試驗,納入 89 例 IPF 患者,予每 3 周靜脈注射潘魯單抗 1 次,每次 15 mg/kg 或 30 mg/kg,48 周的治療期結束時,35% 的患者 FVC 水平及肺纖維化改善或未進展,且平均 FVC 增加。基于前述試驗結論開展的 Ⅱb 期試驗調查了潘魯單抗對輕度至中度 IPF 患者的安全性和有效性[54]。結果顯示,與安慰劑相比,潘魯單抗治療顯著減緩了患者 FVC 的下降,且影像學表現也有改善。2019 年 6 月美國 FibroGen 公司宣布 Ⅲ 期臨床 ZEPHYRUS 試驗首例患者開始用藥,計劃治療 52 周后評價該藥的療效和安全性,擬在全球范圍征集患者,以 FVC 較基線時的變化值為主要終點,下一步會進行該藥的開放、擴展的治療。
2.3 抗 αvβ6 整合素抗體
抗 αvβ6 整合素抗體是一種人源化抗 αvβ6 特異性單克隆抗體[55],其與 αvβ6 整合蛋白結合,阻止后者激活 TGF-β,選擇性抑制 TGF-β 通路,未能活化的 TGF-β 不能與成纖維細胞相應受體結合,阻止了肌成纖維細胞分化及膠原的產生[56]。一項 Ⅱa 期試驗觀察了使用吸入性抗 αvβ6 整合素抗體 BG00011 的 IPF 患者安全性、耐受性和接觸反應,顯示接受該藥物治療的患者支氣管肺泡灌洗液中 TGF-β 目標基因表達下降[57]。然而,該藥的臨床 Ⅲ 期試驗因安全性問題于 2019 年 9 月停止。但 Maher 等[58]發現吸入性抗 αvβ6 整合素抗體劑量為 30~3 000 mg 時受試者對藥物耐受性尚好。
2.4 重組人穿透素 2(human pentraxin-2)
重組人穿透素 2 能減輕博萊霉素經氣管誘導的小鼠肺纖維化,可能通過抑制纖維細胞(單核細胞來源的成纖維細胞樣細胞)的分化,促進免疫調節巨噬細胞的形成,并抑制中性粒細胞對細胞外基質蛋白的黏附[59]。重組人穿透素 2 藥物 PRM-151 的 Ⅱ 期臨床試驗納入 117 例 IPF 患者,每 4 周靜脈給藥 1 次,持續 24 周,結果顯示,患者耐受性良好,治療組與安慰劑組比較,FVC 下降和 6 分鐘步行距離縮短明顯放緩[60]。另外,重組人穿透素 2 組與安慰劑組最常見的不良事件是咳嗽(18% vs. 5%)、疲勞(17% vs. 10%)和鼻咽炎(16% vs. 23%)。這些初步研究結果表明,重組人穿透素 2 可能延緩 IPF 患者肺功能退化。但尚需 Ⅲ 期試驗來證實這些結果。
2.5 G 蛋白偶聯受體激動劑/拮抗劑
G 蛋白偶聯受體 40(廣泛表達于多種細胞)激動劑/G 蛋白偶聯受體 84(高表達于免疫細胞)拮抗劑 setogepram 是一種中鏈脂肪酸合成類似物。Setogepram 通過對巨噬細胞、上皮細胞和成纖維細胞等的作用,減緩實驗小鼠的肺纖維化[61]。在一項為期 12 周的研究中,setogepram 在單獨使用或與尼達尼布或吡非尼酮聯合使用時均耐受性良好,單獨使用 setogepram 和使用 setogepram+尼達尼布治療的患者 FVC 隨時間的推移保持穩定,而使用 setogepram+吡非尼酮治療的患者 FVC 顯著下降[62]。
2.6 利妥昔單抗
利妥昔單抗針對 B 細胞表面 CD20 的單克隆抗體定向產生細胞毒作用、抗增殖效應和誘導 B 細胞凋亡,可能利于 IPF 急性加重患者[63-64]。Donahoe等[65]的試驗中使用治療性血漿交換和利妥昔單抗治療 11 例 IPF 急性加重患者,并與 20 例接受傳統糖皮質激素治療的 IPF 急性加重患者進行比較。在 11 例患者中,9 例患者在接受治療性血漿交換和利妥昔單抗治療后,氣體交換情況有所改善,而對照組僅 1 例改善。更重要的是,治療性血漿交換和利妥昔單抗治療組的 1 年存活率為 46%,而對照組的 1 年存活率為 0。但該研究沒有排除血漿交換治療對疾病的影響,并且急性加重期時間較短不利于觀察,因此關于利妥昔單抗治療 IPF 還需要擴大樣本深入研究。
3 Ⅰ~Ⅱ 期臨床試驗中或試驗陰性結果的抗肺纖維化靶向藥
3.1 磷脂酰肌醇 3 激酶抑制劑 omipalisib
TGF-β1 可以通過非 Smad 依賴途徑調控上皮細胞間充質轉化過程,將磷脂酰肌醇 3 激酶/蛋白激酶信號通路激活,在細胞內促進表達多個與上皮細胞間充質轉化密切相關的核轉錄因子,影響 E-鈣黏蛋白表達[66],而磷脂酰肌醇 3 激酶/蛋白激酶信號通路激活后上調基質金屬蛋白酶,E-鈣黏蛋白分解,進一步促進上皮細胞間充質轉化[67]。磷脂酰肌醇 3 激酶與 TGF-β 協同調節上皮細胞間充質轉化。Omipalisib 是一種高選擇性磷脂酰肌醇 3 激酶抑制劑,Mercer 等[68]對 IPF 患者的體外細胞試驗證實 omipalisib 可抑制 IPF 患者支氣管肺泡灌洗液細胞中的 Akt 磷酸化,抑制原代成纖維細胞纖維化反應,減少膠原蛋白沉積,并促進凋亡。另一項 Ⅰ 期臨床試驗研究報告除部分患者發生腹瀉外,omipalisib 安全性良好,作者認為在全身和肺部均確認靶標參與的 IPF 受試者中,患者對 omipalisib 的耐受性是可接受的[69]。
3.2 抗膠原交聯藥物
賴氨酰氧化酶是一種相對分子質量為 32×103 的糖蛋白,在細胞外基質有銅離子的微環境下作用于膠原蛋白和彈性蛋白上的氨基酸殘基,使其氧化形成共價鍵。在健康生理進程中機體精確調控賴氨酰氧化酶的表達,一旦進入關聯的病理過程,賴氨酰氧化酶表達被異常激活。在 IPF 患者纖維化的肺組織中膠原纖維厚度增加與賴氨酰氧化酶相關蛋白 1/賴氨酰氧化酶相關蛋白 2 增加、賴氨酰氧化酶蛋白表達減少有關。賴氨酰氧化酶抑制劑可抑制 TGF-β1 誘導上皮細胞間充質轉化進程,限制膠原重塑,減緩肺纖維化的進程[70]。Simtuzumab 是一種人源化的單克隆抗體,可定向阻斷賴氨酰氧化酶相關蛋白 2,用于治療 IPF 的 Ⅱ 期臨床研究從 2013 年已開始,但未觀察到療效,2016 年該試驗被提前終止[71]。
3.3 中和白細胞介素-13 的抗體
白細胞介素-13 作用于纖維化疾病發展過程的炎癥階段,結合成纖維細胞表面的受體,使成纖維細胞增殖、分泌炎性介質和增強 Ⅰ 型膠原表達的作用,促進肺纖維化。SAR156597 是可以中和白細胞介素-4 和白細胞介素-13 的單克隆免疫球蛋白 G4 抗體。Raghu 等[72]報道了一項評估 SAR156597 療效和安全性的 Ⅱ 期隨機對照試驗結果,這項研究沒有發現 52 周后患者 FVC(主要終點)改善,次要終點也是陰性。這項研究和其他針對白細胞介素-13 的藥物 tralokinumab[73]和 lebrikizumab[74-75]的 Ⅱ 期隨機對照試驗結果一致。總之,以上 4 項隨機對照試驗未能證明對 IPF 患者使用單克隆抗體阻斷白細胞介素-13 有益,因此,抑制白細胞介素-13 通路在 IPF 治療中作用有限[76]。
4 小結
抗纖維化藥物吡非尼酮和尼達尼布正式用于 IPF 治療 5 年,對減緩疾病惡化較傳統治療有肯定的效果,但尚不能治愈肺纖維化。新型靶向藥靶點更明確,已知的作用機制更清晰,臨床試驗階段取得的結果比較樂觀,有待通過臨床驗證。期待未來的臨床試驗產生讓人鼓舞的結果,將更多安全有效的藥物開發上市。