本帖最后由 橙色雨丝 于 2016-2-23 15:55 编辑
在去西天取经的师徒几人当中,唐僧当然是最重要的人物,需要重墨浓彩的进行描写。把R-CHOP方案中的美罗华比做唐僧,一点也不夸张。如果你去查阅一些关于B细胞淋巴瘤的学术文献,你会发现很多把B细胞淋巴瘤的治疗历史分为“前美罗华时代”和“美罗华时代”(pre-Rituximab era 和 Rituximab era),因为美罗华的出现大大提高了B细胞淋巴瘤的缓解率和治愈率,可以称得上是一个真正意义上的划时代的药物。
既然如此重要,所以我们一定要给其足够的尊重,篇幅很长,希望大家有耐心看下去,一定会有收获。
第一章:正名
子曰:名不正则言不顺。美罗华到底是什么?其实,大牌的专家向病人介绍免疫化疗时候,都不愿意用美罗华这个商品名,而是喜欢用它的通用名“利妥昔单抗”,即Rituximab。原因有两点:1)众所周知,美罗华是瑞士罗氏公司出品的药物,言必称美罗华,似有替罗氏公司推销药物之嫌,而使用通用名则无此顾虑;2)“利妥昔单抗”这个名字少有人知,说出来显得高深莫测,更符合大牌专家的身份。我原本也想在此篇中采用利妥昔单抗这个叫法的,只是怕很多小白会不知所云,一脸茫然,所以,尽管罗氏公司没有给过我半分钱的好处,我权且继续用美罗华这个称呼吧!
不过,还要澄清一点的是,美罗华不过是罗氏为Rituximab在中国注册的中文商品名,在美国,其商品名是Rituxan,在印度是Ristova和Ikgdar,在欧洲以及世界其它地方是Mabthera。当你跑到国外去买美罗华的时候,不要管商品名是什么,只要药盒上写的通用名是Rituximab 就应该没错了。
有人可能会说,Rituximab是什么鬼,这个名字好难记啊。其实,看完下面的介绍,你会觉得一点也不难记。
从本质上说,美罗华是一种单克隆抗体,即monoclonal antibody,指的是最初由一个细胞分裂繁殖而获得的细胞系分泌出来的抗体,其特点是所有的抗体分子都是完全一样的,没有丝毫的区别,就好比是克隆出来的(其实就是克隆出来的)。Monoclonal antibody的英文简写是MAb,所以,所有单克隆抗体类的药物,名字最后都用mab作为后缀,如果你见到什么药名字后面是mab,那么不用说,这是一种单抗药物。
好,mab我们搞清楚了,那么xi是什么?最初,单抗药物搞出来的时候,都是鼠源的,即来自于实验室中小鼠细胞的。后来,发现这种抗体很容易被人体排斥,用了一次之后,人体就产生了一种叫做人抗鼠抗体(HAMA)的东西,也就是说人体对鼠源性单克隆抗体产生了抗体,下次再用就不灵了。于是,研究人员开始着手将鼠源性的单克隆抗体改造成嵌合性的抗体,即利用基因工程技术将抗体的恒定区变成人源的,可变区仍是鼠源的,这类单抗的名字当中就要用xi来区别,表明这是一种人鼠嵌合性抗体。接着,研究人员继续将单抗“人源化”,只留下一点点鼠源性的东西,这种“人源化”单抗,名字中要加上zu,例如罗氏公司研发出的准备未来替代美罗华的产品Obinutuzumab(GA101),就是人源化的单抗。做的更绝的就是全人源的单抗,例如葛兰素史克出品的挑战美罗华的单抗Ofatumumab就是全人源的,没有一点点鼠源性的成分,所以名字当中只需有一个u。而全鼠源的抗体的名字中则是用o来代表。从鼠源单抗到人源单抗,从名字中可以看出来:
-o- 全鼠源 (mouse) -xi-人鼠嵌合 (chimeric) -zu-人源化 (humanized) -u-全人源 (human)
那么,Rituximab中的tu代表什么?这个就比较简单了,tu代表tumor(肿瘤),也就是说这是一个用于抗肿瘤的单抗药物。
明白了吧,原来Rituximab这个名字当中,只有Ri是后取的,其它都是事先规定好的啊(参见WHO对单抗类药物的命名规则)。罗氏公司算是有良心的呢,只取了Ri这么个简单的名字,如果你再记不住,就怪不得别人了!
名字搞清楚了,下面我们来谈实质性的东西,美罗华到底有什么用。前面说它是一种单抗类药物,准确的说,美罗华是一种“重组人鼠嵌合抗CD20单克隆抗体”,现在有几种国产“美罗华”正在做临床试验,有的已经快上市,申报的药名都是“重组人鼠嵌合抗CD20单克隆抗体注射液”。当然,这些都是仿制美罗华的,因为美罗华的专利已经到期,大家都可以借鉴其原理和方法做出美罗华的生物类似物(bio-similar),实在说不上有太大的难度。但是,美国Genentech公司(后来被罗氏收购)最初研发美罗华,可以说是开创了利用人体自身的免疫系统治疗恶性肿瘤的新纪元,有必要重点介绍一下。
在历史上,药物的出现主要有两种方式,一种是实验性方式,像大海捞针一样,一个药一个药的去试,就好比当初神农尝百草,也好比美国上个世纪六七十年代曾经搞过的抗肿瘤药物的海量筛查(几万种化合物,包括很多中草药),基本属于撞大运,这个方式叫做发现(discovery);另一种方式,也就是现代更常见的和更科学的方式,是根据对疾病的内在原因和机理的深刻了解,主动的去设计(design)一种药物,以理论为基础,以试验为手段,最终确认这种药物能够满足临床需要,这种方式叫做发明(invention)。就好比屠呦呦搞出了青蒿素,如果她只是在药物筛查中发现青蒿具有抗疟疾的效果,那么这只是“发现”,说不上有多么伟大;而她悟出了用乙醚低温提纯青蒿素,从而使青蒿素真正成为治疗疟疾的有效药物,这就是“发明”了,够得上获得诺贝尔奖。
美罗华就是一种根据对淋巴瘤和人体免疫系统的深刻理解,借助于现代化的科学手段,设计和发明出来的一种药物。研发美罗华的理论基础主要是免疫学,技术手段主要包括杂交瘤技术和重组DNA技术。下面我们先说一下理论基础。
第二章抗体
对免疫学有一点了解的人一定知道,人体免疫包括两个部分:体液免疫和细胞免疫。其实这种分类是源于当初的一点误会。细胞免疫的主体是免疫细胞,例如T细胞、NK细胞等,体液免疫的主体是抗体,但抗体并不是凭空产生的,而是由B细胞分泌的,所以,体液免疫也是细胞主导的,与细胞免疫并不能硬性的分开。
抗体是脊椎动物才有的、用来对付病原体的有力武器。抗体的对立面是抗原,抗原是一个很广泛的概念,凡是能够引起免疫反应的物质都叫抗原。在体液免疫中,病原体(细菌,真菌,病毒,寄生虫)表面的某些蛋白和碳水化合物可以诱发人体的免疫反应,使得人体产生大量能与这种抗原结合的特异性的抗体,抗体与抗原结合,一方面可以抑制病原体的繁殖和入侵正常细胞,另一方面可以引导效应细胞例如T细胞等识别和消灭病原体。因为抗体的抗原识别能力来源于基因片段的重排,因此具有广泛的多样性,理论上说可以有10的16次方的变化,足以应付宇宙内所可能出现的任何抗原,当然,限于人体内B细胞的数量,实际上每个人所能够制造的特异性抗体的种类大约是10的9次方。这个数量虽然十分惊人,但是分摊到具体每一个可能侵入人体的抗原上,具有相应的特异性受体的B细胞大约只有30个,所以,一旦受到具有某种抗原的病原体攻击的时候,人体需要一段时间来增殖相应的B细胞,这个时间大约是一周,所以,我们常说感冒了以后不管吃不吃药,一般都要一周才能好,原因就是我们的特异性免疫系统需要这么长时间才能被充分的调动起来。
B细胞一旦被调动起来,也就是说经过抗原刺激而分化成浆细胞后,剩下的任务就是一心一意的分泌抗体了。一个浆细胞每一秒钟大约可以分泌2000个抗体,工作任务非常繁重,所以,浆细胞的寿命比较短,大约只有两周时间。浆细胞分泌的抗体,也叫免疫球蛋白,有IgG,IgA,IgM,IgD,IgE五种,其中IgG是功能和数量最多的。G是Gamma的意思,即希腊字母γ,因为排行老三,所以我们把IgG叫做丙种球蛋白。某些情况下,因为体内免疫球蛋白水平低,免疫力低下,医生会建议打一点丙球蛋白,就是这个东西。
长期以来,人们一直在思考的一个问题就是:能不能用抗体来对付肿瘤细胞?一般来说是不能的,因为肿瘤细胞表面的蛋白和碳水化合物与体内正常细胞基本上没有两样,不能激发人体自身B细胞的免疫反应。但是,确实有奇迹发生的时候。某些癌症病人,在受到细菌感染后,癌症莫名其妙的自愈了。经过研究,发现原来这些人产生的针对这种细菌表面抗原的特异性抗体恰好能够与肿瘤细胞上的某种抗原结合,从而使得效应免疫细胞误以为肿瘤细胞是入侵的细菌,于是将细菌和肿瘤细胞一起消灭了!这就证明,抗体也是可以用来抗肿瘤的,只是自然出现这种情况的概率实在是太低了,简直和陨石砸在脑袋上差不多,所以,我们必须要想办法人工的制造出这种抗体!
要制造出这种抗体,首先要找到肿瘤细胞特异性的抗原,也就是说与正常细胞不同的那个抗原,否则抗体会不分青红皂白的与具有这种抗原的所有细胞结合,不管是正常细胞还是肿瘤细胞。我们把这种抗原叫做靶点,只有找到了合适的靶点,药物的研发才会有的放矢。可是,找肿瘤细胞的靶点真是太难了!以淋巴瘤为例,我们在病理报告上看到的那些分化抗原蔟(Cluster of Differentiation),即CD20,CD3什么的,按照WHO的编码已经编到CD300多了,没有一个是肿瘤细胞特有的。于是,我们只好退而求其次,找那个对人体生存影响不太大的。人体的免疫系统有很大的冗余度,也就是说各种免疫细胞起的作用虽然不同,但是互相之间能在一定程度上弥补彼此的不足,缺少某些细胞后暂时不会有什么大问题。比如说,中性粒细胞是一刻也不能缺的,如果人完全没有了中性粒,坚持不过两三天就会因为严重感染而死亡,因为前面说了,特异性的免疫需要一周时间才能完全启动起来,没有了中性粒这条重要防线,人是危在旦夕的。但是T细胞是可以短时间没有的,大概几周都没有问题,当然时间长了绝对不行。而B细胞,经过验证,是可以没有的,如果长期没有B细胞,我们可以通过注射丙球蛋白来弥补免疫力的不足。于是B细胞上典型的抗原分子CD20就进入了研究人员的视线。对于B细胞来说,分化成熟后就开始稳定的表达CD20,直到变成浆细胞后CD20的表达才消失。如果以CD20为靶点,有很多的好处:不影响造血干细胞,因为干细胞不表达CD20;不影响浆细胞,因为浆细胞不表达CD20;而B细胞淋巴瘤大多强表达CD20。
找到了靶点,下一步就可以开始设计和制造抗体了,这时候我们需要用到一些专门的技术。有时候,我们虽然有了理论,却没有将其转化为实践的手段,幸好在这里我们所需要的技术早就有了。
第三章技术
要制造出抗CD20的抗体,我们需要能够分泌抗CD20的抗体的浆细胞。指望人体自然产生那是不可能的,因为人体是不能允许能够与自身抗原结合的抗体出现的,这样的B细胞在骨髓里分化的时候早就被选择性的消灭了,如果消灭的不彻底,人就会得自身免疫性疾病,即人体自身产生的抗体不断攻击自身的正常细胞,例如系统性红斑狼疮,非常痛苦也很难治。于是,我们用到了杂交瘤(hybridoma)技术。
第一步,我们把人的B细胞淋巴瘤细胞注入到小鼠身上,因为是外源性的物质,小鼠就会自然的产生相应的抗体,其中包括抗CD20的抗体;第二步,我们把小鼠脾脏中的B淋巴细胞提取出来,进行体外培养;第三步,前面说了,浆细胞最多只能生存几周,可是我们需要浆细胞不断的制造我们需要的抗体,怎么办?我们把小鼠B细胞与骨髓瘤细胞结合起来,形成杂交瘤细胞,因为癌细胞是永生的,于是杂交瘤细胞也不会凋亡了,在合适的环境下可以永久性的生存并生产抗体;第四步,将这些细胞放进特殊的溶液中,溶液中的药剂可以杀死B淋巴细胞和骨髓瘤,但是杂交瘤细胞可以生存下来;第五步,选择性的挑出产生我们所需要的抗CD20抗体的杂交瘤细胞进行培养和增殖,因为是克隆出来的,这些细胞都是一摸一样的,产生的抗体也是一摸一样的,于是,抗CD20的单克隆抗体就有了!
可是,鼠源性的东西进入人体后是会被排斥的,人体会产生相应的抗体。怎么办?这时,我们要用到重组DNA的技术,将其做成人鼠嵌合的抗体。重组DNA技术简单的说就是在体外对DNA进行重组,再将重组的DNA分子导入受体细胞,使其在细胞中扩增和繁殖,从而获得该DNA分子的大量的拷贝。我们所需要的工具主要是各种酶,包括内切酶、聚合酶、连接酶、多核苷酸激酶、碱性磷酸酶等。就好比写文章,涉及到大量的剪切和粘贴的工作(嘻嘻),这些工具酶就是我们的剪刀和胶水。在设计人鼠嵌合抗CD20 抗体的时候,我们是将抗体的恒定区用人的来替代,这样,抗体的可变区仍然是鼠源的,其余都是人源的,减少了被人体免疫系统排斥的可能。
上图分别是全鼠源,人鼠嵌合,人源化,和全人源的四种抗体的形式,蓝色代表鼠源,黄色代表人源,美罗华采用的是第二种形式。
好,我们终于可以制造出我们想要的抗体了,那么这种抗体是否管用呢?这就需要通过实践来验证了。
第四章作用 经过大量的临床试验,我们发现,人鼠嵌合抗CD20抗体,即美罗华,确实对CD20阳性的B细胞淋巴瘤的是有效的,其效果甚至超出了预期。美罗华的针对B细胞淋巴瘤的作用机制大致有如下几种:
直接杀灭(Direct Kill)。一般来说,抗体是不能直接消灭病原体的,抗体只是和病原体上的抗原结合,使得病原体无法进入细胞进行繁殖。但是,美罗华与肿瘤细胞上的抗原结合后,可能是干扰了肿瘤细胞的某个信号通路,使其不能够正常的接收来自周边的保持活化状态和进行增殖的信号,于是这个细胞就只好启动自我毁灭的程序,即凋亡了。这不是美罗华最主要的作用机制,而且直接杀灭的效率也不高,但是却是一个意想不到的收获。
抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(ADCC)。这个说起来挺拗口,但是这是美罗华的主要作用机制。我们体内的吞噬细胞,例如巨噬细胞,以及细胞毒细胞,例如NK细胞,都是具有消灭肿瘤细胞的能力的。但是主要的问题是它们在大多时候不能识别哪些是肿瘤细胞。美罗华的作用就是,在肿瘤细胞和巨噬细胞或NK细胞之间建立起一个连接,就好比在抓小偷的时候警察不知道哪个是小偷,而你用左手抓住小偷,用右手拉住警察,这样警察的工作就简单了。具体说就是,抗体的可变区会与B淋巴细胞表面的CD20结合,而抗体的恒定区Fc会与效应细胞比如NK细胞上面的Fc受体结合,这样NK细胞就知道遇到坏东西了,于是释放出细胞毒性物质,消灭被抗体绑定的B细胞。 上图中Y形的那个东西就是抗体分子,第一步是与B细胞表面的CD20“绑定”,第二步是与效应细胞上的Fc受体“绑定”,第三步是效应细胞释放出细胞毒性物质,就像是一颗颗炸弹,会导致B细胞的毁灭。
补体依赖的细胞毒性效应(CDC)。补体是血清和组织液中存在的一组具有生物活性的蛋白,因为既不是B细胞分泌的,也和T细胞没有什么关系,所以不属于免疫系统的正规军,只是免疫系统的一种补充,因此被称为补体。虽然只是补充,补体被活化后战斗力一点也不弱。 上图中,第一步是美罗华抗体与CD20抗原结合,形成抗体-抗原复合体;第二步是抗体-抗原复合体激活了补体系统,引发连锁反应;第三步补体形成了膜攻击复合体,直接在目标细胞上打洞从而造成了细胞的溶解。
疫苗效应。我们知道,对于某些疾病,在打过对应的疫苗以后,我们就不大会再得这种病,甚至可以对这种病终身免疫。在临床上,我们观察到某些病人在使用过美罗华之后,尽管体内已经检测不到美罗华分子的存在,但是却在很长的一段时间内没有出现疾病的复发。这就引发了一些联想和猜测:莫非美罗华可以起到一定的疫苗的作用?也许在美罗华消灭淋巴瘤细胞的过程中,肿瘤细胞的某种抗原被免疫系统识别,进而产生了对应的记忆细胞,可以在相当长的一段时间内释放低度的抗体,从而抑制肿瘤细胞的再生?这是一个非常有趣的话题,也是也个美好的愿景,可惜目前还没有足够的临床证据和理论基础来证实这一点。 除了上述的几种作用机制之外,美罗华还有增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性的作用,这个作用的原理更加复杂,这里就不叙述了。
美罗华确实是一个好药,但是我们必须说,即使是对同一种类型的淋巴瘤,美罗华在不同的人身上,效果却可以有显著的差异。这里面的原因有很多,除了肿瘤细胞本身的差异之外,体细胞基因上的差异也是主要因素之一。比如说,要让美罗华最大限度的发挥ADCC的作用,一方面抗体与CD20的结合要比较紧密,即肿瘤细胞的CD20表达要比较强,另一方面抗体的恒定区Fc与免疫效应细胞的Fc受体的结合也要紧密。有一个叫做FCGR3A的基因,这个基因在不同人身上有不同的表达,从而造成了Fc受体的多样性。美罗华从本质上说是一种IgG1抗体,这种抗体对FcγRIIIa-158V受体的亲和性比对FcγRIIIa-158F要高,因此,我们发现具有FcγRIIIa-158V类型受体的人对美罗华更敏感,临床治疗中获得的无进展生存期更长。此类因为基因的多样性引起的对美罗华应答的差异,只能归结为运气。当然,基因的多样性,不仅仅会造成疗效上的差异,也会造成在输注美罗华的时候反应的不同。
第五章过敏
相对于化疗药物,美罗华的副作用几乎可以忽略不计。但是,有几个问题还是必须重视的:首先,乙肝病毒激活的问题。这个问题在论坛上有专题讨论,这里就不再啰嗦。其次,间质性肺炎的问题。美罗华单用造成间质性肺炎的概率并不大,据罗氏公司说发生率只有0.3%,但是与CHOP方案联合,这个比例可以高达20%-30%,这个可以另外讨论。第三,输注反应的问题。这个问题论坛上也有过探讨,不过想再次澄清一下。
很多病友报告说在首次注射美罗华时发生了过敏,但是也有专家认为美罗华不存在过敏的问题,到底是谁说的对呢?应该说都对,因为专家所说的过敏与我们一般人说的过敏不完全是一回事。专家说的过敏,是严格的免疫学上的过敏,即I型的变态反应,是由IgE介导、肥大细胞参与的速发型的反应,而美罗华输注反应确实与IgE和肥大细胞无关。我们一般人说的过敏,是对变态反应的一种笼统的称呼,包含严格意义下的过敏在内,但还有其它形式的反应。
可能有人觉得变态反应听起来刺耳,那么改用超敏反应可能会好一些。超敏反应大致可以分为以下四类:
超敏反应(hypersensitivity): I类 速发型,即过敏(allergy); II类 细胞毒型 III类 免疫复合物型 IV类 迟发型
根据官方的说法,首次输注美罗华,可能发生超敏反应,而且多发生在前30分钟内,所以,排除I类和IV类,怀疑对象只剩下II类和III类。美罗华的输注反应应该主要是与II类,即细胞毒型超敏反应有关。
其实,不管过敏还是不过敏,现在美罗华注射之前,都会常规性的先给予地塞米松和苯海拉明,前者是激素,后者是抗组胺药,都可以说是抗过敏的。这下清楚了吧?
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