血小板生成素(TPO)在肝脏中产生,调节造血干细胞和巨核细胞增殖和分化,称为泛造血因子。TPO通过其受体c-Mpl(也称为MPL)激活下游信号通路,促进细胞存活和增殖。由于TPO对造血有重要作用,所以其受体和激素的改变导致疾病的产生:例如先天性和获得性的血小板增多症、减少症。TPO表达的失调或者c-Mpl的功能改变可以导致再生障碍性贫血(AA)。
重组TPO(rhTPO),不仅能够驱动巨核细胞分化,而且能够促进巨核细胞祖细胞的增殖。体外实验显示,rhTPO能明显增加巨核细胞集落形成单位(CFU-MK)的数量和大小。没有TPO时,CFU-MK的形成完全终止。1990年中期,随着对TPO的结构和功能认识,血小板生成素开始在人类疾病治疗中应用。TPO的第一代药物包括rhTPO和聚乙二醇化重组人巨核细胞生长及发育因子(PEG-rHuMGDF)。
rhTPO是哺乳动物细胞表达且经完整的糖基化修饰的糖蛋白分子,和内源性TPO是同源的。将rhTPO静脉注射给癌症患者时,5d后可使血小板上升,在10~14d达到高峰。PEG- rHuMGDF是由大肠杆菌表达,其氨基端比全长TPO分子多一个蛋氨酸,只有TPO分子氨基端的165个氨基酸。皮下注射时,PEG- rHuMGDF具有和rhTPO相似的作用。
由于重组药物和内源性TPO具有交叉反应进而能够引起抗原反应,导致接受PEG-rHuMGDF的538名健康志愿者中的13名发展为血小板减少症[1],所以就停止了所有涉及第一代TPO药物的试验。
Cwirla等[2]发现了一个含有14个氨基酸的肽,其以高亲和力结合cCMpl。因为它不与TPO同源,所以不会引起免疫反应。把这些线性肽中的4个共价融合到人IgG1重链的Fc片段,增加其在循环中的寿命和活性[3]。把这种“肽体”命名为罗米司亭,其结合c-Mpl受体,模拟rhTPO成功地刺激了相同的下游信号通路。
罗米司亭的皮下注射使80%免疫性血小板减少性紫癜(ITP)的患者血小板数目增加。长期的研究表明,该药物有很好的耐受性并且没有抗原反应的迹象。美国食品和药物管理局(FDA)于2008年批准了罗米司亭应用于难治性ITP。
另外一个TPO类似物伊曲波帕,是通过对非肽物质大规模的筛选合成,是一种TPO类似物的口服药。不像肽类似物,伊曲波帕与TPO非竞争性结合至cCMpl。它与激活cCMpl活性受体的跨膜结构域相互作用[5]。在临床试验中接受伊曲波帕的ITP患者尽管血小板增加程度显著低于应用罗米司亭的患者,但是血小板计数均在增加。在2008年FDA也批准伊曲波帕作为ITP患者的二线治疗。
一、在再生障碍性贫血AA治疗中的应用
血小板减少是再生障碍性贫血(AA)患者死亡的主要原因之一。血小板减少的原因是造血干细胞和祖细胞数目和功能的改变导致巨核细胞生成受损和成熟血小板生成不足。近期研究显示TPO类似物对骨髓衰竭综合征治疗有效。
尽管在骨髓衰竭综合征中,TPO的水平是高的,但是超生理药理水平的TPO类似物或许能够治疗骨髓衰竭。既往研究显示应用其他的生长因子如红细胞生成素(EPO)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)治疗效果不佳,或许是因为这些因子作用于偏成熟的髓系祖细胞,而TPO能够作用于更原始的祖细胞和造血干细胞(HSC),支持了其在治疗骨髓衰竭的作用。
罗米司亭通过JAK-STAT和MAPK途径激活信号。在一项非随机Ⅱ期试验中,25例免疫抑制剂耐受的重型AA和血小板减少症的患者应用罗米司亭治疗。在用罗米司亭之前,所有患者均需要输注血小板,并且使用了中位时间为2个(1~4个)疗程的免疫抑制治疗(IST)。罗米司亭的初始剂量为每天50 mg,血小板数目仍然低于20×109/L时,以每2周25 mg的标准加量。
在12~16周的治疗后44%(11/25)的患者有效,三系都能显示造血反应。大多数有效的患者能够脱离血小板的输注(9/11),血小板的数目最终平均能够增加到44×109/L。6例(6/11)患者红系有显著的增加,9例患者(9/11)有中性粒细胞的反应。这些临床结果支持这样的假设:TPO类似物能够直接提高三系造血。
在最近的一项用伊曲波帕治疗对免疫抑制剂耐受的重型AA患者临床试验中,结果显示对伊曲波帕反应好的患者,病情能够持续好转,并且一部分患者最终中性粒细胞、血小板及红细胞能够有显著的增加。对有血液学反应的患者进行了超过8个月的随访,发现他们骨髓象和外周血已经正常。
用TPO类似物治疗ITP患者的前期研究发现血小板激动剂可能会导致骨髓纤维化。然而,在目前对AA的研究中,没有证据证明TPO类似物导致AA患者骨髓纤维化的发生。这些患者采用一系列的骨髓检查,包括治疗前后的骨髓活检来监测药物的反应和毒性,每6个月行1次骨髓活检,监测时间超过30个月。
在ITP患者中,用TPO类似物治疗的患者有超高水平的巨核细胞,用来代偿血小板的破坏,骨髓纤维化很可能与巨核细胞释放的纤维化因子有关。和健康对照组相比,治疗组患者血清中TPO的浓度显著升高,但是这个数目不会随时间而变化。有效和无效患者的白细胞端粒长度和T细胞亚群的免疫分型在用罗米司亭之前、之后或是治疗中没有明显差异[8]。
二、在骨髓增生异常综合征(MDS)中的应用
临床研究显示罗米司亭能够刺激MDS患者巨核细胞的生长,并且能够潜在地减少恶性克隆细胞的数目,这为TPO类似物的实验提供了理论基础。在MDS中TPO的水平也是增高的,但与AA相比较,只是轻度增高。罗米司亭已经用于低危MDS和血小板减少症患者.这个研究报道了46%的患者出血事件减少,血小板输注频率减少。
有2例(5%)进展为急性髓性白血病(AML),4例(9%)的原始细胞数目增多,当停用罗米司亭时原始细胞数量随之下降。在随后的双盲随机试验中,以低危、中危-1的患者为试验对象,用安慰剂为对照组,罗米司亭为实验组,一共有219例,实验组和对照组比例是2:1,罗米司亭组(147):安慰剂组(72)。有12例进展为AML,治疗组中的10例和对照组的2例,得出了用罗米司亭患者的风险比(HR)为2.51。
在28例病例中,外周血中原始粒细胞的数目增多达10%,其中25例是治疗组。有8例诊断为AML。由于治疗组中更多的患者进展为AML,这个实验被提前终止。在罗米司亭的处方信息中添加了这些MDS患者中原始细胞增多和高风险向AML转化的结果。
然而,在对照组中,超过2例发展为AML的病例没有进行早前的分析;使用罗米司亭进展为白血病的机率是8.9%,对照组是8.5%,罗米司亭促使患者进展为AML的HR为1.2。在22例进展为白血病的病例中,12例是难治性贫血伴有原始细胞过多-Ⅰ(RAEB-Ⅰ)。
MDS的常见治疗方案包括去甲基化和雷那度胺。这些方案在一半的患者中有效,但是却有显著的药物毒性和常见的血细胞减少。TPO类似物已经和这些治疗方案联合治疗低危MDS,期望减少血小板降低的并发症。罗米司亭和去甲基药物地西他滨联合使用已经开始临床研究。低危或中危-1的MDS患者以2:1随机分到罗米司亭或安慰剂组。
以临床上血小板减少的重大事件(CSTEs)为研究终点。研究结果表明在低危或中危-1MDS患者使用罗米司亭治疗,血小板数目有升高、血小板输注频率降低和出血事件减少的趋势。在低危、中危接受氮杂胞苷的MDS患者第2阶段的研究中联合罗米司亭。40例患者在4个疗程的氮杂胞苷中被随机分配到罗米司亭500 μg、750 μg、安慰剂,皮下注射,每周1次。评价终点是CSTEs和血小板输注的次数。
结果显示,CSTEs差异没有显著的统计学意义。但是在3个疗程中第1天――血小板计数最少的时候,和安慰剂组作比较,实验组的血小板平均数目是增加的。在一个Ⅱ期多中心的开放研究中,给予28例血小板减少症和低危MDS患者罗米司亭750 μg,皮下注射每周1次或每2周1次或是每1周静脉注射1次,一共8周。
从罗米司亭的安全性和有效性表明,750 μg每周1次皮下给药是未来MDS和血小板减少症临床研究合适的起始剂量[20]。在一项关于探索伊曲波帕安全剂量的Ⅰ期试验研究中,这个研究要求患者是初治的MDS、血小板数目<< span="">75×109/L、并能接受氮杂胞苷的治疗。在3个周期的氮杂胞苷治疗中,联合使用伊曲波帕,并逐渐增加药物剂量。一共12例患者,中位年龄为74岁。
严重的不良反应包括感染、下肢深静脉血栓形成和短暂性脑缺血发作。接受的伊曲波帕的最大剂量的每天200 mg。有4例获得完全缓解或是骨髓缓解。尽管给予氮杂胞苷,但仍然有9例血小板数目上升或是保持平稳。未见之前药物研究报道的原始细胞数目增加、疾病进展及骨髓纤维化。
44%~74%应用雷那度胺治疗的低危MDS患者会出现的血小板减少,这导致雷那度胺减量或治疗中断。,联合TPO类似物治疗能够减少血小板减少的程度,维持足够的剂量和疗程,取得更好的疗效。Ⅱ期多中心、安慰剂为对照的随机试验将39例低危或中危-1 MDS随机分配到安慰剂、罗米司亭500 μg、750 μg组,这些患者同时接受4个疗程雷那度胺。
在罗米司亭组,治疗有效率更高,血制品输注率更低。因为病例数目太少,没能观察到罗米司亭的剂量反应。50%安慰剂组,36%罗米司亭500 μg 组、15%罗米司亭750 μg组患者需要减低雷那度胺剂量。结果证实罗米司亭可以降低雷那度胺减量或停药风险。
另一项研究是对AML和MDS患者联合使用雷那度胺和伊曲波帕,研究结果显示联合治疗能够显著抑制大多数原发性MDS和AML患者恶性克隆的增殖。并且,对于原发性MDS,伊曲波帕能够降低雷那度胺抗巨核细胞、减低血小板的副作用。这些结果为MDS和AML的联合用药提供了前期的临床依据。
一项正在进行的意大利多中心临床试验得了可喜的结果,研究对象是IPSS低危和中危-1 MDS患者,血小板少于30×109/L。罗米司亭剂量从50 mg开始,每2周加1次剂量,最高加到300 mg。
在中位时间为6个月的随访中,以血小板大于100×109/L、无出血事件来界定,10例患者中有5例完全缓解,1例部分缓解。在安慰剂组只有1例患者缓解,被认为是“不稳定缓解”。在治疗组中没有患者发展为进展性MDS(WHO标准规定的中危-2到高危),安慰剂组有1例进展。
三、展望
新一代血小板生成素类似物可以作用于造血干细胞和巨核细胞,促进巨核细胞在内的髓系细胞增殖和分化,没有rhTPO的抗原性,为骨髓衰竭性疾病的治疗开辟了新思路。前期的临床试验已经证实了其在包括AA和MDS在内的骨髓衰竭性疾病中的疗效。但目前研究主要是作为辅助治疗药物和二线治疗方案,仍需要大样本临床试验进行验证。另外,其对于造血干、祖细胞的作用机制有待进一步研究。
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