新型促骨形成剂Abaloparatide的研究进展
来源:CSOBMR 发布日期:2018-11-27 17:19:17浏览:1499次
作者:侯艳芳 刘建民
单位:上海交通大学医学院附属瑞金医院内分泌代谢科 上海市内分泌代谢病临床医学中心 上海市内分泌代谢病研究所
摘要:Abaloparatide(TymlosTM)是一种新合成的甲状旁腺素相关肽(human parathyroid hormone-related protein,PTHrP)类似物,2017年4月被美国食品和药物管理局批准用于绝经后女性骨质疏松症的治疗。它可选择性作用于甲状旁腺素受体1的RG构象,使其促进骨形成的能力超过骨吸收。研究表明,每日皮下注射Abaloparatide 80 μg不仅能显著提高腰椎骨密度(bone mineral density,BMD),还可以提高髋部和股骨颈BMD,显著降低椎体和非椎体骨折风险,具有相对低的高钙血症的发生率。本文将从Abaloparatide的药代动力学、作用机制、其在OP中的作用及治疗剂量和不良反应等方面作一综述。
关键词: Abaloparatide;骨质疏松;甲状旁腺素相关肽
原发性骨质疏松症(osteoporosis,OP)及其骨折是一种涉及环境、遗传等多因素的复杂疾病,有多种可控和不可控危险因素。随着我国人口寿命的延长,老龄化带来的一个后果是日趋升高的OP发病率,这已成为我国面临的一个重要公共健康问题。流行病学调查显示:我国50岁以上人群OP患病率女性为20.7%,男性为14.4%;60岁以上人群OP患病率明显增高,女性尤为突出。据估算2006年我国OP患者近7 000万,骨量减少者已超过2亿人。尽管缺乏新近的流行病学数据,但估测我国OP和骨量减少人数已远超过以上数字。因此,研发新型抗骨质疏松制剂显得尤为重要。
目前临床治疗OP的药物主要包括抗骨吸收药物和促骨形成药物。特立帕肽,即甲状旁腺素1-34(parathyroid hormone 1-34,PTH1-34)是目前临床应用的唯一促骨形成药物,国内外研究都显示,相较于抗骨吸收药物,特立帕肽可显著增加骨量、改善骨微结构、提高骨强度,降低骨折率。但该药发挥作用较慢,一般在治疗第2年才能看到显著疗效,还有可能造成血钙升高。能否研发出一种更强效、更安全的促骨形成制剂是人们一直关注的。
Abaloparatide是甲状旁腺素相关肽(human parathyroid hormone-related protein,PTHrP)类似物,与PTHrP 1-34有76%同源性,与PTH 1-34有41%同源性。与特立帕肽相比,它不仅能显著提高腰椎骨密度(bone mineral density,BMD),还可以提高髋部和股骨颈BMD,显著降低椎体和非椎体骨折风险,并降低高钙血症的发生率。2017年4月28日Abaloparatide被美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准用于绝经后女性OP的治疗。
药代动力学
皮下注射Abaloparatide 80 μg,血药浓度可在半小时后达高峰,其在健康女性的生物利用度为36%。体外实验表明Abaloparatide与血浆蛋白的结合率约70%,容积约50 L。Abaloparatide在体内经非特异性蛋白水解途径分解成小的肽段后,经肾脏排出,半衰期约1.7 h。
临床研究发现,虽然重度肾功能障碍的患者Abaloparatide血药浓度和血药浓度曲线下面积分别较肾功能正常者增加1.4倍和2.1倍,但轻中重度肾功能障碍的患者不需要调整Abaloparatide的使用剂量。另外Abaloparatide的药代动力学不受年龄或种族的影响。
目前尚无关于Abaloparatide与其他药物之间相互作用的研究,但体外研究证实,治疗剂量的Abaloparatide的不会影响细胞色素P450酶系的活性。
作用机制
动物实验和临床研究均证明,Abaloparatide主要作用于成骨细胞,促进骨形成,其促进骨吸收的能力小于特立帕肽。Varela等以去卵巢大鼠为研究对象探讨Abaloparatide治疗12个月后增加骨量的机制,发现Abaloparatide治疗去卵巢大鼠12个月后,骨形成标志物骨钙素(osteocalcin)和Ⅰ型胶原氨基末端前肽(procollagen type 1 N-terminal propeptide,P1NP)水平较未治疗组显著增加,而骨吸收标志物Ⅰ型胶原羧基末端交联肽(C-terminal crosslinking telopeptide of type 1 collagen,CTX)和脱氧吡啶啉(urine deoxypyrodinoline,uDPD/Cr)的水平与治疗组间差异无统计学意义。骨组织活检结果显示,第3腰椎成骨细胞占骨表面的百分比较未治疗组增加约2倍,骨形成速率较未治疗组增加约3倍,但破骨细胞占骨表面的百分比、类骨质体积、厚度等与未治疗组间差异无统计学意义。该研究表明,骨形成加快是Abaloparatide使骨量增加的原因。一项跨国多中心、双盲、随机、安慰剂对照的Ⅱ期临床研究发现,特立帕肽治疗24周后骨形成标志物水平较Abaloparatide增加50%,骨吸收标志物水平较Abaloparatide增加100%,因此Abaloparatide这种促进骨形成大于骨吸收的特点,是Abaloparatide组患者BMD增加的程度明显大于特立帕肽组的原因,尤其是髋部BMD增加的程度。ACTIVE研究发现,与特立帕肽相比,Abaloparatide治疗18个月能显著增加OP患者髋部BMD,通过检测受试者第1、3、6、12、18个月的骨转换标志物水平发现,与安慰剂组相比,Abaloparatide组和特立帕肽组的骨形成标志物P1NP和骨吸收标志物CTX水平均显著增加,但两组骨转换标志物的变化趋势是不一致的。Abaloparatide组的骨形成标志物在第1个月时的水平较基础水平增加94.6%,第3个月即已逐渐下降,至第18个月时的水平较基础水平增加45%。骨吸收标志物的水平在第3个月时达峰值,较基础水平增加43%,然后逐渐下降,至第18个月时的水平较基础水平增加20%。与特立帕肽组相比,Abaloparatide组中骨转换标志物增加的程度均显著小于特立帕肽组。随后的骨组织活检也显示,Abaloparatide组的骨组织侵蚀面明显小于对照组。以上研究均证明,Abaloparatide促进骨形成的能力大于骨吸收。
在分子水平上,Abaloparatide和PTH类似,其作用的受体为PTHR1。PTHR1主要表达于骨骼和肾脏,属于G蛋白偶联受体家族,它包括两种构象:介导长时程信号反应的G蛋白非依赖高亲和性构象(R0)和介导短暂信号反应的G蛋白依赖构象(RG)。研究发现,当配体与PTHR1的R0构象亲和力更高时,主要发生长时程信号反应;当配体与PTHR1的RG构象结合更紧密时,主要发生短暂信号反应。PTHR1受体激活后,可促进间充质干细胞向成骨细胞分化,促进成骨细胞的成熟,抑制成骨细胞凋亡,最终使成骨细胞数量增加,功能增强。临床上对原发性甲状旁腺功能亢进症(primary hyperparathyroidism,PHPT)患者骨组织进行形态计量学分析时发现,PHPT患者骨转换加快,成骨细胞数量增加,骨形成速率加快,但骨吸收的速度大于骨形成。进一步的研究发现,PTH与成骨细胞PTHR1的R0构象结合紧密,导致长时程信号反应的发生,成骨细胞表达RANKL增加,RANKL可与破骨细胞上的RANK结合,进而激活破骨细胞,加快骨吸收。而Abaloparatide可选择性地与PTHR1的RG构象结合,导致短暂信号反应的发生,使成骨细胞表达RANKL减少,骨吸收能力减弱,最终使其促进骨形成的能力超过骨吸收,同时减少骨钙释放入血。
Abaloaratide在OP中的作用
Abaloparatide能显著降低OP患者椎体和非椎体骨折风险,改善骨微结构,增加腰椎、髋部和股骨颈BMD,尤其在增加皮质骨BMD方面的疗效明显优于特立帕肽。
抗骨折作用
Abaloparatide能显著降低OP患者椎体和非椎体骨折风险。ACTIVE是一项在10个国家28个中心完成的随机、双盲、安慰剂对照的Ⅲ期临床研究,该研究纳入2 463例绝经后OP妇女(平均年龄68.8岁),这些患者随机分配接受安慰剂、Abaloparatide(80 μg/d)或特立帕肽(20 μg)18个月的治疗,评价Abaloparatide在降低OP患者骨折风险方面的疗效。结果显示,治疗18个月后,安慰剂组患者新发椎体骨折发生率为4.22%,Abaloparatide组新发椎体骨折发生率为0.58%,因此与安慰剂组相比,Abaloparatide使新发椎体骨折风险降低了86%(P=0.000)。Abaloparatide组非椎体骨折、临床骨折、主要部位骨折Kaplan-Meier估计发生率分别为2.7%、4.0%、1.5%。与安慰剂组相比,Abaloparatide使非椎体骨折风险下降了43%(P=0.049),主要部位骨折风险下降了70%(P<0.001),临床骨折风险下降了43%(P=0.020)。特立帕肽组新发椎体骨折发生率为0.84%,它使新发椎体骨折风险下降了80%(P=0.000),但其他骨折发生率在特立帕肽组与安慰剂组无明显差异。因此该研究表明,Abaloparatide能显著降低OP患者椎体和非椎体骨折风险,尤其与特立帕肽相比,能显著降低主要部位骨折风险(P=0.030)。
有研究显示,促骨形成药物序贯联合抗骨吸收药物有利于骨量的维持,因此ACTIVE的延伸研究,评价了Abaloparatide治疗18个月后序贯使用阿仑膦酸钠6个月在预防绝经后OP女性骨折风险方面的疗效。该研究对已完成ACTIVE研究的1 139例OP患者(安慰剂组、Abaloparatide组)继续接受阿仑膦酸钠(70 mg/周)6个月。结果显示,与安慰剂组相比,Abaloparatide组在原先的基础上继续给予阿仑膦酸钠治疗6个月后新发椎体骨折风险下降87%,非椎体骨折风险下降52%,主要部位骨折风险下降58%,临床骨折风险下降45%。因此该研究表明,在Abaloparatide停药的情况下,序贯使用阿仑膦酸钠有助于维持对骨折风险的降低作用。
增加BMD的作用
Abaloparatide能显著提高OP患者腰椎、股骨颈和髋部BMD。一项为期24周、纳入222例55~85岁绝经后OP女性的Ⅱ期临床研究评价了不同剂量Abaloparatide(20、40、80 μg)对于提高椎体和非椎体BMD的疗效。结果发现,Abaloparatide 40 μg组、80 μg组、特立帕肽组和安慰剂组分别使腰椎BMD增加5.2%、6.7%、5.5%、1.6%。腰椎BMD的变化在80 μg组和特立帕肽组间差异无统计学意义。与安慰剂组相比,3个剂量组中只有80 μg组使股骨颈BMD增加的程度显著大于安慰剂组(3.1% vs. 0.8%)。80 μg组使股骨颈BMD增加的程度与特立帕肽组差异无统计学意义(3.1% vs. 1.1%)。Abaloparatide 80 μg组使髋部BMD增加的程度显著大于安慰剂组和特立帕肽组(2.6%、0.4%、0.5%)。因此Abaloparatide能显著增加腰椎、股骨颈、髋部BMD,尤其是使髋部BMD增加的程度显著大于特立帕肽。
评价Abaloparatide临床疗效的ACTIVE研究每6个月对受试者进行一次BMD的检测。结果显示,Abaloparatide治疗18个月后腰椎、髋部、股骨颈BMD分别较基线水平增加11.2%、4.2%、3.6%。与安慰剂组相比,腰椎、髋部和股骨颈BMD增加的程度均显著大于安慰剂组。特立帕肽组治疗18个月后腰椎、髋部、股骨颈分别较基线水平增加10.49%、3.26%、2.66%,这3个部位BMD的变化也显著大于安慰剂组。Abaloparatide治疗18个月后使髋部和股骨颈BMD增加的程度均显著大于特立帕肽,而腰椎BMD的变化在两组之间差异无统计学意义。该研究同样表明,Abaloparatide可显著增加腰椎、髋部和股骨颈BMD,尤其与特立帕肽相比时,能显著增加髋部和股骨颈BMD。
研究报道,促骨形成药物的使用不能超过24个月,且序贯使用抗骨吸收药有助于骨量的维持。因此为了观察Abaloparatide序贯联合抗骨吸收药治疗OP患者的疗效,ACTIVE延伸分别给予已完成18个月治疗的安慰剂组和Abaloparatide组患者阿仑膦酸钠(70 mg/周)继续治疗6个月,ACTIVE结束和ACTIVE延伸的开始中间间隔1个月。结果显示,第25个月的腰椎、髋部、股骨颈BMD分别较ACTIVE基线水平增加12.8%、5.5%、4.5%。因此该研究表明,Abaloparatide序贯使用阿仑膦酸钠有助于维持增加的骨量。
改善微结构,提高骨强度的作用
OP模型动物研究显示,Abaloparatide的促骨形成作用,能够显著改善小梁骨微结构和皮质骨几何结构。Hattersley等探讨Abaloparatide使骨量增加机制的研究显示,不同剂量Abaloparatide(1、5、25 μg/kg)治疗去卵巢大鼠12月后,治疗组大鼠第3腰椎小梁骨体积分数较未治疗组分别增加80%、130%、150%,骨小梁厚度、骨小梁数量均显著高于未治疗组,骨小梁分离度小于未治疗组。治疗组胫骨近端干骺端小梁骨微结构也显著优于未治疗组。胫骨骨干皮质骨厚度和皮质骨面积在接受Abaloparatide治疗12个月后也较未治疗组显著增加,呈剂量依赖性,最大值分别较未治疗组增加80%、50%。该研究表明,Abaloparatide治疗去卵巢大鼠12月后,不仅能显著改善治疗组小梁BMD和微结构,还能增加皮质骨体积和BMD。
Hattersley等使用MicroCT评价Abaloparatide在改善骨微结构和骨强度方面疗效的研究发现,给予Abaloparatide(5、20 μg/kg)治疗6周后去卵巢大鼠股骨远端Tb.BV/TV(trabeculur bone volume fraction)分别较未治疗组增加145%和270%,骨小梁厚度和数量均显著大于未治疗组,骨小梁分离度小于未治疗组,即Abaloparatide使治疗组小梁骨从“杆状骨”变为“板状骨”。皮质骨方面,股骨远端皮质骨面积、皮质骨厚度也都显著大于未治疗组(P=0.000)。
另外,动物力学实验也证实,Abaloparatide能显著改善骨的生物力学特性,股骨干三点弯曲试验显示,与未治疗组相比,Abaloparatide使股骨干最大负荷能力和刚度提高9%~12%(P<0.05)。
Abaloparatide的治疗剂量和不良反应
Abaloparatide适用于骨折风险较高的绝经后OP妇女,即有骨质疏松性骨折史、或多个骨折风险因素、或其他抗骨质疏松治疗失败、或对其他抗骨质疏松药物不敏感的人群。但对于有骨肉瘤、Paget骨病、骨转移或者骨恶性肿瘤发生风险的人群,或使用过其他甲状旁腺素类似物如特立帕肽连续2年以上的人群不推荐使用Abaloparatide。
治疗剂量
美国指南推荐Abaloparatide 80 μg,脐周部位皮下注射,1次/d,使用时间最多不超过2年,同时如果饮食中钙摄入不足,可适当补充钙剂和维生素D。
对于有肾功能障碍的患者,无需根据肾功能分级调整Abaloparatide的剂量。但由于重度肾功能障碍的患者使用同等剂量的Abaloapratide后血药浓度高于正常人,因此这部分患者不良反应的发生风险会增高,在使用Abaloparatide时要注意预防不良反应的发生。
不良反应
Abaloparatide常见的不良反应包括:头晕、恶心、头痛、关节痛、背痛、上呼吸道感染、高血压、心悸、便秘、高钙尿症等症状,程度轻至中度。ACTIVE显示,这些常见的不良反应在Abaloparatide组中的发生率(9.9%)要高于teriparatide(6.8%)和安慰剂组(6.1%),是导致ACTIVE中Abaloparatide组患者中途退出的常见原因。在临床研究的第1个月,接受Abaloparatide治疗的OP患者注射部位会出现红、肿、痛等症状,这些症状在Abaloparatide组中的发生率高于安慰剂组(58% vs. 28%,10% vs. 3%,9% vs. 7%)。
由于Abaloparatide在促进骨形成的同时会激活骨吸收,动员骨钙释放入血,导致高钙血症的发生,因此部分使用Abaloparatide的骨质疏松患者会出现高钙血症。但ACTIVE显示,Abaloparatide组高钙血症的发生率(3.4%)要显著低于teriparatide组(6.4%)(P=0.006)。
动物研究报道,Abaloparatide会导致雌性或雄性大鼠发生骨肉瘤,且呈剂量依赖性,但目前还未有使用Abaloparatide治疗OP患者时发生骨肉瘤的报道。