生物技術(shù)制藥：溶酶體貯積癥酶替代療法

1、01溶酶體貯積癥酶替代療法Enzyme Replacement Therapy(ERT) for Lysosomal storage disease(LSDs) 疾病介紹目錄 CONTENTSFabry酶藥物Gaucher酶藥物Pompe酶藥物溶酶體貯積癥（Lysosomal storage diseases，LSDs） 溶酶體貯積癥（Lysosomal storage disorders, LSDs)是一種遺傳性代謝病，是由于溶酶體內(nèi)的酶（主要是酸性水解酶）、激活蛋白、轉(zhuǎn)運蛋白或溶酶體蛋白加工校正酶的缺乏，引起溶酶體功能缺陷，代謝物不能被有效地消化，因而在組織細(xì)胞中貯積所導(dǎo)致的疾病。溶酶體貯

2、積癥（Lysosomal storage diseases，LSDs） 自從 1963 年 Hers 等鑒定出第一例溶酶體缺陷癥（Pomper ?。┮詠?，已經(jīng)有超過 40 種溶酶體貯積癥被發(fā)現(xiàn)。雖然每一種LSD 均少見 ， 但作為一組疾病而言，其患病率在活產(chǎn)嬰兒中達(dá) 1/7700。 在美洲、歐洲及澳洲，LSD發(fā)病率為新生嬰兒的1 / 50001 / 8000。類型糖原貯積癥（Glycogen storage disease type II，or Pompe Disease）Infantile-onset Pompe diseaseLate-onset Pompe disease黏多糖貯積癥（M

3、ucopolysaccharidoses，MPS）黏脂質(zhì)貯積癥（Mucolipidoses）Oligosaccharidoses脂質(zhì)沉積癥（Lipidoses）神經(jīng)鞘質(zhì)貯積癥（Sphingolipidoses）Gaucher disease types I, II, and III (beta-glucosidase deficiency)Fabry disease (alpha-galactosidase A)7. 溶酶體轉(zhuǎn)運缺陷癥（Lysosomal transport diseases）More than 50 lysosomal storage diseases have been d

4、escribed.戈謝病（Gaucher Disease） Glucosylceramide(葡萄糖神經(jīng)酰胺), accumulation in the bone marrow, liver, spleen, lungs, and other organs contributes to pancytopenia, massive hepatosplenomegaly, and, at times, diffuse infiltrative pulmonary disease. Progressive infiltration of Gaucher cells in the bone marro

5、w may lead to thinning of the cortex, pathologic fractures, bone pain, bony infarcts, and osteopenia. These bony features may also be related to macrophage-produced cytokines. Gaucher disease is alipid storage diseasecharacterized by the deposition of glucocerebroside in cells of the macrophage-mono

6、cyte system. The disorder results from the deficiency of a specific lysosomal hydrolase, glucocerebrosidase (also termed acid beta-glucosidase(-葡萄糖苷酶), glucosylceramidase).法布里?。‵abry Disease）PathophysiologyDeficiency of alpha-galactosidase A activity leads to lysosomal accumulation of glycosphingoli

7、pids, predominantly the cerebroside trihexosides. Diffuse, abnormal accumulation of glycosphingolipids occurs in all tissues, producing swelling and proliferation of endothelial cells.Fabry disease is an X-linked lysosomal disorder that leads to excessive deposition of neutral glycosphingolipids(神經(jīng)鞘

8、脂) in the vascular endothelium of several organs and in epithelial and smooth muscle cells.Progressive endothelial accumulation of glycosphingolipids accounts for the associated clinical abnormalities of skin, eye, kidney, heart, brain, and peripheral nervous system.蓬佩?。≒ompe Disease）Glycogen-storag

9、e disease type II (GSDII), also referred to as Pompe disease, is an autosomal recessive disorder that results from the deficiency of acid alpha-glucosidase, a lysosomal hydrolase.Pompe first described the disease in 1932 when he was presented with a 7-month-old girl who died after developing idiopat

10、hic hypertrophic cardiomyopathy. Pompe observed the abnormal accumulation of glycogen in all tissues examined and described the cardinal pathologic features.Sex： This is an autosomal recessive disease; therefore, it equally affects males and females.Age：As noted above, age of onset usually distingui

11、shes the 3 types. Age of onset in the juvenile form may overlap both the adult and infantile forms.Three major forms : infantile, juvenile, and adult-onset.黏多糖貯積癥（MPS）MPS type IH, Hurler syndrome (alpha-L-iduronidase deficiency)MPS type I H/S, Hurler-Scheie syndromeMPS type IS, Scheie syndromeMPS ty

12、pe II A, Hunter syndrome, severe (iduronate sulfatase deficiency)MPS type II B, Hunter syndrome, mild (iduronate sulfatase deficiency)MPS type III A-D, Sanfilippo syndrome (heparanN-sulfatase deficiency)MPS type IV A, Morquio syndrome, classic (galactose 6-sulfatase deficiency)MPS type VI, Maroteaux

13、-Lamy syndrome (arylsulfatase B deficiency)MPS type VII, Sly syndrome (beta-glucuronidase deficiency)酶替代療法（Enzyme Replacement Therapy）研究表明，只須少量增加胞內(nèi)酶活性（正常酶活的 15）就能校正底物累積。動物模型及臨床數(shù)據(jù)均表明，向 LSD 患者注射相應(yīng)的酶，能夠清除底物，達(dá)到治療效果。酶替代療法需要生產(chǎn)大量的酶，目前主要通過基因工程方法獲得。 實驗表明，中華倉鼠卵巢細(xì)胞（CHO細(xì)胞）表達(dá)系統(tǒng)明顯優(yōu)于原核表達(dá)系統(tǒng)，因為后者不能進行翻譯后修飾，這對溶酶體的穩(wěn)定至關(guān)

14、重要。 用 CHO 細(xì)胞表達(dá)的酶能大量分泌到培養(yǎng)基中，這為酶的大量生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。4-1. 法布里病（Fabry Disease）FabrazymePhase1 2000Phase2 20022003年上市Phase3 2003 Genzyme, a Sanofi Company2003年4月24日獲得FDA正式批準(zhǔn)上市FDA批準(zhǔn)的第一個用于治療這種疾病的生物技術(shù)藥物Fabrazyme(法布瑞凍晶注射劑)FDA批準(zhǔn)了Fabrazyme的兩項特別內(nèi)容：一是得到有效的完整證據(jù)前允許其銷售二是第一次批準(zhǔn)就得到了7年的上市專有權(quán)Fabrazyme此前已經(jīng)獲得在歐洲銷售，其價格為每名患者每年16.5萬歐

15、元。Genzyme稱在美國的價格將會與歐洲一致，即大約每名患者每年18.2萬美元。Fabrazyme是經(jīng)基因工程制出的-半乳糖苷酶A，是一種酶替代療法，代替了病人體內(nèi)缺乏的一種脂肪代謝酶，沒有這種酶，器官內(nèi)脂肪積聚得極多，引起心臟病發(fā)作、腎衰和疼痛。臨床試驗顯示，F(xiàn)abrazyme能通過彌補溶酶體酶的缺陷，啟動積聚的脂質(zhì)分解，定期清除器官細(xì)胞內(nèi)的脂肪沉積，緩解患者的疼痛癥狀，改善心臟功能和穩(wěn)定腎功能，但仍不能逆轉(zhuǎn)已存在的腎臟損害最常見的不良反應(yīng)是輸液反應(yīng)。嚴(yán)重和/或經(jīng)常發(fā)生（發(fā)生率5）相關(guān)的不良反應(yīng)，包括輸液反應(yīng)，包括以下中的一個或多個：寒戰(zhàn)，發(fā)熱，熱或冷，呼吸困難，惡心，面色潮紅，頭痛，嘔吐

16、，感覺異常的感覺，周邊高血壓，胸痛，咽痛，腹痛，頭暈，心動過速，鼻塞，腹瀉，水腫，疲勞，皮膚瘙癢，四肢疼痛，肌痛，背痛，臉色蒼白，心動過緩，蕁麻疹，低血壓，臉部水腫，皮疹，嗜睡Fabrazyme有一些嚴(yán)重的副作用，包括疼痛的輸液反應(yīng)和過敏反應(yīng)。FDA提醒衛(wèi)生工作人員在病人輸液時應(yīng)仔細(xì)監(jiān)測。phase1phase2phase3 2006-20082004-20082011-2014Shire(力甫蓋素濃縮注射液)2001年，Replagal就已獲準(zhǔn)在歐洲地區(qū)銷售2012年，希雷公司撤回向FDA的申請，因為FDA或許需要更多的臨床實驗研究2008年Genzyme公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)Fabrazyme的工廠

17、暫時停產(chǎn)，導(dǎo)致藥物供應(yīng)出現(xiàn)緊缺，當(dāng)時按照FDA的一項提前使用規(guī)定，患者可以在Replagal正式通過批準(zhǔn)之前即用來治療Replagal與Fabrazyme一樣，Replagal是半乳糖苷酶的重組體，只是糖基化構(gòu)型不同 Fabrazyme 是agalsidase beta；Replagal是agalsidase alfa劑量：成人劑量為0.2 mg/kg，以靜脈輸注至少40分鐘，每兩星期接受一次靜脈輸注液。相互作用：不可與Chloroquine、Aminodatone、Benoquin、Gentamicin一起使用。注意事項：在一小時內(nèi)之輸注過程中，約有10%患者產(chǎn)生輕微、急性之特異反應(yīng)，一般癥

18、狀為寒顫及臉部潮紅。副作用：發(fā)生頻率大于10%的癥狀包括：血管方面潮紅，胃腸道惡心，皮膚部位紅斑疹、座瘡，全身性癥狀灌注時可能發(fā)生胸痛、寒顫、發(fā)燒、疲勞、背痛、熱耐受力缺乏。4-2. 戈謝?。℅aucher Disease）Gaucher病是由于巨噬細(xì)胞和腦神經(jīng)細(xì)胞的溶酶體內(nèi)-葡萄糖苷酶缺乏導(dǎo)致葡糖苷脂代謝障礙、沉積引起的臨床病癥。正常情況下，-葡糖腦苷脂酶（GBA）把葡糖腦苷脂（G.C）分解成葡萄糖和神經(jīng)酰胺。而有Gaucher病的患者，不能產(chǎn)生這種酶，因而也不能分解相應(yīng)的脂肪，因此脂肪貯積在肝臟、脾和骨髓中，導(dǎo)致多種器官受累、發(fā)病。葡萄糖腦苷脂酶缺陷病葡萄糖腦苷脂酶缺陷病-葡糖腦苷脂酶的編

19、碼基因位于lq2l，長約7Kb，含有11個外顯子，已知該基因突變種類繁多，包括點突變、插入和缺乏等，其中以點突變1226G和1448C最為多見，由此造成酶分子結(jié)構(gòu)發(fā)生不同的變異，酶活性缺陷程度亦不等，在臨床上本病有3種不同表現(xiàn)的類型。 戈謝病的分型型即慢性(非神經(jīng))型是最常見的一型，其-葡糖腦苷脂酶活性約為正常人的18%40%。發(fā)病年齡可自生后數(shù)月至70歲間的任何階段，多數(shù)在學(xué)齡前期因肝、脾腫大和貧血就診。型又稱為急性(神經(jīng))型發(fā)病年齡自新生兒期至18個月，以34個月為多見。其-葡糖腦苷脂酶活性低于正常人的5%，是預(yù)后最差的一型。一般在2歲以內(nèi)死于肺部感染。型即亞急性(神經(jīng))型較少見，其-葡糖

20、腦苷脂酶活性約為正常人的12%20%。本型常在2歲左右時發(fā)病，初起以脾腫大為主，肝脾腫大發(fā)展緩慢?；純撼Ｔ谏窠?jīng)癥狀出現(xiàn)后2年左右死亡。戈謝病的酶替代療法（ERT）研究發(fā)現(xiàn)：巨噬細(xì)胞受體與細(xì)胞外糖蛋白的甘露糖殘基結(jié)合后，隨之被巨噬細(xì)胞內(nèi)吞進入細(xì)胞內(nèi)。將胎盤中提取的葡萄糖腦苷脂酶修飾后，使顯露的甘露糖殘基與巨噬細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，內(nèi)吞入胞后與初級溶酶體融合，外源的糖腦苷脂酶進入溶酶體內(nèi)而發(fā)揮作用治療Gaucher病。Ceredase（阿糖苷酶） Cerezyme（伊米甘酶）治療葡糖腦苷脂酶缺乏病。它的寡糖鏈上非還原末端富有甘露糖, 使酶能被特異巨噬細(xì)胞上的碳水化合物受體所識別, 以后進入單核

21、-巨噬細(xì)胞系統(tǒng)的溶酶體中, 分解葡萄糖腦苷脂, 達(dá)到替代治療的效果，于1994年由FDA批準(zhǔn)上市。用基因重組技術(shù)生產(chǎn)的-葡萄糖腦苷酯酶的類似物，具有497個氨基酸的糖蛋白，含有4個N-環(huán)連接的糖基化位點。它與Alglucerase(阿糖苷酶)不同，在495位上1個氨基酸，本品在這里組氨酸被取代成精氨酸，而且，以糖的結(jié)構(gòu)在糖基化位點上。制備簡單安全有效 夏爾生物制藥集團（Shire）的戈謝病（Gaucher sdisease）治療藥物Vpriv已獲得FDA審批上市，在2010年8月，EMA已經(jīng)批準(zhǔn)夏爾制藥集團（Shire PLC）的Vpriv藥物上市銷售，用于治療高雪氏病。改善患者的骨密度，但是

22、法國賽諾菲的伊米甘酶則無法具備這種藥效。 當(dāng)時該藥物獲得了“孤兒藥”的評估定位，而且該藥物的獨家上市銷售權(quán)一直有效至2020年。 2012年5月2日，Protalix公司及合作伙伴輝瑞（Pfizer）公司宣布，其植物細(xì)胞表達(dá)型葡糖腦苷脂酶 酶替代療法藥物Elelyso（taliglucerase alfa）已獲FDA批準(zhǔn)，用于I型戈謝?。℅aucher disease，舊稱高雪氏病）成年患者的長期治療。Protalix公司稱，Elelyso是首個獲FDA批準(zhǔn)、基于植物細(xì)胞的ERT戈謝病治療藥物，同時也是通過其ProCellEx平臺生產(chǎn)、獲FDA批準(zhǔn)的首個植物細(xì)胞表達(dá)型藥物。ProCellEx平

23、臺采用基因工程改造的胡蘿卜細(xì)胞產(chǎn)生藥物。2012年2月，賽諾菲安萬特（已購入健贊公司）指出，Eliglustat tartrate可能成為第一種口服治療戈謝癥的藥物，在兩組后期研究中均滿足了主要的目標(biāo)，公司將提交新的結(jié)果以加速監(jiān)管批準(zhǔn)。預(yù)計這種新藥物將會完全顛覆目前的每兩周進行一次注射型治療的市場格局。根據(jù)湯森路透藥物部門的預(yù)測，Eliglustat可能從2017年起產(chǎn)生每年3.6億美元的銷售收入。研發(fā)中4-3. 黏多糖貯積癥（MPS）Indicated to treat MPS type I (Hurler syndrome, Scheie syndrome, Hurler-Scheie s

24、yndrome). Used to increase catabolism of GAGs(糖胺聚糖), which accumulate with MPS type I. Treatment has shown to improve walking capacity and pulmonary function. Laronidase is a polymorphic variant of the human enzyme alpha-L-iduronidase (艾杜糖醛酸酶)produced by recombinant DNA technology.Laronidase (Aldura

25、zyme)Idursulfase (Elaprase) is a purified form of human iduronate-2-sulfatase(艾杜糖硫酸酯酶), a lysosomal enzyme. It hydrolyzes 2-sulfate esters of terminal iduronate sulfate residues from the GAGs dermatan sulfate and heparan sulfate in the lysosomes of various cell types. It is used to replace insuffici

26、ent levels of the lysosomal enzyme iduronate-2-sulfatase in MPS II.Idursulfase (Elaprase)Elosulfase alfa replaces deficient enzyme N-acetylgalactosamine-6 sulfatase (GALNS) to minimize progressive multisystemic manifestations of Morquio A syndrome. The enzyme is taken up into the lysosomes and incre

27、ases catabolism of GAGs KS and C6S.Elosulfase alfa (Vimizim)2014年2月14日美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)Vimizim為粘多糖貯基癥類型IVA(Morquio A綜合征) 治療藥物。同時它也是FDA罕見兒童疾病優(yōu)先審評憑證的第一個藥物。Morquio A綜合征是一種罕見的，常染色體隱性遺傳性溶酶體貯存疾病通過N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸硫酸酯酶(GALNS)缺乏引起。缺乏此酶導(dǎo)致骨發(fā)育，生長和移動性問題。在美國約有800例有Morquio A綜合征患者。4-4. 蓬佩?。≒ompe Disease）Glucosidase a

28、lfa (Lumizyme, Myozyme)Recombinant human enzyme alpha-glucosidase (rhGAA) (-葡糖苷酶)is indicated as an orphan drug for treatment of Pompe disease. Replaces rhGAA, which is deficient or lacking in persons with GSDII. Alpha-glucosidase is essential for normal muscle development and function. Binds to man

29、nose-6-phosphate receptors and is then transported into lysosomes; undergoes proteolytic cleavage that results in increased enzymatic activity and ability to cleave glycogen. Improves infant survival without requiring invasive ventilatory support compared with historical controls without treatment.Lumizyme indicated for patients 8 y and older with late (noninfantile) onset Pompe disease) who do not have evidence of