单克隆抗体药物治疗视神经脊髓炎谱系疾病的临床试验研究进展

刘晔，孟德旺，杨贵莉，孙莉

视神经脊髓炎谱系疾病（neuromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD）是一种体液免疫介导的中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病，多累及视神经和脊髓，具有高复发、高致残的特点，主要的致病抗体为抗水通道蛋白4（AQP4）抗体［1-3］。约70%的NMOSD患者AQP4抗体阳性，女性较男性高发（9∶1），平均发病年龄为40岁［4-6］。NMOSD急性期的治疗方法包括大剂量糖皮质激素、丙种球蛋白冲击治疗和血浆置换等［7］。经典的缓解期预防复发药物包括口服糖皮质激素、硫唑嘌呤、他克莫司、环孢素等免疫抑制剂［8］。虽然这些药物仍是当前不可替代的治疗NMOSD的常用药物，但部分患者难以忍受其带来的广泛的免疫抑制、骨髓抑制等不良反应，因此开发安全有效的药物，对早期治疗、预防复发以及提高NMOSD患者的生活质量尤为重要。近年来，已有多种单克隆抗体药物用于治疗NMOSD，因其靶点相对明确，作用效应较集中，不良反应相对较少，为该疾病的治疗带来新希望［9］。为确定这些药物的中远期疗效、安全性和不良反应等，已开展了一系列临床试验。本文就单克隆抗体药物治疗NMOSD的作用机制和临床试验的最新进展进行综述。

1 NMOSD的发病机制

AQP4抗体在NMOSD的发生发展中起重要作用。AQP4是一种位于细胞膜的转运蛋白，可根据渗透压的变化控制水分子进出细胞，在整个中枢神经系统（包括脊髓、视神经和脑）的星形胶质细胞中表达。AQP4抗体主要由外周的B细胞产生［10-11］。其在一定的条件下可通过血脑屏障（BBB）并与血管周围的星形胶质细胞足突表面的AQP4抗原结合，来诱导补体依赖性细胞毒性（CDC）和抗体依赖性细胞毒性（ADCC）；前者指AQP4抗体和抗原结合后激活补体经典途径，形成膜攻击复合物，对星型胶质细胞发挥裂解效应［12］；ADCC是指AQP4抗体和抗原结合后，抗体的Fc段与杀伤细胞（NK细胞、巨噬细胞等）表面的Fc受体结合，杀伤细胞通过释放穿孔素、颗粒酶等细胞毒物质直接杀伤星型胶质细胞［13-14］。以上均可导致原发性星形胶质细胞损伤和炎症反应。此外，AQP4抗体激活经典的补体途径后，还导致大量的炎性细胞通过BBB进入中枢神经系统，进一步引起少突胶质细胞损伤、脱髓鞘和神经元损伤［15-16］。白细胞介素（IL）-6既可以直接促进B细胞向浆细胞分化，诱导产生致病性AQP4抗体；也可以诱导初始T细胞分化，进而为B细胞的活化提供支持［15］。NMOSD患者的血液和脑脊液中IL-6含量升高，且IL-6含量与AQP4抗体滴度及疾病严重程度相关［17］。体外实验显示IL-6可以促进AQP4抗体的分泌［18］。IL-6还通过增加BBB的通透性，促进抗体和促炎细胞向中枢神经系统浸润，加重病变，以及调节炎症、免疫反应中相关蛋白的表达，调控细胞分化以及内环境稳定［19-20］。因此，NMOSD患者IL-6含量的升高可以促进脱髓鞘，导致少突胶质细胞和轴突损伤。见图1。

2 新型NMOSD治疗药物的临床试验研究进展

从NMOSD发病机制来看，减少AQP4抗体的生成或者抑制AQP4抗体和抗原结合后的下游反应是临床常用的2种治疗思路。前者有B细胞靶向治疗和阻断IL-6通路2种策略，后者可以通过抑制补体激活、抑制粒细胞活性等实现。目前，NMOSD的治疗大多以病例报道或指南共识为参考。

2.1 B细胞靶向治疗 B细胞不仅能生成自身抗体，还参与调节体液免疫应答，在调控T细胞活化和细胞因子的产生方面具有重要作用［21］。因此删除B细胞可以减少AQP4抗体的分泌。现已将其作为靶标开发出多个药物，典型代表为靶向B细胞表面抗原CD19或CD20的单克隆抗体。

2.1.1 利妥昔单抗 利妥昔单抗是抗CD20单克隆抗体，可清除NMOSD患者外周血的部分B细胞（从晚期前B细胞到早期的浆母细胞的B细胞谱系）以及一些T细胞［22］。已有一些回顾性研究肯定了利妥昔单抗治疗NMOSD的疗效［23-25］。利妥昔单抗还被推荐纳入NMOSD的治疗指南［26］。一项为期1年的开放性对照试验比较了利妥昔单抗和硫唑嘌呤对NMOSD的疗效，结果显示利妥昔单抗的疗效明显优于硫唑嘌呤，硫唑嘌呤组19例（54%）患者无复发，利妥昔单抗组26例（79%）患者无复发，且患者的年复发率和扩展残疾状态量表（EDSS）评分显著下降［27］。RIN-1（rituximab in neuromyelitis optica spectrum disorders）［28］是2014—2017年在日本8家医院进行的一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照的临床试验（UMIN000013453），观察周期为72周，该研究招募了38例既往AQP4抗体阳性NMOSD成人患者，EDSS得分≤7.0分，参与者被随机1∶1分配到利妥昔单抗组或安慰剂组，利妥昔单抗组患者每周接受静脉注射利妥昔单抗（375 mg∕m2），连续治疗4周；之后的给药间隔为6个月，给药时间点为随机分组后24周和48周，给药剂量为2周内共注射1000 mg，安慰剂组患者按同样的给药剂量静脉注射安慰剂，所有患者在该试验起始期可以口服类固醇（5～30 mg∕d），试验前2个月内类固醇剂量固定，之后类固醇剂量逐步减少（每次减少1～3 mg，每4周减少10%）至2～5 mg∕d结束，该研究结果显示，安慰剂组有7例复发，而利妥昔单抗组无复发，2组间EDSS评分变化无差异，利妥昔单抗组有6例患者AQP4抗体滴度降低，安慰剂组抗体滴度均未下降。

RIN-1研究尚有局限性：首先，样本量小。第二，所有患者均为日本成年人，故结果不具有普遍性。第三，因入选的NMOSD患者AQP4抗体均为阳性，因此结果不能推广到所有的NMOSD患者。利妥昔单抗治疗后最常见的不良反应是输注相关反应。此外，由于B细胞在机体抵御外来病原体时起重要作用，所以利妥昔单抗删除B细胞会增加机体感染的风险。利妥昔单抗治疗NMOSD的最佳剂量尚未确定，各临床试验应用的治疗剂量仍各有不同，今后的研究需进一步探讨其最佳有效剂量。

2.1.2 伊比利珠单抗 伊比利珠单抗是一种人源化的靶向CD19的新型单克隆抗体。CD19是一种广泛表达于B细胞上的蛋白。与CD20不同的是，CD19在前B细胞、浆细胞和浆母细胞上均表达，但不在任何T细胞上表达。伊比利珠单抗的安全性已在多发性硬化（MS）的Ⅰ期临床研究中被证实［29］。NMomentum（Inebilizumab for the treatment of neuromyelitis optica spectrum disorder）［30］是2015—2018年进行的一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照Ⅱ∕Ⅲ期临床试验（NCT02200770），观察周期为197 d，该研究从25个国家的99个诊所或医院招募了230例成年NMOSD患者，EDSS得分≤8.0分，参与者被随机分配（3∶1）到伊比利珠单抗组或安慰剂组中，伊比利珠单抗组的174例受试者在第1天和第15天静脉注射伊比利珠单抗（总剂量600 mg），安慰剂组的56例受试者按同样的给药时间注射安慰剂，到观察期结束，2组均不再用药，所有患者在该试验起始期（第1～14天）可以口服类固醇（20 mg∕d），之后逐渐减量，到第21天停用，以降低B细胞删除后复发的风险，研究结果显示，伊比利珠单抗组有21例（12%）出现复发，而安慰剂组中22例（39%）复发；与安慰剂相比，伊比利珠单抗显著降低了NMOSD复发的风险，该临床试验中，伊比利珠单抗组有8例（5%）发生严重不良事件，而安慰剂组有5例（9%）发生严重不良事件，这些严重事件是否为药物不良反应有待进一步评估。

基于该临床研究的结果，2020年6月美国首次批准伊比利珠单抗用于治疗AQP4抗体血清阳性NMOSD成人患者［31］。该研究亦存在局限性：首先，没有达到与视力相关的关键次要终点。第二，所包含的AQP4抗体血清阴性的NMOSD患者较少（7%），因此结果不具有普遍性。第三，样本量相对较小，观察期较短。

以上为靶向B细胞的疗法，其中利妥昔单抗应用最为广泛，伊比利珠单抗为新出现的CD19单克隆抗体。鉴于CD20表达谱的局限性，利妥昔单抗并不能直接杀伤不表达CD20的浆细胞和浆母细胞，抑制抗体生成能力有限，靶向CD19的伊比利珠单抗可直接杀伤产生抗体的浆细胞和浆母细胞，其抑制抗体的能力比利妥昔单抗更为全面。

2.2 IL-6受体（IL-6R）靶向治疗 IL-6由单核细胞、巨噬细胞和淋巴细胞等多种细胞产生。IL-6R既可以在肝细胞和白细胞膜上表达，又可以在循环中以可溶性形式表达；而IL-6是引起NMOSD复发的重要细胞因子，阻断该通路能减少AQP4抗体的分泌，降低BBB的通透性和减轻病变部分的炎症反应，目前已经将其作为靶标开发出多种单抗。

2.2.1 托珠单抗 托珠单抗是人源化IL-6R的单克隆抗体，可抑制促炎性IL-6信号通路，阻止外周B细胞异常活化。一些研究显示该药可以减少NMOSD患者的复发次数、延缓残疾进展、缓解疼痛和疲劳［32-33］。一项纳入7例NMOSD患者的试验性研究证实，静脉注射托珠单抗后的平均年复发率（ARR）从2.9下 降到0.4［34］。另一项纳入12例NMOSD患者的研究也报道了类似的结果［35］。TANGO（tocilizumab versus azathioprine in highly relapsing neuromyelitis optica spectrum disorder）［36］是2017—2019年在我国6家医院进行的一项开放、多中心、随机、Ⅱ期临床试验（NCT03350633），观察周期为60周，该研究比较了托珠单抗和硫唑嘌呤对NMOSD的治疗效果，共招募118例成年NMOSD患者，EDSS得分≤7.5分，患者被随机（1∶1）分配静脉注射托珠单抗（每4周8 mg∕kg）或口服硫唑嘌呤（每日2～3 mg∕kg）；托珠单抗组患者在试验开始的前12周内允许接受联合免疫抑制剂治疗，此后接受托珠单抗单药治疗，该试验结果显示，托珠单抗组首次复发的中位时间较硫唑嘌呤组长，分别为78.9（58.3～90.6）周和56.7（32.9，81.7）周（P=0.0026）；在试验结束时，59例托珠单抗组中8例（14%）复发，而59例硫唑嘌呤组有28例（47%）复发，该研究表明，与硫唑嘌呤相比，托珠单抗单药治疗显著延长了从随机分组开始到疾病复发之间的时间间隔，降低了复发风险；但该试验不是双盲且数据仅来源于国人，其中大多数NMOSD患者为AQP4抗体血清阳性，故该结果不具有普遍性。

托珠单抗已经在临床实践中应用较长时间，多联合甲氨蝶呤用于类风湿性关节炎（RA）的治疗，因此在RA中安全性研究比较成熟［37］。托珠单抗有轻度升高脂蛋白、降低中性粒细胞和增加细菌感染的风险，与甲氨蝶呤联合使用时最为明显。英国RA注册中心的结果显示托珠单抗的严重感染风险往往高于利妥昔单抗［38］；而丹麦和瑞典RA注册中心的结果则相反［39］。

2.2.2 沙妥珠单抗 沙妥珠单抗也是一种针对IL-6R的人源化IgG2单克隆抗体，它是在托珠单抗的基础上进行了结构修饰和改造，具体来说，是在CDR结构域、可变区域和恒定区用氨基酸序列进行了修饰。这种改变降低了其与IL-6R在低pH值环境下的结合亲和力，因此可使该单抗循环时间更长，延长了给药间隔时间。与托珠单抗需要静脉给药不同，沙妥珠单抗可以皮下注射给药，给药途径方便。

SAkuraSky［40］（NCT02028884）和SAkuraStar［41］（NCT02073279）是沙妥珠单抗用于治疗NMOSD的2个随机、安慰剂对照、多中心、双盲Ⅲ期临床试验。SAkuraSky试验纳入了来自11个国家的83例成年NMOSD患者，EDSS得分≤6.5分，其中55例患者的AQP4抗体阳性，将患者按1∶1的比例随机分为2组，分别接受120 mg沙妥珠单抗或安慰剂治疗，2组均同时维持硫唑嘌呤、霉酚酸酯或皮质类固醇药物等基线治疗，沙妥珠单抗组在第0周、第2周和第4周接受皮下注射沙妥珠单抗，之后每4周注射1次，同时继续维持基线治疗，观察期为96周，该研究结果显示，41例沙妥珠单抗组患者中8例（20%）复发，42例安慰剂组患者中18例（43%）复发。由此可见，与安慰剂组相比，沙妥珠单抗联合免疫抑制剂治疗NMOSD可降低复发的风险，但该研究样本量比较小且无活性药物作为对照组。

SAkuraStar［41］是一项以沙妥珠单抗为单一疗法的临床试验，观察期为96周，该研究共纳入来自13个国家的95例NMOSD患者，EDSS得分≤6.5分，其中64例患者AQP4抗体为阳性；将患者按2∶1的比例随机分为2组，分别接受120 mg沙妥珠单抗（63例或安慰剂（32例）治疗，在第0周、第2周和第4周进行皮下注射，之后每4周注射1次，结果显示，仅以沙妥珠单治疗的患者中，有19例（30%）复发；而安慰剂组中有16例（50%）复发，2组之间严重不良事件的发生率相似。可见沙妥珠单抗单药治疗也降低了NMOSD复发率，且具有良好的安全性。该研究的局限性包括样本量相对较小，且招募的患者病情比较轻，其复发率原本就较低。可见，沙妥珠单抗无论是单药治疗还是与基线免疫抑制剂治疗联用，均显著降低了NMOSD患者的复发风险。

上述临床试验为抗IL-6R抗体治疗AQP4抗体血清阳性的NMOSD患者的有效性和安全性提供了证据。2020年8月15日美国食品药品监督管理局（FDA）已批准沙妥珠单抗作为首个和唯一的皮下治疗AQP4抗体阳性的NMOSD成人患者的药物。与托珠单抗静脉给药相比，沙妥珠单抗采取每4周皮下注射1次的治疗方式，极大地提高了用药的依从性和便捷性，患者可以居家自行注射，但治疗费用较托珠单抗要高。

2.3 补体靶向治疗 AQP4抗体和抗原结合后激活补体，该过程不仅能引起原发性星形胶质细胞损伤和炎症反应，还能进一步造成少突胶质细胞损伤、脱髓鞘和神经元损伤，所以抑制补体激活可以减轻AQP4抗体和抗原结合后的下游反应。依库珠单抗是末端补体成分5（C5）的单克隆抗体，可以结合C5并抑制其裂解成C5a和C5b，其中C5a既是一种促炎因子又是趋化因子，C5b参与组成膜攻击复合物。因此，依库珠单抗既可通过减少C5a来减轻病灶区域的免疫炎性损伤，又可通过下调C5b减少对星形胶质细胞的攻击［42］。

在一项使用依库珠单抗治疗NMOSD的开放性Ⅱ期试验［43］中，14例AQP4抗体阳性的NMOSD患者中12例在12个月的治疗过程中无复发，5例在停药后5个月内复发，1例患者在治疗期间发生脑膜炎球菌败血症和无菌性脑膜炎。PREVENT（Prevention of Relapses in Neuromyelitis Optica）［44］是一项关于依库珠单抗的随机双盲Ⅲ期临床试验（NCT01892345），观察期为91周，该研究纳入来自18个国家的143例AQP4抗体阳性的NMOSD患者，均为成年人，随机（2∶1）分入依库珠单抗组或安慰剂组，依库珠单抗组的患者在前4周按每周900 mg的剂量服用，此后每2周服用1200 mg，结果显示，96例依库珠单抗组患者中3例（3%）复发，而47例安慰剂组的患者中20例复发（43%），2组间EDSS评分没有显著差异。可见，在AQP4抗体阳性的NMOSD患者中，接受依库珠单抗治疗的患者复发的风险明显低于接受安慰剂治疗的患者。2019年，美国FDA批准依库珠单抗治疗成人AQP4抗体阳性的NMOSD，这是FDA批准的第一种治疗NMOSD的单克隆抗体药物。由于补体系统在对抗感染性疾病时起重要作用，依库珠单抗会增加感染的风险，如常见的上呼吸道感染、腹泻，甚至脑膜炎球菌感染。此外，依库珠单抗价格昂贵，定期用药给患者带来了极大的经济负担。目前，针对补体途径的不同组成部分的药物正在进行临床试验［45］，期待未来会有更多有效的药物投入临床治疗中。

3 结论

目前单克隆抗体药物多针对AQP4抗体阳性的NMOSD开发。但是，由于AQP4抗体阴性与AQP4抗体阳性的NMOSD有不同的临床与免疫学特征，因此针对AQP4抗体阴性患者还需要重新开发、设计、试验新型免疫靶向药物。

尽管单克隆抗体药物治疗NMOSD的临床试验已取得较大进展，有望成为治疗该疾病的潜力药物，但是单抗药物价格昂贵，且安全性仍需进一步考察。随着对NMOSD发病机制的研究不断深入，潜在的治疗靶点和候选药物的数量也在不断增加，包括分泌致病性AQP4抗体的免疫细胞、AQP4抗体本身、调控补体和细胞毒性相关成分、免疫效应分子等的调节剂，以及下游的髓鞘再生和神经保护机制。未来的目标是结合临床研究基础理论，探索合适的治疗靶点，通过临床随机对照试验，将目前的经验性治疗建议转化为基于循证医学证据的标准化治疗。