地诺单抗治疗糖皮质激素性骨质疏松的研究进展

杨超富,谭国庆,徐展望

0 引言

糖皮质激素性骨质疏松症(Glucocorticoid-induced osteoporosis,GIOP)是最常见的继发性骨质疏松。在长期使用糖皮质激素(Glucocorticoid,GC)的慢性患者中,有30%～50%的患者发生骨质疏松,引起的骨折常常延迟愈合或不愈合,致残率极高。很多患者必须长期甚至终生使用GC。目前国内临床防治GIOP以抗骨吸收抑制剂为主,尚缺乏安全高效的防治药物。2017年美国风湿病学会发布的最新防治GIOP的指南中首次将地诺单抗作为治疗药物,其具有广阔的应用前景。

1 GIOP的形成机制

额外生理剂量的糖皮质激素(GC)会干扰骨代谢[1],从而导致GIOP的发生。GC可以直接或间接影响骨代谢。直接作用:①减少成骨细胞和骨细胞的数量并抑制其功能,从而抑制骨形成;②促进破骨细胞的形成和功能的增强,从而促进骨吸收。间接作用:①甾体类性激素合成受损;②GC相关肌肉质量损失;③胰岛素样生长因子-1(IGF-1)和IGF-1结合蛋白受抑制;④肾脏和肠道钙吸收减少[1-4]。GC对骨吸收的直接作用通过上调破骨细胞生成而促进,这一途径有赖于OPG/RANKL/RANK信号通路。

2 地诺单抗的作用机制

OPG/RANKL/RANK信号通路可以调节成骨细胞和破骨细胞的动态平衡、预防骨量减少、保证正常的骨更新。RANKL与破骨细胞前体细胞或破骨细胞表面上的核因子受体激活剂(RANK)结合,促进破骨细胞的分化和激活,并抑制其凋亡;骨保护素(OPG)阻止RANKL与RANK的结合,起负性调节作用[5]。地诺单抗作为特异性RANKL的抗体,可发挥类似天然OPG的作用。通过与RANKL特异性结合,从而抑制破骨细胞形成、活化和存活,降低骨折的发生率[6]。而且其对RANKL的结合能力较强,能够在较低的浓度下降低骨重建循环,抑制破骨细胞的作用,增加骨密度和强度[7],降低骨折风险。

3 地诺单抗的临床评估

3.1 地诺单抗的临床研究 目前,关于地诺单抗已进行Ⅳ期临床试验和2项拓展性试验,其药代动力学和药理学规律已经清晰,对于地诺单抗长期规范使用以及联合其他抗骨质疏松(OP)药物用药问题的探讨是目前临床研究的主要方向。

地诺单抗的药代动力学曲线是非线性的,在临床常用的剂量是每6个月60 mg皮下注射[8]。地诺单抗是一种高效的骨吸收抑制剂,能迅速且强烈地抑制骨吸收,且吸收机制是可逆的,停药后治疗效果的维持具有剂量依赖性(剂量越大,疗效维持时间越长,但过高剂量的安全性无法得到保障)[9-10],因此其适合用于临床上长期应用GC造成GIOP的患者。此类患者治疗的目的是维持药物剂量,并能使骨密度逐年稳定增加,相关不良事件发生率较低,而地诺单抗刚好可以满足此需求。Ⅱ期临床试验及其扩展研究表明,长期使用地诺单抗治疗可使骨密度(BMD)持续增加,骨转换标志物(BTM)降低,但突然停药会导致BMD降低、BTM快速增加,再次启用会扭转这种不良状况[9-11]。因此,突然停药风险较大,若临床上患者选用地诺单抗作为长期治疗GIOP的药物,应注意其停药反应,鉴于过高剂量也会导致相关不良事件增加且安全性并未得到评估,所以,为维持药效,地诺单抗联合其他抗OP药物可能是一种不错的治疗手段。

地诺单抗具有长期抗骨折疗效,且药效可以累积。Ⅲ期临床试验及相关扩展性研究表明,长期给药可进一步降低BTM,升高BMD,降低骨折风险等[12-14]。临床研究表明,地诺单抗对BTM和BMD的强大和持续的影响长达10年,这些影响与椎体和非椎体包括髋部骨折的减少有关。地诺单抗对非椎体骨折的预防作用在4～10年更强,表明地诺单抗的后程、长期抗骨折疗效较为突出。地诺单抗血浆半衰期长(32 d),联合用药应确立最佳的给药次序和剂量。由于其血浆半衰期较长,所以地诺单抗每年只需给药2次[8]。如果没有双膦酸盐的后续治疗,不应停用地诺单抗;如果使用双膦酸盐,则需要检查最后一次地诺单抗给药后的最佳给药时间。依据临床经验,地诺单抗在用合成代谢药物之后使用效果很好,但不应在特立帕肽之前给予。从地诺单抗转换为特立帕肽会加速骨转换,导致骨微结构和骨皮质强度的恶化,因此,地诺单抗联合其他抗OP药物进行治疗时,应重新确定给药频次以及剂量,并调整给药顺序,并且,单独使用地诺单抗的长期疗效仍值得肯定。

地诺单抗几乎不会促进任何类型的骨包膜的形成,不会对骨骼的重塑产生影响,仅能通过抑制破骨细胞的生成和活性来增加BMD。一项关于特立帕肽与地诺单抗基于重塑和建模骨形成的AVA研究(Ⅳ期临床试验),选用了每个骨包膜(松质、皮质内、骨膜)中的平均髂骨穿刺活检中基于重塑的骨形成与骨表面的比值(RBF/BS)、基于建模与骨表面的比值(MBF/BS)和超出基于建模的骨形成的部分与骨表面的比值(oMBF/BS)作为评估指标,结果显示,在使用地诺单抗时,3种类型骨形成减少都没有显著变化(维持在与基线相似水平),而用特立帕肽后,3种类型的骨形成均显著增加[15]。随后的一项关于食蟹猴的报道进一步说明,骨骼系统进行持续性骨重塑与地诺单抗给药无关[16],提示可能由于使用地诺单抗从而降低了重塑激活频率,从而导致重塑空间关闭、骨骼无法重塑。因此,对于GIOP患者中骨包膜损失严重、急需重塑骨骼系统的人群,应优先选用特立帕肽等具有重塑机制的抗OP药物进行治疗,随后利用地诺单抗维持BMD持续增长,为地诺单抗的联合用药问题提供思路。

3.2 地诺单抗临床治疗GIOP的有效性 目前,治疗GIOP以一线抗OP药物双膦酸盐等为主,可能合并二线药物,如地诺单抗。然而,由于GIOP患者需要终身服用GC,导致在实际应用中单一使用一线抗OP药物的疗效不甚理想——轻者BMD不会增加,严重者甚至出现骨质减少以及皮质骨或骨小梁结构紊乱。因此,在恰当时机换用地诺单抗等二线抗OP药物很有必要。

本文遴选了6项地诺单抗与双膦酸盐疗效的对照试验;5项评估长时间使用地诺单抗的疗效的前瞻性、回顾性、观察性研究(仅1项使用外周部位进行评估,其余研究均选择腰椎或全髋的BMD作为主要评估指标,而次要评估指标包括骨转换标志物、腰椎高度变化、治疗依从性和AE事件),随访时间一般为12个月。①一项为期12个月的随机对照试验评估了长期服用GC的患者由口服双膦酸盐转为地诺单抗的疗效,结果表明,治疗后,脊柱BMD增加,骨转换标志物受到抑制[17]。②一项随机对照试验评估了地诺单抗和双膦酸盐对肾小球疾病患者GIOP的疗效,结果表明,地诺单抗可抑制骨转换,增加腰椎骨密度(LS-BMD)的效果优于双膦酸盐[18]。③一项多中心、随机、双盲、活性对照、双模拟、非劣效性的对照试验,评估了地诺单抗和双膦酸盐治疗GIOP的疗效,结果表明,地诺单抗对腰椎骨密度的影响优于双膦酸盐,不良事件、严重不良事件及骨折发生率均相似[19]。④针对同时接受双膦酸盐或GC治疗的类风湿性关节炎(RA)患者进行的地诺单抗治疗的随机、双盲、对照试验,评估地诺单抗治疗后对全髋BMD等的影响,扩展了地诺单抗增加RA患者BMD和减少骨转换的证据,并可能为减少RA患者全身骨丢失提供一种新的治疗选择[20]。⑤一项随机、对照试验以长期口服双膦酸盐类药物,但腰椎(LS)或股骨颈(FN)BMD的T评分在-2.5～-1.5,且BMD过去1年没有增加的患者为研究对象,比较其进行继续口服双膦酸盐类药物或转换皮下注射地诺单抗的疗效,结果表明,在增加BMD、抑制破骨细胞活化和提高患者满意度方面,改用地诺单抗比继续使用双膦酸盐更有效[21]。⑥一项为期24个月的地诺单抗与利塞膦酸钠(双膦酸盐类药物)的随机、对照试验,选取了首次使用GC治疗(GC-I)和长期GC治疗(GC-C)的患者作为研究对象,旨在评估受试者皮质骨和骨小梁结构的变化以及预估骨强度,结果表明,地诺单抗在预防GC-I中桡骨远端和胫骨处的骨丢失以及GC-C中桡骨BMD增加方面显著优于利塞膦酸钠[22]。而另外5项关于长期应用地诺单抗治疗的研究均肯定了其在GIOP中的疗效[23-27]。并且,其中一项研究结果表明,地诺单抗显著改善了双膦酸盐预治疗组GIOP患者之前没有改善的L-BMD和H-BMD,表明对于未经双膦酸盐预治疗的GIOP患者,地诺单抗是一个很好的选择[25]。

4 地诺单抗的细胞、动物实验研究

地诺单抗的临床治疗存在一些问题,首先,长期应用地诺单抗等抗骨再吸收药物的相关不良事件的发生率较高,比较常见的是药物相关的颌骨骨坏死(MRONJ),这可能会导致GIOP患者牙齿的过度吸收,进而影响牙齿的再植和稳定性,这引申出了关于地诺单抗停药的“药物假期”对于减少颌骨骨坏死的不良事件发生率的问题。其次,地诺单抗作为一种完全人源化单克隆抗体,在骨免疫学角度对于骨代谢平衡的调节是否有重要作用,是比较前沿的研究方向。最后,常规状态下骨代谢抗体的释放速率有限,是否可以利用新型材料促进其释放,进而在相同时间内提高药效的研究还停留在细胞和动物模型的层次。

4.1 降低不良事件影响的相关研究

4.1.1 “药物假期”的相关研究 颌骨骨坏死(ONJ)是抗再吸收药物主要的严重副作用,抗再吸收停药,通常被称为“药物假期”,已被用于管理ONJ患者。一项“抗吸收类型和停药时间影响ONJ负担”的ONJ大鼠模型实验中,使用二膦酸盐类和地诺单抗替代物OPG-Fc来测试这些临床情况,结果表明,在特定情况下,抗吸收停药可以改善ONJ的发展,但停用地诺单抗的同时需要其他合理的抗OP药物来代替[28]。

4.1.2 间充质干细胞分泌体降低MRONJ发生率的相关研究 MRONJ作为地诺单抗治疗常见的一种不良事件,是一种新出现的骨坏死类型,其发病机制尚不明确,相关研究表明,静脉注射间充质干细胞(MSCs)改善了颌骨骨坏死。一项动物实验研究了来自人骨髓间充质干细胞的无血清条件培养基(MSC-CM)和地诺单抗对破骨细胞分化的影响,结果表明,MSC-CM中的某些细胞因子可维持破骨细胞的功能,并且促进破骨细胞分化,在一定程度上可以抑制地诺单抗的作用,从而减轻MRONJ的症状[29],表明长期应用地诺单抗伴以间充质干细胞移植的治疗,可以降低不良事件发生率,但地诺单抗的累积药物效应是否会受联合用药影响尚不明确。

4.2 骨免疫学机制探究 地诺单抗作为特异性RANKL的单克隆抗体,可以与RANK结合从而抑制破骨细胞的生成。一项关于骨免疫发生机制的体外实验研究表明,活化的B淋巴细胞和T淋巴细胞可通过表达RANKL促进破骨细胞的形成,从而拮抗地诺单抗的功能,表明这些细胞是一个重要的RANKL炎症信号系统。Horwood等[30]从外周血单个核细胞中提取T细胞,并用TGFβ、IL-1α和刀豆蛋白A处理,这些细胞与破骨细胞前体的共同培养使其能够分化为成熟的破骨细胞。在体内,Choi等[31]首次通过细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA4)缺陷小鼠模型证明淋巴细胞活化刺激破骨细胞成熟,又有相关细胞实验研究了抗CD3抗体分离和激活的T淋巴细胞完全抑制破骨细胞的形成[32],表明T细胞在体外可能既刺激又抑制破骨细胞分化,这取决于激活方法和培养中使用的系统类型。随后相关研究进一步证明了T淋巴细胞及其亚型在骨质疏松形成机制中的作用最为重要。由骨质疏松环境引起的Th17/Tregs和Th1/Th2比率的失衡会导致免疫骨生态位失调,从而有利于骨吸收。相反,CD8-T细胞在破骨细胞活性下以自动调节的方式扩张,其有助于抑制骨吸收(Th17、Th1、Th2、CD8-T、Tregs均为T细胞亚型)[33]。研究表明,地诺单抗的过度应用会影响到免疫细胞对RANKL的表达,进而导致骨代谢失调,从而影响到正常的骨免疫系统功能。消除这种不良影响可能通过以下2种途径实现:①应用地诺单抗的停药反应;②通过调节几种T细胞亚型的比例来维持骨免疫生态平衡,从而避免出现严重的免疫学问题。

4.3 新型促进骨代谢抗体吸收机制的研究 新型骨代谢抗体吸收机制可以提高局部骨骼吸收药物的效率。有报道,地诺单抗在添加锌的羟基磷灰石复合材料(HAp/ChS)中释放的生物活性明显高于不添加锌的HAp/ChS[34]。载有硬骨素单抗的HAp/ChS微粒(添加锌)形成的类骨质的面积显著高于对照组(生理盐水),因此,HAp/ChS微粒(添加锌)单克隆抗体的配制方法可用于治疗局部骨病。而在这种释放模型下,地诺单抗的正常用量是否应遵循每6个月60 mg皮下注射、相关不良事件的发生率(尤其是地诺单抗过快吸收对免疫系统的影响)是否会大大增加等问题有待进一步探讨。

5 地诺单抗联合用药的研究

与大多数慢性病不同,OP的治疗通常仅限于已获审批的单一药物、固定剂量和频率,联合用药可能作为一个有价值的临床手段。许多患者通过连续使用2种或多种疗法取得了较为显著的临床疗效,但由于疗效和安全性问题,大多数骨质疏松症药物的长期使用以及疗程的转换仍存在争议。

5.1 地诺单抗联合特立帕肽(Teriparatide)的DATA-Switch研究 一项为期24个月的扩展性研究纳入94例绝经妇女骨质疏松症(PMOP)患者,随机分配接受24个月的特立帕肽(20 μg/d),地诺单抗(每6个月60 mg)或2种药物联合。在此扩展试验中,最初分配给特立帕肽24个月疗程的受试者随后接受了地诺单抗 24个月疗程的治疗,而最初随机分配给地诺单抗24个月疗程的受试者随后接受了特立帕肽24个月疗程的治疗,最初分配给这2种药物联合的受试者随后又单独接受了额外的24个月的地诺单抗(20 μg/d)治疗。在药物转换后6、12、18和24个月,测量髋部、脊柱和腕部的BMD,以及骨转换标志物。结果表明,从特立帕肽或联合治疗过渡到地诺单抗,进一步增加了BMD,而从地诺单抗转换到特立帕肽,会导致脊柱和髋部的暂时性骨质流失以及桡骨干的进行性骨质流失;应用2种药物联合治疗后单独使用地诺单抗,可导致髋部和腕部BMD增加最大[35]。

5.2 地诺单抗联合洛莫索珠单抗(Romosozumab)的FRAME扩展研究 洛莫索珠单抗作为另一种人源化单克隆抗体,可结合并抑制硬化蛋白,具有增加骨形成和减少骨吸收的双重作用。相关扩展研究结合关于PMOP患者的FRAME研究报告,对于全髋或股骨颈T评分≤-2.5的女性,每月接受1次安慰剂或洛莫索珠单抗治疗,持续12个月,然后是开放标签皮下注射:地诺单抗每6个月1次,持续12个月。完成24个月的初步分析期后,符合条件的女性额外接受12个月的地诺单抗治疗。最终评估了36个月的用药结果,包括对新椎体生成量、临床疗效、非椎体骨折发生率的评估、BMD和安全评估[36]。在入组的7 180例女性患者中,5 743例(80%)完成了为期36个月的研究(2 851例受试者接受洛莫索珠单抗联合地诺单抗治疗;2 892例受试者接受安慰剂联合地诺单抗治疗)。结果表明,在受试者群体中,12 个月的洛莫索珠单抗联合24个月地诺单抗治疗组导致持续的骨折减少和持续的BMD增加,且均明显高于12个月的安慰剂联合24个月地诺单抗治疗组。这表明地诺单抗联合洛莫索珠单抗可能成为治疗GIOP的新方案。

5.3 地诺单抗联合天然维生素D或艾地骨化醇(ELD)的临床研究 地诺单抗联合活性维生素D阿尔法骨化醇(ALD)可以有效改善股骨颈和远端前臂骨的BMD,但目前尚无地诺单抗联合艾地骨化醇(ELD)治疗原发性骨质疏松患者的疗效或不良反应的报道。有报道,56例PMOP受试者被分为地诺单抗联合天然维生素D受试组和地诺单抗联合ELD受试组。最终,分析了26例天然维生素D组受试者和24例ELD组受试者。两组患者的腰椎和髋部骨密度均显著增加。然而,两组间腰椎和全髋关节骨密度的增加差异无统计学意义。与基线相比,ELD组在6～12个月时股骨颈骨密度显著增加[37]。本研究显示,与地诺单抗联合天然维生素D相比,地诺单抗联合ELD治疗更能有效地改善股骨颈和远端前臂骨的BMD。因此,ELD可能会增强地诺单抗治疗OP的疗效。

5.4 地诺单抗联合中药复方治疗GIOP的临床展望 由于地诺单抗、特立帕肽等治疗GIOP的特效药在长期大量使用后存在的不良反应和患者的个体差异,单纯的西医治疗方案存在一定局限性。而中医药在辨证论治、整体兼顾、个体化治疗、不良反应小等方面,较西药有一定优势,但中药复方在实际临床使用中往往由于一人一方的个体化治疗方案,导致药味剂量增减的不确定,从而导致很难总结出固定的中成药模式,而且中药复方的靶向作用较弱,发挥药效的疗程较长。因此,采用中西医结合的方式治疗GIOP,可能更有助于促进BMD的增加、抑制骨吸收、降低骨折风险。中医学认为激素是外源性“纯阳”、“邪热”之品[38],长期大量作用于人体后,导致肾失封藏、肾精耗损。由于“肾主骨,生髓”,导致骨骼失充、骨失濡养,属“肾虚骨痿”、“骨痹”范畴。目前,以补肝肾、强筋骨、健脾渗湿、活血化瘀等为用药原则的中药复方在治疗GIOP方面显示了很好的疗效。联合地诺单抗的疗效仍有待进一步研究。

6 展望

GIOP是临床使用GC常见的继发症,其特点是往往依托于某种平衡,因而防治GIOP也是多途径、双向和可逆的。如何建立长效稳定的给药方式并联合其他给药途径累积药效才是治疗的关键。通过探讨地诺单抗的Ⅳ期临床试验,掌握地诺单抗的药理学特点、常规剂量、长期给药的安全性及有效性规律后,就需要考虑如何长期用药并减少不良事件发生,如何联合用药从而确保疗效的累积,如何创新给药方式以提高药物的吸收率等问题,从而确保可以长期维持骨代谢正向平衡、促使骨量增加、减少骨量流失、降低骨折风险。尽管有相关试验结果高度肯定了地诺单抗的疗效,但是地诺单抗在联合用药、确定用药顺序和频次以及在更广泛的患者群体中治疗的研究资料仍然较少,这是一个值得重视的问题。