心源性哮喘治疗

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PD1抗体的半衰期与疗效之间的关系,没 [复制链接]

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原创奇点糕奇点网

药这个东西我们再熟悉不过了,能读到这篇文章的人,应该都用过药(谁没吃过举手让我看看)。

通常情况下,我们较为常见的用药方式有五种:口服、注射、吸入(治疗哮喘的药)、局部用药(各种膏药)和滴鼻。其中以口服和注射最为常见。

决定一种药究竟是注射给药,还是口服的因素有很多,其中比较重要的一个是药物的性质。

我们都知道,蛋白类药物(例如单抗和胰岛素)几乎不能通过口服的方式给药,这主要是因为我们的消化道里面存在大量的蛋白酶,因此吃进去的蛋白类药物很快就会被降解,以氨基酸等形式被肠胃当营养物质吸收了。也就是说,口服蛋白类药物与吃肉在功效上可能没有太大的区别。

因此,单克隆抗体等蛋白类药物,目前只能通过静脉注射或皮下注射的方式给药。

▲该图片由ArekSocha在Pixabay上发布

口服的药物一般会经历吸收入血、分布、代谢和排泄这么几个过程。通俗地说,就是药物怎么进入人体的,进入人体之后主要去哪儿了,怎么被消耗掉的,怎么被排出体外的等等。

搞清楚上面那些问题,对于确定给药剂量和时间,提高疗效,降低不良反应都有重要意义。

接下来咱们一个个地说。

口服药物进入胃肠道以后经过胃肠道吸收进入血浆,被吸收的药物占服用药物的比例被称为生物利用率,不同的药物其生物利用率有很大的差异。前面我们已经说过了,由于抗体类药物属于蛋白药物,因此,静脉注射是主要的给药方式。这样一来,抗体类药物直接进入血液,就没有吸收这一步了。它能全部入血,我们姑且就认为它的吸收效率是%好了。

我们再来看看药物随着血液都去了哪里。

对于小分子药物而言,由于它们足够小,几乎可以通过自由扩散,或者细胞膜表面的运载体,自由快速出入人体各种组织器官,甚至连被血脑屏障保护的严严实实的大脑,很多小分子药物也能自由出入。

▲该图片由ArekSocha在Pixabay上发布

对于抗体这类“体型硕大”的大分子药物而言,从血管中进入组织或器官就没那么容易了。因此抗体类药物进入组织的效率相对较低。不过肾脏、肝脏和脾脏等地方是例外。

这主要是因为流经这些地方的毛细血管,是特殊的有孔毛细血管,孔径在50纳米到纳米之间,而抗体一般小于20纳米[1],显然抗体很容易就能穿过去。所以,在肾脏、肝脏和脾脏等地方,抗体类药物会聚集的比较多。

除此之外,抗体药物还可以通过细胞内吞的方式出入血管。这有点儿像你吸一口左手杯子里的奶茶,然后再原样吐到右手的杯子里。

我们最后再来看看抗体药物代谢和排泄的问题。

小分子药物在体内的代谢主要是依赖于肝脏里的细胞色素P等酶的降解。随后代谢产生的「废物」,就随屎尿排出体外。而抗体的代谢有赖于一种叫做溶酶体的蛋白酶,以及与抗原的特异性结合。由于代谢产物是氨基酸等物质,除了随尿液排出部分之外,还有一部分会被吸收重新利用。

走完上面的流程,进入人体的药物就过完了它的一生。

▲不同类型药物的代谢方式比较

那么药物从进入人体到消耗殆尽需要多长时间呢?

这时我们就要引入半衰期这个概念了。

半衰期,按照字面意思也不难理解,就是从注射完毕开始算起,到血浆内药物剩一半所需要的时间。请注意,谈到半衰期,我们的意思都是指“血浆内”的药物浓度。

如果你高中数学还没还给老师的话,就应该知道,经过一个半衰期之后,血浆内药物消除50%;经过两个半衰期,消除75%;经过三个半衰期,消除87.5%;……经过5个半衰期,药物消除约97%。也就是说约5个半衰期之后,如果不连续给药的话,血浆内基本就没啥药物了[3]。

至于一个半衰期究竟有多长,这与药物本身的性质有关。我们日常吃的小分子药物,半衰期非常短,只有数小时,所以这类药物我们一般是一日三次或者一日一次。而抗体这种蛋白大分子药物,半衰期非常长,从几天到几十天不等,因此这类药物的注射时间一般是数周一次。

为啥抗体半衰期能这么长呢?除了大分子药物与小分子药物的代谢途径不同以外,还有一个重要的原因是抗体能够特异性地和一种特殊的Fc受体——FcRn结合。

FcRn在体内分布广泛,例如许多组织的上皮,内皮细胞及多种免疫细胞等。当血浆中的游离抗体被细胞胞吞至胞内体后,抗体通过Fc区与FcRn结合,而FcRn能够保护抗体不被溶酶体降解,抗体随FcRn转运至细胞膜表面后失去与FcRn的结合,重新释放进入血浆,从而延长了抗体的半衰期。

▲Fc受体与FcRn结合的过程(图源:10./NEJM)

从目前的临床数据来看,已经获批的靶向PD-1/PD-L1通路的抗体,半衰期从5天到20余天不等。

我们之所以要讨论半衰期这个问题,是因为随着免疫检查点抑制剂获批数量的增加,适用于同一个适应症的药物越来越多,选择哪种药物成为患者必须考虑的一个问题。

由于药物的疗效差别不大,很多患者在选择药物的时候开始考虑药物的特性,例如在不同药物之间差别很大的半衰期(比如卡瑞利珠单抗、Avelumab半衰期只有不到一周,而K药O药等却在二~三周甚至更高)。

那么从几天到几十天不等的药物半衰期,对免疫检查点抑制剂的药效和不良反应究竟有啥影响呢?

接下来我们就从药物半衰期的角度,简要的给大家分析一下免疫检查点抑制剂的效果和不良反应问题。

▲免疫攻击癌细胞(红色)(图源:Nature)

学过毒理学的朋友一定知道“剂量决定毒性”,没学过毒理学的朋友肯定也听说过“抛开剂量谈毒性就是耍流氓”。当然了,咱们这里说的“毒性”是针对癌细胞而言的。如果注射到患者体内的药物剂量不足,对于癌细胞的杀伤力就会大大减弱。

因此药物的半衰期对于确定给药时间和给药剂量是非常重要的。

举个简单的例子,我们常吃的各种抗生素属于小分子药物。它们在体内的代谢方式基本是线性的,血浆中药物浓度与治疗效果是直接相关的。

由于小分子药物的半衰期只有短短数小时,所以我们平时吃的很多药物,是一日服用三次,这主要就是为了维持药物在血浆中的有效浓度。

而抗体这种蛋白大分子药物的半衰期可以说是非常长了,从几天到几周不等。这是小分子药物和大分子药物在体内的代谢方式不同导致的。

▲图源:Pixabay

按照小分子药物的给药逻辑推理的话。我们不难得出一个结论,那些半衰期短的抗体药物,为了维持体内有效浓度,保持药效,相较于半衰期长的抗体药物需要更频繁的给药。

然而,这种想当然的结论,实际上并不准确。关于这一点,最直接、最有力的证据就是临床试验数据。已经有很多临床数据表明,即使是半衰期只有几天的免疫检查点抑制剂,以数周一次的频率给药,在疗效上也与半衰期长达数周的同类药物疗效一致。

这又是为啥呢?

实际上,这与免疫检查点抑制剂的作用机制有关。下面我们以PD-1抑制剂为例讲一讲。

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