CC BY
66
© Коллектив авторов, 2019
Авдеева Ж.И., Солдатов А.А., Медуницын Н.В., Мосягин В.Д., Бондарев В.П., Меркулов В.А.
Критерии определения подобия препаратов моноклональных антител, предназначенных для лечения орфанных заболеваний
ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава России, 127051, Москва, Россия
В обзоре приведена информация, касающаяся вопросов определения биоподобия лекарственных препаратов моноклональных антител, предназначенных для лечения редких (орфанных) заболеваний с учетом регуляторных требований, относящихся к орфанным лекарственным препаратам. Приведены общие принципы доказательства сходства/подобия биотехнологических лекарственных препаратов, особенности регуляторных требований к препаратам на основе интактных моноклональных антител, модифицированных антител, конъюгатов, фрагментов иммуноглобулина, белков слияния (fusion proteins) и др.
Приведены сведения об особенностях критериев, лежащих в основе определения двух лекарственных препаратов моноклональных антител, как биоподобных, в случае использования их для лечения орфанных заболеваний, на основе информации, приведенной в нормативных документах.
Ключевые слова: орфанные препараты; моноклональные антитела; biosimilars; биоаналогичные (биоподобные) препараты; доказательство подобия; модифицированные моноклональные антитела
Статья поступила 16.07.2018. Принята в печать 16.08.2018.
Для цитирования: Авдеева Ж.И., Солдатов А. А., Медуницын Н.В., Мосягин В. Д., Бондарев В.П., Меркулов В. А. Критерии определения подобия препаратов моноклональных антител, предназначенных для лечения орфанных заболеваний. Иммунология. 2019; 40 (1): 52-61. doi: 10.24411/0206-4952-2019-11006.
Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава России № 056-00154-19-00 на проведение прикладных научных исследований (номер государственного учета НИР AAAA-A18-118021590046-9).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Для корреспонденции
Авдеева Жанна Ильдаровна -доктор медицинских наук, профессор, главный эксперт ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава России, Москва, Россия E-mail: [email protected]
Avdeeva Zh.I., Soldatov A.A., Medunitsyn N.V., Mosjagin V.D., Bondarev V.P., Merkulov V.A.
Criteria of determination of similarity of monoclonal antibodies intended for treatment of orphan diseases
Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products, 127051, Moscow, Russia
In the review the information, concerning questions of interpreting sameness of medical monoclonal antibody products, intended for treatment rare (orphan) of diseases with the account regulatory requirements, concerning to orphan drags is resulted. The general principles of the proof of similarity of biotechnological medical products, features regulatory requirements to preparations on a basis unmodified monoclonal antibody products, the modified antibodies, antibody conjugates, fragments of an antibody, fusion proteins etc. The data on the features of the criteria underlying definition of two monoclonal antibody drugs, as biosimilar, in the case of their use for the treatment of orphan diseases, based on the information provided in the regulatory documents.
Keywords: orphan drags; monoclonal antibodies; biosimilars; similarity proof; modified monoclonal antibodie
Received 16.07.2018. Accepted 16.08.2018.
For citation: Avdeeva Zh.I., Soldatov A.A., Medunitsyn N.V., Mosjagin V.D., Bondarev V.P., Merkulov V.A. Criteria of determination of similarity of monoclonal antibodies intended for treatment of orphan diseases. Immunologiya. 2019; 40 (1): 52-61. doi: 10.24411/0206-4952-2019-11006. (in Russian)
Acknowledgments. The work was performed under state assignment, research ntsesmp Ministry of health of Russia No. 056-00154-19-00 to conduct applied scientific research (the number of state accounting research AAAA-A18-118021590046-9).
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
For correspondence
Avdeeva Zhanna I. -MD, Professor, Chief Expert, Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products, Moscow, Russia E-mail: [email protected]
Орфанные, или «сиротские», заболевания представляют собой группу редких болезней, при этом орфан-ными называют не просто малораспространенные, но заболевания, которые характеризуют как хронические тяжелые или угрожающие жизни болезни и которые могут приводить к инвалидности, сокращению продолжительности жизни пациентов. В настоящее время описано около 7000 разновидностей таких заболеваний. Распространенность орфанных заболеваний составляет около 1 случая на 2000 населения и реже, однако данная статистика условна, так как одно и то же заболевание может быть редким в одном регионе и частым в другом. Например, проказа часто встречается в Индии, но редко в Европе. В США к перечню орфанных заболеваний относят болезни, которыми страдают менее 100 тыс. больных (т. е. распространенность 7,5 случаев на 10 тыс. населения); в странах Европейского Союза (ЕС) - 215 тыс. (5 на 10 тыс.); в Японии - менее 50 тысяч (4 на 10 тыс.); в Австралии - менее 2 тыс. (1,1 на 10 тыс.); в Великобритании - 1 тыс. больных «ультрасиротскими» заболеваниями (0,18 случаев на 10 тыс.) (см. таблицу) [1].
Впервые в мире в 1983 г. в США был принят закон, регламентирующий статус редких, «сиротских» орфанных заболеваний и лекарственных препаратов, которые применяются для их лечения (Orphan Drag Act (ODA) 21 CFR Part 316). Агентство FDA (Food and Drug Administration) опубликовало разработанные правила реализации закона о таких препаратах от 29 января 1991 г. [2], окончательный вариант правил представлен 29 декабря 1992 г. [3]. В целях уточнения нормативных положений и решения проблем, которые возникли по данному вопросу, начиная с 1992 г., в 2013 г. внесены определенные поправки к части 316 указанных правил [4]. Основная цель данного закона - стимулирование разработки и производства ор-фанных препаратов для лечения редких заболеваний.
Согласно закону, принятому в США в 1983 г., впервые введено определение редких (орфанных) заболеваний, около 1600 известных к тому времени заболеваний (наследственных и ненаследственных) были признаны редкими, а около 300 лекарств отнесены к препаратам-сиротам», или орфанным препаратам. Аналогичные законодательные акты приняты и в Сингапуре (1991), Японии (1993), Южной Корее, Канаде и странах ЕС (1995), Австралии (1997), а также в ряде других стран.
В российском законодательстве впервые определение орфанным заболеваниям дано в 2011 г. в Федеральном законе «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации»1, в котором указано, что к ним относятся заболевания, имеющие распространенность не более 10 случаев на 100 тыс. населения. Перечень редких (орфанных) заболеваний формируется Минздравом России на основании статистических данных и размещается на его официальном сайте в сети Интер-
нет. Постановлением Правительства РФ от 26.04.2012 № 403 (ред. от 04.09.2012)2 обозначен перечень редких болезней, включающий 24 наименования, такие как гемолитико-уремический синдром, нарушение обмена меди (болезнь Вильсона), мукополисахаридоз типа I, типа II и типа III, дефект в системе комплемента, парок-сизмальная ночная гемоглобинурия (Маркиафавы-Ми-кели), апластическая анемия неуточненная и др.
Сведения о характеристике, распространенности орфанных заболеваний и законодательных актах, касающихся указанных заболеваний и орфанных препаратов, отражены в ряде опубликованных обзоров отечественных авторов [5-10].
Редкие болезни условно можно подразделить на 2 группы: наследственные и ненаследственные. Более 80% редких заболеваний имеют наследственную природу, такие заболевания могут не только передаваться от родителей, но и возникать вследствие новых мутаций генов, что может провоцировать развитие заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ, функционирования центральной нервной системы, органов дыхания и т. д. Симптомы редких заболеваний не всегда проявляются сразу после рождения ребенка, они могут развиться через несколько месяцев и даже лет, особенно в случае болезней накопления, таких как мукополисаха-ридоз, болезнь Гоше, болезнь Фабри и др. Как правило, для лечения орфанных заболеваний требуются дорогостоящие препараты, которые характеризуются направленным действием на патогенетически значимые механизмы, задействованные в развитии заболевания.
Особенности разработки орфанных препаратов
Известно, что орфанные заболевания могут приводить к инвалидизации и смертности как в раннем детстве, так и в более позднем возрасте. Именно поэтому особое значение придается внедрению современных методов диагностики и разработке новых эффективных методов терапии редких болезней. Однако диагностика, лечение и профилактика редких заболеваний являются сложной проблемой практического здравоохранения.
В соответствии с п. 6.1 ст. 4 Федерального закона от 12.04.2010 № 61-ФЗ «Об обращении лекарственных средств», «орфанные лекарственные препараты - лекарственные препараты, предназначенные исключительно для диагностики или патогенетического лечения (лечения, направленного на механизм развития заболевания) редких (орфанных) заболеваний».
Разработка патогенетически направленных препаратов очень сложна, поскольку патогенез развития заболевания может быть очень сложным, а подчас он до конца не установлен. В связи с этим разработка орфан-ных лекарственных препаратов требует больших мате-
1 Федеральный Закон от 21.11.2011 № 323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации». Ст. 44, ч. 1.
2 Постановление Правительства России от 26.04.2012 № 403 (ред. от 04.09.2012) «О порядке ведения Федерального регистра лиц, страдающих жизнеугрожающими и хроническими прогрессирующими редкими (орфанными) заболеваниями, приводящими к сокращению продолжительности жизни граждан или их инвалидности, и его регионального сегмента». Первоначальный текст документа опубликован в издании «Собрание законодательства Российской Федерации» от 07.05.2012 № 19. Ст. 2428.
риальных затрат. Однако следует учитывать, что только патогенетическая терапия позволяет остановить прогрессировала заболевания, способствует обратному развитию симптомов болезни и значительно улучшает качество жизни больных.
Сложности при разработке препарата также могут быть связаны с подбором контингента при проведении клинических исследований ввиду малой распространенности орфанных заболеваний. При этом необходимо отметить, что популяция таких пациентов будет очень неоднородной (по возрасту, полу, сопутствующим заболеваниям и другим признакам) по сравнению с носителями других, более массовых заболеваний. Все вышеуказанные факторы затрудняют производство подходящего для большей части популяции пациентов лекарственного препарата, а также его последующую реализацию. Учитывая малое число профильных пациентов, объем продаж будет очень небольшим, что приведет к существенному увеличению стоимости лекарственного препарата. В конечном итоге производство орфанного препарата станет убыточным.
Для преодоления данных проблем требуется государственная или спонсорская финансовая поддержка разработчиков и производителей препарата для стимулирования исследований по изучению патогенеза ор-фанных заболеваний и разработке препаратов для их диагностики и лечения.
В США предусмотрены налоговые льготы производителям орфанных препаратов. В развитых странах (Франция, Великобритания, Канада, Австралия, Япония и некоторых других) также предусмотрена программа финансирования лечения орфанных заболеваний, поскольку самостоятельно оплачивать многомиллионные закупки препарата абсолютное большинство пациентов не в состоянии. Финансирование лечения орфанных заболеваний является высокозатратной статьей в государственном бюджете.
В России в настоящее время действует программа «7 нозологий», по которой выделяются средства на приобретение лекарств для пациентов, страдающих одним из 7 заболеваний, требующих дорогостоящего лечения; 4 из них относятся к числу редких болезней: гемофилия, муковисцидоз, гипофизарный нанизм и болезнь Гоше.
В США стимулом для разработки лекарственных препаратов, предназначенных для лечения редких заболеваний, служит положение, приведенное в законах об орфанных препаратах, касающееся периода исключительного одобрения. Согласно данному указанию регу-ляторными органами во время установленного периода не регистрируется никакой другой препарат, предназначенный для применения по тем же показаниям, что и ранее зарегистрированный орфанный препарат. Период исключительного одобрения признан не только в США, но и в других странах мира, он определяется сроком до 10 лет (в Японии - 5 лет, США - 7 лет, странах ЕС - 10 лет). Признание периода исключительного одобрения является более значимым положением, чем положение о патентной защите препарата.
В США в составе FDA существует подразделение Office of Orphan Products Development (OOPD), функции которого предусматривают утверждение орфанных препаратов. В соответствии с законодательством США разработанный препарат после окончания периода исключительного одобрения может быть зарегистрирован как оригинальный, предназначенный для лечения того же редкого заболевания, только в том случае, если заявитель продемонстрирует его большую клиническую эффективность или докажет, что он вызывает меньше побочных эффектов, чем зарегистрированный орфан-ный препарат. В противном случае вновь разработанный препарат должен рассматриваться как биоподобный ранее утвержденному орфанному препарату, если он будет соответствовать требованиям, предъявляемым к биоподобным лекарственным препаратам [11, 12].
Благодаря современным достижениям науки количество новых орфанных лекарственных препаратов направленного действия постоянно увеличивается, а также совершенствуются схемы лечения больных, страдающих редкими заболеваниями. Разработка генно-инженерных методов, в частности технологии рекомбинантных ДНК, позволяет получать молекулы белка с заданными свойствами, на основе которых разрабатываются современные биотехнологические лекарственные препараты, которые применяются для лечения тяжело протекающих заболеваний. Широкое и успешное использование биотехнологических лекарственных препаратов на основе моноклональных антител (МкАТ) стимулирует фармпроизводителей разрабатывать препараты МкАТ, в том числе биоподобных, для лечения и орфанных заболеваний.
Следует отметить, что принципы доказательства подобия биотехнологических лекарственных препаратов, в частности препаратов на основе МкАТ, предназначенных для лечения редких заболеваний, отличаются от принципов установления подобия для данной группы препаратов, применяемых для лечения других заболеваний.
Общие принципы доказательства подобия неоригинальных биотехнологических лекарственных препаратов
Окончание срока патентной защиты на оригинальный биотехнологический препарат позволяет разрабатывать/воспроизводить новые версии действующего вещества и регистрировать на его основе лекарственный препарат как биоподобный ранее утвержденному оригинальному препарату.
Разработка нормативных требований для оценки качества, доклинического и клинического изучения биоподобных препаратов (biosimilars) проводится Европейским медицинским агентством (European Medicines Agency - ЕМА) с начала 2000-х гг. В разработанных документах отражены общие принципы доказательства сходства/подобия нового и оригинального (рефе-
рентного) препаратов [13-16]. Аналогичные вопросы нашли отражение в документах ВОЗ [17, 18], FDA [19, 20], в отечественных руководствах [21, 22]. Согласно определению ЕМА, «биоподобным препаратом является биологический лекарственный препарат, который содержит новую версию действующего вещества зарегистрированного оригинального (референтного) препарата, и продемонстрировано сходство/подобие биоподобного и референтного препаратов по показателям качества, биологической активности, эффективности и безопасности». По определению FDA данная группа препаратов «имеет высокую степень сходства по показателям качества, безопасности и эффективности с препаратом сравнения (оригинальным, референтным), а выявленные незначительные различия не имеют клинической значимости».
Согласно международным требованиям, все этапы разработки биоподобного препарата основаны на демонстрации сходства/биоподобия (biosimilarity) с оригинальным (референтным) препаратом путем проведения прямых сравнительных исследований с целью доказательства высокого сходства их показателей качества, эффективности, безопасности и иммуногенности.
Первым этапом доказательства подобия является сравнительная оценка качества препаратов с использованием широкого спектра аналитических методик, характеризующихся достаточно высокой чувствительностью, что позволяет выявить потенциальные различия между препаратами. Демонстрация высокой степени сходства препаратов на этапе оценки качества дает возможность сократить объем исследований на последующих этапах, при сравнительном доклиническом и клиническом исследовании.
Учитывая особенности и сложности создания ор-фанных препаратов, FDA разрабатываются требования, регламентирующие условия доказательства подобия вновь разработанного орфанного препарата с ранее утвержденным препаратом. Общим положением является то, что для биоподобных препаратов на основе макромолекул, предназначенных для лечения редких заболеваний, как и для биоподобных препаратов для лечения заболеваний, не относящихся к категории ред-ких/орфанных, не могут быть применимы требования, предъявляемые при доказательстве сходства/подобия препаратов, получаемых путем химического синтеза, которые рассматриваются как воспроизведенные препараты (дженерики).
В связи с этим при установлении критериев доказательства подобия орфанных препаратов, т. е. критериев, на основании которых решается вопрос о том, можно ли рассматривать 2 биотехнологических препарата как подобные, прежде всего следует учитывать, что критерии для препаратов на основе макромолекул отличаются от критериев для препаратов на основе малых молекул [11, 12].
Препараты на основе макромолекул включают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы или их комплексы. Первым этапом доказательства подобия вновь разработанного
препарата, заявляемого в качестве биоподобного, и оригинального (референтного) препарата является сравнительная оценка качества, включающая изучение структурных, физико-химических характеристик и биологических свойств. Согласно документам FDA, макромолекулярный препарат является биоподобным с другим, ранее утвержденным препаратом, если он «имеет сходные принципиально важные молекулярные структурные характеристики (но не обязательно все структурные особенности) и предназначен для применения по тем же показаниям, что и ранее утвержденный препарат...» [11].
В документах FDA приведено разъяснение, что 2 белковых препарата могут рассматриваться как подобные, «если различия в структуре между ними обусловлены только посттрансляционными модификациями, ошибкой трансляции или транскрипции или выявлены лишь минимальные различия в аминокислотной последовательности...» [11]. Указанные характеристики являются уникальными и касаются только молекул антител, их сравнительная оценка лежит в основе установления сходства/подобия препаратов МкАТ. Учитывая, что это орфанные препараты, в документах FDA приведены дополнительные рекомендации о том, в каком случае 2 препарата МкАТ можно рассматривать как подобные.
Результаты последних научных исследований свидетельствуют, что внимание производителей также будет направлено на разработку лекарственных препаратов на основе растворимых Т-клеточных рецепторов, предназначенных для терапевтического применения. Положения, лежащие в основе интерпретации результатов доказательства подобия/сходства препаратов МкАТ, должны быть применимы и к лекарственным препаратам на основе растворимых Т-клеточных рецепторов.
Структурные особенности антител и Т-клеточных рецепторов
Известно, что молекула антитела состоит из 4 полипептидных цепей: двух идентичных тяжелых (Н) и двух идентичных легких (L) цепей. В обеих тяжелых и легких цепях выделяют вариабельные (V) и константные (C) домены. Участки, образующиеся за счет комбинирования V-доменов Н- и L-цепей (VH-VL), формируют структуру, ответственную за специфическое связывание антигена. При этом константная область тяжелой цепи не связана с распознаванием антигена, она ответственна за эффек-торные функции, такие как фиксация комплемента и зависимая от антител клеточная цитотоксичность (рис. 1).
N-концевые аминокислотные участки тяжелой и легкой цепей индивидуальных молекул иммуноглобулина (вариабельные домены) имеют разные последовательности, тогда как аминокислотная последовательность С-региона (константные или С-домены) постоянна в пределах одного изотипа (класс или подкласс) иммуноглобулина.
При анализе аминокислотных последовательностей вариабельного домена были определены 3 гипервариабельных участка с высокой вариабельностью между
■ 1- •
Ь-цепь Н-цепь
Эпитоп
СБЯв участки
Рис. 1. Схема строения молекулы иммуноглобулина класса О
(ДО)
индивидуальными молекулами. Эти участки играют ключевую роль в распознавании и связывании антигена, они известны как участки, определяющие комплементар-ность связывания антигена (СБЯ1, СБЯ2 и СБЯ3) [23]. Также в вариабельном домене выделяют 4 участка с относительно постоянным составом, которые определяют как каркасные/рамочные участки (РЯ1, ЕЯ2, и ЕЯ4).
Согласно системе КаЪа1 положение СБЯз 1, 2, и 3 участков соответствует расположению 24-34, 50-56 и 89-97 аминокислотных остатков в легких цепях и расположению 31-35, 50-65 и 95-102 аминокислотных остатков в тяжелых цепях, соответственно трем указанным участкам [24]. По определению Информационной системы международной иммуногенетики (ГМвТ), положение СБЯз 1, 2 и 3 участков в тяжелой и легкой цепях соответствует расположению 27-38, 56-65 и 105-117 аминокислотных остатков, соответственно [25]. Хотя позиции этих аминокислотных остатков определяют границы каждого СБЯ^-связывающего участка, длины СБЯв-участков могут варьировать [24, 25].
Гипервариабельные участки УН- и УЬ-регионов, т. е. СБЯв-участки Н- и Ь-цепей, расположенные в зоне изгибов полипептидных цепей, повернуты навстречу друг другу и формируют гидрофильный канал, соответствующий антиген-связывающему участку (активному
СБ4
СБ8
4-
1ТАМ
1ТАМ
С с
Рис. 2. Схема Т-клеточного рецептора и связанных с ним молекул [26]
центру) антител, т. е. сайту связывания антигена в молекуле иммуноглобулина. Результаты электронной микроскопии свидетельствуют о том, что гидрофильный канал представляет собой полость длиной 6 нм и шириной 1,2-1,5 нм [23, 26].
СБЯв-участки создают антиген-связывающий карман/канал за счет взаимодействия между тяжелой и легкой цепями вариабельных регионов, в то время как каркасные/рамочные участки формируют структуру, на которой располагается антиген-связывающий карман/ канал, т. е. рамочный регион обеспечивает необходимую конформацию СБЯз-участков.
Детально структурное строение активных центров антител и их специфическое взаимодействие с антигеном изучены с помощью рентгеноструктурного анализа кристаллов молекул иммуноглобулинов. Установлено, что гипервариабельные участки У-доменов входят в состав активного центра не полностью, поверхность анти-генсвязывающего участка захватывает только около 30% СБЯв [26]. Сверхвысокая вариабельность СБЯз и активных центров обеспечивает уникальность молекул иммуноглобулинов, синтезируемых В-лимфоцитами одного клона, не только по структуре, но и по способности связывать различные антигены.
Сложность анализа физико-химических характеристик и специфической активности препаратов на основе МкАТ обусловлена их молекулярной структурой, зависимостью проявлений биологической активности как от структуры антиген-связывающего сайта, посттрансляционных изменений, профиля гликозилирования, наличия и состава изоформ, так и от конформационной структуры белка.
Проявления биологической активности препаратов МкАТ опосредованы специфическим взаимодействием Р(аЪ)2-фрагмента МкАТ с соответствующим лигандом, а также связыванием с Бе-рецепторами на клетках, участвующих в реализации иммунных реакций, таких как антителозависимая клеточно-опосредованная цитоток-сичность (АЗКЦ), комплементзависимая цитотоксич-ность (КЗЦ) и апоптоз.
Чрезвычайно широкая вариабельность специфичности, характеризующая иммуноглобулины, гарантирует защиту организма от самого неожиданного антигенного материала, с которым возможен контакт. Для обеспечения такой вариабельности иммуноглобулинов задействованы разнообразные механизмы. Специфичность антител зависит от взаимодействия вариабельных доменов легких и тяжелых цепей, формирующих СБЯв-участки. Генетический контроль структуры иммуноглобулинов осуществляется большим набором У-генов и незначительным числом дополнительных Б- и 1-мини-генов. Случайная комбинация одного из У-генов с одним из I- и Б- генных сегментов (мини-генов) лежит в основе вариабельности антител, меняющейся от белка к белку. Количество У-генов, Б- и I- мини-генов для тяжелых и легких цепей таково, что в условиях случайной рекомбинации возможно потенциальное образование до 1,6-107 отличающихся антител [27].
В действительности разнообразие антител значительно выше. Свой вклад в разнообразие иммуноглобулинов вносят явления, сопутствующие рекомбинации: случайный захват пограничных, не включенных в стандартный генный сегмент нуклеотидов; некомплементарные вставки (достройки) при сшивке одного генного сегмента с другим; участие псевдогенов как поставщиков нуклеотидов в основной функционирующий У-ген, затрагивающий V-, но не С-ген; нарушение рамки считывания у Б-сегментов; соматический мутагенез. В связи с наличием указанных факторов возможно формирование свыше 1-1010 различных антител [28].
Механизмы генерации разнообразия антител одинаковы для всех антител, независимо от процесса: продуцируются иммортализованными клетками как МкАТ или синтезируются в организме при антигенной стимуляции в виде поликлональных антител. Все молекулы иммуноглобулинов, продуцируемые одной конкретной В-клеткой, построены из идентичных Н- и Ь-цепей, имеют один и тот же изотип и аллотип, а также обладают одинаковой специфичностью к антигену. Только клетки, относящиеся к одному клону, т. е. происходящие от одного предшественника, продуцируют идентичные иммуноглобулины, если в их V- генах не появилась мутация.
МкАТ - действующее вещество рассматриваемых лекарственных препаратов, является продуктом одного клона клеток, однако, учитывая вышесказанное о множестве различных процессов, участвующих в формировании разнообразных антител, маловероятно, что независимо полученные МкАТ с одинаковой антигенной специфичностью будут иметь идентичные аминокислотные последовательности.
Клеточный рецептор, экспрессируемый на мембране Т-лимфоцитов (ТСЯ), как и иммуноглобулины, относится к антиген-распознающим молекулам. Различают 2 типа рецепторов: арТСЯ и у5ТСЯ, в состав которых соответственно входят по 2 полипептидные цепи (а и в) и (у и 5). ТСЯ является структурой, связанной с мембраной в своей нативной функциональной форме, растворимые молекулы ТСЯ не образуются.
Димеры ав и у5 являются антиген-распознающей частью ТСЯ. Цепи ТСЯ сходны по своей структуре с Ь-цепями иммуноглобулинов. Каждая цепь ТСЯ имеет 2 внеклеточных домена - вариабельный (V) и константный (С). В V-доменах ТСЯ, как и в V-доменах иммуноглобулинов выделяют 3 СБЯ^-участка, имеющих гипервариабельную последовательность аминокислот, определяющих специфичность связывания с антигеном, и 4 каркасных участка, характеризующихся относительным постоянством аминокислотной последовательности (рис. 2).
В отличие от антител, распознающих эпитопы свободных антигенов, авТСЯ распознает пептидные фрагменты антигенов в комплексе с молекулой главного комплекса гистосовместимости (ГКГ). Каждый Т-лимфоцит может экспрессировать только один тип ТСЯ - ав или у5. При этом более 95% зрелых Т-клеток, которые цир-
кулируют в крови и лимфе, а также локализуются во вторичных лимфоидных органах, несут оф-тип рецептора. Субпопуляция Т-клеток, экспрессирующих у5-тип рецептора, составляет 1-3%, эти клетки в основном локализуются в слизистой оболочке кишечника. В состав клеточного рецептора входит также комплекс полипептидных цепей, определяемых как CD3, и димер Z-цепей, определяемый как CD274. Во внутриклеточной части у-, 5- и е-цепей содержится мотив ITAM, к указанным цепям примыкает тирозинкиназа Fyn. Все полипептидные цепи, формирующие CD3 и CD274, а также примыкающая к ним тирозинкиназа Fyn, участвуют во внутриклеточной передаче сигналов при активации Т-клетки за счет специфического взаимодействия TCR с соответствующим антигеном. Указанный комплекс выполняет сигнальную функцию.
Т-клеточный рецептор характеризуется аналогичной широкой вариабельностью, которая также генерируется за счет нескольких специфических зародышевых генов T- клеточного рецептора и за счет соматического мутагенеза, подобных тем, которые описаны для антител.
Принципы установления подобия/сходства препаратов моноклональных антитела
В документе, разработанном FDA [11], изложены рекомендации, касающиеся препаратов МкАТ, которые представлены интактными антителами, фрагментами антител, конъюгатами, препаратами на основе слитных белков (белки слияния - fusion proteins). Также к данной группе препаратов относятся би- и мультиспецифи-ческие антитела, препараты на основе фрагментов иммуноглобулинов, которые содержат пару вариабельных доменов легкой и тяжелой цепи (VH-VL), единичный V-домен или комбинацию единичных V-доменов, в которых CDRs-участки формируют антиген-связывающий участок.
Важно подчеркнуть, что положения, изложенные в указанном документе, относятся только к перечисленным группам интактных и модифицированных препаратов МкАТ и не относятся к препаратам на основе фрагментов антител или слитым белкам, которые содержат соответствующий пептид и только константный домен иммуноглобулина и не содержат антиген-связывающий участок иммуноглобулина.
Подобие/сходство препаратов немодифицированных МкАТ
Определение подобия/сходства макромолекул в соответствии с положениями Закона об орфанных препаратах и его подзаконных актов основывается на изучении молекулярной структуры препаратов [11]. При определении подобия/сходства немодифицированных МкАТ в соответствии с указанными документами заключение должно базироваться на результатах оценки CDRs участков тяжелой и легкой цепей вариабельных
регионов, которые выявляют главные функциональные особенности молекулярной структуры препаратов МкАТ. Последовательности аминокислот CDRs-участков определяют в соответствии с системами Kabat или IMGT, как указано выше [24, 25].
По мнению FDA, в соответствии с нормативными положениями данных документов, 2 препарата МкАТ могут быть рассмотрены как подобные/сходные, если аминокислотные последовательности CDRs-участков не отличаются или если между ними выявляются минимальные различия в аминокислотных остатках. Другие потенциально важные отличия аминокислот, определяемые вне CDRs-участков, такие как различия в профиле гликозилирования или различия, связанные с посттрансляционными модификациями, не обязательно указывают на то, что данные препараты должны рассматриваться как разные.
FDA при наличии таких различий в структуре молекул МкАТ рекомендует делать заключение индивидуально в зависимости от конкретного случая. Информация, которая важна для принятия решения о биоподобии, включает оценку аминокислотных последовательностей тяжелой и легкой цепей вариабельных доменов препаратов антител, любых изменений в аминокислотных последовательностях других регионов антител и любых изменений в структуре антигенной детерминанты или участке, расположенном вблизи активного сайта, имеющих значение для связывания антигена, которые были внесены разработчиком препарата.
Критерии определения подобия/сходства конъюгированных антител, препаратов на основе белков слияния/fusion proteins, биспецифических и мультиспецифических антител
Препараты МкАТ могут быть в виде конъюгатов, в которых антитела конъюгированы химическими методами с радионуклидами, лекарственными препаратами, макромолекулами или другими агентами, а также они могут быть представлены в виде белков слияния/fusion proteins. Препараты МкАТ в виде белка слияния содержат оба участка вариабельной цепи VH-VL, где одна из этих цепей (обычно VH или CH) и другой белок синтезируются как единая аминокислотная цепь. Эти типы препаратов отличаются от немодифицированных МкАТ тем, что у них, как правило, есть важные дополнительные функциональные свойства. Указанные препараты чаще всего имеют меньшую молекулярную массу и поэтому приобретают дополнительные свойства, присущие низкомолекулярным лекарственным препаратам. Кроме того, проявления активности препарата будут обусловлены также особенностью молекулярной структуры, связанной с конъюгированной или слитной макромолекулой.
Согласно положениям, изложенным в рассматриваемом документе FDA, для таких препаратов предполагается установить следующие регуляторные требования. Определение подобия/сходства указанных препаратов
на основе белков слияния будет основано на определении подобия/сходства фрагментов МкАТ и подобия/ сходства другого функционально активного элемента конъюгированной молекулы [11].
Выявление различия в любом из этих элементов дает основание сделать заключение о том, что молекулы действующего вещества двух сравниваемых препаратов различны. В то же время 2 препарата конъюгированных МкАТ или 2 препарата на основе белков слияния могут рассматриваться как подобные/сходные препараты, если последовательности аминокислотных остатков CDRs-участков антитела и функционального элемента конъюгированной молекулы являются подобными.
В настоящее время современные достижения биотехнологии позволяют получать препараты МкАТ, характеризующиеся двойной или множественной специфичностью. Имеются производственные платформы, на основе которых базируется производство би- и мульти-специфических МкАТ.
В принципе, биспецифические антитела генерируются путем объединения тяжелой и легкой цепей от МкАТ одной специфичности с парой тяжелой-легкой цепи от МкАТ другой специфичности, в связи с чем биспецифические антитела имеют в своей структуре 2 различных CDRs-участка. Кроме того, биспецифиче-ские антитела могут быть составлены из двух отдельных V-доменов от МкАТ, характеризующихся различной специфичностью. Мультиспецифические антитела обычно содержат несколько единичных V-доменов от различных МкАТ или несколько VH-VL пар, причем каждая из них имеет уникальную специфичность.
Согласно устанавливаемым критериям, 2 препарата би- или мультиспецифических антител могут рассматриваться как подобные препараты, если все CDRs-участки всех V-доменов, включенных в структуру антител, являются подобными или имеются лишь минимальные различия в аминокислотных последовательностях этих участков.
Изменения в структуре антител, которые не всегда указывают на различия между двумя препаратами МкАТ, имеющими подобные CDRs-регионы
В ряде случаев для оптимизации проявлений функциональных свойств препаратов на основе МкАТ разработчиком могут быть внесены изменения в структурные характеристики МкАТ. При этом следует отметить, что рассматриваются препараты, в которых изменения внесены в структуры регионов молекулы IgG, не относящиеся к CDRs-участкам. По мнению FDA, при определении подобия/сходства двух таких препаратов МкАТ, предназначенных для лечения орфанных заболеваний, характеризующихся подобными CDRs-участками, различия в структуре не всегда свидетельствуют о том, что 2 препарата являются различными лекарственными препаратами, в соответствии с Законом об орфанных препаратах и его подзаконных актов.
Достижения в области клонирования генов и генно-инженерных технологий открывают новые перспективы в разработке более эффективных и модифицированных препаратов МкАТ.
Ниже приведена информация о том, при каких изменениях в структуре молекул двух препаратов МкАТ, характеризующихся подобными CDRs участками и предназначенных для лечения орфанных заболеваний, при определении их подобия/сходства не рассматриваются FDA как различные лекарственные препараты в соответствии с Законом об орфанных препаратах и его подзаконных актов.
Рамочный/каркасный регион
Возможны изменения каркасного региона молекулы IgG - участка вариабельной части молекулы, характеризующейся меньшей изменчивостью по сравнению с гипервариабельными участками.
Изменения каркасного региона могут быть связаны с гуманизацией МкАТ нечеловеческого происхождения, созданием или модификацией препаратов гуманизированных МкАТ, характеризующихся минимальным наличием аминокислотных последовательностей грызунов (мыши или крысы), присутствующих только CDRs-регионах. Возможны также другие инженерные преобразования определенных аминокислотных остатков каркасного региона, которые важны для контакта с антигеном или стабилизации активного сайта связывания антигена.
Константный регион (константные домены цепей иммуноглобулина)
Различия константных регионов иммуноглобулина препаратов МкАТ могут быть обусловлены следующими факторами:
• принадлежностью иммуноглобулина к определенному классу или подклассу IgG, константные области которых различаются;
• изменениями определенных аминокислотных остатков, внесенными разработчиком препарата с целью изменения эффекторных функций иммуноглобулина, обусловленных связыванием с Fc-рецептором;
• видовым происхождением константной области иммуноглобулина МкАТ, что заложено в характеристику препарата на этапе его разработки.
■ Литература
1. McGabe C., Claxton K., Tsuchiya A. Orphan drugs and the NHS: should we value rarity? BMJ. 2005; 331: 1016-9.
2. FDA, Orphan Drug Regulations Proposed Rule, 56 FR 3338 (Jan. 29, 1991).
3. FDA, Orphan Drug Regulations Final Rule, 57 FR 62076 (Dec. 12, 1992).
4. FDA, Orphan Drug Regulations Final Rule, 78 FR 35117 (June 12, 2013).
5. Новиков П.В. Проблема редких (орфанных) заболеваний в Российской Федерации: медицинские и нормативно-правовые аспекты ее решения // Тер. арх. 2014. Т. 86, № 12. С. 3-12.
Фрагменты антител
Препараты интактных МкАТ и препараты на основе фрагментов антител, имеющие подобные последовательности CDR-участка или лишь незначительные различия аминокислотных последовательностей, не рассматриваются как различные препараты. Данное положение имеет отношение и к препаратам на основе пептидов и целых белковых молекул иммуноглобулина при их рассмотрении в качестве подобных, предназначенных для лечения редких заболеваний. В документе агентства указано, что «...согласно требованиям FDA, для того чтобы пептид, который по своим свойствам близок к свойствам белкового препарата, мог рассматриваться как другой оригинальный препарат, требуется убедительное доказательство, что пептид по клинической эффективности превосходит белковый препарат» [11].
Заключение
Разработке новых эффективных методов терапии редких заболеваний и внедрению современных методов их диагностики придается особое значение, поскольку такие заболевания начиная с раннего возраста могут привести к инвалидизации и смертности пациентов. В связи с тем, что разработка орфанных препаратов является высокозатратным мероприятием, в медицинскую практику актуально внедрение биоподобных качественных препаратов. Опыт применения биоподобных лекарственных препаратов свидетельствует о том, что конкурентное использование биоподобных препаратов создает преимущества для системы здравоохранения, поскольку позволяет пациентам получать лечение эффективными биотерапевтическими препаратами соответствующего качества. Однако требования к доказательству подобия вновь разработанных препаратов, заявляемых как биоподобные, предназначенные для лечения редких заболеваний, отличаются от других групп биоподобных биотерапевтических препаратов, применяемых для лечения других, не орфанных заболеваний. Все это требует совершенствования отечественной нормативной базы, регламентирующей условия регистрации биоподобных препаратов с учетом требований, предъявляемых для орфанных препаратов, а также гармонизации с международными требованиями, что будет способствовать оказанию качественной медицинской помощи пациентам, страдающим редкими заболеваниями.
6. Олефир Ю.В., Дигтярь А.В., Рычихина Е.М. Предпосылки и цели установления орфанного статуса лекарственного препарата. Мировой опыт и требования законодательства Российской Федерации. Аналитический обзор. Междунар. журн. прикладных и фундаментальных исследований. 2016; 6: 335-53.
7. Новиков В. П. Правовые аспекты редких (орфанных) заболеваний в России и в мире. Медицина. 2013; 4: 53-73.
8. Бунятян Н.Д., Васильев А.Н., Гавришина Е.В., Ниязов Р.Р. и др. Орфанные лекарственные препараты: США, Европейский союз и Россия. Ремедиум. 2013; 11: 47-52.
9. Солдатов А.А., Авдеева Ж.И., Алпатова Н.А., Медуницын Н.В. и др. Орфанные препараты, принципы их регистрации и применения. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2015; 3 (55): 4-16.
10. Солдатов А.А., Авдеева Ж.И., Алпатова Н.А., Олефир Ю.В. и др. Орфанные препараты для лечения редких болезней. Сибир. науч. мед. журн. 2017; 37 (2): 27-35.
11. Guidance for Industry Interpreting Sameness of Monoclonal Antibody Products Under the Orphan Drug Regulations U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Center for Drug Evaluation and Research (CDER) Office of Orphan Products Development (OOPD). April 2014 CMC.
12. Kataria M.K., Garg M., Anand V., Bilandi A. et al. An insight on regulations governing orphan diseases and drugs. Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci. (RJPBCS). 2011; 2 (3): 373-85.
13. Guideline on Similar Biological Medicinal Products (CHMP/437/04).
14. Guideline on Similar Biological Medicinal Products Containing Biotechnology-Derived Proteins as Active Substance: Quality Issues (EMEA/CHMP/BWP/49348/2005).
15. Guideline on Similar Biological Medicinal Products Containing Biotechnology-Derived Proteins as Active Substance: Non-Clinical and Clinical Issues (EMEA/CHMP/BMWP/42832/2005).
16. Guideline on similar biological medicinal products containing biotechnology-derived proteins as active substance: quality issues (revision 1) EMEA/CHMP/BWP/247713/2012. London. 22 May 2014. Effective date: 1 Desember 2014.
17. Guidelines on evaluation of similar biotherapeutic products (SBPs). WHO Expert Committee on Biological Standardization. Geneva : World Health Organization, 19 to 23 October 2009.
■ References
1. McGabe C., Claxton K., Tsuchiya A. Orphan drugs and the NHS: should we value rarity? BMJ. 2005; 331: 1016-9.
2. FDA, Orphan Drug Regulations Proposed Rule, 56 FR 3338 (Jan. 29, 1991).
3. FDA, Orphan Drug Regulations Final Rule, 57 FR 62076 (Dec. 12, 1992).
4. FDA, Orphan Drug Regulations Final Rule, 78 FR 35117 (June 12, 2013).
5. Novikov P.V. The problem of rare (orphan) diseases in the Russian Federation: medical and regulatory aspects of its solution. Terapevticheskiy arkhiv. 2014; 86 (12): 3-12. (in Russian)
6. Olefir Yu.V., Digtyar' A.V., Rychikhina E.M. Background and purpose of establishing orphan status of the drug. International experience and the requirements of the legislation of the Russian Federation. Analytical review. Mezhdunarodniy zhurnal prikladnikh i fundamental'nikh issledovaniy. 2016; (6): 335-53. (in Russian)
7. Novikov P.V. Legal aspects of rare (orphan) diseases in Russia and in the world. Meditsina. 2013; (4): 53-73. (in Russian)
8. Bunyatyan N.D., Vasil'ev A.N., Gavrishina E.V., Niyazov R.R. et al. Orphan drugs: USA, European Union and Russia. Remedium. 2013; (11): 47-52. (in Russian)
9. Soldatov A.A., Avdeeva Zh.I., Alpatova N.A., Medunitsyn N.V. et al. Orphan drugs and the principles of their marketing authorization procedures and clinical use. BIOpreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie. 2015; 3 (55): 4-16. (in Russian)
10. Soldatov A.A., Avdeeva Zh.I., Alpatova N.A., Olefi Yu.V. et al. Orphan medicines towards rare diseases treatment. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal. 2017; 37 (2): 27-35. (in Russian)
11. Guidance for Industry Interpreting Sameness of Monoclonal Antibody Products Under the Orphan Drug Regulations U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Center for Drug Evaluation and Research (CDER) Office of Orphan Products Development (OOPD). April 2014 CMC
12. Kataria M.K., Garg M., Anand V., Bilandi A. et al. An insight on regulations governing orphan diseases and drugs. Res J Pharm Biol Chem Sci. (RJPBCS). 2011; 2 (3): 373-85.
13. Guideline on Similar Biological Medicinal Products (CHMP/437/04).
14. Guideline on Similar Biological Medicinal Products Containing Biotechnology-Derived Proteins as Active Substance: Quality Issues (EMEA/CHMP/BWP/49348/2005).
15. Guideline on Similar Biological Medicinal Products Containing Biotechnology-Derived Proteins as Active Substance: Non-Clinical and Clinical Issues (EMEA/CHMP/BMWP/42832/2005).
18. Guidelines on evaluation of similar biotherapeutic products (SBPs). Annex 2. WHO Technical Report Series No. 977, 2013.
19. Guidance for Industry. Scientific Considerations in Demonstrating Biosimilarity to a Reference Product. U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration. Biosimilarity. February. 2012.
20. Guidance for industry. Quality consideration in demonstrating biosimilarity of a therapeutic protein product to a reference product. U.S. Department of Health and Human Services. Food and Drug Administration. Center for Drug Evaluation and Research (CDER). Center for Biologics Evaluation and Research (CBER). April 2015.
21. Руководство по экспертизе лекарственных средств. Т. I. М. : Гриф и К, 2013.
22. Руководство по экспертизе лекарственных средств. Т. IV. М. : ПОЛИГРАФ-ПЛЮС, 2014.
23. Kabat E.A. The structural basis of antibody complementarity. Adv. Protein Chem. 1978; 3: 1-75.
24. Kabat E.A., Wu T.T., Perry H.M., Gottesman K.S. et al. Sequences of Proteins of Immunological Interest (5th ed.). National Institutes of Health, U.S. Department of Health and Human Services, 1991.
25. Lefranc M.P., Pommie C., Ruiz M., Giudicelli V. et al. IMGT unique numbering for immunoglobulin and T cell receptor variable domains and Ig superfamily V-like domains. Dev. Comp. Immunol. 2003; 27: 55-77.
26. Ярилин А. А. Иммунология. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010.
27. Max E.E. Immunoglobulins: molecular genetics. Fundamental Immunology. 3rd ed. / ed. W.E. Paul. Philadelphia, 1993: 315-82.
28. Burrows P.D., Schroeder H.W., Cooper M.D. B-cell differentiation in humans. Immunoglobulin Genes. 2nd ed. / eds T. Honjo, F.W. Alt. 1995: 3-32.
16. Guideline on similar biological medicinal products containing biotechnology-derived proteins as active substance: quality issues (revision 1) EMEA/CHMP/BWP/247713/2012. London. 22 May 2014. Effective date: 1 Desember 2014.
17. Guidelines on evaluation of similar biotherapeutic products (SBPs). WHO Expert Committee on Biological Standardization. Geneva: World Health Organization, 19 to 23 October 2009.
18. Guidelines on evaluation of similar biotherapeutic products (SBPs). Annex 2. WHO Technical Report Series No. 977, 2013.
19. Guidance for Industry. Scientific Considerations in Demonstrating Biosimilarity to a Reference Product. U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration. Biosimilarity. February. 2012.
20. Guidance for industry. Quality consideration in demonstrating biosimilarity of a therapeutic protein product to a reference product. U.S. Department of Health and Human Services. Food and Drug Administration. Center for Drug Evaluation and Research (CDER). Center for Biologics Evaluation and Research (CBER). April 2015.
21. Guideline for the examination of drugs. Vol. I. Moscow: Grif i K, 2013. (in Russian)
22. Guideline for the examination of drugs. Vol. IV. Moscow: POLIGRAF-PLYuS, 2014: 172 p. (in Russian)
23. Kabat E.A. The structural basis of antibody complementarity. Adv. Protein Chem. 1978; 3: 1-75.
24. Kabat E.A., Wu T.T., Perry H.M., Gottesman K.S. et al. Sequences of Proteins of Immunological Interest. (5th Eds.). National Institutes of Health, U.S. Department of Health and Human Services; 1991.
25. Lefranc M.P., Pommie C., Ruiz M., Giudicelli V. et al. IMGT unique numbering for immunoglobulin and T cell receptor variable domains and Ig superfamily V-like domains. Dev. Comp Immunol. 2003; 27: 55-77.
26. Yarilin A.A. Immunologiya. Moscow: GEOTAR-Media, 2010. (in Russian)
27. Max E.E. Immunoglobulins: Molecular Genetics. In: W.E. Paul (ed.). Fundamental Immunology. 3rd ed. Philadelphia, 1993: 315-82.
28. Burrows P.D., Schroeder H.W., Cooper M.D. B-Cell Differentiation in Humans. In: T. Honjo, F.W. Alt (eds). Immunoglobulin Genes. 2nd ed. 1995: 3-32.
