CC BY
276
5 Лекарственные препараты на основе
{2 генно-инженерных моноклональных
£ антител
2 Авдеева Ж. И., Алпатова Н. А., Волкова Р. А., Лаптева Л. К.
ФГБУ «Государственный научно-исследовательский институт стандартизации и контроля меди-I» цинских биологических препаратов им. Л.А. Тарасевича», Минздравсоцразвития России, Москва
1C
! Medicinal Preparations Based on Genetically
s Engineered Monoclonal Antibodies
O Avdeeva Zh. I., Alpatova N. А., Volkova R. А., Lapteva L. К.
Federal State Budgetary Institution «Tarasevich State Research Institute of Standardization and Control of Biological Medicines», Minzdravsocrazvitia RF, Moscow, [email protected]
s \
В статье приведены сведения о зарегистрированных в Российской Федерации лекарственных препаратах на основе генно-инженерных МкАТ, которые успешно применяются в клинической практике при лечении больных онкологическими, аутоиммунными, аллергическими, инфекционными заболеваниями, а также в трансплантологии для профилактики реакции отторжения. Использование высокоэффективных лекарственных средств, созданных на основе генно-инженерных МкАТ, является одним из перспективных и интенсивно развивающихся направлений иммунотерапии.
Ключевые слова: лекарственные препараты моноклональных антител, рекомбинантные белки, иммунотерапия, противоопухолевые препараты, аутоиммунная патология.
Библиографическое описание: Авдеева Ж.И., Алпатова Н.А., Волкова Р.А., Лаптева Л.К. Лекарственные препараты на основе моноклональных антител // Биопрепараты. - 2011. — № 2. - С. 14-19.
The article provides information about registered in the Russian Federation on the basis of medications genetically engineered monoclonal antibodies, which have been successfully used in clinical practice for treating patients with cancer, autoimmune, allergic, infectious diseases and in transplantation to prevent rejection reactions. Use of high medicinal products created from genetically engineered monoclonal antibodies is a promising and rapidly developing area of immunotherapy.
Keywords: drugs monoclonal antibodies, recombinant proteins, Immunotherapy, anticancer drugs, an autoimmune pathology.
Bibliographic description: Avdeeva Zh.I., Alpatova N.A., Volkova R.A., Lapteva L.K. Medicinal Preparations based on monoclonal antibodies // Biopreparats (Biopharmaceuticals). - 2011. — № 2.
- P. 14-19.
\____________________________________________________________________________________________/
Для корреспонденции:
Ж.И. Авдеева - зав. лабораторией иммунологии
ФГБУ «ГИСК им. Л.А. Тарасевича» Минздравсоцразвития РФ.
Адрес: ФГБУ «ГИСК им. Л.А. Тарасевича» Минздравсоцразвития РФ, 119002, Москва, пер. Сивцев Вражек, 41, [email protected], [email protected] Статья поступила 25.04.2011 г, принята к печати 26.05.2011 г
Одним из основных достижений биотехнологии в области медицины является создание новых высокоэффективных лекарственных препаратов с использованием методов генной инженерии. Это в полной мере касается лекарственных средств, разработанных на основе генно-инженерных моноклональных антител (МкАТ). Создание лекарственных препаратов на основе антител (АТ), специфичных к определенным антигенам (АГ), является перспективным, поскольку иммунная защита организма во многом обусловлена его способностью синтезировать АТ в ответ на чужеродные АГ и удалять их из организма. Обычно Независимый иммунный ответ, при котором основным действующим началом, определяющим специфич-
ность механизмов защиты, являются гуморальные АТ, развивается на микроорганизмы или их токсины при их внеклеточной локализации. При лечении патологии, вызываемой подобными инфекционными агентами, успешно используют препараты иммуноглобулинов, обогащенных специфическими АТ.
Препараты АТ, полученные при иммунизации животных, даже при использовании современных способов выделения и очистки имеют ограниченные возможности применения, поскольку содержат АТ различной специфичности, а также из-за большого числа побочных эффектов за счет гетерологичных белков.
Препараты иммуноглобулинов человека не являются чужеродными для человеческого организма. Их
ПРЕПАРАТЫ
получают из смеси сывороток крови здоровых доноров (не менее чем от 5000 доноров), используя в производстве усовершенствованные технологии - частичное расщепление протеолитическими ферментами, восстановление и алкилирование, обработку сольвент-детергентами, хроматографическую очистку, фильтрацию, ультрафильтрацию и т.д. Использование современных высокоэффективных методов выделения и очистки позволяет снизить возможность развития побочных реакций на препараты иммуноглобулинов. Однако получение широкого спектра специфических АТ в препаратах иммуноглобулинов человека, а также получение достаточного количества АТ необходимой специфичности значительно ограничены, кроме того, не исключена возможность контаминации препаратов инфекционными агентами.
Разработка технологии получения МкАТ с использованием методов генной инженерии дает возможность реализации терапевтического потенциала лекарственных препаратов на основе АТ.
Препараты МкАТ, характеризующиеся высокой специфичностью, стандартностью и технологичностью получения, при определенных клинических показаниях часто способны успешно заменить иммунные сыворотки и препараты иммуноглобулинов.
Источником получения МкАТ являются клонированные клетки или организм животного. АТ могут быть получены путем использования иммортализованных («бессмертных») В-лимфоцитов в перевиваемой культуре клеток, либо путем использования клеточных линий, полученных на основе технологии рекомбинантной ДНК.
МкАТ характеризуются постоянством физикохимических свойств, высокой специфичностью, направленностью к строго определенной детерминанте АГ, секретируются одним клоном антителообразующих клеток или клетками гибридом. Получение рекомбинантных препаратов значительно дешевле, чем получение препаратов из другого биологического сырья, они оказывают меньше побочных эффектов, их специфическая фармацевтическая активность выше, однако возможно формирование АТ против рекомбинантных иммуноглобулинов, имеющих антигенные характеристики мышиных АТ (HAMA-ответ, Human AntiMouse Antibody).
Для снижения чужеродности МкАТ используют молекулярно-генетическую технологию, которая позволяет приблизить структуру МкАТ к структуре иммуноглобулина человека. С помощью данной технологии создают генетические комплексы, в которых ген, кодирующий вариабельный домен иммуноглобулина мышиных МкАТ (V-ген), объединен с геном, кодирующим константный домен иммуноглобулина человека нужного изотипа (С-ген). При этом специфичность АТ определяется генами мыши, а их антигенная характеристика, в значительной степени, - генами человека. На основе данной технологии разработаны химерные и гуманизированные МкАТ [5].
В химерных МкАТ вариабельные домены тяжелых и легких цепей иммуноглобулина человека замещены соответствующими доменами иммуноглобулина мыши или крысы, которые и определяют требуемую антигенную специфичность АТ.
В гуманизированных МкАТ участки, определяющие комплементарное связывание антигена (Сй1^), т.е. три короткие гипервариабельные последовательности вариабельных доменов каждой цепи иммуноглобулина имеют мышиное (или другое) происхождение, они встроены в вариабельный домен иммуноглобулина человека. Гуманизированные МкАТ содержат минимум последовательностей грызунов.
Основные требования к производству и контролю, а также общие принципы проведения доклинических испытаний генно-инженерных лекарственных препаратов на основе МкАТ отражены в нашей ранее опубликованной работе [1].
В настоящее время лекарственные препараты МкАТ по объему производства занимают на мировом фармацевтическом рынке второе место после вакцин. 80% препаратов МкАТ используется в онкологии.
Механизмы действия МкАТ на клетки-мишени очень многообразны, среди них — включение каскада иммунных реакций, приводящих к гибели клеток злокачественных опухолей через иммуноопосредованную (антитело- и комплементзависимую) цитотоксичность, стимуляция фагоцитоза опухолевых клеток, индукция программы апоптоза клеток, блокада каскада сигнальной системы при взаимодействии с рецепторами фактора роста на опухолевых клетках и подавление процессов сигнальной трансдукции, подавление формирования новых сосудов в опухолевых образованиях и за счет этого ингибиция их роста, блокада рецепторов, а также подавление развития патологического процесса за счет связывания МкАТ с определенными детерминантами иммунокомпетентных клеток, провоспалительных цитокинов или их рецепторов [3, 5—8].
Для лечения онкологических заболеваний используют два типа МкАТ - простые, неконъюгированные АТ, т.е. не связанные с цитотоксическими веществами и конъюгированные - АТ, связанные с радиоактивными частицами, цитостатиками или токсинами (иммунотоксинами). АТ обеспечивают адресную доставку токсичного препарата к опухолевым клеткам, чем и обуслов-
Рис. 1. Взаимодействие неконъюгированных МкАТ с клеткой-мишенью (www.Drugs-Expert.com/cancer/lymphoma/).
С5
РіяіМН КЛСТМЛ
м
ж\ т ^ ▼
Л À À
l|fc А A
Ал^Гін
НЕЙ-їУми
Рис. 2. Схема взаимодействия конъюгированных МкАТ с опухолевой клеткой (www.strf.ru).
лен терапевтический эффект указанных АТ. Схемы воздействия препаратов конъюгированных и неконъ-югированны МкАТ изображены на рисунках (рис. 1, рис. 2).
В Российской Федерации зарегистрировано более 15 зарубежных лекарственных препаратов на основе МкАТ, отечественных лекарственных препаратов МкАТ в настоящее время нет. Препараты МкАТ используются для лечения онкологических заболеваний, в трансплантологии для профилактики и подавления реакции отторжения, лечения аутоиммунных, аллергических, инфекционных, сердечно-сосудистых заболеваний [2].
В табл. 1 приведены сведения о препаратах, используемых в онкологической практике. Препараты «Мабтера (ритуксимаб)», «Кэмпас (алемтузумаб)» специфически взаимодействуют с рецепторами, экспрессированными на опухолевых клетках (Сй20, Сй52, соответственно), что обусловливает гибель клеток
Таблица 1. Препараты МкАТ, используемые при лечении онкологических заболеваний
Препарат Активное вещество Производство Показания к применению
Герцептин (трастузумаб) Гуманизированные МкАТ (ід01) к внеклеточному домену рецептора эпидермального ростового фактора человека 2 типа (НЕЯ-2) на опухолевых клетках «F. Hoffmann-La Roche Ltd» (Швейцария) Рак молочной железы, яичника, предстательной железы, желудка, легких с гиперэкспрессией НЕЯ-2 на опухолевых клетках
Мабтера (ритуксимаб) Химерные МкАТ к рецептору 0020 на пре-В- и В-лимфоцитах «F. Hoffmann-La Roche Ltd» (Швейцария), «Genentech Inc» (США) В-клеточные 0020-положительные неходжкинские лимфомы, хронический лимфолейкоз
Кэмпас (алемтузумаб) Гуманизированные МкАТ (ідОІк) к рецептору 0052 на нормальных и малигнизированных В- и Т-лимфоцитах «Schering AG» (Германия) Хронический лимфолейкоз
Эрбитукс (цетуксимаб) Химерные МкАТ (ід01) к рецептору эпидермального фактора роста (РЭФР) «Merck Serono» (Германия) Метастатический колоректальный рак, рак головы и шеи
Вектибикс (панитумумаб) МкАТ к рецептору эпидермального фактора роста (РЭФР) (последовательность идентична ідС2 человека) Владелец РУ «Amgen Europe., B.V.» Метастатический колоректальный рак
Авастин (бевацизумаб) Гуманизированные МкАТ к фактору роста эндотелия сосудов (УЕОР) «F. Hoffmann-La Roche Ltd» (Швейцария), «Genentech Inc» (США) Метастатический колоректальный рак, рак молочной железы, рак легкого, почечноклеточный рак
.ПРЕПАРАТЫ
Таблица 2. Препараты МкАТ, используемые при лечении аутоиммунных заболеваний
Препарат Активное вещество Производство Показания к применению
Ремикейд (инфликсимаб) Химерные МкАТ (IgG1) к ФНО человека «Sentocor» РА, болезнь Крона, (Нидерланды), анкилозирующий «Schering-Plough спондилоартрит, Central East AG» псориатический артрит, (Швейцария) псориаз
Хумира (адалимумаб) Рекомбинантные «Abbott Laboratories МкАТ Ltd» РА, псориатический к ФНО человека (Великобритания), артрит, анкилозирующий (последовательность «Vetter Pharma- спондилит, идентична IgG1 Fertigung GmbH and болезнь Крона человека) Co.KG» (Германия)
Оренсия (абатасепт) Димерная молекула из внеклеточного домена CTL,A'4 (CD152) и «Bristol-Myers Squibb модффицирова^ного Holding PHARMALtd» Fc фрагмента IgG1 (США) (США) человека (линейный участок тяжелой цепи Ig, соединяющий домены СН2 и СНЗ) РА, воспалительные заболевания кишечника, системная красная волчанка, псориатический артрит
Энбрел (этанерцепт) Димерная молекула из рецептора ФНО и Fc фрагмента IgG1 человека (CH2 и СНЗ области) «Wyeth-Whitehall Export GmbH» (Австрия), «Amgen» (США) РА, ювенильный полиартрит, анкилозирующий спондилит, псориатический артрит, псориаз
злокачественных опухолей, в основном, за счет имму-ноопосредованной цитотоксичности, а также индукции апоптоза. Препараты «Герцептин (трастузумаб)», «Эрбитукс (цетуксимаб)», «Вектибикс (панитумумаб)» взаимодействуют с рецептором эпидермального фактора роста, что приводит к подавлению процессов пролиферации опухолевых клеток, их метастазирования, индукции механизма апоптоза клеток-мишеней [11]. Препарат «Авастин (бевацизумаб)», взаимодействуя с фактором роста эндотелия сосудов, ингибирует рост опухолей за счет подавления формирования новых сосудов в опухолевых образованиях.
В табл. 2 приведены сведения о препаратах МкАТ используемых для лечения больных с аутоиммунными заболеваниями. При данной патологии наблюдается активация иммунных механизмов при ответе на аутоантиген, обусловливая выработку антител или образование клеток-эффекторов с цитотоксической активностью, а также гиперпродукция провоспалительных цитокинов.
Препараты «Ремикейд (инфликсимаб)», «Хумира (ада-лимумаб)» и «Энбрел (этанерцепт)» подавляют развитие патологического процесса за счет ограничения проявлений биологического действия провоспалительного цито-кина - ФНОа, путем связывания МкАТ с цитокином или его рецептором [4, 9, 10].
Препарат «Оренсия (абатасепт)» блокирует процесс костимуляции, препятствуя активации Т-лимфоцитов при их взаимодействии с антигенпрезентирующими клетками, что приводит к частичному ослаблению иммунного ответа на аутоантиген.
В табл. 3 приведены сведения о препаратах МкАТ используемых в трансплантологии для профилактики реакции отторжения.
Препараты «Симулект (базиликсимаб)» и «Зенапакс (дакликсимаб)» взаимодействуют с рецептором активированных клеток иммунной системы, в частности Т-лимфоцитов, что приводит к их элиминации и подавлению трансплантационной реакции.
В табл. 4 указаны препараты МкАТ, которые используются при лечении инфекционных, аллергических и других заболеваний. Так, препарат «Синагис (паливи-зумаб)» блокирует лигандопосредованное взаимодействие респираторного синтициального вируса с клеткой мишенью, тем самым подавляет возможность развития вирусной инфекции в организме.
Противопоказанием для применения всех лекарственных препаратов МкАТ является повышенная чувствительность к компонентам препарата, беременность, период грудного вскармливания. Для препаратов МкАТ, используемых для лечения аутоиммунных заболеваний, противопоказанием являются также тяжелые инфекционные процессы (сепсис, абсцесс, туберкулез, оппортунистическая инфекция). Для препарата «Кэмпас», используемого для лечения онкологических больных, - острый или обострение хронического системного инфекционного процесса, ВИЧ-инфекция.Для препарата «Луцентис», используемого при лечении неоваскулярной формы возрастной макулярной дегенерации, - подтвержденная или предполагаемая инфекция глаза или инфекционные процессы периокулярной локализации. Кроме того, в инструкциях по применению есть указание на возрастные ограничения использования отдельных препаратов МкАТ.
Таким образом, использование биотехнологических достижений в области создания лекарственных
С7
Таблица З. Препараты МкАТ, используемые в трансплантологии
Препарат Активное вещество Производство Показания к применению
Симулект (базиликсимаб) Химерные МкАТ (IgG1k) к a-цепи рецептора ИЛ-2 (CD25) «Novartis Pharma AG» (Швейцария) Профилактика отторжения после трансплантации почки
Зенапакс (дакликсимаб) Гуманизированные МкАТ (IgG1) к a-цепи рецептора ИЛ-2 (CD25) «F. Hoffmann-La Roche Ltd» (Швейцария) Профилактика отторжения после трансплантации почки
Таблица 4. Препараты МкАТ, используемые при лечении инфекционных, аллергических и других заболеваний
Препарат Активное вещество Производство Показания к применению
Синагис (паливизумаб) Гуманизированные МкАТ ^1к) к эпитопу А антигена белка взаимодействия ^-белка) респираторного синтициального вируса (РСВ) «Abbott Laboratories Ltd.» (Великобритания). «Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG» (Германия) Профилактика инфекции нижних дыхательных путей, вызванной РСВ, у детей до 2 лет с высоким риском заражения РСВ
Луцентис (ранибизумаб) Fab-фрагмент МкАТ (ідСІк) человека к фактору роста А эндотелия сосудов (VEGF-А) «Novartis Pharma Stein AG» (Швейцария) Неоваскулярная (влажная) форма возрастной макулярной дегенерации
Ксолар (омализумаб) Гуманизированные МкАТ ^1к) к ідЕ человека, блокирующие связь с рецепторами Fcє-R1 «Novartis Pharma Stein AG» (Швейцария) Персистирующая атопическая бронхиальная астма, сезонный аллергический ринит
средств позволило разработать современные терапевтические препараты, воздействующие более направленно и эффективно, чем традиционные лекарственные препараты. Успешное применение в клинической практике в настоящее время находят препараты, созданные на основе генно-инженерных МкАТ. Терапия с помощью лекарственных препаратов на основе МкАТ высокоспецифична и эффективна, поскольку направле-
на на определенные патогенетически значимые механизмы развития заболеваний. Указанные препараты используются для лечения больных, страдающих заболеваниями с длительным прогрессирующим течением, таких как онкологические, аутоиммунные, инфекционные и аллергические заболевания, а также в трансплантологии для профилактики и лечения реакции отторжения после трансплантации органов и тканей.
Литература:
1. Авдеева Ж.И., Алпатова Н.А., Волкова Р.А. и др. Требования к производству и контролю препаратов на основе моноклональных антител, применяемых для лечения // Биопрепараты. - 2010. — № 4. - С. 11—14.
2. Белозеров А.П. Лекарственные препараты гуманизированных антител // «Провизор». - 2007. - вып. 20.
3. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. СПб: ООО «Изд-во Фолиант». - 2008. - 552 с.
4. Насонов Е.Л. Фактор некроза опухоли-а — новая мишень для противовоспалительной терапии рев-
матоидного артрита // Русский медицинский журнал. - 2000. — № 8 (17). - С. 718—722.
5. Ярилин А.А. Иммунология. М.: Из-во «ГЭОТАРа-Медиа». - 2010. — 752 с.
6. Baselga J. Targeting the epidermal growth factor receptor: a clinical reality // J. Clin. Oncol. - 2001. - V. 19 (18 suppl). - P. 41—44.
7. Beutler B.A. The role of tumor necrosis factor in health and disease // J. Rheumatol. —1999. - V. 26 (Suppl. 57). - P 16—21.
8. Breedveld F. Therapeutic monoclonal antibodies // Lancet.— 2000. — V. 355. — P735—740.
IS
EHQ
QPEIlAPATbl
9. Maini R.N., Taylor P.C. Anti-cytokine therapy for rheumatoid arthritis // Annu. Rev. Med. - 2000. — № 51. - P 207—209.
10. Markham A., Lamb H.M. Infliximab. A review of its use in the management of rheumatoid arthritis // Drug. -2000. - V. 59. - P 1341—1359.
11. Vogel C.L., Cobleigh M.A., Tripathy D., et al. Efficacy and safety of Trastuzumab as a single agent in first-line treatment of HER-2 overexpressing metastatic breast cancer (HER2+/MBC) // J. Clin. Oncol. -2002. - № 3. - P 719—726.
