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从近期以色列新冠“特效药”谈吸入制剂

来源:新药仿药CMC实操讨论日期:2021-2-21
  核心提示:从近期以色列新冠“特效药”谈吸入制剂

近期一则消息‘新冠特效药横空出世!3至5天治愈率超95%’的一篇网文引起关注。网文称其来源是以色列驻华大使馆,中国日报,中列时报。以色列大使馆2月10日发布消息的来源是以色列总理内塔尼亚胡在2月8日与希腊总理一起举行的联合新闻发布会上介绍了EXO-CD24作为对抗新冠的奇迹之作,以色列科学家取得重大突破,成功研制了抗新冠病毒药,并在特拉维夫的伊齐罗夫医院进行的一期临床试验中成功治愈了30位新冠感染者中的29人,治愈率超过95%。

该文发表后引起了轰动,也在互联网广泛流传。随之钛媒体杨亚茹也发表了‘关于以色列版新冠‘特效药’’的事实和疑云的质疑文章。文章认为对于突然出现的‘特效药’理应有更全面的评估,要经耗时耗力的临床验证,拿出掷地有声的有效性数据。该文认为以色列消息没有充分披露患者的具体信息,包括年龄,是否有慢性疾病等等,文章也引用了特拉维夫大学东亚学系教授张平的说法,只是临床一期,样本也太少,最终能否实用还不好说。文章也通过其他曾经出现的特效药羟氯喹,地塞米松,包括瑞德西韦后来出现的各种状况认为现在公布‘喜讯’为时尚早。

宾夕法尼亚大学医学院病理及实验医药系研究副教授张洪涛也发表了微博认为该药只是完成了1期临床试验,过去的一年里完成了1期临床试验的新冠药物太多了。文中并提到类似的药物由华人科学家刘阳博士,郑盼博士创立的昂科免疫CD24Fc已经在做临床3期,CD24Fc是一个CD24 和抗体Fc 结构的重组融合蛋白,以延长CD24在体内的存在时间,提高药效。昂科免疫的3期临床中期有效性分析结果显示,重症和危重患者接受CD24Fc治疗恢复速度显著快于对照组,死亡或呼吸衰竭的风险降低了50%以上。昂科免疫给药途径是注射,而以色列科学家给药途径是吸入。
因笔者从事吸入制剂行业,看到以色列网文消息第一时间就和伦敦医院的一位临床医生去核实,该医生提出几个问题,以色列临床试验不是随机双盲控制,怎么能证明病人不会自愈呢,病人的年龄未知,病情未知,是否接受了标准疗法地塞米松,Tocilizumab,新闻报道不是好的证据,30个病例数太少。该伦敦医院目前就接受了超过100例新冠病人,基本上都治愈回家。笔者也查阅了以色列截止目前数据,累计确诊743814,死亡5521。近似的估计,死亡率不到1%。那么以色列药物称为新冠‘特效药’还需要很长的一段路要走。
带着疑问笔者进一步核实了该消息来源。以色列媒体消息最早发表于以色列科学信息网站,由Abigail Klein撰写。该文称EXO-CD24吸入试验药物在临床一期治愈了全部30位中度到重度患者。该药物是过去6个月在特拉维夫Sourasky医疗中心开发出来的,阻止了炎症因子风暴,也称细胞因子风暴(cytokine storm),新冠患者中有5-7%免疫系统失去控制开始攻击健康细胞。30位患者中29位在两到3天内改善,3-5天出院,第30位患者恢复时间稍长。药物是基于外泌体,由细胞膜释放并用于细胞间通讯。Shiran Shapira博士, Nadir Arber教授(研究了CD24 蛋白20年)的实验室主任解释他们用CD24 蛋白丰富外泌体,该蛋白表达在细胞表面并具有调节免疫系统作用。给药是通过吸入,每天一次几分钟,5天治疗。Shiran Shapira博士进一步阐述了该药物实验有两个独特的特点,第一阻止了炎症因子的过度分泌,第二是直接递送到肺部因此没有注射或口服造成的系统性副反应。Aber教授进一步补充,即使疫苗有效,仍然存在病毒新的变异。值得指出的的是以色列科学信息原文是说该药显示巨大的希望,并未直接声称药物已经成功。
笔者进一步查阅了美国国家临床注册信息,以色列Nadir Arber教授主持的该项研究是一项开放标签的I期研究,分为三个剂量递增组,以评估CD24外泌体在中度/重度COVID-19疾病患者中的安全性,从特拉维夫苏拉斯基医学中心(TASMC)招募了患有中度/重度COVID-19感染以及预测细胞因子风暴的因素的患者。患者将接受外泌体治疗作为标准治疗的附加治疗。CD24是一个小的糖基化GPI固定蛋白。CD24是绝大多数人类癌症中的关键角色,并且在控制T细胞的稳态增殖中也起着重要作用。因此,CD24可以负调节炎症。该治疗是基于携带CD24的外泌体的生物治疗剂。这种治疗的基本原理是,从工程改造为高水平表达CD24的T-REx™-293细胞中分离纯化的过表达CD24的外泌体可以抑制细胞因子风暴,并使用外泌体作为与人体高度兼容的载体直接递送至靶器##官。这样可以大大减少所需剂量(与全身给药相反),并减少发生不良事件的风险。
临床设计方案:第1组:每2 ml生理盐水用1x10 ^ 8外泌体颗粒治疗5名患者;第2组:每2 ml生理盐水用5x10 ^ 8外泌体颗粒治疗5名患者;第3组:每2 ml生理盐水用1x10 ^ 9外泌体颗粒治疗20名患者。患者入组年龄是18-65岁,入组疾病严重程度:中度/严重,符合以下标准:
通过聚合酶链反应(PCR)测试确认的SARS-CoV-2病毒感染阳性患者;
疾病严重程度:中度/严重,符合以下标准(至少需要一项临床参数和一项试验室参数):
A) 基于临床和影像学的评估
呼吸频率> 23 / min和<30 / min;  §  SpO2:≥90% 且 ≤94%
与入院时的影像学检查相比,在24-48小时内双侧肺浸润> 50%,或严重恶化
B) 炎症过程加重的证据
LDH:> 450 u / L;  CRP> 100 u / L; §铁蛋白> 1650 ng / ml
淋巴细胞减少症<800细胞/ mm3对D-二聚体> 1
由入组标准可以看出,患者入组挑选确实是中重度患者。临床二期也已经在招募中。
除以色列外泌体CD24实验外,笔者在美国临床实验注册处还发现了俄罗斯联邦也在进行外泌体吸入治疗重度新型冠状病毒住院患者新冠肺炎的实验,也已经完成一期临床,是在Samara萨马拉地区王朝医疗中心进行的。他们认为大多数患有严重COVID-19的患者在疾病的第一周出现肺炎。作为感染进展,渗透增加,患病区域增加。过多迅速发展的致命细胞因子风暴导致免疫系统反应不受控制,外泌体可以调节炎症和再生过程,吸入外泌体可减轻炎症和损害 并刺激肺组织的再生过程。他们通过吸入间充质干细胞外泌体治疗严重的新型冠状病毒性肺炎。
新冠的主要且可快速实现的靶标是II型肺泡细胞(AT2), 这决定了弥漫性肺泡损伤的发展。在由COVID-19引起的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的发病机理中,免疫系统的过度反应与迅速发展的严重威胁生命的细胞因子释放综合征(细胞因子风暴)起着主要作用。细胞因子释放综合征加剧了ARDS的出现和发展。ARDS发病机理的关键组成部分还包括细胞毒性机制的破坏,细胞毒性淋巴细胞和巨噬细胞的过度活化带来大量促炎细胞因子(FNO-α,IL-1,IL-2,IL-6,IL-8,IL-10),粒细胞集落刺激因子,单核细胞趋化蛋白1和炎症标志物(CRP,血清铁蛋白)的释放,活化的T淋巴细胞和巨噬细胞浸润内部器##官和组织,从而引起炎症反应。这种严重的病变可能导致死亡或严重的肺损伤,包括出院后长期康复。实验研究表明,间充质干细胞(MSCs)可以显着减少由不同类型的肺损伤引起的肺部炎症和病理损害。许多研究人员将MSC的抗炎作用与包括MSC衍生的外泌体的分泌组联系起来。MSC外泌体对接种性肺炎具有与MSC本身相同的治疗作用。此外,外泌体在不同伤口上显示出强烈的再生刺激作用,因此再生作用可以扩展到COVID-19肺炎患者。该实验的目的是探讨在治疗新型冠状病毒性肺炎(NCP)住院的重症患者中,气溶胶吸入外泌体的安全性和有效性。
该实验采用的是双盲对照试验

入组年龄也是18-65岁
干预模型说明: 该试验分为三组,每组十个受试者(n = 30)。将所有符合条件的研究对象随机分为双盲组,分为两个治疗组或安慰剂组。
俄罗斯的一期临床已经完成,正在招募二期临床,结果应该也是正面的,虽然没有新闻报道。
提到外泌体吸入,发表在《自然-通讯》杂志上的一篇文章来自北卡罗莱纳州立大学的一项最新研究表明,通过雾化吸入的方式输送肺干细胞分泌物(包括外泌体和和其他细胞分泌因子)可修复小鼠和大鼠因肺纤维化所致的肺损伤,这项工作为肺纤维化患者提供了一种潜在的无创治疗手段。本文通讯作者程柯教授是 Randall B. Terry Jr. 再生医学杰出教授,北卡罗莱纳州立大学/北卡罗莱纳大学教堂山联合生物医学工程系教授。
特发性肺纤维化(IPF)是一种致命的疾病,它使健康的肺组织变得没有弹性并留下疤痕,并发生大量炎症反应。在过去的五年中,程柯教授研究团队开发了肺球细胞来源的肺干细胞(Lung Spheroid Cells, LSC),作为肺纤维化的潜在治疗方法,并获得了 FDA 批准在北卡罗来纳大学医院展开一期临床试验。“进一步研究发现,LSC 主要通过其细胞分泌组(包含外泌体和其他可溶性细胞因子)来发挥治疗作用。”程柯教授说道。药物都是通过雾化的方式直接吸入动物的肺部。
Cells杂志的一篇报道认为,间充质干细胞分泌物组可显示出广泛的药理作用,包括抗炎、免疫调节、再生、促血管生成和抗纤维化特性,可为治疗COVID-19肺炎提供一种新的治疗方法。
静脉内施用MSCs可能导致受伤的微循环聚集或结块,并具有致突变性和致癌性的风险,而用雾化的MSCs-Exo治疗则不存在这一问题。与MSC相比,MSCs-Exo的另一个优势是可以将它们存储数周/月,从而可以安全运输并不必立即使用。
肺部疾病的核酸疗法很有前景,部分原因是肺组织中缺乏血清,这意味着对核酸酶的低暴露,同时也因为通过吸入制剂进入肺部更容易。德国慕尼黑大学药物递送学教授Olivia Merkel表示,EV和其他纳米颗粒已被证明在肺毛细血管中积聚,这对于开发肺癌等适应症新疗法很有希望,但对于慢性阻塞性肺疾病或哮喘则不太可能。“如果微粒卡在毛细血管里,不能从血流中渗出进入肺组织,那么你可能看不到好的治疗效果。” Merkel解释道。
吸入给药方式具有很大前景。药物直达肺部(局部靶向),没有脏一过性代谢,起效快,药物利用率高,降低了治疗所需剂量,减少系统暴露量,毒副作用小,是哮喘/COPD治疗最常用的给药方式。也是各种肺部疾病,包括神经性系统疾病的理想给药方式。例如最近Aerami Thearapeutics和笔者曾经工作的公司Vectura签了协议,用Vectura的Fox雾化器来递送伊马替尼治疗肺动脉高压,可以大大减少口服伊马替尼带来的严重不良反应,用显著减少的剂量达到相同临床治疗终点。
然而吸入给药壁垒非常高,涉及到处方工艺,装置,颗粒工程技术,临床复杂性,国际上也只有少数几个跨国巨头是主要玩家。笔者在接受广证恒生胡家嘉(分析师)谈到吸入制剂开发壁垒包括研发壁垒、临床壁垒与产业化壁垒。以下内容由胡家嘉整理成文。
01
前期研发壁垒
药物在肺部的沉积率是影响药物疗效的关键因素。肺部沉积率又受到药物粒子的性质(粒径、粒径分布、药物分散状态)、载体、设备、外界环境等方面的影响。
药物粒子:
1)药物粒径。药物粒径是影响分布沉积率的主要因素,粒径的大小显著影响吸入颗粒在肺部沉积的位置和分布情况。以DPI为例,粒径范围在1-5μm时能够到达最有效的程度;大于5μm的粒子通常沉积在口腔或咽喉,小于0.5μm的粒子则不会停留在肺部,而是随布朗运动继续前行。
2)药物的分散状态。药物不同的分散状态(分子、胶体、微晶、无定形等)对其在肺部的沉积有不同的影响。比如药物不同晶型的溶点不同,药代动力学的溶解度也不同,在气流粉碎高能运动过程中,有些晶型的结构会改变,破坏原有晶型结构后再结晶会影响药物在肺部的沉积效率。
3)与载体(乳糖)的结合。加入载体可以改善高黏附性药物颗粒的流动性和分散性,乳糖是最常用的载体材料。需调整合适的工艺参数如乳糖的粗糙度,来保证药物颗粒在混合过程中的流动性、灌装过程中的流动性、以及递送时候在恰当的冲击力下分离。
给药装置:
1)药械结合。吸入制剂本身是一种药械合一的特殊制剂,对药械的联动性要求很高,药物与器械的组合方式需充分合理。
2)定量释放。必须保证给药装置每一次释放的剂量都相对稳定,如舒利迭含有60个剂量,需达到60剂量中的每一次释放的剂量都相同。这对装置的性能、结构设计、质量控制等方面有较高要求。
02
临床试验壁垒
临床试验壁垒主要来源于由于患者操作可控性差,容易产生误差。吸入制剂在患者操作上要求较高,容易出现含喷嘴过于紧密、未完全含住吸嘴、通过鼻子吸入、吸气过快、药物沉积于口腔等问题。而由于吸入制剂每次给药剂量小(微克级别),真正进入肺部的药物剂量更小,因此若患者在操作过程中出现误差,很容易对药效有较大的影响。
03
产业化壁垒
主要来源于当制剂量放大后难以控制稳定性与制剂一致性。由于吸入制剂给药在微克级别,对误差的容忍度较小,且在药物粒子与装置等方面要求高,因此吸入制剂的批量化生产过程中,很容易出现不稳定的现象。在产业化过程中难以线性放大生产,需不断摸索与考察、调整工艺参数,一步步的进行放大,其中有较多的know-how存在。
04
审批壁垒
主要来源于一致性评价的高要求。2020年12月16日,我国CDE发布了《经口吸入制剂仿制药生物等效性研究指导原则》正式稿,在人体生物学等效研究评价中,在体外药学质量一致的前提下,一般需通过(1)药代动力学研究(PKBE 研究),和(2)药效动力学研究(PD-BE 研究)或临床终点研究评价经口吸入制剂仿制药物与参比制剂的人体生物等效性;若仅通过(1)PK-BE 研究评价人体生物等效性,则需开展充分的研究证实本品药代动力学和局部递药等效性之间具有线性关系。对于吸入溶液剂,如证明与参比制剂药学质量一致 ,通常不再要求进行人体生物等效性研究;对于吸入混悬剂、吸入气雾剂、吸入粉雾剂,在与参比制剂 药学质量一致的前提下,一般还应进行人体生物等效性研究。CDE的要求上总体偏向于美国的高要求。美国的FDA要求同时达到体外一致性以及体内一致性;相比于美国,欧盟的要求较为宽松,要求药物达到体外一致性或体内一致性即算满足要求,即使两者都未通过,如果通过验证性临床仍然算满足要求。
对于吸入制剂而言,同时体外和体内一致的难度很大:体外一致时体内不一定一致,处方量一样但药效表现出的结果可能不一样,比如可能晶型表面粗糙度不一样,影响了溶解度和药代动力学;体内一致时也有可能体外不一致,如改了处方量、剂量和原研不一样可能还能达到体内一致,而此时体外就不一致了。
吸入制剂的高壁垒实际的一个案例是瑞士诺华仿制GSK的舒利迭花费了4.4亿美元, 在美国仍然失败,宣布放弃。笔者在有幸在Vectura主导参与舒利迭仿制,转让给Hikama, 去年年底FDA获批,成为第二家在FDA获批的舒利迭仿制药。笔者有幸主导参与了13款上市主流的干粉吸入制剂,包括瑞士诺华的原研药希润,杰润,在欧盟上市的AZ信必可仿制药,以及参与了GSK的Ellipta系列。期待与制药同仁们共同为中国吸入制剂能够达到国际水平共同努力。

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