治療疼痛的抗體藥物的臨床進展

王永梅，彭凱婷，王琪，王桂鳳，王春河

（中國科學院上海藥物研究所，上海 201203）

2020年，國際疼痛學會對疼痛的定義為“疼痛是一種與實際或潛在的組織損傷相關的不愉快的感覺和情緒情感體驗，或與此相似的經歷”[1]。它極大地影響著人們的生活質量。按照病因，疼痛可分為由組織損傷引起的痛覺性疼痛、神經損傷引發的神經病理性疼痛或神經系統敏感引起的神經痙攣性疼痛[2]。按照其持續時間，疼痛可分為急性疼痛和慢性疼痛。急性疼痛主要由組織損傷引起，其作用在于向機體發出危險信號。慢性疼痛往往是一種疾病，主要由感覺神經系統的病變引起[2]。在慢性疼痛中，中樞和外周神經都被敏化，導致機體對疼痛的反應被放大。

疼痛是一種常見的疾病，其中患者人數最多的是慢性疼痛。根據最新發布的《中國疼痛醫學發展報告（2020）》，我國慢性疼痛患者已超3億，且每年以1000萬至2000萬人的速度快速增長[3]。臨床數據顯示，接近20%的慢性疼痛患者6個月內因疼痛治療產生的個體費用超過5000元[3]。慢性疼痛極大地增大了患者的經濟負擔，影響患者的生活質量。

目前臨床上用于治療慢性疼痛的藥物種類繁多，主要是阿片類、非甾體類小分子藥物。阿片類藥物鎮痛效果顯著，但由于其具有便秘、呼吸抑制和易成癮性等嚴重不良反應，限制了它們的臨床應用[4]。非甾體抗炎藥也有對胃腸道造成損傷、升高血壓和增加心力衰竭等不良反應的風險[5]?；谶@些藥物的種種弊端，開發新型鎮痛藥物具有迫切的臨床需求。在過去的10年中，隨著抗體技術的發展，抗體藥物在治療慢性疼痛方面顯示出獨特的優點，獲得越來越多研究者和藥物開發公司的關注。

目前治療疼痛的抗體藥物主要研發機制包括阻斷疼痛信號傳導、降低神經敏化、減少神經炎癥，靶點包含神經生長因子（nerve growth factor，NGF）、原肌球蛋白受體激酶A（tropomyosin receptor kinase A，TrkA）、降鈣素基因相關肽（calcitonin gene related peptide，CGRP）、降鈣素基因相關肽受體（calcitonin gene related peptide receptor，CGRPR）、垂體腺苷酸環化酶激活肽38（pituitary adenylate cyclaseactivating polypeptide 38，PACAP38）、垂體腺苷酸環化酶激活肽受體1（pituitary adenylate cyclaseactivating polypeptide type 1 receptor，PAC1R）等。

1 神經生長因子及其受體原肌球蛋白受體激酶A

1.1 神經生長因子及其受體在疼痛機制中的相關作用

NGF屬于神經營養因子家族，對胚胎發育過程神經元的存活起著重要作用[6]。在成年人體及動物中，NGF主要在損傷、炎癥等情況下調節炎癥反應，敏化痛覺感受器[7]。NGF水平在各種急性和慢性疼痛狀態下升高，包括類風濕性關節炎、脊柱關節炎和退行性椎間盤疾病等[8]。作為外周疼痛介質，它主要通過以下3種方式參與多種炎癥和神經病理性疼痛：1）通過與位于痛覺感受器表面的特異性高親和力NGF受體——TrkA結合[9]，激活下游絲裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）、磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）等信號通路，降低神經元動作電位閾值，提高神經元興奮性，敏化痛覺[10]。2）通過上調傳入神經元上的離子通道和受體，如瞬時受體電位香草酸1型受體（transient receptor potential vanilloid-1，TRPV1）、緩激肽受體和電壓門控鈉通道等[11]，使痛覺神經元對疼痛刺激敏感[12]。3）增加疼痛介質的釋放，如 P 物質、組胺、緩激肽等，從而增強疼痛反應[13]。

當NGF抗體阻斷NGF與TrkA受體的結合時，能有效阻斷由肌肉、皮膚和器官組織產生的疼痛信號，抑制這些信號向脊髓和大腦的傳導。這種機制可以減輕神經細胞的敏感性，并起到鎮痛的作用[14]。與阿片類鎮痛藥相比，靶向NGF的藥物沒有成癮性，且在多項針對不同類型疼痛的臨床研究中，以NGF為靶點的多種藥物已經被證實可有效緩解疼痛[15-16]。

1.2 靶向神經生長因子的抗體臨床進展

NGF作為治療疼痛的靶點的巨大價值已得到業內廣泛認可。鑒于NGF抑制劑市場的巨大商業前景，國內外許多制藥企業已積極開展相關藥物的研發，目前有9款NGF抗體藥物（8款單克隆抗體、1款雙特異性抗體）處于臨床試驗階段，如表1所示。迄今為止一共有3款抗體進入過Ⅲ期臨床，分別是tanezumab（禮來和輝瑞共同研發）、fasinumab（再生元和梯瓦共同開發）和fulranumab（安進和強生共同開發），但fulranumab目前已停止開發。

表1 應用于疼痛領域的靶向NGF的抗體研究進展Table 1 Advances in antibodies targeting NGF for pain treatment

由禮來和輝瑞公司共同研發的tanezumab是全球首款靶向NGF的單克隆抗體。作為疼痛領域藥物開發的領先者，禮來公司最早于2006年開展適應證為中度至重度膝關節炎的Ⅱ期臨床試驗，發現tanezumab具有良好的改善關節疼痛的效果[15]；并且長期重復給藥時不良反應低[17]。但在2009年開展的治療骨關節炎的Ⅲ期臨床試驗中，發現受試者出現骨壞死和全關節置換的安全問題[18]，2010年美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration，FDA） 暫停了NGF抗體除治療癌痛以外的所有臨床試驗[18]。隨后，美國FDA 關節炎咨詢委員會審查了tanezumab 骨關節炎的臨床數據并進行深入分析，但未能明確證明使用tanezumab會增加骨壞死風險[19]。2015年，FDA允許禮來公司恢復tanezumab的臨床試驗。但在tanezumab與非甾體類鎮痛藥聯合使用時，有明確數據證明其會顯著增加快速進展性骨關節炎（rapidly progressive osteoarthritis，RPOA）的風險[14,20-21]。

在隨后的Ⅲ期臨床試驗中，tanezumab開發人員采用了降低治療劑量、實施嚴格的風險緩解策略（對潛在志愿者進行嚴格的入組前放射學評估，排除已有肩、髖或膝關節異常的志愿者[22]）、調整給藥方式（由靜脈注射改成皮下注射）等改良策略。在適應證為髖關節或膝關節骨關節炎疼痛的臨床試驗中，tanezumab在開始治療后第4周會緩解髖關節或膝關節骨關節炎疼痛，改善膝關節和髖關節的功能，這種效果可持續到第16或24周[23-25]。但高劑量組比低劑量組更頻繁地發生 RPOA和異常外周感覺（abnormal peripheral sensation，APS）的不良反應[23]。

在另一項適應證為慢性腰痛的Ⅲ期臨床試驗中，與安慰劑相比，10 mg的tanezumab能明顯改善難以治療的慢性腰背痛患者的疼痛和腰背功能[26]；在第16周時10 mg的tanezumab鎮痛效果優于臨床上常用的阿片藥物曲馬多[27]。在一項比較tanezumab與非甾體抗炎藥萘普生、塞來昔布或雙氯芬酸的鎮痛效果的臨床試驗中，皮下注射5 mg的tanezumab在16周時改善髖關節或膝關節炎疼痛的效果優于非甾體抗炎藥，但也伴隨著更高的RPOA風險[28]，復合關節安全事件發生率分別是7.15%和1.48%（tanezumab組vs. 非甾體抗炎藥組）[29]。

綜合平衡安全性和有效性，禮來醫學設計部門將治療組中tanezumab的最大劑量限制在5 mg，并禁止在治療組中同時使用非甾體類抗炎藥。根據已有的臨床數據再次進行系統評價和薈萃分析，與非甾體抗炎藥和阿片類藥物組相比，低劑量的tanezumab組（5 mg）的RPOA和APS的發生率偏高[30]?？偟膩碚f，NGF抗體在臨床試驗中顯示了優于非甾體鎮痛藥的卓越鎮痛效果，但同時也伴隨著RPOA和APS發生率增高的風險。因此，在適應證為骨關節炎疼痛時，仍需要更多的研究來確定最佳劑量，并結合放射性診療手段確定最佳受試者，來降低風險。RPOA和APS是此類臨床試驗最受關注的不良反應。

梯瓦與再生元共同研發的fasinumab單抗，近期完成了治療中度至重度慢性腰痛Ⅱ/Ⅲ期雙盲試驗，其受試群體選擇為對乙酰氨基酚、非甾體抗炎藥和阿片類藥物不耐受或者疼痛緩解不足的患者。試驗數據顯示，每4周或每8周注射9 mg的fasinumab能夠有效改善慢性腰背痛患者的疼痛與腰背功能[31]。在不良事件發生率方面，fasinumab組和安慰劑組相似（分別為65.6%和67.1%）[31]；但fasinumab組RPOA發生率很高（共17例，16例在fasinumab組）[32]。這說明雖然NGF單抗在鎮痛方面具有優越性，但也需要對伴有或不伴有外周骨關節炎的慢性腰痛患者進行進一步鑒別研究，以確定其最佳獲益者。

強生公司的fulranumab在Ⅱ期臨床試驗中能夠長效持續性改善中度至重度骨關節炎疼痛，但同樣存在RPOA的風險[33]。在一項針對髖關節和膝關節炎的安全性和有效性的Ⅲ期臨床試驗中，強生過早地終止了fulranumab的Ⅲ期臨床試驗[34]，目前已不再開發。

達石藥業開發的DS002是國內首個靶向NGF的單克隆抗體，在大鼠體內已經證明DS002對外周神經性病變導致的疼痛具有良好的緩解效果[35]。2022年4月已完成Ⅰ期臨床的研究，在皮下給藥后長達120 d的觀察期內，未發生任何嚴重不良反應事件，總體安全性良好。目前正在展開Ⅱ期臨床研究。適應證為骨轉移癌癥疼痛和化療藥引起的疼痛[36]，其治療潛力未來可期。

在靶向NGF 的雙特異性抗體藥物開發方面，阿斯利康公司研發的NGF + 腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的雙特異性抗體MEDI-7352，其臨床試驗適應證為膝關節炎、糖尿病和慢性疼痛，目前已經進入Ⅱ期臨床試驗（NCT02508155和NCT04675034）。但目前尚未有臨床數據披露，期待其臨床表現。

盡管存在關節炎和其他不良反應的風險，以NGF為靶點的藥物在疼痛治療方面依然顯示出巨大的應用潛力，值得進一步開發。當前，如何降低和控制RPOA和APS等不良反應已成為各藥企亟待解決的問題。關于RPOA發生的機制尚不清晰，需要從分子和細胞水平深入探究這類不良反應的發生機制，以期優化藥物的安全性。

1.3 靶向原肌球蛋白受體激酶A的抗體臨床進展

TrkA 是NGF的2種受體之一，另一種NGF受體是低親和力的 p75 神經營養因子受體（p75 neurotrophin receptor，p75NTR）[12]，p75NTR 調節神經元凋亡、軸突生長、細胞增殖和突觸可塑性[37]。

TrkA通過與作為疼痛介質的NGF的結合誘導寡聚化，啟動下游細胞內信號轉導，繼而導致疼痛傳遞。此外，TrkA 感覺神經還參與器官和組織再生[38]。迄今為止，開發靶向TrkA的單克隆抗體藥物失敗率較高、進展較慢。首款靶向TrkA的抗體藥物候選分子是由Glenmark公司開發的GBR900，于2014年進入Ⅰ期臨床（No. NCT02235727），但后續沒有更新，且該分子已經不在該公司的管線中。RottaPharma公司開發的CRB0089曾經出現在公司2019年的臨床前管線中，但現在已被放棄。國內首位進行TrkA抗體開發的是熙源安健醫藥公司，其TrkA抗體BR01T已在美國進行I期臨床試驗，適應證為慢性腰痛，現已完成首次給藥[39]。針對NGF和TrkA的抗體開發在疼痛治療方面具有重要意義，相關抗體的開發特點見表2。

表2 分別靶向NGF和TrkA 2個靶點的抗體比較分析Table 2 Comparison of antibodies targeting NGF and TrkA

2 降鈣素基因相關肽及降鈣素基因相關肽受體

2.1 降鈣素基因相關肽及其受體在疼痛機制中的相關作用

CGRP是三叉神經被激活后由血管周圍神經纖維釋放的血管舒張神經肽，分為α和β 2種亞型[41]。α-CGRP分布廣于β-CGRP，主要在外周和中樞神經系統，其中發揮主要功能的是α亞型[42]。CGRP受體由3種獨立的蛋白質組成：G蛋白偶聯受體（G-protein couped receptor，GPCR）、降鈣素受體樣受體（calcitonin receptor-like receptor，CLR）和受體活化修飾蛋白1（receptor activity modifying protein 1，RAMP1）[1]。當CGRP與其受體結合后，會激活腺苷酸環化酶，上調細胞內環磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）表達水平，激活MAPK和 細胞外調節蛋白激酶1/2（extracellular regulated protein kinases 1/2，ERK1/2）的表達，從而在血管內皮細胞、三叉神經節神經元及神經膠質細胞中引發不同的信號級聯反應，參與疼痛的傳導[43]。

CGRP在偏頭痛的病理機制中起關鍵作用[41]。研究發現，由人體三叉神經節上的C-纖維釋放的CGRP，激活衛星神經膠質細胞和三叉神經 Aδ 纖維上的 CGRP 受體，會導致三叉神經Aδ纖維的敏感化，放大外周和中樞信號傳導，參與疼痛的感知[44]。此外，CGRP 在三叉神經末梢釋放，誘導血管擴張、水腫和硬膜肥大細胞脫顆粒，導致神經源性炎癥，繼而激活感覺神經，進行疼痛信號傳導[45]。在患者偏頭痛發作期間，CGRP的釋放水平明顯升高，并與頭痛嚴重程度呈正相關[46]。

2.2 靶向降鈣素基因相關肽及其受體的抗體臨床進展

目前已上市的靶向CGRP或CGRPR的藥物主要是小分子拮抗劑和單克隆抗體。已上市的藥物有3種口服小分子藥物（rimegepant、 ubrogepant、atogepant），1種鼻內噴劑vazegepant和4種單抗[44]。小分子藥物均為CGRP受體拮抗劑。單抗藥物中，3種單抗靶向 CGRP（galcanezumab、fremanezumab 和 eptinezumab）；1種單抗靶向CGRPR（erenumab）[44]。這些藥物均能顯著減少三叉神經的感覺神經周圍釋放的過量 CGRP[47]，起到良好的鎮痛效果。

靶向CGRP及其受體的抗體類鎮痛藥的適應證多為偏頭痛。禮來的galcanezumab（商品名Emgality，恩瑞迪）采用每月皮下注射2次的方式，每次120 mg。在偏頭痛臨床試驗中，Galcanezumab組患者每月偏頭痛天數從13.4 d平均減少了4.1 d，安慰劑組從13 d平均減少了1 d，安全性和耐受性良好[48]。Teva和輝瑞聯合開發的fremanezumab（商品名Ajovy，阿若維）適用于成人偏頭痛的預防治療，其Ⅲ期臨床數據顯示，在低給藥頻次下（每季度或每月給藥1次），Fremanezumab對發作性偏頭痛（每月發作頻率為6 ～ 14 d）和慢性偏頭痛（每月發作頻率≥15 d）患者都表現出持久的預防效果，且耐受性良好[49-50]，并減少了合并抑郁癥患者偏頭痛的發生[51]。在對慢性偏頭痛患者重復給藥的臨床試驗中發現，Eptinezumab可以持續減少患者的偏頭痛發作頻率，并改善與健康相關的生活質量，其長期使用安全性良好，免疫原性較低[52]。諾華和安進聯合開發的erenumab（商品名Aimovig，艾莫維）采用皮下注射方式，初始使用劑量為70 mg，后可增加至140 mg[53-55]，鎮痛效果顯著，能改善偏頭痛患者的整體認知能力和生活質量[56]。

國內進行靶向CGRP的抗體藥物開發的公司有君實生物，其單抗JS-010目前正在進行Ⅰ期臨床試驗[57]。綜上，用于治療疼痛的靶向CGRP的抗體藥物進展匯總見表3。

表3 應用于疼痛領域的靶向CGRP和CGRPR的抗體研究進展Table 3 Advances in antibodies targeting CGRP and CGRPR for pain treatment

3 垂體腺苷酸環化酶激活肽38及垂體腺苷酸環化酶激活肽受體1

3.1 PACAP 38及PAC1R在疼痛機制中的相關作用

PACAP是由ADCYAP1基因編碼的神經激活肽類物質，屬于血管活性腸多肽-胰高血糖素-生長激素釋放因子-促胰液素超家族[58]。其有2種主要的表達形式：含有38個氨基酸的PACAP38和含有27個氨基酸的PACAP27。 PACAP38 的分布比PACAP27更廣，是PACAP 的主要生物活性形式，在哺乳動物組織中占PACAP 形式的90%[59]。已發現的PACAP38的受體有3個，分別是PAC1R、血管活性腸多肽受體1（vasoactive intestinal peptide receptor type 1，VPAC1）、VPAC2，均屬于G蛋白偶聯受體家族[60]。PACAP38與PAC1R結合后會激活腺苷酸環化酶，增加細胞內cAMP，從而進行細胞內信號轉導、調節神經元的興奮性。PACAP38和PACAP 受體都表達在偏頭痛病理生理學的關鍵區域，如三叉神經節、三叉頸復合體和硬腦膜、蝶腭神經節等[61]。

與CGRP相似，PACAP也是一種血管擴張劑，由三叉神經血管系統受到刺激后在三叉神經節的神經末梢釋放，能導致硬腦膜中的血管擴張并刺激血管中的痛覺感受器[61]。越來越多的研究證明，PACAP在偏頭痛的病理機制中有重要作用。偏頭痛患者發作期間血漿中PACAP 水平升高[62]。在早期的一項臨床試驗中，研究人員對健康志愿者和12名偏頭痛患者進行了注射PACAP38的處理，結果發現所有健康志愿者和11名偏頭痛患者均出現了頭痛癥狀[63]。當受試者接受舒馬普坦治療時，頸外靜脈的PACAP水平隨著偏頭痛的改善而降低[64]。一項用核磁共振成像技術的血管造影研究顯示，PACAP38誘發的偏頭痛與顱外動脈持續擴張有關[65]。

除了持續的血管舒張外，PACAP38引起肥大細胞脫顆粒也被認為是PACAP38引起偏頭痛的機制之一[66]。肥大細胞將可溶性介質例如組胺、TNF-α和類胰蛋白酶釋放到機體中，導致促炎環境和超敏反應[59]。

PACAP誘發偏頭痛的確切機制尚不清楚，但就目前的試驗和臨床數據表明PACAP在原發性頭痛的發病機制中發揮重要作用，可以作為偏頭痛治療的潛在靶標。PACAP38途徑似乎與CGRP途徑不同[67]。因此，對于那些對CGRP拮抗劑無法產生反應的患者來說，這可能是一種新型的治療選擇。

3.2 靶向垂體腺苷酸環化酶激活肽38的抗體臨床進展

針對PACAP38目前有2家公司研發的藥物進入到了Ⅱ期臨床，分別是Lundbeck公司的Lu-AG09222和禮來公司的LY-3451838。Lu-AG09222是靶向PACAP38/27 的單克隆抗體，通過與PACAP38上的一個表位結合并阻斷其與受體結合，完全拮抗PACAP38對PAC1R、VPAC1 和VPAC2 的激活[68]。一項干預性、雙盲試驗表明，Lu-AG09222可以抑制PACAP38誘導的血管舒張和心率增加，并減少伴隨的頭痛[69]。近期，Lundbeck宣布了Lu-AG09222在偏頭痛預防方面II期概念驗證結果，與安慰劑組相比，Lu-AG09222組在第1至第4周每月偏頭痛天數顯著減少[70]。LY-3451838是針對PACAP38的單克隆抗體，目前正在開展針對難治性偏頭痛隨機、雙盲、安慰劑對照的II期臨床研究（NCT04498910），目前尚未有公布的臨床數據。

3.3 靶向垂體腺苷酸環化酶激活肽受體1的抗體臨床進展

VPAC1 和 VPAC2 對 PACAP 和血管活性腸多肽（vasoactive intestinal polypeptide，VIP）的親和力相同，但 PAC1R對 PACAP27和PACAP38 的親和力高于對VIP 的100 倍[58]。因此有研究人員認為，偏頭痛可能通過激活 PAC1受體而發生，使其成為藥物開發的靶點。目前推進的最快的是安進公司開發的AMG 301，一個靶向PAC1受體的單克隆抗體。但AMG 301的Ⅱ期臨床試驗數據顯示，與安慰劑相比，AMG 301在預防偏頭痛方面沒有益處[71]?？赡苁且驗槌薖AC1R之外，PACAP38還作用于其他受體來誘導偏頭痛。目前有關PACAP38及其受體PAC1R的抗體藥物臨床進展匯總見表4。

表4 應用于疼痛領域的靶向PACAP38和其受體PAC1R的抗體研究進展Table 4 Advances in antibodies targeting PACAP38 and PAC1R for pain treatment

4 結語與展望

抗體藥物在治療相關疼痛領域取得重大進展，得益于新型靶標的發現與疼痛機制的進一步揭示。目前已有多款抗體藥物獲批上市，應用于多種疼痛相關疾病，如癌癥疼痛、關節炎痛、腰痛、偏頭痛等。隨著抗體技術的發展，藥物形式也不僅僅局限于單克隆抗體，目前也有雙特異性抗體進入臨床試驗?？贵w藥物作為一種新興的治療手段，在疼痛治療領域展現出了巨大的潛力。通過選擇性的結合特定靶點，阻斷疼痛傳導的信號，抗體藥物可以減少患者的疼痛癥狀，并提供長期的疼痛緩解效果。不僅如此，單克隆抗體與小分子藥物相比具有獨特的優勢（見表5），比如較長的半衰期和較低的肝毒性等不良反應風險，為患者帶來更加安全和有效的選擇。研究人員將靶向CGRP和CGRPR的單克隆抗體與經典陽性藥物托吡酯在預防發作性偏頭痛方面的數據進行了Meta分析，結果顯示，CGRP和CGRPR單克隆抗體不僅表現出與托吡酯類似的效力，而且安全性更高[72]。

表5 鎮痛領域單克隆抗體與小分子藥物的比較Table 5 Comparison of monoclonal antibodies and small molecule drugs for pain treatment

單克隆抗體表現出巨大的前景，有諸多的優勢，然而在使用單抗治療疼痛的過程中也發現了一些缺點：由于屬于蛋白質易被胃降解，因此必須采用靜脈、肌肉或皮下注射給藥，給藥方式上不如小分子方便。此外，單克隆抗體相對分子質量較大，無法穿過血腦屏障。由于中樞神經系統在疼痛中扮演著重要的角色，這可能會限制其在治療中樞神經系統相關疼痛方面的藥效。從這個角度上說，抗體療法主要針對外周疼痛靶點。在臨床應用上，單抗與中樞滲透的小分子藥物聯合療法比單一療法更加有效。綜上所述，抗體藥物的發展對解決患者疼痛問題提供了一種新型治療方案，為廣大患者帶來福音。