楊云霞，任雅麗

作者單位：224000 鹽城，江蘇豐華生物制藥有限公司

人生長激素（human growth hormone，hGH）是由腦垂體前葉中的生長激素細(xì)胞合成、存儲(chǔ)和分泌的一種肽類激素，主要生理功能為促進(jìn)身體各組織、器官及骨骼中受體細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成和脂肪分解，從而調(diào)節(jié)機(jī)體代謝和生長發(fā)育，是人體內(nèi)最重要的促進(jìn)生長的激素。生長激素不同于類固醇激素，不會(huì)產(chǎn)生糖皮質(zhì)激素或性激素樣的副作用[1]。

生長激素適應(yīng)證廣泛，最早于 1985年被 FDA 批準(zhǔn)用于治療兒童生長激素缺乏癥（pediatric growth hormone deficiency，PGHD）和成人生長激素缺乏癥（adult growth hormone deficiency，AGHD），至今獲得批準(zhǔn)用于十多種常規(guī)疾病和罕見病的治療（表 1）。此外，還有黏多糖癥、非酒精性脂肪肝、肥胖和甲狀腺功能不足等多種潛在適應(yīng)證在研。hGH 最主要的適應(yīng)證是矮小癥，據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)兒科學(xué)分會(huì)內(nèi)分泌遺傳代謝學(xué)組統(tǒng)計(jì)，我國兒童矮小發(fā)病率約為3%，全國 4～15 歲矮小患兒總數(shù)約有 700 萬人，以其中1/3 為兒童生長激素缺乏癥計(jì)算，國內(nèi)約有 200 萬兒童需要用生長激素治療。但是由于國民對 GHD 缺乏足夠的認(rèn)識，及每日注射給藥依從性差等原因，我國每年接受合理治療的患者不足 3 萬人，治療率極低。

表1 生長激素時(shí)光軸

自 20世紀(jì) 50年代以來，生長激素的獲得經(jīng)歷了尸源垂體提取、大腸桿菌合成、酵母菌合成、哺乳動(dòng)物細(xì)胞重組DNA 技術(shù)合成、基因重組修飾合成等不同階段[2]。迄今在全球多個(gè)國家已有三十多年的使用歷史，未報(bào)道過用藥相關(guān)嚴(yán)重不良反應(yīng)（SAE），在全球多數(shù)發(fā)達(dá)國家被納入醫(yī)保。

1 作用機(jī)制

下丘腦-垂體-生長軸中各因子之間相互作用，共同完成對生長和代謝的調(diào)控。體內(nèi)外的各種刺激作用于下丘腦，促進(jìn)下丘腦分泌促生長激素釋放激素（GH-releasing hormone，GHRH ） 和生長激素釋放抑制因子（ somatotropin release-inhibiting factor，SRIF），GHRH 和 SRIF 作用于腦垂體 GHRH 受體（GHRHR）和 SRIF 受體（SRIFR）啟動(dòng)細(xì)胞傳導(dǎo)通路，調(diào)節(jié) GH 合成和分泌，GH 調(diào)節(jié) IGFs 的分泌，IGFs 對GH 的分泌具有負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用[3]，GH 和IGFs 的分泌調(diào)節(jié)見圖 1。

圖1 GH 和 IGFs 分泌調(diào)節(jié)

通過基因工程技術(shù)合成的重組人生長激素（recombinant human growth hormone，rhGH）與人腦垂體正常分泌的生長激素結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制一致。GHR 先與 hGH 高親和力的位點(diǎn) 1 結(jié)合，然后第二個(gè) GHR 再與同一 hGH 上低親和力的位點(diǎn) 2 結(jié)合，形成激素-受體復(fù)合物（GH-2GHR），激發(fā)JAK2 酪氨酸激酶信號通路，啟動(dòng)細(xì)胞核內(nèi)的應(yīng)答基因表達(dá)IGFs、IGFBP3 和 ALS（圖 2）。ALS-IGFs-IGFBP3 形成三元絡(luò)合物進(jìn)入血管輸送至靶器官，由蛋白酶除 IGFBP3和 ALS 釋放出 IGFs，IGF 分為 IGF-I 和 IGF-II 兩種類型。IGF-I 的產(chǎn)生更依賴于 GH，其促生長作用強(qiáng)，是兒童期的重要生長因子；IGF-II 的類胰島素作用更強(qiáng)，對胎兒生長起重要作用[4-5]。IGF 與受體結(jié)合后通過多種信號通路發(fā)揮生理功能。

圖2 GHR 結(jié)構(gòu)圖及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

2 理化特性

hGH 基因位于 17 號染色體長臂，垂體可以分泌多種形式的 GH，通常所說的 hGH 是指分子量為 22 kD 的分子，由 191 個(gè)氨基酸組成，等電點(diǎn) 4.9，分子內(nèi)有 4 個(gè)α-螺旋、2 個(gè)二硫鍵，為單鏈非糖化親水性球蛋白[1,3,6]，氨基酸序列和分子結(jié)構(gòu)見圖 3。

圖3 hGH 結(jié)構(gòu)圖

3 研發(fā)現(xiàn)狀

由于生長激素的分泌呈脈沖式，需達(dá)到一定血藥濃度才能發(fā)揮療效，為保證藥效以及模擬人體內(nèi)的分泌規(guī)律，患者需每天注射給藥。長期、頻繁注射給藥極大地影響患者依從性、增加患者痛苦。據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)兒科學(xué)分會(huì)統(tǒng)計(jì)，對常規(guī)rhGH 治療的患者進(jìn)行長期隨訪發(fā)現(xiàn)，治療期 13% 的兒童患者會(huì)漏打一半以上的處方劑量，50% 以上的患者沒有嚴(yán)格遵守治療方案。而 LAGH 制劑能延長藥物半衰期、降低注射頻率、減少痛苦，可以有效提高患者依從性、降低醫(yī)護(hù)成本[7]。

LAGH 制劑的常見修飾類型包括：微球、聚乙二醇化修飾、融合蛋白、hGH 衍生物等[7]。目前，全球處于臨床在研狀態(tài)的 LAGH 制劑有 11 個(gè)，其中 3 個(gè)已上市，2 個(gè)已遞交上市申請，1 個(gè)退市，詳細(xì)情況見表 2。

表2 國內(nèi)外在研生長激素長效制劑

3.1 Nutropin Depot

基因泰克公司的 PLGA 緩釋微球 Nutropin Depot，于1999年獲 FDA 批準(zhǔn)。Nutropin Depot 可以誘發(fā) PGHD 兒童的追趕生長和正常骨骼成熟，不良事件（AE）主要為注射后疼痛，注射部位產(chǎn)生結(jié)節(jié)和紅斑。由于存在難以大規(guī)模生產(chǎn)和 GH 突釋現(xiàn)象，并且后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)存在感染和蛋白質(zhì)降解等問題，該產(chǎn)品在 2004年停產(chǎn)退市。

3.2 Eutropin Plus

Eutropin Plus（Declage，SR-hH，LB03002）是 LG 公司推出的微球 LAGH 制劑，由酵母菌表達(dá)，采用透明質(zhì)酸技術(shù)制成的，用于 PGHD、TS、SGA 或 IUGR、ISS、PWS、兒童腎功能衰竭（Pediatric CRF），在中國獲批適應(yīng)證為PGHD、AGHD 和 TS。評估 Eutropin Plus 用于兒童 GHD、TS、CRF、SGA、ISS 和 PWS 長期安全性和有效性的一項(xiàng)開放、多中心、前瞻性和回顧性觀察研究（NCT01604395），計(jì)劃招募 600 例患者，該研究正在進(jìn)行中。

3.3 金賽增

金賽增是由大腸桿菌表達(dá)的 PEG 化 rhGH，PEG 化增大了 hGH 有效體積，延長了藥物在體內(nèi)的滯留時(shí)間。回顧性研究 238 例 PGHD 的療效表明，患兒給予 0.2 mg/(kg·w)金賽增或 0.067 mg/(kg·d) 短效生長激素賽增，治療 3 個(gè)月后金賽增組生長速率增至 11.7 cm/年，賽增組生長速率增至8.4 cm/年；金賽增組血清 IGF-1 和 IGF-BP3 水平分別升至 627.3 ng/ml 和 10.5 μg/ml，賽增組血清 IGF-1 和IGF-BP3 水平分別升至 584.28 ng/ml 和 9.87 μg/ml，金賽增對 PGHD 患兒的療效優(yōu)于賽增，兩者在短期療效內(nèi)均無副作用[8]。

3.4 Sogroya

諾和諾德的 Sogroya（Somapacitan）是 FDA 批準(zhǔn)的首個(gè) LAGH 制劑。Sogroya 由天然 hGH 修飾而來，分子式：C54H95N13O20S2，分子量 1310.5，主鏈中 GH 部分的半胱氨酸殘基中的硫醇基被巰基乙醇替換，連接有包含帶電荷接頭、四唑和具有非共價(jià)白蛋白結(jié)合特性的脂肪酸部分的側(cè)鏈（圖 4），能夠可逆地、廣泛地（>99%）與內(nèi)源性循環(huán)白蛋白結(jié)合。2020年10月在中國獲批 IND，受理號為CXSL2000184、CXSL2000185。

圖4 Somapacitan 結(jié)構(gòu)示意圖[9]

Somapacitan III 期臨床研究 REAL-1（NCT02229851）是一項(xiàng)國際多中心研究，在 301 例 AGHD 患者中，評估了治療 35 周后與安慰劑相比，每周一次 Somapacitan 和每日一次 Somatropin 的療效和安全性，基于該項(xiàng)研究結(jié)果，F(xiàn)DA 于 2020年9月獲批其用于 AGHD。

Somapacitan II 期臨床研究 REAL-3（NCT02616562）評估了每周一次 Somapacitan 相對于每日一次Norditropin治療 26 周和 52 周的療效和安全性。青春期前初治 PGHD患者隨機(jī)分配，接受 Somapacitan 0.04、0.08、0.16 mg/(kg·w)或 Norditropin 0.034 mg/(kg·d) 治療。結(jié)果表明，年化身高成長率（HV）Somapacitan 0.16 mg/(kg·w) 顯著高于每日一次 Norditropin；3 種劑量水平 Somapacitan 的 HV 分別為7.8、9.7、11.5 cm/年，每日一次 Norditropin 的平均 HV 為10.0 cm/年；Somapacitan 在所有劑量下的耐受性良好，沒有發(fā)現(xiàn)與臨床相關(guān)的安全性或局部耐受性問題[10]。

3.5 TransCon

TransCon（lonapegsomatropin，ACP-001）是 Ascendis 公司在研的 LAGH，分子包括三部分：未經(jīng)修飾的 hGH、惰性載體分子和將兩者暫時(shí)連接起來的連接結(jié)構(gòu)。其設(shè)計(jì)原理為載體分子可以保護(hù) hGH，使 hGH 暫時(shí)失活并且不被人體清除，當(dāng)注射至人體后，在生理?xiàng)l件的 pH 和體溫下，有活性的、未經(jīng)修飾的 hGH 以可控的方式釋放出來。

TransCon 于 2019年10月和 2020年4月獲得歐洲委員會(huì)（EC）和 FDA 治療 GHD 的孤兒藥認(rèn)定。2020年6月，Ascendis 向 FDA 提交了 TransCon 治療 PGHD 的BLA 申請。該產(chǎn)品在中國用于PGHD 的 III 期臨床試驗(yàn)（CTR20200399）正在進(jìn)行中，用于軟骨發(fā)育不全（ACH）的 IND 申請于 2021年1月獲中國 CDE 批準(zhǔn)。

3.6 Somatrogon

輝瑞與 OPKO 聯(lián)合開發(fā)的 Somatrogon（MOD-4032，PF-06836922），在天然 GH 的 N-末端連接了 1 個(gè)來自人絨毛膜促性腺激素（HCG）β 亞基的 CTP 拷貝，在 C-末端添加了 2 個(gè)上述 CTP 拷貝（圖 5），CTP 可以有效延長半衰期。Somatrogon 在美國和歐盟均獲得了用于治療兒童和成人 GDH 的“孤兒藥”資格。2021年1月在日本遞交了新藥申請（NDA）；同期，F(xiàn)DA 也受理了其 BLA 申請。

圖5 Somatrogon 分子結(jié)構(gòu)圖

2020年6月OPKO 宣布Somatrogon III 期臨床試驗(yàn)（NCT03874013）達(dá)到了其主要和次要目標(biāo)，每周注射Somatrogon 治療 PGDH 的有效性和安全性與每天注射一次的 Genotropin 相當(dāng)。

Somatrogon 另外一項(xiàng) III 期臨床研究（NCT02968004），計(jì)劃招募 224 名初治青春期前 PGDH 患者，2020年公布的結(jié)果表明，治療 12 個(gè)月后每周一次的 Somatrogon（0.66 mg/kg）與每日 Genotropin 相比，Somatrogon 組的平均 HV 為 10.12 cm/年，Genotropin 組為 9.78 cm/年，并且耐受良好[11]。

3.7 HyTropin

韓國 Genexine 公司的 HyTropin（TJ101，GX-H9）為雜合 Fc（hyFc）和 rhGH 融合蛋白，分子量 103 kD。HyFc 由人 IgD 和 IgG4構(gòu)成（圖 6），HyFc 與 hGH 融合增加了 hGH 的分子量，減少了腎臟清除率從而增加了藥物的半衰期；IgG4通過新生 Fc 受體介導(dǎo)的內(nèi)吞和 Fc 融合蛋白的回收進(jìn)一步延長了 HyTropin 半衰期。HyTropin在 2020年7月向中國 CDE 了遞交 IND 申請（受理號為：JXSL2000137），目前處在臨床 III 期準(zhǔn)備階段（CTR20202305）。

圖6 HyTropin 分子結(jié)構(gòu)[12]

HyTropin 第一個(gè)臨床試驗(yàn)在 4 組健康受試者中進(jìn)行，受試者隨機(jī)給予 0.2、0.4、0.8、1.6 mg/kg HyTropin（n=6）或安慰劑（n=2）。研究表明，HyTropin 單劑量給藥在0.2～1.6 mg/kg 的范圍內(nèi)均可耐受，沒有發(fā)現(xiàn)安全隱患，不存在任何脂肪萎縮或抗藥物抗體，t1/2在 69.2～138.0 h 之間，IGF-1 血清濃度以劑量依賴性方式增加[12]。

HyTropin 在 AGHD 患者進(jìn)行的每周和每半個(gè)月一次的 II 期臨床研究表明，12 周內(nèi)接受最低劑量[0.1 mg/(kg·w)]HyTropin 的 AGHD 患者（n=11）與接受 6 μg/(kg·d)Genotropin 的患者（n=2），安全性和耐受性相似，沒有報(bào)道意外的不良反應(yīng)，HyTropin 具有每周和每半個(gè)月給藥一次治療 GHD 的潛力[13]。

在 PGDH 患兒進(jìn)行的臨床研究，24 例患兒分別接受0.8 mg/(kg·w)、1.2 mg/(kg·w)、2.4 mg/kg·半月、GENO/d 治療，HV 分別為 10.7、15.6、12.4、12.7 cm/年[14]。

3.8 Somavaratan

Versartis 公司 Somavaratan（VRS-317，XTEN1-rhGHXTEN2），是大腸桿菌表達(dá)的融合蛋白，分子量119 kD，通過在 hGH N-端和 C-端連接 XTEN 氨基酸序列降低受體結(jié)合，從而減小受體介導(dǎo)的清除率[15]。

Somavaratan 治療 AGHD 的 II 期臨床試驗(yàn)（NCT02719990），每月給藥兩次，未達(dá)到非劣于日常治療的主要終點(diǎn)；在日本 PGHD 患者進(jìn)行的開放、長期安全性研究 II/III 期臨床研究（NCT03145831），3.5 mg/kg 每月給藥 2 次，也未達(dá)到非劣于日常治療的主要終點(diǎn)指標(biāo)。

3.9 Albutropin

TEVA 公司 Albutropin（TV-1106）為 hGH 與 HAS 融合蛋白，在 N-末端融合了 HSA。在動(dòng)物體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)研究結(jié)果表明，猴皮下給藥 0.3 mg/kg 與 rhGH相比，Albutropin 血漿半衰期延長了 6 倍、清除率降低8 倍，連續(xù) 7 天 rhGH（0.3 mg/kg）與 Albutropin 單次給藥（4 mg/kg）誘導(dǎo)增加的 IGF-1 水平相當(dāng)[16]。在 65 例初治早產(chǎn) PGHD 患兒進(jìn)行的 II 期安全性和劑量探索研究（NCT02092077），給藥劑量 0.554、0.924、1.20 mg/kg，陽性對照 Somatropin 0.033 mg/(kg·d)，目前該研究由于商業(yè)決策被終止。

3.10 安蘇明

安科生物 LAGH 制劑安蘇明為 PEG 化長效重組人生長激素水針，用于 PGHD，于 2011年10月獲臨床批件，目前已完成 III 期臨床試驗(yàn)，處于上市申報(bào)準(zhǔn)備階段。

3.11 YPEG-GH

寶特生物開發(fā)的 LAGH 制劑 YPEG-GH，是 Y 型分支 PEG 化重組人生長激素，該項(xiàng)技術(shù)是將 PEG 結(jié)構(gòu)的兩條支鏈分別通過穩(wěn)定性更強(qiáng)的酰胺鍵和 C-N 鍵與母核連接，具有較好的穩(wěn)定性以及支鏈不易水解脫落等優(yōu)勢。目前正在進(jìn)行 II/III 期臨床試驗(yàn)（CTR20190901）。

4 市售 LAGH 有效性和安全性

目前，多種 LAGH 制劑處于開發(fā)的各個(gè)階段，其中Declage 上市已有 14年，未報(bào)道用藥相關(guān)的 SAE?；仡櫽嘘P(guān) LAGH 制劑的最新文獻(xiàn)和會(huì)議報(bào)道，LAGH 的有效性初步得到了證實(shí)，年化身高增長率方面和誘導(dǎo) IGF-1 水平升高的能力均非劣效于每日傳統(tǒng)生長激素治療，安全性方面未見報(bào)道與 LAGH 用藥相關(guān)的重大 SAE。但是不同人群對不同 LAGH 治療的耐受性和療效差異尚需更多的臨床數(shù)據(jù)證實(shí)，目前市售 LAGH 的有效性和安全性總結(jié)見表 3。

表3 市售 LAGH 有效性和安全性

5 展望

開發(fā) LAGH 的主要目的之一是提高患者用藥依從性，目前已上市的 LAGH 制劑使得 hGH 注射頻率從每天一次減少到每周或每兩周一次，有效性和安全性得到初步證實(shí)。目前大多數(shù) LAGH 制劑處于臨床試驗(yàn)階段，國內(nèi)目前僅有金賽增一款 LAGH 制劑在售，隨著更多 LAGH 獲批進(jìn)入臨床，將帶來長效生長激素治療的更多選擇，民眾用藥的可及性和選擇性將大大增加。

但是，LAGH 制劑不同種群的用藥劑量調(diào)整和耐受性等問題尚需更多臨床數(shù)據(jù)支持，長期有效性和安全性有待進(jìn)一步研究。在 LAGH 制劑研發(fā)和臨床應(yīng)用中，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注以下問題：①不同表達(dá)體系和生產(chǎn)條件生產(chǎn)的 LAGH 制劑的高級分子結(jié)構(gòu)差異；②對 LAGH 高級結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，分析其高級結(jié)構(gòu)與藥物活性和免疫原性的關(guān)系；③微球緩釋劑類型的 LAGH 要關(guān)注是否存在 GH 突釋現(xiàn)象，以及注射部位疼痛等不良反應(yīng)；④PEG 和融合蛋白等修飾方法，不同程度地增加了 GH 分子量，要關(guān)注其注射入人體后的免疫原性，對藥物抗體進(jìn)行密切監(jiān)控；⑤LAGH 治療期間，設(shè)置合理的時(shí)間點(diǎn)檢測 IGF-1 水平，根據(jù)治療效果合理調(diào)整用藥方案。隨著生物制藥技術(shù)的進(jìn)步和臨床研究成果的積累，LAGH 制劑的研發(fā)和應(yīng)用必將越來越廣泛，惠及需要生長激素長期治療患者尤其是兒童患者。