低氧誘導因子脯氨酰羥化酶抑制劑治療腎性貧血的研究進展

白 瑞，張 蕾

貧血是慢性腎?。╟hronic kidney disease，CKD）的常見并發(fā)癥，其患病率隨CKD 的進展而增加。在CKD 中，盡管各種因素如鐵缺乏癥，營養(yǎng)不良，炎癥和紅細胞（red blood cell，RBC）壽命縮短等均會導致貧血，但腎臟內(nèi)源性促紅細胞生成素（erythropoietin，EPO）合成的相對或絕對不足是腎性貧血的主要發(fā)病機制。隨著CKD 進展，生成EPO 的腎小管成纖維細胞被轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞，失去EPO 合成能力，從而加速腎性貧血的發(fā)展［1］。目前重組人類促紅細胞生成素（rHuEPO）和鐵劑是廣泛用于臨床的糾正腎性貧血的主要藥物，但這些藥物也具有很多風險，例如增加死亡率和心血管事件發(fā)生率等。同時，RBC 生成刺激劑（erythropoiesis stimulating agents，ESAs）也增加了癲癇、高血壓和超敏反應的發(fā)病風險［2］。另外由于維持RBC 生成所需的鐵增加，ESA 還會引起鐵缺乏。鐵缺乏、炎癥和尿毒癥等因素可能會使ESA 的敏感度下降，影響預后［3］。HIF-PHIs 是新型口服的小分子藥物，可以刺激內(nèi)源性EPO 產(chǎn)生并提高鐵利用率。因此，HIF-PHI 可能是治療腎性貧血的理想選擇，特別是對于ESA 低反應性的透析患者。但應注意的是，HIF-PHI 可誘導多種靶基因轉(zhuǎn)錄，對多種細胞功能有影響，這可能會導致多重不良反應。該綜述總結(jié)了HIF-PHI 的作用機理、臨床研究進展及未來前景，以期為臨床提供參考。

1 HIF-PHI 的作用機理

HIF 是細胞適應缺氧環(huán)境的主要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。HIF 由α 和β 亞基組成。在哺乳動物中，HIF-α存在三種同工型（HIF-1α，HIF-2α 和HIF-3α），其中HIF-2α 主要調(diào)節(jié)EPO 的生成。在常氧條件下，脯氨酰羥化酶（prolyl hydroxylase，PHD）使HIF-α上的脯氨酸殘基羥基化，后被腫瘤抑制蛋白識別，降解HIF-α。相反，在缺氧條件下，HIF-α 未被脯氨酸殘基羥基化而轉(zhuǎn)移到細胞核中，與HIF-β 形成異二聚體并與缺氧反應元件結(jié)合，誘導包括EPO 在內(nèi)的多種靶基因的轉(zhuǎn)錄，發(fā)揮多種生物學功能。HIF 刺激腎和肝臟中的EPO 合成，對促進血液中RBC 生成起核心作用。HIF 還可通過調(diào)節(jié)鐵代謝，維持鐵穩(wěn)態(tài)，進而促進EPO 產(chǎn)生［4］。在十二指腸中，十二指腸細胞色素B （duodenal cytochrome B，DCYTB）將Fe3+還原為Fe2+，后Fe2+通過二價金屬轉(zhuǎn)運蛋白1（metal transporter1，DMT1）進入腸上皮細胞，膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白將鐵Fe2+釋放到血液中，該環(huán)節(jié)受HIF-2調(diào)節(jié)。此外，其他與鐵代謝相關的蛋白質(zhì)，如轉(zhuǎn)鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1、銅藍蛋白和血紅素加氧酶-1也受HIF 調(diào)控。鐵調(diào)素由肝臟產(chǎn)生，CKD 患者由于慢性炎癥刺激使鐵調(diào)素的排出減少、合成增加。HIF通過赤鐵蛋白抑制骨形態(tài)發(fā)生蛋白/小母體途徑間接減少肝臟生成鐵調(diào)素，增加腸上皮細胞、肝細胞和巨噬細胞中膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白的表達，從而促進鐵吸收和動員儲存鐵，改善貧血［5］。

2-氧戊二酸是PHD 必不可少的底物。HIF-PHI通過與2-氧戊二酸競爭，抑制PHD 的活性，從而穩(wěn)定HIF，使包括EPO 在內(nèi)的多種靶基因上調(diào)，增加內(nèi)源性EPO 產(chǎn)生，改善貧血。HIF-PHIs 通過升高血清鐵，增加總鐵結(jié)合能力及轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度來降低血清鐵蛋白、鐵調(diào)素濃度，從而促進鐵的利用。另外，近期的一些研究表明，HIF-PHIs 有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和可能腎臟保護等作用［6］。因此，HIF-PHI 為腎性貧血的治療開辟了新途徑。但應注意的是，HIF 可作用于多種細胞，功能具有多效性，可能會導致不良的脫靶作用。

2 HIF-PHI 的研究進展

2.1 羅沙司他（Roxadustat）羅沙司他的前體是FG-4592，大約在10 年前被研發(fā)出來。第二代羅沙司他由FibroGen，AstraZeneca 和Astellas 共同開發(fā)，半衰期約為12 h，可以每2 周或3 周給藥1 次［7］。羅沙司他是第一個進入3 期臨床試驗的HIF-PHI。目前全球有超過15 個3 期臨床試驗和約10，000名目標登記患者，包括非透析依賴 （non-dialysis dependence，NDD）、血液透析依 賴（hemodialysis dependence，HDD）、腹膜透析依 賴（peritoneal dialysis dependence，PDD）和剛開始透析的患者，研究其在CKD 患者中的安全性、有效性和長期效果［8］。值得注意的是，最近在中國進行的兩項關于羅沙司他治療腎性貧血的3 期臨床試驗已經(jīng)完成［9，10］。在為期8 周的隨機、雙盲、安慰劑對照的第3 階段試驗中，羅沙司他在提高未接受透析的CKD 患者血紅蛋白（hemoglobin，Hb）水平方面優(yōu)于安慰劑。該試驗中羅沙司他組Hb 平均增加了（1.9±1.2）g/dL，安慰劑組Hb 平均減少了（0.4±0.80）g/dL（P＜0.001），2組間具有非常顯著差異，同時羅沙司他對鐵代謝有積極影響。在另一項研究中，與安慰劑相比，羅沙司他改善了鐵的利用率，表現(xiàn)為血清鐵及總鐵結(jié)合能力增加，鐵調(diào)素及鐵蛋白降低。盡管與口服鐵相比，靜脈注射鐵搭配ESA 似乎更能有效地達到目標Hb水平，但不管補鐵途徑如何，羅沙司他都顯示出相似的Hb 反應，這表明腸細胞鐵吸收的改善可能與鐵代謝相關基因 （如DCYTB、DMT1 和膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白）上調(diào)有極大關系。此外，炎癥是ESA 反應低下的主要原因之一，羅沙司他維持Hb 水平不受基線C反應蛋白水平和先前ESA 劑量影響，這可能會改善慢性炎癥下的紅細胞對EPO 的敏感性及鐵利用［11］。由此可見，羅沙司他可能對ESA 低反應性患者是有效的。然而，目前尚不確定羅沙司他是否能改善ESA 低反應性患者的預后［12］。最近，另一項［13］為期24 周的3 期臨床隨機開放研究調(diào)查了羅沙司他在接受過ESA 和沒有接受過ESA 治療的日本腹膜透析（PD）貧血患者中的有效性和安全性。結(jié)果顯示，羅沙司他在維持性PD 貧血患者的目標Hb 水平方面是有效的。同時在整個研究過程中，鐵代謝參數(shù)保持穩(wěn)定，血清鐵調(diào)素水平下降、轉(zhuǎn)鐵蛋白增加，這表明鐵的動員和吸收得到改善，鐵的生物利用度提高。更重要的是，在該項研究中，羅沙司他總體上是安全的，耐受性良好。此外，一項體內(nèi)研究表明，羅沙司他降低了血清膽固醇水平并減輕了動脈粥樣硬化，這主要是因為HIF-2α 通過上調(diào)堿性神經(jīng)酰胺酶2（alkaline ceramidase 2，Acer2）促進了神經(jīng)酰胺的降解［14］。在2 型糖尿病模型黑色和棕褐色短臂小鼠中，羅沙司他通過改善糖脂代謝和下調(diào)系膜細胞中C-C 基序趨化因子配體2 的表達，減少了腎小球損傷和蛋白尿［15］。羅沙司他的全球第三階段試驗結(jié)果已在2019 年公布，評估了其長期的心血管風險。在NDD 患者中，與安慰劑相比，羅沙司他沒有增加主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular events，MACE），即全因病死率、中風和心肌梗死的發(fā)生率和MACE+（MACE 和心力衰竭需要住院以及不穩(wěn)定心絞痛需要住院的發(fā)生率）。在HDD 患者中，羅沙司他發(fā)生MACE 的風險與ESA相當，發(fā)生MACE+的風險較低。在偶爾透析患者中，與ESA 相比，羅沙司他降低了MACE 和MACE+。此外，HIF 可改善N-ω-硝基-l-精氨酸5/6 腎切除大鼠模型的心肌肥厚和心肌纖維化［16］。這些結(jié)果可能有助于解決HIF-PHIs 對心血管風險的擔憂。

由此可見，羅沙司他作為全新的口服HIFPHI，對透析與非透析的腎性貧血患者均能夠有效升高Hb 水平，降低鐵調(diào)素水平，且不需要靜脈補鐵、不受患者體內(nèi)炎癥狀態(tài)影響，同時誘導的內(nèi)源性EPO 升高是適度的，耐受較好，患者依從性高，還可能調(diào)節(jié)脂代謝、降低心血管事件發(fā)生風險。但是，羅沙司他對多種細胞功能均有影響，仍有潛在的安全隱患。有兩項3 期臨床試驗結(jié)果均顯示，使用羅沙司他發(fā)生高鉀血癥的風險比使用對照組的風險略高，且代謝性酸中毒的發(fā)生率也高于對照組［10］。與血管內(nèi)皮生長因子 （vascular endothelial growth factor，VEGF）和VEGF 受體相關的潛在促血管生成作用、肺動脈高壓發(fā)生可能以及與HIF 長期激活相關的潛在腎臟疾病進展等問題均需要進一步研究評估。

2.2 達普司他（Daprodustat）達普司他是葛蘭素史克（Glaxo Smith Kline）開發(fā)的HIF-PHI。它的半衰期為4 h，通常劑量為0.5～25 mg/次，1 次/d。達普司他最常見的不良反應包括惡心、腹瀉和高鉀血癥。一項在NDD 患者（n=59）和HDD 患者（n=70）中進行的，為期4 周的2A 期研究表明，與對照組（使用安慰劑或ESA）相比，所有服用達普司他2 mg/d和5 mg/d 的NDD 患者Hb 均升高，HDD 患者Hb 較基線均有所下降，且鐵調(diào)素水平下降［17］。Holdstock等［18］對NDD 受試者進行了一項為期24 周的開放性研究，評估了達普司他達到Hb 目標范圍并將Hb保持在目標范圍內(nèi)的能力。結(jié)果顯示，達普司他組Hb 水平在目標范圍內(nèi)的時間中位數(shù)為82%，而對照組為66%，提示達普司他將Hb 保持在目標范圍內(nèi)的能力可能優(yōu)于對照組。Meadowcroft 等［19］研究了達普司他在維持性血液透析（maintenance hemodialysis，MHD）患者中的使用情況，結(jié)果表明，在最初的4 周Hb 呈劑量依賴性增加，在劑量調(diào)整為10 mg以上后Hb 似乎趨于平穩(wěn)。此外，沒有觀察到有臨床意義的血壓及膽固醇變化。這些研究結(jié)果表明，與安慰劑相比，NDD 和HDD 患者從ESA 轉(zhuǎn)變?yōu)榭诜_普司他的短期內(nèi)，因達普司他有劑量依賴性可能會有效維持目標Hb，且不良反應最?。?］。

2.3 伐度司他（Vadadustat）由Akebia 開發(fā)的伐度司他半衰期為4.5 h，通常劑量為300～900 mg/d。最常見的不良反應包括血尿酸水平輕度或一過性升高、腹瀉和惡心。一項研究使用伐度司他對CKD3 期及以上患者進行為期28 d 的治療，起始劑量為CKD3 期400 mg/d、CKD4 期300 mg/d，結(jié)果顯示平均Hb 比基線增加0.63 g/dL，平均血清鐵蛋白比基線降低62.4 ng/mL［20］。一項為期20 周的2B期研究［21］，伐度司他組（平均劑量為450 mg/d）有54.9%的受試者出現(xiàn)了Hb 應答（平均Hb 濃度≥為11.0 g/dL，或Hb 濃度比基線增加1.2 g/dL），鐵調(diào)素和鐵蛋白降低，總鐵結(jié)合力增加；而安慰劑組僅為10.3%，鐵代謝無明顯改變。安慰劑組有16.7%的受試者緊急接受了ESA 治療，而服用伐度司他的受試者中只有4.4%緊急接受了ESA 治療。無心電圖或血清膽固醇變化的報道，各組之間不良事件的發(fā)生率相似（74.6% vs 73.6%）；與VEGF 差異無統(tǒng)計學意義。在Martin 等的NDD 3～4 期患者研究中，也可得出Hb 增加和鐵代謝改善的結(jié)果。最近在日本Akebia 完成的兩項3 期臨床試驗結(jié)果顯示，伐度司他在NND 和HDD 患者中均取得了較好的療效。盡管第三階段研究的最新數(shù)據(jù)尚未發(fā)表，但根據(jù)目前伐度司他臨床研究的積極效果，Akebia 已于2019年7 月向日本藥品監(jiān)管機構(gòu)提出了該藥的新藥申請［6］。

2.4 依那度他（Enarodustat）依那度他是日本煙草公司開發(fā)的HIF-PHI。該藥目前正在日本進行3期臨床試驗。依那度他的半衰期為1.2 h，通常劑量為2～6 mg/d。最常見的不良反應包括鼻咽炎、高鉀血癥和便秘［22-24］。既往的研究已證明依那度他有良好的耐受性。有研究顯示，每天口服1 mg/kg 和3 mg/kg 依那度他的大鼠可引起Hb 水平呈劑量依賴性升高［25］。Akizawa 等［24］將NDD 患者口服依那度他分為兩個階段： 第一個階段為劑量起始階段 （前6周），隨機受試者服用依那度他（2、4 或6 mg/d）或安慰劑，在第6 周結(jié)束時，符合條件的受試者再參加第二階段，為期24 周的開放研究，以維持目標Hb在10.0～12.0 g/dL 范圍內(nèi)。結(jié)果表明，6 周后，與安慰劑相比，口服依那度他2、4 和6 mg/d 的NDD 患者每周Hb 增加率分別為0.160 g/dL、0.216 g/dL 和0.464 g/dL。在第二階段，使用ESA 患者的平均劑量由3.74 mg/d 下降至3.58 mg/d。第一階段隨機服用安慰劑的NDD 患者在口服依那度他4 周后，Hb 目標范圍維持率從39.1%增加到77.3%。研究結(jié)束時，超過70%的受試者將Hb 維持在目標范圍內(nèi)。該研究結(jié)果表明，依那度他可以治療NDD 患者的貧血。在目前的臨床試驗中，沒有觀察到平均收縮壓或舒張壓增加和血漿VEGF 變化［22，24］。

2.5 其他正在開發(fā)的HIF-PHI還有其他有潛力的HIF-PHI 正處于研發(fā)的早期階段。Desidustat（ZYAN1），在澳大利亞已經(jīng)完成了2 期臨床試驗。這種新藥的半衰期為6.9～13 h，建議劑量為100～200 mg/次，1 次/2 d。研究顯示EPO 水平在給藥后6 h 就較基線升高了2～4 倍。該藥報告的不良反應包括頭痛和惡心［26］。另一種有前景的HIF-PHI 是由Janssen 制藥公司的JNJ-429045343，該藥目前正處于臨床前開發(fā)階段。

3 展 望

羅沙司他已于2019 年在中國和日本獲批上市。隨后其他HIF-PHIs 也將會很快獲批。傳統(tǒng)治療腎性貧血的ESA 已用于臨床30 余年，因此HIFPHIs 不會快速地完全取代ESA，但HIF-PHIs 已被證明是相對安全的，并且療效不低于ESA。雖然長期臨床數(shù)據(jù)尚待公布，但總體的短期安全性和有效性使HIF-PHIs 成為治療CKD 貧血的一類很有前途的新藥。HIF-PHIs 的優(yōu)勢包括口服、改善鐵代謝和刺激內(nèi)源性EPO 生成等。此外，HIF-PHIs 不受體內(nèi)炎癥影響，這對ESA 反應低下的患者可能會有絕對優(yōu)勢。毫無疑問，HIF-PHIs 將為腎性貧血的治療提供極大幫助，但應注意的是，HIF 對多種細胞功能具有多重作用，這可能會導致不良的脫靶作用，因此有待進一步研究監(jiān)測。