從原研胰島素的“仿制”談胰島素的臨床應(yīng)用

梁琳瑯

北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院，遼寧 沈陽 110000

胰島素是臨床糖尿病管理中不可或缺的手段，及時啟動外源性胰島素補(bǔ)充治療是非常必要的降糖管理策略，尤其當(dāng)患者胰島功能逐漸衰退、口服降糖藥治療效果不佳或存在禁忌證［1］。隨著部分原研胰島素制劑專利保護(hù)期到期和生物技術(shù)的發(fā)展，各類非原研胰島素制劑相繼獲批上市，為降糖管理提供了更多的治療選擇。但由于原研生物制品的特殊性，使其很難被完全精準(zhǔn)復(fù)制，深刻認(rèn)識原研胰島素與非原研胰島素的特性是合理規(guī)范應(yīng)用這些藥品的前提。

本文將陳述原研與非原研生物制品的定義、研發(fā)生產(chǎn)過程、審批要求和臨床應(yīng)用中的一些差異，希望能夠為臨床醫(yī)生在使用胰島素治療時提供幫助。

1 原研生物制品的上市需經(jīng)完整、全程的系統(tǒng)評價

1.1 原研生物制品的研發(fā)周期長達(dá)十幾年，具備完整的安全性和有效性數(shù)據(jù)

原研胰島素屬于原研的生物制品。生物制品的研發(fā)是一條“從無到有”的創(chuàng)造之路，作為首次開發(fā)的藥品，原研生物制品是指對成千上萬種候選藥進(jìn)行層層篩選，開展規(guī)范的新藥臨床前研究以及嚴(yán)格的臨床試驗研究，最終獲準(zhǔn)上市的原創(chuàng)性研發(fā)新藥［2］。

原研生物制品經(jīng)歷了完整的、全程的藥學(xué)、非臨床和臨床試驗評價系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)研究、藥物篩選、臨床前研究、臨床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期試驗等評價才能獲批上市，這個過程可長達(dá)十幾年，候選化合物的范圍逐漸縮小，由5 000～10 000 種到大約250 種，再到5 種，最后只有1 種原研藥物脫穎而出；而受試者人數(shù)也由最初的20～100 例到100～1 500 例，再擴(kuò)大到1 000～5 000 例，最終獲得較為完善的療效與安全性數(shù)據(jù)［2-4］。例如，原研門冬胰島素30 制劑的研發(fā)歷經(jīng)15 年，研發(fā)過程也是不斷地?fù)駜?yōu)汰劣、調(diào)整和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，經(jīng)過臨床前試驗以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗，憑借完備的安全性和有效性數(shù)據(jù)［5-6］，最終于2001 年被美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)上市。

1.2 生物類似藥需要逐步證實其與原研生物制品的高度相似性

胰島素是通過生物DNA 重組技術(shù)生產(chǎn)的藥物，屬于生物制品，很難完全精確地被復(fù)制。最直接的原因是生物技術(shù)藥物多產(chǎn)生于生物活體，藥物結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，只能生產(chǎn)出與原研生物制劑在結(jié)構(gòu)、療效以及安全性上相似的藥物，因此，生物制劑的仿制藥只能被稱為“生物類似藥”［7］。原研藥則是生物類似藥的參照藥。

生物類似藥與化學(xué)藥物的仿制藥在本質(zhì)上有很大不同?；瘜W(xué)藥物通常為穩(wěn)定的小分子（低分子量）化合物，具有確定的、完全的表征結(jié)構(gòu)，可以通過明確的化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)。當(dāng)此類藥物專利過期后，仿制藥生產(chǎn)者只需證實仿制藥與原研化學(xué)藥物含有相同的活性成分，且規(guī)格、劑型和給藥途徑相同，在同樣嚴(yán)格條件下生產(chǎn)即可，無需進(jìn)行動物或臨床研究［8］。而生物制劑是利用活細(xì)胞或活微生物生產(chǎn)的具有高度復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的大分子生物制品，與化學(xué)藥品相比，生物藥品分子量更大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)及提取純化過程復(fù)雜繁瑣，并且穩(wěn)定性容易受外界環(huán)境影響。專利保護(hù)期過期后，由于原研產(chǎn)品的特定制造工藝仍為原研企業(yè)專有，生物類似藥的生產(chǎn)者必須自行開發(fā)生產(chǎn)工藝［8］，而任何微小改變均可使生物制品大分子結(jié)構(gòu)和效價發(fā)生改變，也可能顯著影響雜質(zhì)水平、蛋白質(zhì)聚集程度和翻譯后的修飾，而這些變化均可引起嚴(yán)重的安全性問題和藥物效應(yīng)學(xué)的改變，如療效喪失、不可預(yù)測的免疫原性反應(yīng)和其他不良反應(yīng)［9］。因此，生物類似藥要做到與參照藥完全一致幾乎是不可能的，這也正是生物藥的仿制品只能被稱為生物類似藥，而不能被稱為生物仿制藥的原因［10］。

正因為生物類似藥幾乎不可能做到與原研生物制劑完全相同，因此，生物類似藥的研發(fā)需證實其與參照藥相比在質(zhì)量、安全性和有效性方面具有相似性。首先，為了證明與原研藥結(jié)構(gòu)的相似性，生物類似藥的研發(fā)重點在藥學(xué)、臨床前研究等方面［11］。國家藥品監(jiān)督管理局藥品審評中心《生物類似藥研發(fā)相關(guān)問題問與答》中指出，生物類似藥研發(fā)的總體思路是以比對試驗證明其與參照藥的相似性為基礎(chǔ)，應(yīng)采用逐步遞進(jìn)的順序，分階段開展藥學(xué)、非臨床、臨床比對試驗，支持其安全、有效和質(zhì)量可控［12］，而原研藥研究關(guān)注重點為臨床安全性和療效，兩者研發(fā)過程及重點呈“倒三角”［11］。此外，生物類似藥的研發(fā)更關(guān)注于產(chǎn)品工藝的穩(wěn)定性、產(chǎn)品批間的一致性、產(chǎn)品高級結(jié)構(gòu)的高度相似性和翻譯后修飾產(chǎn)物以及其他變異體在產(chǎn)品中組成的可控性、比對研究檢測項目的全面性、質(zhì)量研究方法的先進(jìn)性、統(tǒng)計分析方法的可靠性等［13］。

我國對生物類似藥研發(fā)與評價的指導(dǎo)原則出臺較歐盟晚。2015 年國家藥品監(jiān)督管理局（National Medical Products Administration，NMPA）首次發(fā)布《生物類似藥研發(fā)與評價技術(shù)指導(dǎo)原則》（下稱《指導(dǎo)原則》），指出生物類似藥是在質(zhì)量、安全性和有效性方面與已獲準(zhǔn)注冊的參照藥具有相似性的治療用生物制品［14］。對生物類似藥的審批應(yīng)進(jìn)行藥學(xué)、非臨床和臨床比對試驗，確定相對于參照藥的相似性。自《指導(dǎo)原則》頒布以來，在我國獲批上市的生物類似藥共有4 個，均為單抗類藥物［10］。

1.3 我國現(xiàn)有的非原研胰島素制劑未按照生物類似藥進(jìn)行申報

我國現(xiàn)有的非原研胰島素制劑大多是按照2007年《藥品注冊管理辦法》生物制品注冊分類中“已有國家藥品標(biāo)準(zhǔn)的生物制品”申報注冊［15］。在申報過程中不要求與原研生物制品進(jìn)行藥學(xué)比對和非臨床比對等全面的相似性對比，一般僅需進(jìn)行Ⅲ期注冊試驗。因此，只能稱之為“已有國家藥品標(biāo)準(zhǔn)的生物制品”，不能被稱為“生物類似藥”。目前我國尚無任何一個已上市的胰島素產(chǎn)品被批準(zhǔn)為“生物類似藥”［11］。

2 胰島素制作過程復(fù)雜，胰島素制劑的純度、穩(wěn)定性、免疫原性等受多個環(huán)節(jié)影響

原研胰島素的生產(chǎn)過程非常復(fù)雜，涉及多個環(huán)節(jié)，很難做到完全復(fù)制。重組人胰島素的生產(chǎn)大致包括基因重組、轉(zhuǎn)染至宿主細(xì)胞、細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增、蛋白質(zhì)生產(chǎn)、過濾、純化、結(jié)晶、儲存等過程［16］。這些生產(chǎn)過程中任何細(xì)微的變化，如宿主細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境的溫度、濕度、反應(yīng)時間以及產(chǎn)物的純化和輔料添加等任何一個環(huán)節(jié)的不同，都有可能導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)制劑的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性或免疫原性產(chǎn)生差異，從而在制劑療效和安全性方面產(chǎn)生臨床影響［16-18］。如上文所述，專利過期后，特定的生產(chǎn)工藝仍為原研產(chǎn)品生產(chǎn)者專有，生物類似藥的生產(chǎn)者必須使用自行研發(fā)的生產(chǎn)工藝，結(jié)果導(dǎo)致生物類似藥幾乎不可能與參照產(chǎn)品100%相同，只能做到高度相似［8］。即使是生產(chǎn)過程中的微小差異或改變都會導(dǎo)致產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量特性的改變，進(jìn)而影響產(chǎn)品的純度、儲存穩(wěn)定性、免疫原性等性質(zhì)，最終造成安全性和臨床療效的差異［16］。

2.1 純度

在生物類似藥的生產(chǎn)中，不同生物技術(shù)公司、不同藥物種類所用的工具細(xì)胞和蛋白純化技術(shù)都不同，由生產(chǎn)工藝不同帶來的制劑中的雜質(zhì)也不同［19］。產(chǎn)品和工藝相關(guān)的雜質(zhì)也會導(dǎo)致產(chǎn)品特性改變，例如胰島素制劑生產(chǎn)中，在去除C 肽和三維結(jié)構(gòu)再生的轉(zhuǎn)化步驟可能產(chǎn)生脫酰胺形式的雜質(zhì)［17］，而制劑中的雜質(zhì)進(jìn)而會影響產(chǎn)品的免疫原性［20-21］。

2.2 穩(wěn)定性

除生產(chǎn)過程之外，生產(chǎn)后儲存過程也可能引發(fā)制劑變化。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中非共價鍵的穩(wěn)定性很容易被外力因素（如振動、溫度等）影響，加熱、延長保存、有機(jī)溶劑、氧氣、pH 改變及其他多種因素都可引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。此外，生產(chǎn)條件（如劑型、操作）和儲存條件的不同，也可影響蛋白質(zhì)的生物活性，最終導(dǎo)致生物制劑療效和安全性的不同［13］。例如，高分子量蛋白（high molecular weight proteins，HMWP）是胰島素生物制劑研發(fā)中的一個重要的關(guān)鍵質(zhì)量屬性。胰島素的肽和蛋白質(zhì)的共價鍵改變導(dǎo)致形成HMWP，這是一種主要的結(jié)構(gòu)改變，對交聯(lián)分子的理化性質(zhì)有重要影響［22］。對非原研甘精胰島素Glaritus?和長秀霖?與原研甘精胰島素進(jìn)行抽樣分析比較，不同批次的研究顯示，非原研甘精胰島素制劑中HMWP 水平隨樣品儲存時間延長而升高，而在樣品的任何儲存時間，原研甘精胰島素中HMWP 水平一致低于Glaritus?和長秀霖?。當(dāng)在模擬實際產(chǎn)品使用條件下（25 ℃，28 d）研究時，發(fā)現(xiàn)原研胰島素與非原研胰島素制劑之間的差異更加明顯［23］。HMWP 的生成可能進(jìn)一步導(dǎo)致胰島素免疫原性增加和胰島素活性降低等不良后果［24］。

2.3 免疫原性

如前所述，制劑純度和穩(wěn)定性的變化均可能導(dǎo)致生物類似藥與原研制劑的免疫原性差異。免疫原性指藥物刺激機(jī)體形成特異性抗體或致敏淋巴細(xì)胞的性質(zhì)［25］，也是生物制品安全性和療效評估中的重要一項［11］。影響生物制劑免疫原性的因素有很多，如結(jié)構(gòu)序列、糖基化作用、制備工藝、貯存條件、污染或雜質(zhì)、制劑配方、包裝材料、給藥劑量、給藥途徑和患者的遺傳因素等，均可使生物制劑免疫原性發(fā)生改變［25］。生物大分子生產(chǎn)過程中采用的容器也可能影響蛋白的免疫原性［19］。此外，生物大分子的生產(chǎn)步驟復(fù)雜繁瑣，包括宿主細(xì)胞的培養(yǎng)、原始細(xì)胞庫的建立及蛋白的生產(chǎn)、純化、分析、制劑、儲存等，任何步驟的細(xì)微差異都有可能導(dǎo)致最終所得大分子的結(jié)構(gòu)改變，從而增加其免疫原性［19］。免疫原性的潛在臨床后果包括藥物療效降低和藥物安全性的改變［11］。因此，在治療應(yīng)用中，對生物制劑的免疫原性問題必須予以足夠重視。

治療用胰島素對人體也具有免疫原性。胰島素抗體的產(chǎn)生可能影響到整體血糖控制、胰島素用量、低血糖發(fā)生率，也可能對發(fā)生β 細(xì)胞功能衰竭或糖尿病慢性并發(fā)癥有影響作用［20］。臨床研究中，對胰島素制劑的免疫原性監(jiān)測主要指標(biāo)包括胰島素抗體陽性個體比例、抗體出現(xiàn)時間、抗體滴度及其動態(tài)變化等［6,25-27］。由于門冬胰島素與人胰島素的氨基酸序列不同，對原研制劑的免疫原性也進(jìn)行了嚴(yán)格評估。在四項國際開放平行組研究中，部分患者接受NPH 聯(lián)合門冬胰島素或人胰島素治療，另一部分患者接受門冬胰島素30 或雙相人胰島素治療，共6～12 個月，并在各研究的基線、3、6、12 個月等不同時點取血樣檢測胰島素抗體水平，使用放射免疫分析方法分析循環(huán)中的胰島素抗體。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與雙相人胰島素治療組相比，門冬胰島素30 治療組患者的交叉反應(yīng)性抗體滴度起初雖有所增高，但在3 個月達(dá)峰后逐漸降低，直至9～12 個月內(nèi)降至基線水平，并且即便檢測到抗體水平增高，胰島素的療效和安全性并未受到任何影響。同樣，在門冬胰島素30 治療組與人胰島素治療組的比較中，也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果［6］。

而在非原研胰島素與參照藥的免疫原性研究中，則發(fā)現(xiàn)非原研胰島素抗體陽性率高于參照藥。一項研究對ELEMENT-1 和ELEMENT-2 研究中既往使用甘精胰島素患者進(jìn)行評估，這些患者在研究期間轉(zhuǎn)為等劑量非原研甘精胰島素LY2963016 或繼續(xù)原研產(chǎn)品治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2 型糖尿病患者在轉(zhuǎn)為LY2963016 治療24 周期間的胰島素抗體陽性患者比例顯著高于繼續(xù)原研產(chǎn)品治療者（P=0.01）［26］。另一種非原研甘精胰島素Solumarv 在向歐盟藥品管理局（European Medicines Agency，EMA）提交的審批材料中也顯示，與原研胰島素相比，Solumarv 治療56 周期間的胰島素抗體滴度持續(xù)增高，免疫原性研究數(shù)據(jù)不足以支持相似性也成為導(dǎo)致申請撤回的原因之一［27］。胰島素抗體陽性和滴度較高可能影響胰島素制劑療效，導(dǎo)致血糖控制欠佳、胰島素用量增加、患者體質(zhì)量增幅較大等后果［26］。更嚴(yán)重的是，還有一份病例報告中顯示患者在使用某一批次的非原研胰島素后發(fā)生嚴(yán)重過敏反應(yīng)，按照不同比例稀釋后，檢測結(jié)果均顯示嗜堿性細(xì)胞脫顆粒百分率顯著高于原研胰島素，提示生物類似藥生產(chǎn)過程中混入污染抗原導(dǎo)致嚴(yán)重過敏反應(yīng)［21］。

3 原研胰島素在臨床應(yīng)用中顯示出良好的療效和安全性

原研胰島素由于經(jīng)歷了嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、系統(tǒng)的藥物研發(fā)過程，且上市時間相對非原研產(chǎn)品更早，其療效和安全性也經(jīng)過大量臨床試驗和實踐的檢驗，擁有更為完善的臨床應(yīng)用證據(jù)體系。以原研雙時相門冬胰島素30 為例，自2001 年上市以來，在全球多個國家的臨床應(yīng)用中積累了極為豐富的療效和安全性證據(jù)。INITIATE［28］、EuroMix［29］、ACTION研究［30］以及1707［31］等多項隨機(jī)對照研究反復(fù)證實了糖尿病患者使用門冬胰島素30 治療可以降低糖化血紅蛋白（glycated hemoglobin A1c，HbA1c）1.5%～2.8%。對以精制米面為主食和胰島β 細(xì)胞早相分泌缺陷出現(xiàn)較早的中國人群而言，門冬胰島素30 兼顧空腹和餐后血糖控制，優(yōu)勢更為突出，整體血糖控制效果優(yōu)于強(qiáng)化口服降糖藥或單純起始基礎(chǔ)胰島素治療。A1Chieve 中國亞組［32］、EasyMix［33］、IMPROVE 研究中國隊列［34］、中國PRESENT 研究［35］、INTENSE［36］等中國大樣本觀察性研究一致證實，起始預(yù)混胰島素類似物治療12～26 周后，空腹、餐后血糖和HbA1c 均有顯著降低，且低血糖風(fēng)險較小。

現(xiàn)有研究顯示，原研胰島素與非原研胰島素的血糖控制效果和安全性可能存在差異，由原研胰島素轉(zhuǎn)為非原研胰島素時需加強(qiáng)血糖監(jiān)測，必要時重新調(diào)整劑量。一項研究對2007—2014 年參加“亞洲聯(lián)合糖尿病評估計劃”的81 531 例1 型糖尿病和2 型糖尿病患者進(jìn)行橫斷面調(diào)查，以評估原研胰島素和非原研胰島素在血糖控制方面的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原研胰島素使用者的空腹血糖（9.4 mmol/L）、HbA1c（8.9%）、胰島素用量（0.47 IU/kg）和HbA1c＜7.0%的達(dá)標(biāo)率（18.3%）均優(yōu)于非原研胰島素（空腹血糖9.9 mmol/L、HbA1c 9.3%、胰島素用量0.52 IU/kg、HbA1c＜7.0%的達(dá)標(biāo)率為12.4%），且差異有統(tǒng)計學(xué)意義［37］。青島內(nèi)分泌與糖尿病醫(yī)院的一項回顧性研究顯示，在非重癥病房，接受原研胰島素治療的2 型糖尿病患者空腹血糖降幅大于對應(yīng)的非原研胰島素治療者（分別為-2.20和-1.24 mmol/L，P=0.04），且不伴有低血糖風(fēng)險增高［38］。另一項干預(yù)性觀察性研究中患者由原研預(yù)混胰島素轉(zhuǎn)為非原研胰島素治療，結(jié)果顯示治療6 個月后HbA1c 水平無明顯改變，但維持這一HbA1c 水平所需的非原研胰島素用量顯著增加，由0.62 IU·kg-1·d-1增加至0.65 IU·kg-1·d-1（P=0.000 4）［39］。

可見，非原研制劑只能達(dá)到與參照藥相似，不能完全相同?！跋嗨啤辈⒉灰馕吨翱苫Q”，“可互換”的實現(xiàn)必須基于嚴(yán)格的藥物評價系統(tǒng)和穩(wěn)健的藥物警戒跟蹤和追溯系統(tǒng)?！渡镱愃扑幣R床應(yīng)用管理專家共識》中指出，我國目前尚未建立生物類似藥“可互換”的標(biāo)準(zhǔn)。生物類似藥的適應(yīng)證不能自動外推至參照藥的所有已批適應(yīng)證［10］。因此，臨床上在原研胰島素轉(zhuǎn)換為非原研胰島素或?qū)⒎窃幸葝u素用于原研胰島素制劑適應(yīng)證時需謹(jǐn)慎。

綜上所述，我國目前上市的非原研胰島素制劑大多是按照2007 年《藥品注冊管理辦法》生物制品注冊分類中“已有國家藥品標(biāo)準(zhǔn)的生物制品”進(jìn)行申報，一般只需按要求進(jìn)行Ⅲ期臨床試驗即可，并未達(dá)到2015 年《生物類似藥研發(fā)與評價技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》中規(guī)定的生物類似藥的申報條件，從藥品研發(fā)、審批、上市后監(jiān)管，以及臨床試驗結(jié)果等各個方面分析，故其療效和安全性評價要求均與原研胰島素制劑存在差距。關(guān)于轉(zhuǎn)換的問題，無論是藥品審評部門或衛(wèi)生管理部門，我國均未出臺明確規(guī)定。原研胰島素上市多年，工藝成熟、質(zhì)量穩(wěn)定，并且經(jīng)過廣泛臨床驗證，在療效和安全性方面都積累了大量的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)和臨床應(yīng)用經(jīng)驗，這是非原研胰島素?zé)o法比擬的。