МОДЕРНИ МОЛЕКУЛЯРНИ ТЕРАПИИ НА 21 ВЕК i. …œОДЕРНИ... ·...
TRANSCRIPT
9
Обзорна статия
Молекулярната терапия
е ново направление в медицината, което въз-
никна като резултат от бързото развитие на
молекулярната биология и имунология, на био- и
фармацевтичните технологии. За нейното ус-
пешно реализиране в клиничната медицина доп-
ринесоха натрупаните задълбочени познания в
разработването и особеностите на генетични
и ДНК рекомбинантни технологии, биохимични
манипулации, производство и пречистване на
белтъци, микробиологично производство. От
друга страна приложението на новите молеку-
лярни терапии, които ще се прилагат все повече
през ХХI век, поставиха поредица от етични въ-
проси, особено по отношение на провеждането
на клинични изпитвания, въвеждането и използ-
ването на животински модели с предварително
дефинирани генетични линии и клонирането. Тези
молекулярни терапии вече намериха приложение
както при инфекциозни, така и при наследстве-
ни и придобити заболявания, при които освен
конвенционалната терапия може ефективно да
се приложи лечение с протеинно заместване или
генна терапия. Модерните молекулярни терапии
се тестват предварително на клетъчни линии и
животински модели. Основен проблем при този
тип тестове е предварителното им валиди-
ране, тъй като тези линии не са нормални кле-
тъчни линии, а животинските модели поставят
въпроса доколко те са адекватни на човешките
заболявания. Значимостта на този проблем за
създаване на безопасни за човека молекулярни те-
рапии беше илюстриран по един особено драс-
тичен начин със случая ТеGenero1,2.
Всички соматично-клетъчни терапевтични ле-
карства, произведени чрез рекомбинантни тех-
J Clin Med. 2010; 3(2):9-19
МОДЕРНИ МОЛЕКУЛЯРНИ ТЕРАПИИ НА 21 ВЕКI. РЕКОМБИНАНТНИ ЛЕКАРСТВЕНИ ПРОДУКТИ – ПРОТЕИНИ И ВАКСИНИИв. Атанасова1, Д. Терзииванов2
1Изпълнителна агенция по лекарствата 2Катедра по фармакология и клинична фармакология, МФ, Софийски университет
Ключови думи: молекулярни терапии, рекомбинантни протеини, ваксини, трансплантации, генна терапияАдрес за кореспонденция: Ив. Атанасова, Изпълнителна агенция по лекарствата, ул. Дамян Груев №8, София 1303, е-mail: [email protected] тел: +359 2 8903424
Резюме: Молекулярните терапии включват лекарствени продукти, които се произвеждат чрез използва-
не на различни иновативни технологии като генетични, рекомбинантни ДНК, биохимични, микробиологични,
имунологични, молекулярно-биологични и биотехнологични. Приложението на новите молекулярни терапии
поставя поредици от етични въпроси, особено по отношение на провеждането на клинични изпитвания,
въвеждането и използването на животински модели с предварително дефинирани генетични линии. Понасто-
ящем пазарът на рекомбинантно произведени протеини е растящ източник на противоречия в здравната
система, защото нараства значително като обем и цена в сравнение с традиционните лекарства, съдържащи
вещества с ниско молекулно тегло. Необходимо е да се изследва и оцени научно ефикасността и ползата от
приложението на тези лекарства, които започват да изместват традиционните, а така също да се поддър-
жа висок стандарт по отношение на безопасността им.
10
нологии, се класифицират като модерни тера-
пии. Във връзка с въвеждането на тези модерни
терапии е необходима задълбочена оценка на
особеностите на лекарствения продукт, при-
надлежащ към определена молекулярна терапия,
отчитане на съотношението цена-полза, както
и познания относно заболяването и неговото
протичане при конкретния пациент. Здравната
система на всяка една европейска страна, вклю-
чително и на България, е силно затруднена пора-
ди растящите разходи за тези скъпи терапии,
поради което се изисква строго прецизиране и
индивидуализиране на лечението с тях.
В съображение идва навлизането на т. нар. „би-
оподобни” лекарства, които имат по-особени ха-
рактеристики и по-висока цена от класическите
генерици. Включването в реимбурсните листи
на модерни молекулярни лекарства натоварва
изключително бюджетите на здравните каси,
като все още липсват задълбочени фармакоико-
номически анализи за съотношението цена-пол-
за. В САЩ първият рекомбинантен инсулин е раз-
решен за употреба през 1982 г. Оттогава повече
от 250 рекомбинантни продукти, моноклонални
антитела и рекомбинантни ваксини са одобрени
от регулаторните агенции. Между 2003 г. и 2005
г. тези продукти са представлявали респектив-
но 24% и 22% от всички нови молекули, одобрени
от FDA и EMA3,4.
Критериите за включване на болни за лечение
с рекомбинантни терапии трябва да са индиви-
дуализирани и много прецизно разработени от
клинични фармаколози, запознати с особености-
те на този вид терапия, както и от клинични
специалисти, които познават спецификите на
протичането на конкретното заболяване. В по-
зитивно-реимбурсната листа на България има
включени рекомбинантни лекарствени проду-
кти, като много от тях са с висока цена на курс
лечение и е необходимо да се направи сериозен
анализ на съотношението цена-полза. Всяка годи-
на техният дял се увеличава, а вероятността да
навлизат и други молекулярни терапии е голяма,
поради което се изисква много сериозен, високо
специализиран дебат по отношение включване-
то на подобни лекарства в реимбурсните листи.
Заболявания, при които модерните терапии могат да се използват с успех 5
1. Инфекциозни заболявания, причинени от
бактерии, вируси и протозои. По данни на СЗО
около 8000 души умират от HIV свързани състо-
яния всеки ден. Статистиката показва, че около
3 милиона умират годишно от вирусни инфек-
ции и усложненията свързани с тях. Освен това
около 8.8 милиона нови случаи на туберкулоза
се съобщават годишно и 5500 смъртни случаи
дневно, или милиони годишно. Около 300 мили-
она са острите случаи на малария всяка година.
Много бактериални заболявания могат успешно
да се лекуват с антибиотици или да се профи-
лактират чрез ваксини. Нараства броят на ан-
тибиотик-резистентните бактерии, например
метицилин-резистентни Staphylococcus aureus
(MRSA), които поразяват имунокомпрометира-
ни пациенти, както и лекарствено резистент-
ни Mycobacterium tuberculosis, които са растящ
проблем при болни от СПИН. Лекарствено ре-
зистентните щамове на различни бактерии
нарастват поради нерационалната употреба
на антибиотиците не само в човешката попу-
лация, но също и при храненето на животните,
където антибиотиците се използват за по-бърз
растеж.
Вирусите представляват една все по-голяма
заплаха за човечеството. Например, има много
малко ефективни лекарства за лечение за HIV ин-
фекции, човешкия папиломен вирус (HPV), който
е основна причина за рака на маточната шийка,
или за хепатити А, В и С, които причиняват дъл-
готрайно чернодробно увреждане. Наблюдава
се определена дисоциация между задълбоченото
познаване на генома на тези организми и ефикас-
ността на терапиите, прилагани за лечение на
причинените от тези вируси заболявания. Всич-
ки вирусни инфекции са трудни за лечение, някои
са потенциално животозастрашаващи, а някои
са направо смъртоносни като вируса Ebola.
Паразитните заболявания са специален тежък
проблем в развиващите се страни, където ви-
сокото ниво на паразити в цялата популация
води до имунокомпрометиране на организма
Биотехнологични лекарства
и отваря вратата на много опортюнистични
инфекции. Маларията, която поразява стотици
милиони хора по света, е отворено поле за раз-
работване на нови лекарства, поради липсата
на ефективна терапия, високата цена на някои
нови лекарства за развиващите се страни и лип-
сата на профилактична ваксина. Има нужда от
разработване на високо ефективни имунотера-
певтични лекарства, генна терапия и ваксини, с
които този проблем да се овладее. Проблемите
при тези терапии са, че лекарствата трябва да
са достъпни като цена и стабилни като качест-
во, за да позволяват доставка и съхранение при
условията на стайна температура.
2. Рак и сърдечни заболявания
В развитите страни раковите и сърдечно-
съдовите заболявания са водещите причини за
смъртността. Те са многофакторни заболява-
ния и включват както генетична предиспозиция,
така и влияние на околната среда. Въпреки че
са идентифицирани генетичните рискови фак-
тори и стимулите от околната среда, все още
е трудно да се оцени рискът за индивидуалния
пациент.
При лечението на раковите заболявания
основен проблем, пред който се изправят уче-
ните, е разбирането за механизма на заболява-
нето. Въпреки че много малигнени заболявания
днес са дефинирани по отношение на мутации-
те на онкогените и туморната експресия на ге-
ните, много от карциномите включват много-
бройни генетични мутации и определянето на
мутиращи протеини може да представлява за-
доволителна терапевтична цел. В случаите, ко-
гато мутацията е открита, за прогресията на
заболяването имат значение и различни стимули
от околната среда. Понастоящем най-ефектив-
ното лечение на карциномите все още е хирур-
гичното. То е ефективно докато туморът не
е метастазирал и не е инвазирал в съседните
тъкани и органи. Химиотерапията и лъчелечени-
ето са ефективни, но токсични и предизвикват
увреждане на ДНК в здравите клетки, което е
рисков фактор за нови мутации и нови видове
малигнизации, които могат да се развият по-
късно. Днес изследователите разработват нови
терапии за спиране развитието на тумора и
неговото разпространение като позволяват на
имунната система да разпознае карциномните
клетки по-ефикасно и да ги унищожи.
Новите модерни клетъчно-соматични и генни
терапии са все още в различен етап на клинични
изпитвания:
• Използваненатуморсупресиращигени;
• Манипулираненаклетъчнияцикъл;
• Убиваненаклетъчнилиниис
цитотоксични лекарства;
• Манипулираненатранскрипцията;
• Използваненаантитела,свързани
с токсини убиващи раковите клетки;
• Използванетонаперсоналниваксини;
• Използванетонарекомбинантни
цитокини;
• Разработваненагенинатумор
некротизиращия фактор (ТНФ)
Сърдечносъдовите заболявания, които са
също сред водещите причини за смъртност се
лекуват с подходящ диетичен режим, медика-
ментозно, с промяна в начина на живот, хирургия
и трансплантация. Подобно на раковите заболя-
вания, те също са многофакторни в комбинация
със стимули на околната среда и изискват гене-
тична предиспозиция. Обществените кампании
за намаляване на рисковите фактори не винаги
водят до изпълнение на предварително дефини-
раните цели. Съвременните изследвания са фо-
кусирани върху лечението на тромбоемболични-
те усложнения с рекомбинантни лекарства като
напр. тъканен плазминоген активиращ фактор.
Генна терапия се тества за лечение на фамилна-
та хиперхолестеролемия.
3. Наследствени генетични заболявания
Въпреки че генетичните заболявания не са чес-
ти, те в голямата си част са нелечими и поради
това застрашаващи човешкия живот. Някои от
тях обаче са с по-висока честота като напри-
мер таласемия при средиземноморската попула-
ция. Много от проблемите, свързани с наслед-
11
J Clin Med. 2010; 3(2):9-19
12
ствените заболявания, могат да се преодолеят
чрез използването на скринингова стратегия:
например скрининг на популацията и пренатал-
на диагностика, където е необходимо. Нови те-
рапии като рекомбинантни протеини и генна
терапия и имунотерапия за лечение на някои
наследствени заболявания понастоящем се оце-
няват чрез провеждане на клинични изпитвания.
При създаването на лечение за наследствени-
те заболявания е важно да се разбере генетична-
та основа на заболяването – дали е доминантно
или рецесивно. При доминантните заболявания
е необходимо само един мутирал ген, за да се
развие болестта и да се изявят симптомите.
Примери за такива заболявания са болестта на
Хънтигтон и синдромът на Марфан. Този тип
заболявания могат да се лекуват чрез отстра-
няване на мутиралия ген, поради това генната
терапия, която включва прибавяне на гени или
рекомбинантни протеини, не се използва. Като
възможен подход е въвеждането на протеини,
които да могат да секвестират продукцията
под въздействието на доминантния ген. На-
пример, при някои форми на хиперхолестероле-
мия дефектът се състои в грешка при произ-
водството на рецептори за липопротеините
с ниска плътност. Това води до високи нива на
свободен холестерол, който е токсичен. Чрез из-
ползване на химическа секвестрация, приложена
перорално, се отстранява високото ниво на хо-
лестерола.
В някои случаи трансплантацията може да
предостави лечение като в този случай новият
орган с нормални гени замества другия с „дефек-
тиралите” гени. Изследванията се насочват към
техники за деактивиране на гени.
Някои наследствено рецесивни заболявания,
като например кистозната фиброза и сърпо-
видноклетъчната анемия, са по-лесни от тера-
певтична гледна точка, тъй като в присъствие
на един „нормален” ген симптомите на заболява-
нето не се проявяват. Тези заболявания са добър
модел за генна терапия и трансплантация, защо-
то тук няма необходимото условие за отстра-
няване на „дефектиралия” ген. Рекомбинантна
протеинна терапия може да е полезна в случа-
ите, когато доставянето на протеина в кръ-
воносната система, стомашно-чревния тракт
или белия дроб подпомага лечението. Например,
хемофилия А се причинява от грешка при произ-
водството на един от съсирващите фактори
– фактор VIII. Лечението се осъществява чрез
заместваща терапия с въвеждане в кръвонос-
ната система на рекомбинантно произведения
протеин. Рекомбинантните протеини могат
да се доставят и в клетката, но не могат да
навлизат през клетъчната мембрана и да се про-
извеждат в клетката, за да може по този начин
да се постигне излекуване на заболяването6.
Молекулярната терапия
обхваща различни терапевтични концепции,
като се използват различни техники при разра-
ботването и включва следните видове:
Заместителна терапия с
рекомбинантни протеини;
Рекомбинантни ваксини;
Терапия с антитела и имунотерапия;
Трансплантацията като
форма на генна терапия;
Ксенотранспантация;
Стволово-клетъчна терапия;
Генна терапия;
Генна терапия с използване на т.нар.
„затихващи” технологии – триплекс,
„анти-разумни” нуклеотиди и др.
Биотехнологичните лекарства са биологични
лекарства, които са разработени чрез един или
повече от следните биотехнологични процеси:
рекомбинантна ДНК технология, контролиран
генен трансфер/експресия и производство на
моноклонални антитела. Най-голям брой био-
технологични лекарства, които днес са навлезли
в терапевтичната практика, се основават на
протеини с високо молекулно тегло, като реком-
бинантни хормони, растежни фактори, кръвни
продукти и моноклонални антитела. Показани-
ята за лечение с тези лекарствени продукти са
Биотехнологични лекарства
13
J Clin Med. 2010; 3(2):9-19
в областта на раковите заболявания, диабет,
анемия, ревматоиден артрит, болест на Крон,
множествена склероза, както и някои редки за-
болявания2.
Докато в областта на терапията с рекомби-
нантни протеини и ваксини, с антитела и иму-
нотерапия, а така също и чрез трансплантация
има успех при лечението на различни заболявания,
то в областта на стволово-клетъчната терапия
и генната терапия нещата са все още на етап
клинични изследвания в различни фази. Регулатор-
ният орган на САЩ (FDA) е регистрирал засега
само един клетъчен продукт Carticel®. В Европа
през 2009 г. бе разрешен подобен тъканно-инже-
нерен клетъчен продукт ChondroCelect® от Ев-
ропейската агенция по лекарства. В света няма
разрешени за употреба генни продукти за лече-
ние, а всички са в етап на клинични изпитвания7.
За периода 1995–2007 г. са разрешени общо 174
биотехнологични продукти. През този период
са предприети 82 регулаторни действия във
връзка с безопасността - за 41 от 176 биотехно-
логични продукти (23.6%). Тези мерки включват
46 “Dear Healthcare Professional Letters”, 17 “Direct
Healthcare Professional Communications”, 19 “Black
boxes” предупреждения и 3 прекратени разреше-
ния за употреба поради възникнали здравни про-
блеми, свързани с безопасността на съответни-
те лекарствени продукти.
До 2009 г. регистрираните продукти са вече
повече от 250 в САЩ и ЕС, като около 350 млн
души са лекувани с тях. През 2011 г. се очаква
почти 50% от новоразрешените лекарства да
са биотехнологични, като прогнозите са 6 от
10-те най-предписвани лекарства да са биотех-
нологични, а 5 от тях да са моноклонални анти-
тела през 2014 г.8,9.
Рекомбинантни продукти
На фармацевтичния пазар съществува голямо
разнообразие от рекомбинантни лекарствени
продукти. В последните години нараства дялът
на рекомбинантните ваксини, растежни факто-
ри, антитела и цитокини.
Обхватът на рекомбинантните лекарствени
продукти на фармацевтичния пазар включва:
Растежни фактори, еритропоетин,
тромбопоетин, тромбоцитни
растежни фактори, костни морфогени,
миотрофин;
Цитокини (напр. интерферон алфа,
гранулоцит колонистимулиращ
фактор филгастрим и интерлевкини);
Хормони (инсулин, глюкагон, човешки
растежен хормон, тиреотропин,
фоликулостимулиращ, лутеинизиращ
човешки хорионгонадотропин);
Рецептори, напр CD4;
Фибринолитици, напр. тъканен
плазминогенен активатор
и стрептокиназа;
Ваксини, например срещу
малария и хепатит В;
Моноклонални антитела;
Кръвосъсирващи протеини,
например фактори VIII и IХ;
Протеини С и S;
Ензими, например DNase и
гликоцереброзидаза;
Хемоглобин
Заместителна терапия с рекомбинантни протеини
Рекомбинантните протеини са протеини,
синтезирани чрез експресията на клониран ген в
друг вид или в клетъчна култура. Производство-
то на протеини може да се постигне в различни
други организми като бактерии, гъби, дрожди,
инсекти и клетки от бозайници. Изборът на ор-
ганизъм най-общо зависи от характеристиките
на продукта, който трябва да се произведе.
Съществен момент при производството на
рекомбинантни протеини е да се кодира генът,
който го произвежда, да се клонира и охаракте-
14
ризира. След това той се субклонира в подходящ
експресиращ вектор и се използва за трансфер
на клетки. Естеството на вектора зависи от
животинския вид, в който се експресира генът.
За да бъде терапевтично използваем, необходи-
мо е да се запази биологичната активност и са
необходими тестове за оценка на биосъвмести-
мостта на продукта.
Най-простата система за производство на
рекомбинантни протеини е чрез използване на
Escherichia coli, която има предимство с това, че
е добре проучен организъм и има в наличие мно-
го вектори. Този микроорганизъм расте бързо в
хранителна среда, продуцира голямо количество
продукти, сравнително евтин е за култивиране
и се размножава бързо. При Е. coli могат да се из-
ползват различни промотори, които улесняват
експресията на гена7.
Продължителността на периода - от създава-
не на концепцията за един рекомбинантен про-
дукт до неговото разрешаване за употреба от
регулаторен орган - е около 10 години.
Биотехнологичните компании, създали реком-
бинантен продукт, е необходимо да предста-
вят при разрешаването за употреба следната
информация9:
• Естествотонагена;
• Картанаген+вектор;
• ДНКсеквенциянагена;
• Резултатиотгенетичнастабилност;
• Описаниенаклетките;
• Информациязаклетъчнатабанка;
• ИзточникнаДНК–описание;
• Производственметод;
• Ферментационенметод;
• Процедурапонатрупваненаматериала;
• Процедурипопречистване;
• Охарактеризираненаполучения
продукт;
• Сравнениес“нерекомбинантен”
продукт;
• Аналитичниметоди;
• Валидиране;
• Откриваненаонечиствания;
• Анализнаполученитепартиди;
• Контролнитестове;
• Тестовезастабилност;
• Аналитичнитестовевкл.
биоаналитични;
• Разтворимост;
• Опаковане.
Следват необходимите изследвания за доказва-
не на ефикасност и безопасност, които включ-
ват: ин витро определяне на активността и
чистотата на продукта; ин виво тестове на
животински модели за определяне на доза/отго-
вор, резорбция, разпределение, екскреция, мета-
болизъм и токсичност; изследвания при здрави
доброволци и клинични изпитвания при болни.
Соматостатин е първият рекомбинантен
протеин, синтезиран в E.coli. Като молекула той
е малък, има само 14 аминокиселини и е активен
като едноверижен полипептид.
На фармацевтичния пазар е широко разпрос-
транен и друг рекомбинантен протеин – инсу-
линът. Той е прост белтък, но много по-комплек-
сен от соматостатина. Ин витро се синтезира
като проинсулин с три домена – А, В и С; обра-
зува дисулфидни мостове между А и В домени-
те, а С доменът се разцепва чрез използване на
протеази. Най-универсалният подход за синте-
зиране на инсулин включва производство на про-
инсулин като рекомбинантен, натрупване и след
това третиране ин витро с протеази. В този
случай дисулфидните мостове, които естестве-
но се образуват в Е.coli, се отстраняват чрез
ензими. Като алтернативен начин е възможно
А и В домените да се синтезират по отделно и
след химическо третиране да се образуват ди-
сулфидни мостове. Двата подхода се използват
за получаване на рекомбинантен инсулин, като се
предпочита този с протеолитично третиране
като по-мeк за човешкия организъм и вкарване-
то на по-малко химически вещества в него. По-
Биотехнологични лекарства
15
J Clin Med. 2010; 3(2):9-19
лученият рекомбинантен инсулин е абсолютно
идентичен на човешкия9.
Първият рекомбинантен човешки инсулин
(Humulin) е произведен преди 25 години. Отто-
гава около 100 лекарствени продукти - рекомби-
нантни протеини - се използват като терапия
в различни клинични области на приложение.
Лекарствата с ниско молекулно тегло, които
са обичайните лекарства от химичен произход,
все още остават най-предписваните в срав-
нение с рекомбинантните протеини – само 1
от 20 най-предписвани лекарства през 2006 г.
е било рекомбинантен протеин – за лечение на
диабет. В последните години обаче пазарът на
лекарства - рекомбинантни протеини - е нарас-
нал изключително много.
Биотехнологичните лекарства са скъпи, по-
ради което достъпът до тях особено в раз-
виващите се страни е сравнително по-малък в
сравнение с високо развитите страни. Диабет
е лекуван повече от 50 години с инсулин от жи-
вотински произход, а от 1980 година, когато се
въвежда рекомбинантната ДНК технология за
производство на инсулин, той измества напълно
животинския. Следващата стъпка е производ-
ство на аналогови инсулини, чрез които се подо-
брява още повече гликемичният контрол.
Днес за лечение на диабет се употребяват из-
ключително само рекомбинантни инсулини. Те-
рапевтичните предимства на тези инсулини се
състоят в подобряване на гликемичния контрол
без увеличаване на инцидентите от хипоглике-
мия.
Друга голяма група рекомбинантни протеини,
които предизвикаха значителен напредък в ле-
чението на анемията при болни с бъбречна не-
достатъчност и с различни видове карциноми, е
еритропоетин. Първоначално той е произвеж-
дан от човешка урина в много малки количества,
но с въвеждането на рекомбинантна технология
при производството му стана възможно вече и
16
широкото му терапевтично приложение. Лекар-
ствените продукти съдържат рекомбинантен
човешки еритропоетин, продуциран от клетки-
те на млекопитаещи, в които е въведен генът,
кодиращ човешкия еритропоетин. За производ-
ството на еритропоетин се използват овариал-
ни клетки на китайски хамстер (CHO K1), амино-
киселинната секвенция отговаря на секвенцията
на човешкия еритропоетин, като разликата в
еритропоетин алфа, бета, делта, тета и зета
е в разлики в гликозилирането. Рекомбинантни-
ят еритропоетин не се отличава по своите би-
ологични и имунологични свойства от човешкия
еритропоетин. Той повлиява всички етапи от
диференциацията на клетките от еритроб-
ластната редица. На първо място действа на
костномозъчните еритропоетин чувствител-
ни клетки, които вече съдържат програма за
диференциация в еритроидно направление. Те
имат на мембраната си рецептори за ерит-
ропоетина. След като се свърже с рецептора,
той индуцира, без да навлиза в клетката, про-
дукцията на цитоплазмен фактор, активиращ
ядрото. След няколко часа се установява усиле-
на синтеза на различни типове РНК. Стимулира
също митотичната активност на клетките
от еритробластната редица, ускорява синтеза
на хемоглобин и спомага за натрупването му в
цитоплазмата и за освобождаването на рети-
кулоцити от костния мозък. Освен това е до-
казано, че този лекарствен продукт има и общо
стимулиращо действие, като повишава качест-
вото на живот, повишава апетита и общия то-
нус на болния10.
Въпреки че рекомбинантните еритропоети-
ни доведоха до значителен напредък в лечение-
то на анемия при болни с хронична бъбречна не-
достатъчност, два типа нежелани лекарствени
реакции се появиха и докладваха около 15 години
след разработването и въвеждането им в кли-
ничната практика. В периода 2000–2004 година
се докладваха случаи на аплазия на еритробласт-
ния ред при няколко стотин пациенти с хронич-
ни бъбречни заболявания, преди всичко в Европа,
след подкожно приложение на рекомбинантен
човешки еритропоетин11. Автоантитела в серу-
ма на тези болни неутрализират както реком-
бинантния, така и ендогенния еритропоетин.
Установено беше, че в този сегмент от болни
образуването на антитела се дължи на дефект-
но производство на рекомбинантен човешки
протеин, което води до образуване на т. нар.
“неоантигени”. При рекомбинантните ерит-
ропоетини с подкожно приложение възникват
и проблеми със съхранението и подготовката
за приложение на лекарствения продукт, които
могат допълнително да увредят стабилността
на молекулата. С разработването на нова лекар-
ствена форма за интравенозно приложение тези
рискови фактори бяха избегнати. Интересен е
фактът, че при болни, лекувани с рекомбинантен
еритропоетин по повод на анемии при различни
Биотехнологични лекарства
17
J Clin Med. 2010; 3(2):9-19
карциноми, аплазия на червения кръвен ред не се
наблюдава. Някои автори са склонни да обяснят
този факт с имуносупресията, резултираща от
приложената химиотерапия.
Аплазията на еритробластния кръвен ред е
сериозен проблем, тъй като еритропоезата е
супресирана до такава степен, че повечето па-
циенти се нуждаят от хемотрансфузии. В тези
случаи стандартното лечение се състои от иму-
носупресори, включващи кортикостероиди, алки-
лиращи цитостатици, циклоспорин и интраве-
нозен имуноглобулин.
Статистическият анализ на кумулативни фар-
мако-епидемиологични проучвания, включително
мета-анализи на рандомизирани, контролирани
изпитвания, включващи повече от 5000 болни
с хронични бъбречни заболявания лекувани с ре-
комбинантен човешки еритропоетин, показва
леко, но статистически значимо увеличаване на
смъртността11.
Друг мета-анализ, включващ около 10 000 паци-
енти с различни видове карциноми и лекувани
с рекомбинантни еритропоетини, установява
повишен риск от тромбози, като статисти-
ческата оценка на каузалността показва връзка
с приложените рекомбинантни еритропоети-
ни, а не с лекарство-индуцираното увеличение
на хематокрита12. В допълнение към повишения
риск от тромбози при тези болни се наблюда-
ва и увеличаване на туморната прогресия. Тези
данни доведоха до преоценка на индикациите на
рекомбинантните еритропоетини и ревизия на
дозовите схеми на приложение за постигане на
таргетните хемоглобинови нива.
Тези факти недвусмислено посочват сериознос-
тта на късните, отложени във времето, ефекти
от приложението на рекомбинантните лекар-
ства, които се документират едва 10-15 години
след рутинното им приложение в терапевтична-
та практика и то след провеждане на система-
тизирани фармако-епидемиологични проучвания
и мета-анализи. Ето защо е трудна, а понякога и
невъзможна, научната оценка на съотношението
полза-разход и риск-полза в първите години след
пускането на пазара на тези високотехнологични
лекарства13.
Цитокините са група протеини, които също
представляват терапевтичен интерес, като от
тях значително производство с рекомбинантни
технологии имат интерфероните, интерлевки-
ните, колони-стимулиращият фактор и тумор-
некротизиращият фактор. Тяхната терапев-
тична ниша обаче в много случаи е дискутабилна
и като се има предвид високата им цена, е не-
обходима много строга преценка за включването
им в терапевтични листи. Интерферон алфа
е първият рекомбинантен протеин, произведен
през 1986 г. за включване в клинично изпитване.
Първоначално е произведен като “универсално
лекарство”, но постепенно се ограничават пока-
занията на неговото приложение, поради нежела-
ните лекарствени реакции.
Много от тези биотехнологични лекарствени
продукти вече са с изтекъл патент или пред-
стои изтичането им до няколко години, като
това вече доведе до появата на пазара на би-
оподобни лекарствени продукти, които се раз-
личават от класическите генерични лекарства.
Поради особеностите на производството им
не може да се очаква значително снижаване на
цената, както е при класическите генерични ле-
карства, а така също и по-кратък път до тяхно-
то разрешаване за употреба, тъй като за много
от тях се изискват клинични изпитвания, поради
неприложимостта на концепцията за биоеквива-
лентност.
Рекомбинантни ваксини
Рекомбинантните ваксини са важни рекомби-
нантни белтъчни продукти, които са произвеж-
дат чрез инкорпориране на гени, обикновено от
патогенните организми, в други клетки. Полу-
ченият протеин предизвиква имунен отговор
и индуцира имунологична памет. Съществуват
три основни подхода за доставяне на рекомби-
нантни протеини до пациента: да се произведе
чист протеин, който чрез инжекционна, перо-
рална или инхалационна форма да се приеме от
пациента; да се използва ваксиналният вирус, в
18
който генът за ваксината е клониран във вакси-
нален геном и приложен на пациента, той екс-
пресира протеина, който предизвиква имунен
отговор; и ДНК ваксина14.
Рекомбинантните ваксини обхващат субедини-
ци ваксини, субединици с конюгати и адюванти,
като например DPT (дифтерия, коклюш, тета-
нус). Те съдържат пречистен антиген, а не целия
микроорганизъм и адювант, който подпомага
освобождаването и по-голяма имунна стимула-
ция. Конюгатите повишават имуногенността,
като например HiB конюгата към дифтерийния
токсин. Това са полусинтетични ваксини, произ-
ведени от полизахариден антиген от микроорга-
низма, закачен към протеинна молекула носител.
Този протеин носител се разпознава от Т-клет-
ките и така се усилва имунният отговор.
Предстои да видим навлизането на нови и по-
ефективни ваксини на фармацевтичния пазар.
Повечето ще бъдат синтезирани чрез използва-
не на молекулярни технологии, други ще бъдат
създадени чрез използване на геномни банки и
протеомни технологии. Нови ниши за приложе-
ние на ваксини са свързани с ролята им при от-
страняване на дефектни протеини от клетките
в човешкия организъм. Например при болестта
на Алцхаймер се развива стратегия, насочена към
редуциране количеството на подобен протеин
– амилоид бета пептид - избран като таргетен
антиген. Тази стратегия се базира на хипоте-
зата, че кумулирането на този бета амилоид в
определени мозъчни структури е пусковият ме-
ханизъм за болестта на Алцхаймер и последващо
образуване на лезии в мозъка. В момента се про-
веждат 15 клинични изпитвания, в различна фаза,
с разработени ваксини срещу амилоид бета за
създаване на ефикасна и безопасна ваксина като
терапевтичен подход при болестта на Алцхай-
мер.
Атеросклерозата може да се лекува чрез гене-
риране на антитела към холестерил естерния
трансферен протеин (CEPT), който може да уве-
личи съотношението протеини с висока плът-
ност : протеини с ниска плътност.
Работи се върху създаване на ваксини срещу за-
висимости – никотинова или опиоидна.
В момента в различни фази на клинични изпит-
вания са 35 кандидати за рекомбинантни ваксини
срещу малария, както и срещу HIV вируса15,16,17.
Биотехнологични лекарства
19
Библиография
1. Suntharalingam G et al., Cytokine Storm in a Phase I trial of
the Anti-CD28 Monoclonal Antibody TGN1412. N. Engl J Med. 2006; 355
(10): 1018-1028
2. Dresser R. FIH Trial participants: Not a vulnerable population,
but vulnerable nonetheless. Journal Law Medical Ethics. 2009; 37 (1):
38-50.
3. Giezen T., Mantel-Teeuwisse A., Straus S. et al., Safety-related
regulatory actions for biologicals approved in the USA and the EU.
JAMA. 2008; 300: 1887–1896.
4. Rago L. Biosimilar medicines and safety: New challenges for
pharmacovigilance Int J of Risk&Safety Medicine. 2009; 21: 5-11
5. Greenwell P. and McCulle M. Molecular Therapeutics 2007,
John Wiley & sons. 247.
6. Kohn D., Candotti F. Gene Therapy fulfilling its promise. N
Engl J Med. 2009; 360 (5) 518-521.
7. Hamburg MA., Collins F. The Path to Personalized Medicine. N
Engl J Med. 2010; 363 (4): 301-304.
8. Hincal F. An introduction to safety issues in Biosimilars/
Follow-on Biopharmaceuticals. J Med CBR Def. 2009, 7: 1-12.
9. Frank RG. Regulation of follow-on biologics. N Engl J Med.
2007; 357 (9): 841-843.
10. Kromminga A., Schellekens H. Antibdosies against
erythropietin and other protein based therapeutics. An overview. Ann N
Y Acad Sci 2005; 1050:257-265.
11. Phromminitikul A., et al. Mortality and target haemoglobin
concentrations in anaemic patients with chronic kidney disease treated
with erythropoietin: a meta-analysis. Lancet 2007; 369: 382-388.
12. Bohlius J. et al. Recombinant human erythropoietins and
cancer patients: upfated meta-analysis of 57 studies including 9353
patients. J. Nat. Cancer Inst. 2006; 98: 708-714.
13. Bunn F. End Fun Epo. N Engl J Med. 2009; 361 (19): 1901-1903
14. Garber D.A. et al. Prospect for an AIDS vaccine: three big
questions, no easy answers. Lancet Infect Dis. 2004; 4: 397-413.
15. Ballou WR et al. Update on the clinical development of
candidate malaria vaccines. Am J Trop Med Hyg. 2005; 71: 239-247.
16. Rollman E. The rationale behind a vaccine based on multiple
HIV antigens. Microbes and Infection. 2005; 7: 1414-1423.
17. Cortese D. A vision of individualized medicine in the context
of global health. Clin Pharmacol Ther. 2007; 82, 5: 491-493.
J Clin Med. 2010; 3(2):9-19