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补体系统药物在IgA肾病中的研究与应用进展

生物制品圈  · 公众号  · 生物  · 2025-06-06 15:07

正文

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补体的激活路径

补体激活受蛋白网络严格调控,主要有3种激活路径:经典途径(classical pathway,CP)、凝集素途径(lectin pathway,LP)和替代途径(alternative pathway,AP)。补体激活路径示意见图1。

CP和LP的模式识别受体(pattern-recognizing receptor,PRR)与活化表面结合,该结合激活PRM相关的丝氨酸蛋白酶(PRM associated serine protease,PRM-SP),包括C1r、C1s、甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶(mannose-binding lectin-associated serine protease,MASP)等,PRM-SP将C4和C2分别裂解成C4a、C4b和C2a、C2b,C4b和C2a沉积到细胞表面,形成了CP和LP的C3转化酶(C4b2a)。C3转化酶可以将无生物活性的C3裂解成C3a和C3b。C3b可以与补体因子(complement factor,CF)B结合,CFD裂解C3b结合的CFB,形成了AP的C3转化酶(C3bBb)。由于C3b既是C3转化酶裂解C3的产物,也是AP C3转化酶的组成部分,因此形成了CP/LP和AP相互影响的反馈放大机制。除了CP、LP、AP可产生C3转化酶,C3也可自发水解,并生成水解产物C3(H 2 O),C3(H 2 O)是C3b的功能同源物,可以与CFB结合,在被CFD激活后形成液相AP的C3转化酶〔C3(H 2 O)Bb〕。


C3转化酶将C3裂解为具有生物活性的C3a和C3b,然后募集巨噬细胞进行病原体吞噬。C5转化酶由C3b和其他补体蛋白裂解片段组成,将C5裂解成C5a和C5b,形成C5b-9 MAC,进行细胞裂解。


可以看出,3条路径的激活均需要C3的参与,C3是补体系统路径激活的核心成分,并且,C3的裂解产物尤其是C3b,是补体系统内蛋白质-蛋白质相互作用的枢纽。C3b仅内源性适配体就超过20种,在补体系统的激活和级联放大反应中承担关键的角色。


除了上述路径外,有研究表明,血浆中还存在其他补体激活路径,凝血酶、活化的人凝血因子Ⅸ(activated human coagulation factor Ⅸ,FⅨa)、FⅪa、FⅩa和纤溶酶均被发现可有效裂解C3和C5,这类裂解可以独立于血浆补体系统。

1.3

补体的生物学功能与药物开发进展

补体系统中,由于C3可自发水解转化,因此AP具有永久活性。生理状态下,C3裂解产生的C3b在液相中被CFH和CFI迅速灭活,或者共价结合到宿主细胞表面,然后在宿主细胞上失活。


在缺乏补体特异性调节因子的病原体上,C3b与CFB和CFD相互作用形成表面结合的C3转化酶,作为AP的一部分,将C3裂解成C3a(炎症介质)和C3b(调理素)。在病原体识别过程中实现了最大程度的补体激活,形成促炎环境,有助于产生适应性免疫应答,快速消除病原体。补体来源的过敏毒素(C3a、C4a、C5a等)具有强大的炎症机制,包括吞噬细胞募集到感染部位以及白细胞、内皮细胞或血小板的激活。激活后,末端补体成分也具有直接裂解能力,可以杀死病原体。


CP和LP在病原体识别和补体级联反应的启动中起着关键作用。在病原体识别过程中,AP可确保超过80%的末端补体活性。额外的AP C3转化酶在C3b分子上形成,C3b可以由CP、LP或AP的C3转化酶产生。这种链式反应扩增了靶标的调理作用,并增加了过敏毒素的产生。该扩增环(图1)增强了所有通路的作用,是补体级联反应的核心。


补体系统是免疫系统的重要组成部分,但是过度激活会造成严重的病理反应。补体系统的复杂性导致了补体系统药物开发难度高:补体系统涉及蛋白数量多、形态丰富、激活路径多样,药物分子实现补体系统调控的有效性和特异性挑战大;补体系统异常与多种疾病的发生发展密切相关,需要深入理解各个疾病的生理病理机制及补体系统在其中的作用;相关的临床方案设计需要考虑不同疾病的特点。


虽然随着补体研究和技术的发展,补体系统药物开发取得了一定成果,但是目前已上市的补体系统药物数量仍然有限。根据医药魔方检索数据显示,截至2024年6月,上市补体药物一共11款,靶点包括:C1s(sutimlimab)、C3(pegcetacoplan)、C5(avacincaptad pegol、pozelimab、zilucoplan、可伐利单抗、瑞利珠单抗、依库珠单抗)、C5aR(阿伐可泮)、CFB(伊普可泮)、CFD(danicopan);适应证包括阵发性睡眠性血红蛋白尿症、地图样萎缩、冷凝集素病、重症肌无力、非典型溶血尿毒综合征、抗中性粒细胞胞浆抗体相关性血管炎等,基本与补体过度激活有关,已上市药品适应证以罕见病为主;目前补体系统药物的在研靶点包括C1q、C1r、C3b、C5a、C6、C9、CFH、CFI等;随着对补体系统研究和理解的深入,补体系统药物开发的适应证拓展至肿瘤、黄斑病变、蛋白尿、过敏、移植排斥、神经退行性疾病、IgAN,以及包括类风湿关节炎、肾小球肾炎等在内的各种炎症等;药物作用形式包括小分子、多肽、抗体、核酸、融合蛋白等。


补体系统药物开发难度高、可拓展适应证潜力大,多重因素使得补体系统药物在交易并购上也表现活跃,例如,2022年8月,美国安进公司以约37亿美元现金收购美国Chemo Centryx公司(C5a抑制剂阿伐可泮);2020年12月,英国阿斯利康公司以393亿美元购入美国Alexion公司(核心资产以补体系统产品开发为主);2020年10月,瑞典苏庇公司宣布以12亿美元引进美国Apellis公司的C3抑制剂pegcetacoplan;2018年,法国赛诺菲制药集团以116亿美元购买美国Bioverativ公司(Bioverativ以8亿美元收购美国True North公司,含C1s抑制剂sutimlimab)。

2

IgAN药物研究进展







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