文/一節生姜( 病理及實驗醫藥系研究副教授 特邀撰稿員)
核心提要
1. 藥物蘆可替尼(Ruxolitinib)在中國的小規模臨床試驗獲得成功,由20名重症新冠肺炎患者組成的治療組達到“零死亡”。
2. 過激免疫反應是新冠患者死亡的重要因素,而蘆可替尼可抑制“細胞因子風暴”,降低死亡率。
3. 血液病領域專家黃剛和周劍鋒的合作促成了試驗的成功,蘆可替尼成爲目前世上唯一具有數據和文章的特效藥。
4. 盡管試驗證實蘆可替尼能挽救無免疫缺陷的新冠肺炎重症患者的生命,但其大規模的臨床試驗和應用尚在探索。
臨床試驗結果:治療組出現“零死亡”
5月27日,國際醫學雜志《過敏及臨床免疫學雜志》發表了一份在中國進行的臨床研究結果:在使用一個叫做蘆可替尼(Ruxolitinib)的藥物進行治療後,重症新冠肺炎患者出現“零死亡”,而使用正常標准治療的對照組,死亡率爲14.3%。
在所有的新冠病毒感染者裏,80%都只有輕型或者普通型症狀,只有20%的患者屬于重症、危重症,而死亡事件,也主要來自于重症、危重症患者。
誰解決了重症、危重症的治療,誰就是“人民的希望”!
如果說這個研究有什麽遺憾,那就是入組的患者太少:治療組20人,對照組21人。對照組出現的死亡人數是3人。在對照組中,總共有4人在治療過程中轉入重症監護(ICU),除了已經死亡的3人,還有一人目前還在靠ECMO(人工肺)維持生命。
重症新冠肺炎患者的死亡率,是一個直觀的療效指標。但是對于一個小規模的臨床試驗來說,盡管治療組達到了“零死亡”,但要顯示出統計學上的顯著性,患者人數不允許。
作爲一個正式的臨床試驗,必須預先設立評估療效的主要指標,如果能達到明顯改善,試驗即達到“主要療效終點”。因爲新冠肺炎沒有什麽特效藥,臨床研究的主要指標一般都不會選擇死亡率,而是使用一個綜合的“臨床症狀”指標,即對患者能否正常活動,是否需要住院、吸氧、插管、ECMO(人工肺),是否出現死亡等各方面的情況進行評估,給出一個量化的評分,比較治療前後評分是否有變化。
蘆可替尼的臨床試驗,設計時制定了兩個主要考察指標,其中一個是上述的臨床症狀評分,另一個專門針對肺炎的指標:肺部CT掃描結果。只要有一個指標得到明顯改善,臨床試驗便可獲得成功。
這兩個主要指標到底有什麽變化呢?
與對照組相比,蘆可替尼組患者可以在較短時間內獲得臨床症狀改善,對比中位數改善時間,蘆可替尼組12天,而對照組15天。在治療7天後,蘆可替尼組有20%出現好轉,而對照組只有9.5%。在這個指標的考察上,蘆可替尼雖然有優勢,但因入組人數太少,優勢在統計學上不顯著。
對于肺部CT掃描結果,在治療7天後,兩組患者的差別就很大,但因爲部分患者此時無法進行CT掃描,數據不完整,因此只能用治療14天後的數據:蘆可替尼組有90%的患者出現了明顯改善,而對照組只有61.9%,兩組差異顯著。
所以,在CT結果這個指標上,蘆可替尼臨床試驗達到了主要終點,獲得了成功。
在如今的新冠治療臨床試驗中,出現“對照組有死亡,治療組零死亡”的,除了蘆可替尼的這個研究,目前只有意大利的一個臨床試驗,試驗的藥物是抗GM-CSF受體抗體,但目前並未正式發布結果。
這篇研究文章的共同通訊作者,分別爲黃剛,辛辛那提兒童醫院醫學中心的腫瘤病理學助理教授,同濟醫學院的周劍峰教授。這可能是目前中美兩國科學家合作的一個新冠病毒藥物的突破性成果。
新冠病毒會引發患者“細胞因子風暴”
蘆可替尼做爲JAK抑制劑 ,專治這病?
爲什麽JAK抑制劑可以用來治療新冠肺炎呢?
蘆可替尼是個可以口服的小分子抑制劑,能夠特異性抑制酪氨酸激酶JAK。 在2011年和2014年,蘆可替尼先後獲得美國FDA 批准, 用于治療骨髓纖維化和真性紅細胞增多症。這些疾病都跟JAK激酶活性過高有關。
2月18日,權威醫學雜志《柳葉刀呼吸醫學》在線發布了全球首份新冠肺炎(COVID-19)患者病理報告[1]。患者的雙肺都有呼吸窘迫綜合征(ARDS),雙側肺泡都有損傷,伴有細胞性的纖維黏液樣滲出物。雙肺可見間質單核炎性細胞浸潤,以淋巴細胞爲主。
患者感染病毒之後,免疫細胞會對病毒發起攻擊。如果免疫系統能夠有效地控制住病毒的感染,那患者只會出現輕症,甚至無症狀。 但是對于重症患者來說,由于病毒感染不能夠被迅速、有效地控制,或者即便病毒已經被控制了,病毒核酸檢測已經轉陰,但是病毒感染造成的傷害還是會帶來錯覺,讓免疫系統誤認爲病毒還是在攻擊,于是繼續派遣一些特別的免疫細胞進入肺部。
新冠肺炎患者屍檢證明,患者肺部富集一種叫做“巨噬細胞”的免疫細胞[2]。這些免疫細胞在激活之後,會釋放很多“細胞因子”,以召集更多的免疫細胞小夥伴來攻擊入侵者。
細胞因子的作用方式是與免疫細胞表面的受體結合。大量的細胞因子,比如IL-2, IL-4, IL-6, G-CSF 等等,在與受體結合之後,就會導致下遊的JAK激酶活化(包括JAK1, JAK2, JAK3, TyK2)。
圖:很多細胞因子都能激活JAK,JAK抑制劑可以終止細胞因子的信號(圖片來自文獻[3])
而JAK激酶活化之後,又會導致免疫細胞制造並釋放出更多的細胞因子。
細胞因子導致JAK激活,而激活的JAK,又可以導致更多的細胞因子,這樣一個不斷升級的循環,使得細胞因子釋放得越來越多,就出現了“細胞因子風暴”。風暴越強烈,說明免疫越過激。
新冠病毒感染後,出現的嚴重肺炎及呼吸窘迫症,都跟“細胞因子風暴”和免疫過激有關。免疫殺傷就像一把刀,可以殺傷病毒,也可以殺傷正常的組織。尤其在出現過激免疫反應的時候,對正常組織的傷害非常嚴重。
要對付這樣的細胞因子風暴,可以使用拮抗某個細胞因子的藥物,如針對IL6的托珠單抗,但由于不只是一個細胞因子在搞事,不見得能夠制止所有的細胞因子風暴。
因爲大多數細胞因子都要通過激活JAK才能起效,直接守住JAK這個關口,可以“一夫當關,萬夫莫開”。
使用JAK抑制劑來對抗細胞因子風暴,也就有“一劍封喉”的效果。
圖:蘆可替尼(ruxolitinib)
蘆可替尼對JAK1和JAK2都有很好的抑制活性,應該是一把“好劍”。
蘆可替尼在新冠肺炎缺氧狀態,
會起到制氧作用?
在有關新冠肺炎的報道中,大家比較常聽到的一個詞彙,是血氧飽和度 。人體的正常血氧飽和度,是95%以上。
缺氧是患者診斷爲重症、危重症的一個重要指標。 根據國家衛生健康委員會所發布的 《新型冠狀病毒感染的肺炎重症、危重症病例診療方案(試行)》,如果血氧飽和度不到93%,或者出現呼吸困難的情況,比如呼吸頻率增快(≥30次/分)、口唇紫绀等,就屬于重症。如果檢測重症患者的動脈血氧分壓(PaO2),應該會低于300mmHg。
因爲缺氧,重症患者需要吸氧,也就是使用無創呼吸機輔助通氣。如果是出現了呼吸衰竭,那就是危重症了,需要使用有創機械通氣,即氣管插管,甚至上ECMO 機(人工心肺機)。
前面說細胞因子風暴可以導致JAK激活,但是在低氧狀態下,肺動脈平滑肌細胞中JAK 表達也會增加,活性增高。2005年的一個細胞實驗表明,在缺氧之後,肺動脈平滑肌細胞中JAK1,JAK2和JAK3的基因表達都增加了,在8小時後達到高峰,同時JAKs-STATs信號傳遞通路會被激活,說明JAK可能參與了缺氧所導致的肺動脈平滑肌損傷的發病機制[4]。
平滑肌在血管壁裏,控制血管的收縮和舒張,如果缺氧使得平滑肌裏的JAK過于活躍,從而使得血流不舒暢,那麽JAK抑制劑也可以緩解這個問題。 當然,到底是細胞因子風暴導致缺氧,還是缺氧加劇了細胞因子風暴,目前沒有一個明確的答案。
“細胞因子風暴”會導致患者的肺部纖維化
蘆可替尼或可起到刹車作用
蘆可替尼是否通過抑制細胞因子風暴達到治療效果呢?這可以通過患者血清中48種細胞因子在治療前後的變化來說明。
在使用蘆可替尼治療的第三天,患者48種細胞因子的所有平均值均下降,其中有7種細胞因子明顯降低 (IL-6,NGF-β, IL-12, MIF,MIP-1α, MIP-1β,VEGF)。相比之下,在對照治療組,雖然大部分細胞因子的平均值有所下降,但下降幅度大多不明顯,有4種細胞因子反而增加( MIP-1α, G-CSF, IFN-a2和 IL-1a)。
所以,從血清中細胞因子水平的變化,可以清楚表明蘆可替尼達到了抑制細胞因子風暴的效果。
從某種意義上來說,“細胞因子風暴”也是免疫系統用來清除病毒感染的暴風雨,如果蘆可替尼抑制了“細胞因子風暴”,會不會影響病毒的清除呢? 研究結果發現,蘆可替尼治療並不改變病毒的轉陰速度,也不改變患者體內抗病毒IgM、IgG抗體的産生,所以不必要擔心蘆可替尼會延遲機體對病毒的清除。
值得一提的是,蘆可替尼治療縮短了淋巴細胞的恢複時間。淋巴細胞減少,與新冠肺炎患者預後較差有相關性。在臨床試驗開始時,對照組和蘆可替尼組分別有9例和12例患者出現淋巴細胞減少症,使用對照治療後,淋巴細胞恢複中位數時間爲8天,而使用蘆可替尼治療後,這個時間縮短爲5天,說明淋巴細胞能在更短的時間內恢複。
目前的研究發現,患者體內淋巴細胞恢複,與病毒清除有相關性。在一個對25例新冠肺炎患者的調查中,經過8~14天的治療後,出現病毒轉陰的患者,淋巴細胞的恢複都比較好 [5]。
此外,“細胞因子風暴”還會導致患者的肺部纖維化,這是新冠肺炎幸存者中可能遇到的長期問題。在使用蘆可替尼治療後,應該可以減少肺纖維化,不過目前還沒有相關數據,需要長期隨訪觀察才能獲得。
如今新冠肺炎治療的問題,就是重症的治療問題,如果JAK抑制劑能把細胞因子風暴的問題解決了,目前的問題就解決了。
不僅如此,這對于未來也很重要。由于新冠肺炎已經在全世界大流行,新冠病毒成爲季節性傳染病的可能性越來越大,大家對疫苗的期望越來越高,認爲只有靠疫苗來終結病毒。
但是,之前用猴子所做的動物實驗發現,在接種S蛋白制造的SARS疫苗之後,雖然可以加快猴子對病毒的清除,但肺部病理檢查結果卻表明,打了疫苗的猴子肺部還是有病理變化,而且竟然比沒打疫苗的更嚴重[6]。
雖然新冠病毒與SARS 有所不同,但是由于兩種病毒的S蛋白同源,感染機制也相同,新冠疫苗也可能出現類似的結果,因此有必要對此做好心理准備。目前認爲疫苗的這個副作用,是由于“抗體依賴性毒性增強”(ADE),而這個毒性的核心,也是細胞因子風暴。所以,如果未來疫苗臨床試驗或者正式使用中出現了ADE,也可使用蘆可替尼來解決問題。
蘆可替尼抗細胞因子風暴:
長期基礎研究的成果
爲什麽會想到使用蘆可替尼來作爲細胞因子風暴的終結者呢?這要從文章的共同通訊作者黃剛說起。
黃剛是辛辛那提兒童醫院醫學中心的腫瘤病理學助理教授。黃剛1991年畢業于北京大學生命科學院,之後于2001年畢業于日本京都大學,獲得博士學位。黃剛教授的重點研究方向,在于腫瘤表觀遺傳學調控和小鼠疾病模型的構建。
圖:黃剛于武漢東湖(2019年11月18日)
黃剛教授的領域,是血液病研究,具體是噬血細胞性淋巴組織細胞增生症(HLH)。這是一種致命的疾病,特點就是免疫過激,目前的一線治療方案,主要是使用糖皮質激素和化療,但治療之後複發率很高。
在研究HLH致病機理的過程中,黃剛對該疾病的特征性基因表達進行了分析,發現與“缺氧誘導因子”(HIF)有關的基因表達增加了。 從名字就能了解到,HIF的表達受缺氧影響,黃剛的這個發現,說明這種疾病可能跟“缺氧”有關。
爲了更好地研究對HIF的診斷和治療,黃剛構建了一個小鼠疾病模型。這是一種特殊的轉基因小鼠,在被“淋巴細胞脈絡膜腦膜炎病毒”感染之後,就會誘導産生HLH症狀,而在生病的小鼠裏,也能檢測到更多的HIF表達。如果直接構建轉基因小鼠,讓它們的造血細胞中表達HIF,同樣可以導致類似HLH的症狀:嚴重貧血、血小板減少、脾腫大和多器官衰竭。如果檢查出現HLH的這些小鼠,可以觀察到激活的巨噬細胞和失調的自然殺傷細胞[7]。
不但HLH跟“缺氧”有關,黃剛還有一個更重要的發現:只要同時大量表達兩種細胞因子,就可以讓小鼠出現HLH的症狀。由于這些細胞因子都導致JAK的激活,如果使用JAK抑制劑蘆可替尼,就可以救治生病的小鼠。
新冠病毒爆發前,2019年11月,黃剛去武漢參加了一個學術會議。之後不久,新冠肺炎就在武漢爆發了。因爲新冠肺炎患者出現呼吸窘迫綜合征,這很可能與細胞因子風暴所導致的肺損傷有關。患者自帶的免疫系統,可以對付病毒的感染,也許患者真正需要的醫學幫助,是緩解免疫過激所帶來的傷害。
黃剛與國內華中科技大學同濟醫學院的周劍峰教授,是長期的合作者。周劍峰教授身處疫情的重災區——武漢,與其他一線的臨床醫生一樣,迫切需要嘗試各種可能的治療方案。
于是,合作團隊謹慎提出了控制細胞因子風暴的方案。這需要在重症患者中,先確認一些細胞因子的表達水平是否比較高,再針對性地進行治療,或使用抗細胞因子的抗體,或使用蘆可替尼。
作爲臨床試驗的負責人,周劍峰教授提交了臨床研究的申請,准備對患者的細胞因子水平進行分析,因爲時間比較急迫,也同時登記注冊了一個治療性的臨床試驗,使用蘆可替尼來治療重症新冠肺炎患者。
這個臨床試驗注冊使用的題目是:“蘆可替尼聯合輸注間充質幹細胞治療重症新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)患者的前瞻性、單盲、隨機對照臨床研究”,但是在正式開始後,治療方案經過了修改,簡化爲僅用蘆可替尼來治療。
全球共有三個研究細胞因子風暴試驗
均出現“零死亡”
周劍峰教授是國內臨床血液腫瘤領域具有影響力的專家,參與制定了多項血液腫瘤中國臨床診療指南,現任中華醫學會血液分會委員,實驗診斷學組副組長,中國抗癌協會血液分會常委,中國基因治療協會委員,中國實驗血液學會委員。
(圖片來自網絡:“救命俠客”周劍峰)
與黃剛一樣,周劍峰的研究領域也主要是血液病。黃剛偏向基礎研究,而周劍峰偏向臨床,所以兩人的研究正好互補,是長期的合作夥伴。
新冠病毒感染,本來屬于傳染病、感染性疾病,與血液病有八杆子打不著的關系。新冠病毒感染之後,大家從新聞中也時常聽到患者出現肺損傷、心髒損傷、腎髒損傷等等,對于這樣多器官損傷的疾病,各個領域的專家都會第一時間提出自己的治療方案。
如果不是因爲武漢的病床不夠用,新冠肺炎感染者也許不會進入周劍峰教授所在血液病病房。所以,從某種意義上來說,如果蘆可替尼是一個奇迹,那這個奇迹也是拜新冠疫情所賜。
這個臨床試驗本來計劃入組70名患者,從2月9日開始在同濟醫學院招募患者,後來又在武漢第一人民醫院、湘雅繼續招募了一些患者,到2月28日爲止,總共實際入組了41名患者。在2月底以後,隨著中國的疫情好轉,已經很難再繼續入組到患者了。
這時候,蘆可替尼的治療優勢已經顯現:對照組出現了死亡,而蘆可替尼治療組“零死亡”。基于這樣的情況,研究團隊決定停止入組新的病人,完成對目前入組患者的治療,並總結臨床研究結果。
最後的分析中,發現研究達到了“CT結果改善”這個終點,讓試驗獲得了成功。死亡率不是主要重點,因爲試驗人數不多,試驗組和對照組沒有達到顯著差別,但是,蘆可替尼治療組的“零死亡”,應該是最大的看點和亮點!
回顧在中國開展的這個蘆可替尼的臨床試驗,作爲一個“研究者發起”的臨床試驗,因無法大規模招募患者,要獲得成功的可能性不是很大。但是,由于蘆可替尼的效果非常明顯,雖然試驗都沒有按計劃招滿患者,最後只有41個患者的數據,但還是獲得了成功。所以,這是一個非常幸運的臨床試驗。
值得一提的是,來自中科大的托珠單抗的治療方案,所針對的也是細胞因子風暴,但是目前所報道的是早期試驗的結果,所治療的是21名患者,其中17名重症,4名危重症,在治療後全都出院了,住院治療時間範圍爲10~31天[8]。這也是一個不錯的結果,也是“零死亡”,但是因爲是早期試驗,很遺憾沒有對照組來作爲參照,表明治療使得死亡率“回零”了。
前面提到意大利也有一個出現“零死亡”的臨床研究,使用的是抗GM-CSF受體單抗,同樣是阻斷細胞因子風暴的。根據單抗藥物研發公司公布在其網站上的信息,該臨床研究的對照組有26人,治療組13人,在治療14天後,對照組死亡率爲27%,治療組爲0,結果也不錯,但是需要等到論文正式發表才能證實。
在其他的臨床試驗中,疫苗的受試者都是健康人,而輕症新冠患者也不應該有嚴重後果,所以都不會涉及死亡率的問題。 只有涉及重症、危重症的治療,死亡率才會成爲一個指標。而新冠感染真正讓人恐懼的,正是死亡率的問題,並不是感染率。所以,誰能把死亡率降下來,誰就是特效藥。
目前蘆可替尼、托珠單抗、抗GM-CSF抗體的臨床結果可以相互印證,說明阻斷免疫細胞因子風暴應該是一條正確的道路。
病毒是全人類的敵人,
人類只有合作,才能生存
沒有國內的臨床資源,黃剛教授的研究,只能在小老鼠身上反來複去地實驗。
沒有與黃剛的合作,面對新冠肺炎患者的周劍峰教授,也許只能試用其他的方案。所以說,蘆可替尼的臨床試驗是中美華人科學家合作的典範。
這個研究是一個“研究者發起”的臨床研究,也就是說,推動臨床試驗的人,是進行臨床試驗的研究者, 而不是生産藥物的藥企。 蘆可替尼是Incyte公司研發的藥物,但是由諾華負責美國以外的商業銷售。
爲了進行臨床試驗,周劍峰教授用研究經費,從諾華購買了300人份的試驗用藥。在提供臨床用藥之後,諾華一直在關注試驗的進展。研究團隊認爲,研究的目的並不是爲了發論文,而是爲了救人,所以即便是論文還沒有發表,也把一些數據提供給了諾華。
當疫情在意大利蔓延之後,諾華也牽線了意大利的醫生,與周劍峰教授交流了臨床使用蘆可替尼來治療新冠肺炎的經驗。在意大利,蘆可替尼的藥名是Jakavi。根據意大利的新聞報道,當地已經有數名患者在用藥之後,病情好轉了。意大利的試驗用藥,是由諾華捐贈提供的。
基于中國的臨床試驗和意大利試藥的結果,諾華和Incyte于4月3日宣布,將開始大規模的3期臨床試驗。clinicaltrials.gov 顯示,目前全球有14個使用蘆可替尼治療新冠的臨床試驗正在進行。
如果說這是一場戰爭,黃剛和周劍峰的團隊已經打完了自己的戰爭。下半場,只能由制藥公司上場了,畢竟大公司有更多的資源,也能在千變萬化的疫情中,入組疫情爆發點的患者進行試驗。
蘆可替尼在中國的臨床試驗中出現“零死亡”,在更大規模的臨床試驗中,是否能夠大大減少重症患者的死亡率,甚至保持“零死亡”?這是大家都迫切想知道的。
基于目前的數據,諾華已經開始提供蘆可替尼,作爲“同情用藥”使用(RuxolitinibManaged Access Program,MAP) 。新冠肺炎患者可以通過醫生向諾華申請同情用藥。
在新冠肺炎的治療中,其實一直缺少的,是一個能夠有效治療重症患者的藥,能減少重症的死亡,避免重症變成危重。
如今,蘆可替尼就是一個希望!當然,蘆可替尼不可能是神藥,對于有免疫缺陷的人,蘆可替尼可能還是無能爲力。
但是對于絕大部分並不存在免疫缺陷問題的人,也許因爲蘆可替尼,就能把新冠降級爲流感。
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