藥這個(gè)東西我們?cè)偈煜げ贿^了，能讀到這篇文章的人，應(yīng)該都用過藥（誰沒吃過舉手讓我看看）。

通常情況下，我們較為常見的用藥方式有五種：口服、注射、吸入（治療哮喘的藥）、局部用藥（各種膏藥）和滴鼻。其中以口服和注射最為常見。

決定一種藥究竟是注射給藥，還是口服的因素有很多，其中比較重要的一個(gè)是藥物的性質(zhì)。

我們都知道，蛋白類藥物（例如單抗和胰島素）幾乎不能通過口服的方式給藥，這主要是因?yàn)槲覀兊?strong>消化道里面存在大量的蛋白酶，因此吃進(jìn)去的蛋白類藥物很快就會(huì)被降解，以氨基酸等形式被腸胃當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)吸收了。也就是說，口服蛋白類藥物與吃肉在功效上可能沒有太大的區(qū)別。

因此，單克隆抗體等蛋白類藥物，目前只能通過靜脈注射或皮下注射的方式給藥。

▲ 該圖片由Arek Socha在Pixabay上發(fā)布 

口服的藥物一般會(huì)經(jīng)歷吸收入血、分布、代謝和排泄這么幾個(gè)過程。通俗地說，就是藥物怎么進(jìn)入人體的，進(jìn)入人體之后主要去哪兒了，怎么被消耗掉的，怎么被排出體外的等等。

搞清楚上面那些問題，對(duì)于確定給藥劑量和時(shí)間，提高療效，降低不良反應(yīng)都有重要意義。

接下來咱們一個(gè)個(gè)地說。

口服藥物進(jìn)入胃腸道以后經(jīng)過胃腸道吸收進(jìn)入血漿，被吸收的藥物占服用藥物的比例被稱為生物利用率，不同的藥物其生物利用率有很大的差異。前面我們已經(jīng)說過了，由于抗體類藥物屬于蛋白藥物，因此，靜脈注射是主要的給藥方式。這樣一來，抗體類藥物直接進(jìn)入血液，就沒有吸收這一步了。它能全部入血，我們姑且就認(rèn)為它的吸收效率是100%好了。

我們?cè)賮砜纯此幬镫S著血液都去了哪里。

對(duì)于小分子藥物而言，由于它們足夠小，幾乎可以通過自由擴(kuò)散，或者細(xì)胞膜表面的運(yùn)載體，自由快速出入人體各種組織器官，甚至連被血腦屏障保護(hù)的嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)的大腦，很多小分子藥物也能自由出入。

▲ 該圖片由Arek Socha在Pixabay上發(fā)布

對(duì)于抗體這類“體型碩大”的大分子藥物而言，從血管中進(jìn)入組織或器官就沒那么容易了。因此抗體類藥物進(jìn)入組織的效率相對(duì)較低。不過腎臟、肝臟和脾臟等地方是例外。

這主要是因?yàn)榱鹘?jīng)這些地方的毛細(xì)血管，是特殊的有孔毛細(xì)血管，孔徑在50納米到100納米之間，而抗體一般小于20納米[1]，顯然抗體很容易就能穿過去。所以，在腎臟、肝臟和脾臟等地方，抗體類藥物會(huì)聚集的比較多。

除此之外，抗體藥物還可以通過細(xì)胞內(nèi)吞的方式出入血管。這有點(diǎn)兒像你吸一口左手杯子里的奶茶，然后再原樣吐到右手的杯子里。

我們最后再來看看抗體藥物代謝和排泄的問題。

小分子藥物在體內(nèi)的代謝主要是依賴于肝臟里的細(xì)胞色素P450等酶的降解。隨后代謝產(chǎn)生的「廢物」，就隨屎尿排出體外。而抗體的代謝有賴于一種叫做溶酶體的蛋白酶，以及與抗原的特異性結(jié)合。由于代謝產(chǎn)物是氨基酸等物質(zhì)，除了隨尿液排出部分之外，還有一部分會(huì)被吸收重新利用。

走完上面的流程，進(jìn)入人體的藥物就過完了它的一生。

▲ 不同類型藥物的代謝方式比較

那么藥物從進(jìn)入人體到消耗殆盡需要多長(zhǎng)時(shí)間呢？

這時(shí)我們就要引入半衰期這個(gè)概念了。

半衰期，按照字面意思也不難理解，就是從注射完畢開始算起，到血漿內(nèi)藥物剩一半所需要的時(shí)間。請(qǐng)注意，談到半衰期，我們的意思都是指“血漿內(nèi)”的藥物濃度。

如果你高中數(shù)學(xué)還沒還給老師的話，就應(yīng)該知道，經(jīng)過一個(gè)半衰期之后，血漿內(nèi)藥物消除50%；經(jīng)過兩個(gè)半衰期，消除75%；經(jīng)過三個(gè)半衰期，消除87.5%；……經(jīng)過5個(gè)半衰期，藥物消除約97%。也就是說約5個(gè)半衰期之后，如果不連續(xù)給藥的話，血漿內(nèi)基本就沒啥藥物了[3]。

至于一個(gè)半衰期究竟有多長(zhǎng)，這與藥物本身的性質(zhì)有關(guān)。我們?nèi)粘３缘男》肿铀幬铮胨テ诜浅６?，只有?shù)小時(shí)，所以這類藥物我們一般是一日三次或者一日一次。而抗體這種蛋白大分子藥物，半衰期非常長(zhǎng)，從幾天到幾十天不等，因此這類藥物的注射時(shí)間一般是數(shù)周一次。

為啥抗體半衰期能這么長(zhǎng)呢？除了大分子藥物與小分子藥物的代謝途徑不同以外，還有一個(gè)重要的原因是抗體能夠特異性地和一種特殊的Fc受體——FcRn結(jié)合。

FcRn在體內(nèi)分布廣泛，例如許多組織的上皮，內(nèi)皮細(xì)胞及多種免疫細(xì)胞等。當(dāng)血漿中的游離抗體被細(xì)胞胞吞至胞內(nèi)體后，抗體通過Fc區(qū)與FcRn結(jié)合，而FcRn能夠保護(hù)抗體不被溶酶體降解，抗體隨FcRn轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜表面后失去與FcRn的結(jié)合，重新釋放進(jìn)入血漿，從而延長(zhǎng)了抗體的半衰期。

▲ Fc受體與FcRn結(jié)合的過程（圖源：10.1056/NEJM199901213400311）

從目前的臨床數(shù)據(jù)來看，已經(jīng)獲批的靶向PD-1/PD-L1通路的抗體，半衰期從5天到20余天不等。

我們之所以要討論半衰期這個(gè)問題，是因?yàn)殡S著免疫檢查點(diǎn)抑制劑獲批數(shù)量的增加，適用于同一個(gè)適應(yīng)癥的藥物越來越多，選擇哪種藥物成為患者必須考慮的一個(gè)問題。

由于藥物的療效差別不大，很多患者在選擇藥物的時(shí)候開始考慮藥物的特性，例如在不同藥物之間差別很大的半衰期（比如卡瑞利珠單抗、Avelumab半衰期只有不到一周，而K藥O藥等卻在二~三周甚至更高）。

那么從幾天到幾十天不等的藥物半衰期，對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的藥效和不良反應(yīng)究竟有啥影響呢？

接下來我們就從藥物半衰期的角度，簡(jiǎn)要的給大家分析一下免疫檢查點(diǎn)抑制劑的效果和不良反應(yīng)問題。

▲ 免疫攻擊癌細(xì)胞（紅色）（圖源：Nature）

學(xué)過毒理學(xué)的朋友一定知道“劑量決定毒性”，沒學(xué)過毒理學(xué)的朋友肯定也聽說過“拋開劑量談毒性就是耍流氓”。當(dāng)然了，咱們這里說的“毒性”是針對(duì)癌細(xì)胞而言的。如果注射到患者體內(nèi)的藥物劑量不足，對(duì)于癌細(xì)胞的殺傷力就會(huì)大大減弱。

因此藥物的半衰期對(duì)于確定給藥時(shí)間和給藥劑量是非常重要的。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，我們常吃的各種抗生素屬于小分子藥物。它們?cè)隗w內(nèi)的代謝方式基本是線性的，血漿中藥物濃度與治療效果是直接相關(guān)的。

由于小分子藥物的半衰期只有短短數(shù)小時(shí)，所以我們平時(shí)吃的很多藥物，是一日服用三次，這主要就是為了維持藥物在血漿中的有效濃度。

而抗體這種蛋白大分子藥物的半衰期可以說是非常長(zhǎng)了，從幾天到幾周不等。這是小分子藥物和大分子藥物在體內(nèi)的代謝方式不同導(dǎo)致的。

▲ 圖源：Pixabay

按照小分子藥物的給藥邏輯推理的話。我們不難得出一個(gè)結(jié)論，那些半衰期短的抗體藥物，為了維持體內(nèi)有效濃度，保持藥效，相較于半衰期長(zhǎng)的抗體藥物需要更頻繁的給藥。

然而，這種想當(dāng)然的結(jié)論，實(shí)際上并不準(zhǔn)確。關(guān)于這一點(diǎn)，最直接、最有力的證據(jù)就是臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)。已經(jīng)有很多臨床數(shù)據(jù)表明，即使是半衰期只有幾天的免疫檢查點(diǎn)抑制劑，以數(shù)周一次的頻率給藥，在療效上也與半衰期長(zhǎng)達(dá)數(shù)周的同類藥物療效一致。

這又是為啥呢？

實(shí)際上，這與免疫檢查點(diǎn)抑制劑的作用機(jī)制有關(guān)。下面我們以PD-1抑制劑為例講一講。

關(guān)注免疫治療的讀者一定知道，PD-1抑制劑的抗癌作用，是通過結(jié)合T細(xì)胞表面的PD-1分子，阻斷該通路對(duì)T細(xì)胞的抑制作用，從而激活T細(xì)胞得以實(shí)現(xiàn)的。

▲ 免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療機(jī)制（圖源：見圖片右下角）

這就是說，只要抗體充分占據(jù)T細(xì)胞表面的PD-1，不讓癌細(xì)胞的PD-L1與T細(xì)胞的PD-1結(jié)合，就可以起到激活T細(xì)胞的作用。

實(shí)際上，PD-1抑制劑對(duì)T細(xì)胞表面PD-1占有的效果，好的出人意料。

從目前已有的數(shù)據(jù)來看，不管是國內(nèi)的還是國外的PD-1抑制劑，也不管半衰期是只有幾天，還是幾星期的PD-1抑制劑，它們都可以實(shí)現(xiàn)在1次注射給藥后，在長(zhǎng)達(dá)數(shù)周的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定維持在70%以上的PD-1占有率[4，5]。

這種長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定的高占有率，在很大程度上得益于PD-1抗體與PD-1的結(jié)合力十分強(qiáng)，一旦PD-1抗體與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，就很難再分離。

▲ 抗PD-1抗體在血液中的濃度，以及對(duì)PD-1的占有率隨時(shí)間的變化（兩張圖中逐漸遞減的曲線是血藥濃度隨時(shí)間的變化，較平穩(wěn)的曲線是PD-1的占有率隨時(shí)間的變化。左圖：O藥，右圖：卡瑞利珠單抗）

不難看出，血漿中PD-1的半衰期與T細(xì)胞表面的PD-1占有率之間關(guān)系不大。

此外，已經(jīng)有很多研究證實(shí)，在體內(nèi)更持久、更高效地阻斷PD-1或PD-L1，可以提高這類藥物的療效（注意，這里說的持久不是說明書的“半衰期”哦）[6]。而且，靶標(biāo)的占有率已經(jīng)被用作許多治療性抗體的藥效動(dòng)力學(xué)生物標(biāo)志物，這其中典型的就是PD-1抑制劑[7]。

也就是說，只要在治療開始的時(shí)候，PD-1抗體占據(jù)了T細(xì)胞表面足夠量的PD-1，無論血漿中PD-1抑制劑的半衰期如何，抗癌效果都有保證。

因此，對(duì)于這些抗體藥物來說，藥物半衰期對(duì)藥效的影響就顯得不那么重要了。這是抗體類蛋白大分子藥物，與小分子藥物最大的不同點(diǎn)之一。

實(shí)際上，免疫檢查點(diǎn)抑制劑的短半衰期不僅不會(huì)影響治療效果，反而有可能與不良反應(yīng)低有關(guān)。

隨免疫治療藥物一同誕生的免疫相關(guān)不良事件（immune-related adverse events ，irAE），是一種與免疫檢查點(diǎn)抑制劑作用機(jī)制密切相關(guān)的不良反應(yīng)。

我們都知道，在健康人體內(nèi)，PD-1/PD-L1通路的存在，是為了防止T細(xì)胞因過度激活而傷害健康組織。只不過這個(gè)原本對(duì)人體起到保護(hù)作用的通路被癌細(xì)胞掌握了，癌細(xì)胞也利用這個(gè)機(jī)制達(dá)到保護(hù)自身的目的。

▲ 免疫相關(guān)不良反應(yīng)的可能出現(xiàn)部位（10.1056/NEJMra1703481）

不難想象，當(dāng)我們用PD-1抑制劑阻斷PD-1/PD-L1通路之后，在殺傷癌細(xì)胞的同時(shí)，難免也會(huì)傷及人體的其他正常細(xì)胞和組織[5]。此外，一些非T細(xì)胞的免疫細(xì)胞也會(huì)表達(dá)PD-1，PD-1抑制劑治療勢(shì)必也會(huì)干擾它們的活性和功能[8]。因此免疫相關(guān)不良事件可以發(fā)生在任何器官，例如腸、肝、肺等。

盡管如此，對(duì)于免疫相關(guān)不良事件的確切機(jī)制，目前還沒有完全搞清楚。好在只要臨床醫(yī)生規(guī)范化地遵循相關(guān)指南，就可以很好地管理免疫相關(guān)不良事件。

不過，也有一些科學(xué)家做了其他的嘗試。例如，有科學(xué)家認(rèn)為免疫檢查點(diǎn)抑制劑的免疫相關(guān)不良事件可能與這類藥物的半衰期長(zhǎng)有關(guān)，他們正在嘗試開發(fā)半衰期短，且能保持理想抗腫瘤活性的免疫檢查點(diǎn)抑制劑，以期更好地管理免疫相關(guān)不良事件[9]。

▲ 免疫相關(guān)不良反應(yīng)的可能原因（10.1056/NEJMra1703481）

此外，在2020年NCCN非小細(xì)胞肺癌臨床指南第一版中，更新了一條關(guān)于免疫檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)用指南。指南指出，如果系統(tǒng)治療方案中包含免疫檢查點(diǎn)抑制劑，臨床醫(yī)生應(yīng)該警惕這類藥物的長(zhǎng)半衰期，以及與其他藥物聯(lián)合時(shí)所引起的免疫相關(guān)不良事件[10]。

這也表明，半衰期較短的免疫檢查點(diǎn)抑制劑可能具有更好的安全性，或許可以減少免疫相關(guān)不良事件的發(fā)生。

當(dāng)然啦，藥物不良反應(yīng)是一個(gè)很龐大的概念，除了免疫相關(guān)不良事件之外，還有毒性反應(yīng)等，而且并不是所有的不良反應(yīng)都與半衰期有關(guān)。

對(duì)于藥物的不良反應(yīng)醫(yī)生和患者都應(yīng)該保持警惕，但也沒必要投鼠忌器，只要規(guī)范化地監(jiān)測(cè)和管理，就能夠保障藥物的安全應(yīng)用。

參考資料：

[1].郭建軍. 單克隆抗體藥物的藥代動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J]. 中國藥理學(xué)通報(bào), v.32(02):172-176.

[2].楊寶峰. 藥理學(xué). 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2013; 第8版: 7-17.

[3].Yu Z, Lennon V A. Mechanism of Intravenous Immune Globulin Therapy in Antibody-Mediated Autoimmune Diseases[J]. The New England Journal of Medicine, 1999, 340(3): 227-228.

[4].Brahmer JR, et al. Phase I study of single-agent anti-programmed death-1 (MDX-1106) in refractory solid tumors: safety, clinical activity, pharmacodynamics, and immunologic correlates. J Clin Oncol. 2010 Jul 1;28(19):3167-75.

[5].Mo H, et al. Safety, anti-tumour activity, and pharmacokinetics of fixed-dose SHR-1210, an anti-PD-1 antibody in advanced solid tumours: a dose-escalation, phase 1 study. Br J Cancer. 2018 Aug;119(5):538-545.

[6].Iwai Y , Ishida M , Tanaka Y , et al. Involvement of PD-L1 on tumor cells in the escape from host immune system and tumor immunotherapy by PD-L1 blockade.Proc Natl Acad Sci, 2002, 99(19):12293-12297

[7].Meina Liang, et al. Receptor occupancy assessment by flow cytometry as a pharmacodynamic biomarker in biopharmaceutical development. Cytometry Part B (Clinical Cytometry) 90B:117–127 (2016).

[8].Postow MA, et al. Immune-Related Adverse Events Associated with Immune Checkpoint Blockade.N Engl J Med 2018;378:158-168

[9].Sasikumar pottayil et al. A novel peptide therapeutic targeting PD1 immune checkpoint with equipotent antagonism of both ligands and a potential for better management of immune-related adverse eventsJournal for ImmunoTherapy of Cancer 2013, 1(Suppl 1):O24

[10].The NCCN Non-Small Cell Lung Cancer clinical practice guidelines in oncology (version 1.2020)

本文作者 | BioTalker