抗ST2单抗Astegolimab的I期临床研究：安全性、药代动力学及免疫原性评估揭示其在炎症性疾病中的治疗潜力

　　本文推荐了一项针对抗ST2单抗Astegolimab的I期随机双盲安慰剂对照研究，系统评估了其在健康受试者和轻度特应性哮喘患者中的安全性、药代动力学（PK）和免疫原性特征。研究证实Astegolimab通过高亲和力结合ST2（IL-33受体），有效阻断IL-33/ST2信号通路，在2.1-700 mg剂量范围内表现出良好的耐受性，未出现死亡、严重不良事件（SAEs）或因不良事件（TEAEs）导致的停药。药代动力学数据显示其暴露量在≥70 mg剂量下呈比例增长，且在日本与白种人群间无种族差异。这些发现为Astegolimab在慢性阻塞性肺疾病（COPD）等炎症性疾病中的后续临床开发提供了重要依据。

　　

研究背景与科学基础

ST2（IL1RL1）是一种跨膜受体，广泛表达于多种免疫细胞表面，是白介素-33（IL-33）的主要受体。IL-33作为一种警报素细胞因子，在肺血管内皮和气道上皮等屏障细胞受损时被动释放，参与多种炎症反应的激活。ST2的表达涵盖与中性粒细胞（1型和3型）和嗜酸性粒细胞（2型）炎症相关的免疫细胞类型，因此ST2/IL-33信号通路的激活驱动包括中性粒细胞和嗜酸性粒细胞炎症在内的多重炎症反应。

通常情况下，膜结合ST2与游离IL-33的结合受到可溶性ST2（sST2）的严格调控，sST2作为一种诱饵受体，能够螯合游离IL-33，从而阻止后续的炎症级联反应。尽管如此，ST2/IL-33通路已被证实与多种炎症介导的疾病有关，如慢性阻塞性肺疾病（COPD）、哮喘和类风湿性关节炎。在COPD中，IL-33参与气道重塑，其在肺组织中的表达增加与肺功能负相关。此外，IL-33血浆水平与COPD的严重程度和急性加重频率呈正相关。虽然这些结果使IL-33可能成为潜在的生物标志物，但由于循环中sST2水平较高，其常常无法被检测到。较高的sST2水平在COPD患者中相比健康非吸烟者被观察到，并且与疾病严重程度正相关。在同一项前瞻性队列研究中，sST2的浓度在急性加重期间显著增加，但在随访时恢复到基线水平，并且sST2被确立为全因死亡率的强大独立预测因子。

由于迫切需要新的COPD治疗方法来预防急性加重、减缓疾病进展并改善患者结局，ST2/IL-33通路已成为炎症介导疾病的一个有前景的潜在治疗靶点，阻断其 initiation 被提议作为COPD和其他炎症性气道疾病的治疗策略。Astegolimab是一种全人免疫球蛋白（Ig）G2单克隆抗体，以高亲和力与ST2结合，从而阻断IL-33的结合及其后续的下游信号传导。

研究设计与人群

本研究包括三项随机、双盲、安慰剂对照的I期研究，在美国的多个中心进行。研究方案和知情同意书由每个研究中心的机构审查委员会（IRB）在招募参与者之前审查并批准。所有研究均根据美国食品药品监督管理局（FDA）和国际人用药品注册技术协调会（ICH）的《良好临床实践》指导原则进行。

Ia期单次递增剂量（SAD）研究（NCT01928368）在健康参与者和轻度特应性哮喘患者中进行。健康参与者接受单次皮下（SC；2.1–420 mg）或静脉（IV；210或700 mg）给药的Astegolimab或安慰剂，轻度特应性哮喘患者接受700 mg IV Astegolimab或安慰剂。随机化比例在健康参与者中为3:1（Astegolimab:安慰剂），在轻度特应性哮喘患者中为1:1。合格参与者年龄≥18且≤55岁，体重指数（BMI）≥18且≤32 kg/m²；轻度特应性哮喘患者需有筛选前2年内符合美国胸科学会/欧洲呼吸学会声明定义的稳定疾病史。

Ib期两部分多次递增剂量（MAD）研究（NCT02170337）在健康参与者和慢性鼻窦炎伴鼻息肉（CRwNP）患者中进行。在A部分，健康参与者接受多次SC（70、140或210 mg每4周[Q4W]或210 mg每2周[Q2W]/每周[QW]）或IV（700 mg Q4W）给药的Astegolimab或安慰剂。在B部分，CRwNP患者接受SC（140 mg Q4W或210 mg Q2W）Astegolimab或安慰剂。参与者在A部分按3:1（Astegolimab:安慰剂）随机化，在B部分按2:1随机化。合格的健康参与者（A部分）年龄≥18且≤45岁，BMI≥18且≤32 kg/m²；合格的CRwNP患者（B部分）年龄≥18且≤65岁，筛选和基线时双侧鼻息肉评分≥2。

在日本和白种健康参与者的I期SAD研究中，参与者接受单次SC剂量（日本参与者：70–560 mg；白种参与者：210 mg）的Astegolimab或安慰剂。参与者按3:1（Astegolimab:安慰剂）随机化。合格参与者年龄≥18且≤45岁，当前非吸烟者（6个月内未使用尼古丁/烟草制品），BMI≥18且≤32 kg/m²。日本参与者为第一、第二或第三代日本人，每个日本队列中至少有四名第一代参与者。

在所有三项研究中，安进生物统计学部门使用区组置换生成随机化列表，并将其提供给每个研究点的非盲药剂师，参与者根据随机化序列入组。所有其他研究点和安进工作人员保持盲态，仅在紧急安全问题允许在数据库锁定前揭盲。剂量递增的数据审查以盲态方式进行。

终点与评估

在SAD和MAD研究中，主要目标是安全性、耐受性和免疫原性，通过治疗期间出现的不良事件（TEAEs）发生率（根据不良事件通用术语标准[CTCAE] 4.0版分级）、生命体征、体格检查、实验室安全测试、12导联心电图（ECGs）和抗药物抗体（ADAs）的发生率进行评估。次要目标包括Astegolimab的血清药代动力学（PK）参数。

在日本SAD研究中，主要目标是（1）安全性、耐受性和免疫原性，通过TEAEs发生率、生命体征、体格检查、实验室安全测试和ADAs发生率进行评估；（2）Astegolimab的血清PK参数。次要目标是比较日本和白种参与者中Astegolimab的安全性、耐受性和PK。

还评估了血清样本中的可溶性ST2（sST2）浓度。PK和sST2测量的采样时间点已总结。

药代动力学分析

三项I期研究计算的PK参数已列出。获取所有参与者的血清样本，并使用先前描述的电化学发光法测定血清中游离Astegolimab的浓度。该免疫分析采用夹心法，使用两种抗独特型抗体来定量参与者血清中的抗体药物，因此检测的是游离药物。分析中使用实际给药和采集时间。在图表和表格中呈现数据时使用名义采样时间。血清浓度低于定量下限（Astegolimab为0.100 μg/mL）的在数据分析前设为0。

免疫原性评估

免疫原性评估方法先前已有描述。简而言之，采用基于电化学发光的免疫分析（Meso Scale Discovery平台），遵循两级分析方法，包括筛选 assay 和确认 assay。这些 assay 使用两种偶联试剂来桥接针对 Astegolimab 的抗体：生物素化的 Astegolimab 和钌标记的 Astegolimab。筛选 assay 中信号信噪比大于 assay 截断值的样本随后在确认 assay 中进行测试以确认反应的特异性。筛选 assay 的灵敏度为 8 ng/mL；50 μg/mL 的 Astegolimab 可耐受 125 ng/mL 的阳性对照。ADA 被定义为暂时性的，如果参与者在研究期内的最后一个测试时间点结果为 ADA 阴性。

经确认的 ADA 阳性样本在竞争性结合 assay 中进行分析，以检测针对 Astegolimab 的中和性 ADA。

可溶性 ST2 分析

从为 PK 分析采集的血样中获取血清 sST2 浓度。本文使用的 sST2 assay 先前已有描述，并已在附录中简要总结。

统计分析

计划样本量如下：SAD 研究 96 名参与者，包括 32 名轻度特应性哮喘患者；MAD 研究 84 名参与者，包括 36 名 CRwNP 患者；日本 SAD 研究 40 名参与者。样本量基于实际考虑以及检测曲线下面积（AUC）或不良事件（AEs）发生率差异的能力。详细的样本量考虑因素已列出。

安全性分析集包括所有接受至少一剂 Astegolimab 或安慰剂的参与者。PK 分析集包括所有接受 Astegolimab 且至少收集了一份 PK 样本的参与者。PK 参数分析集包括所有接受 Astegolimab 且可以充分估算 PK 参数的参与者。免疫原性分析集包括所有至少有一次给药后 ADA 评估的参与者。

分类数据通过每个类别中的参与者数量和百分比进行汇总。连续变量使用描述性统计进行汇总。使用 Phoenix WinNonlin v.6.4 通过非房室方法分析血清 Astegolimab 浓度-时间数据。所有原始图表和汇总统计值均使用 Phoenix WinNonlin 或 SAS v. 9.3 制备。日本 SAD 研究中体重调整的 PK 分析方法已在附录中描述。

研究结果：参与者

基线特征如表 1 所示。每个研究队列的治疗组之间人口统计学特征总体平衡。平均年龄为 27-36 岁，除 SAD 研究中的四名参与者外，所有参与者均为男性。

在 SAD 研究中，2013 年 8 月至 2015 年 11 月期间，共入组并随机化了 70 名参与者（64 名健康参与者，6 名轻度特应性哮喘患者）。64 名健康参与者中，队列 1-6 各有 6 名参与者分别接受单次 2.1、7、21、70、210 或 420 mg SC 剂量的 Astegolimab，队列 1-6 各有 2 名参与者接受 SC 安慰剂，队列 7 和 8 各有 6 名参与者分别接受 210 或 700 mg IV 剂量的 Astegolimab，4 名参与者接受 IV 安慰剂。6 名轻度特应性哮喘患者中，2 名接受 700 mg IV Astegolimab，4 名接受安慰剂。由于管理考虑（未发现安全性问题），轻度特应性哮喘患者的入组提前终止，未达到 32 名患者的目标入组人数。

在 MAD 研究中，2014 年 7 月至 2015 年 12 月期间，共入组并随机化了 40 名健康参与者。其中，30 名参与者接受 70、140 或 210 mg SC Q4W、210 mg SC Q2W 或 700 mg IV Q4W 剂量的 Astegolimab（每组 n=6），10 名参与者接受 SC（n=8）或 IV（n=2）安慰剂。在所有队列中，140 mg Q4W SC Astegolimab 组有 1 名（4.2%）参与者和接受 SC 安慰剂的 1 名（12.5%）参与者未完成治疗。由于早期研究终止（出于管理考虑，未发现安全性问题），健康参与者队列中的 210 mg SC QW 和 CRwNP 患者队列中的 210 mg SC Q2W 均未入组任何参与者。由于在早期研究终止前仅入组了 1 名 CRwNP 患者（SC Q4W 140 mg），因此本手稿未呈现 CRwNP 队列的结果。

在日本 SAD 研究中，2014 年 10 月至 2015 年 8 月期间，共入组并随机化了 41 名参与者（33 名日本参与者，8 名白种参与者）。33 名日本参与者中，25 名接受单次 70（n=6）、210（n=6）、420（n=7）或 560 mg（n=6）SC 剂量的 Astegolimab，8 名参与者接受安慰剂。8 名白种参与者中，6 名接受 210 mg SC Astegolimab，2 名接受安慰剂。

研究结果：安全性

SAD 和 MAD 研究中健康参与者的 TEAEs 总结如表 2 所示。SAD 研究中轻度特应性哮喘患者和日本 SAD 研究中健康参与者的 TEAEs 总结已呈现。在所有研究期间，未发生死亡、严重不良事件（SAEs）或因不良事件（AEs）导致的停药。SAD 和日本 SAD 研究中未报告 ≥3 级的 AEs。在 MAD 研究中，3 名参与者经历了与 Astegolimab 无关的 ≥3 级 AEs：4 级血肌酸磷酸激酶升高（SC：70 mg Q4W，1 名参与者[16.7%]；140 mg Q4W，1 名参与者[16.7%]）和 3 级晕厥（IV 700 mg Q4W，1 名参与者[16.7%]）。Astegolimab 组和安慰剂组之间 TEAEs 的发生率未观察到有临床意义的差异。此外，在 SAD 研究（SC：2.1 mg，16.7%；7 mg，66.7%；21 mg，66.7%；70 mg，66.7%；210 mg，50.0%；420 mg，66.7%；IV：210 mg，16.7%；700 mg，50%）或 MAD 研究（SC：70 mg Q4W，83.3%；140 mg Q4W，33.3%；210 mg Q4W，33.3%；210 mg Q2W，33.3%）中未观察到 AEs 发生率的剂量依赖性。在健康参与者中，上呼吸道感染是 Astegolimab 组和安慰剂组中最常见的 AE（SAD：Astegolimab，12.5%；安慰剂，12.5%；MAD：Astegolimab，16.7%；安慰剂，10%；日本 SAD：Astegolimab，0%，安慰剂，20%）。任何研究中均未报告心脏相关 AEs。所有 AEs 的完整列表已呈现。

研究结果：药代动力学

SAD 研究的浓度-时间图如图 2A 所示。表 3 和表 S6 总结了 PK 参数。SAD 研究 SC 给药队列的 PK 数据先前已有报告。健康参与者单次 210 mg SC 给药后的平均生物利用度估计为 60%。皮下给药的 Astegolimab 表现出非线性 PK 特征，在 2.1–420 mg 范围内，最大观察药物浓度（C_max）和从时间 0 到最后可定量浓度时间的浓度-时间曲线下面积（AUC_last）的增加大于剂量比例，但在 ≥70 mg SC 时大致呈剂量比例。此外，其他 PK 参数如清除率和终末半衰期（t_1/2,z）显示出剂量依赖性趋势，较高剂量下通常观察到较慢的清除率和较长的 t_1/2,z，表明涉及靶介导的药物处置（TMDD）。图 S3 显示了 SAD 研究中轻度特应性哮喘患者的浓度-时间图。虽然测定了两名轻度特应性哮喘患者的 Astegolimab 暴露量，但由于患者数量有限，未与接受相同剂量的健康参与者的 Astegolimab 暴露量进行比较。

MAD 研究中健康参与者的浓度-时间图如图 2B 所示，表 3 显示了 PK 参数总结。Astegolimab 在 70–210 mg SC 的评估剂量范围内，对于 C_max 和给药间隔 tau 内的浓度-时间曲线下面积（AUC_tau）表现出剂量比例的血清 PK 特征。

表 4 和表 S7 显示了日本 SAD 研究中健康参与者的 PK 参数总结。Astegolimab 在 70-560 mg 剂量范围内表现出线性 PK。图 S4 显示了 Astegolimab 的浓度-时间图，以及日本 SAD 研究中接受 210 mg SC Astegolimab 的日本和白种参与者之间 PK 参数（C_max 和 AUC_last）的比较。日本/白种参与者接受 210 mg SC Astegolimab 治疗后，C_max 的总体和体重调整几何平均比（90% CI）分别为 1.42（1.05, 1.91）和 1.18（0.90, 1.55），而基于方差分析（ANOVA）和协方差分析（ANCOVA）模型的 AUC_last 比（90% CI）分别为 1.54（1.05, 2.26）和 1.13（0.90, 1.44）。调整体重后，未观察到基于种族的日本和白种参与者之间的 PK 差异。

研究结果：免疫原性

健康参与者对 Astegolimab 的 ADA 反应总结如表 S8 所示。接受安慰剂治疗的参与者均未产生 ADAs，并且 across 给药队列未观察到 ADA 形成的趋势。

在 SAD 研究中，基线阴性的健康参与者中，5/35（14.3%）接受 Astegolimab SC 治疗和 4/12（33.3%）接受 Astegolimab IV 治疗的参与者检测到给药后 ADAs。大多数 ADAs 是暂时性的，除了两名接受 700 mg IV Astegolimab 治疗的参与者。本研究中没有参与者产生中和性 ADAs。轻度特应性哮喘患者均未产生 ADAs。

在 MAD 研究中，5/24（20.8%）接受 Astegolimab SC 治疗和 3/6（50.0%）接受 Astegolimab IV 治疗的健康参与者检测到给药后 ADAs。三名（12.5%）接受 SC Astegolimab 治疗的参与者（70 mg Q4W, 210 mg Q4W, 210 mg Q2W；各 n=1）的 ADAs 是暂时性的。一名接受 210 mg SC Q4W Astegolimab 的参与者产生了中和性 ADAs，但它们是在参与者研究结束访视时检测到的，并未导致任何临床后果。

在日本 SAD 研究中，7/30（23.3%）接受 Astegolimab 治疗的健康参与者检测到给药后 ADAs，其中包括五名日本参与者。七名参与者中有四名的 ADAs 是暂时性的，没有参与者产生中和性 ADAs。

与先前报道的 SAD 研究中 21 mg、70 mg 和 420 mg 队列的数据一致，ADA 状态不影响任何三项研究中的 PK，并且没有迹象表明 ADA 阳性状态对过敏反应和注射部位反应的发生率有影响。在产生 ADAs 的参与者中，没有人出现注射部位反应或过敏反应。

研究结果：可溶性 ST2 水平与靶点结合

SAD 研究所有队列的 sST2 完整谱数据不可用，因为 sST2 浓度是在预先指定的时间点从 PK 样本中测定的。基线和给药后最大 sST2 浓度总结在表 5 和表 S9 中。SAD 和 MAD 研究中健康参与者 sST2 相对于基线的变化如图 S5 所示。最大 sST2 浓度通常随着 Astegolimab 剂量和给药频率的增加而增加。

讨论

这些在健康参与者和轻度特应性哮喘患者中进行的 I 期研究表明，Astegolimab 具有可接受的安全性 profile，未发现安全性问题。未报告严重或致命的 AEs，并且没有参与者因 AE 停用 Astegolimab。此外，日本 SAD 研究中白种和日本参与者的 AE 类型和发生率相似。这三项研究中评估的剂量耐受性良好，因此未确定 Astegolimab 的最大耐受剂量。随后一项在重症哮喘患者中进行的 Astegolimab II 期研究（ZENYATTA）评估了 70、210 和 490 mg SC Q4W 剂量治疗 52 周的疗效和安全性，并确定最高剂量也具有充分耐受的安全性 profile，AE 发生率与匹配安慰剂相似。

在 SAD 研究的健康参与者中，Astegolimab 暴露量在 70-420 mg 单次给药范围内大致呈剂量比例增加，但在 2.1-420 mg 总体范围内大于剂量比例。这种在较低浓度下的非线性 PK 特征是靶介导药物处置（TMDD）的特征，即药物消除受其与靶点饱和结合的影响。确实，当剂量达到线性范围（≥70 mg）时，PK 参数如清除率降低，而 t_1/2,z 增加，进一步证实了 TMDD 的参与。反过来，预计相当一部分 Astegolimab 在较低剂量下会通过高亲和力、可饱和的靶点结合被清除，从而导致更快的表观清除率和更短的 t_1/2,z。当 Astegolimab 给药增加到线性范围时，其主要清除途径从这种可饱和的、靶介导的清除转变为线性的、非特异性的清除途径，导致更慢的表观清除率和更长的 t_1/2,z。这一假设与一项检查 SAD 研究中 Astegolimab 非线性 PK 特征的研究结果一致，该研究使用为 Astegolimab II 期试验开发的 assay（测量总 Astegolimab，对高靶点水平更具耐受性）重新分析了 PK 数据，显示与仅测量游离 Astegolimab 的 I 期 assay 相比，随着 sST2 浓度的增加，Astegolimab 回收率增加了 10 倍。

在 MAD 研究和日本 SAD 研究中，分别在 70-210 mg 和 70-560 mg 剂量范围内证明了剂量比例性。这表明可饱和结合位点在这些剂量范围内基本饱和，允许线性消除途径占主导地位。I 期研究的 PK 数据为 ZENYATTA 试验的给药提供了信息，该试验报告了 70-490 mg Astegolimab Q4W 的剂量比例 PK。然而，由于 PK assay 的差异，无法对 I 期和 II 期研究中观察到的 PK 进行直接比较。

在日本健康参与者中，单次给药 70-560 mg 范围内，Astegolimab 暴露量的增加也大致呈剂量比例，剂量增加八倍后，C_max 和从时间 0 到无穷大的浓度-时间曲线下面积（AUC_inf）分别增加了 6.5 倍和 8.7 倍证明了这一点。进一步分析显示，日本参与者观察到的 C_max 值高于白种参与者，并且发现体重是观察到的 Astegolimab 暴露差异的一个因素，这与先前评估体重对 Astegolimab PK 影响的群体 PK 分析结果一致。

尽管在 I 期研究中，SC 给药的 ADA 发生率为 ~14%–23%，IV 给率为 ~33%–50%，但 Astegolimab 随后的 II 期研究确立了较低的 ADA 发生率（2%–7%）。ADA 发生率的这些差异可能是由于不同的患者群体和群体规模，以及不同的 ADA assay 方法所致。I 期 assay 包括一个酸预处理步骤，可能差异性地影响高亲和力和低亲和力 ADA，而 II 期 assay 不包括该步骤来解离药物结合的 ADA 复合物。然而，II 期 assay 的灵敏度与 I 期 assay 相似，并且 II 期 assay 的药物耐受性足以基于 I 期 assay 中使用的相同替代阳性对照抗体准确检测 ADA。免疫原性将在未来的研究中继续评估。在这三项 I 期研究以及已完成的对重症哮喘或因重症 COVID-19 肺炎住院患者进行的 Astegolimab II 期研究中，ADA 与临床发现或 AEs 之间没有相关性。

本文研究检查了 sST2，这是一种诱饵受体，可与游离的、具有生物活性的 IL-33 结合。sST2 是通过 IL1RL1 基因（即也编码膜结合 ST2 的基因）的选择性剪接形成的，但 sST2 蛋白缺乏跨膜和细胞内结构域，并被分泌到细胞外空间。两种异构体都具有相同的细胞外 IgG 结构域，负责与配体 IL-33 结合。sST2 通过螯合活性 IL-33 来阻止其与细胞 ST2 受体的结合和下流激活，从而作为诱饵受体发挥作用。通过这种方式，sST2 可以调节或抑制 IL-33 的生物学效应及 subsequent 的炎症级联反应。sST2 作为 IL-33 信号传导负调节因子的能力，结合在 COPD 患者中发现的相比健康个体更高的血清 sST2 和 IL-33 水平，表明 sST2 在螯合具有生物活性的 IL-33 方面可能发挥重要作用，从而限制炎症性肺病患者中明显的 IL-33 驱动的炎症。

总体而言，SAD 和 MAD 研究中的基线 sST2 平均水平分别在 9-16 ng/mL 和 9-22 ng/mL 范围内。给药后最大 sST2 浓度随着 Astegolimab 剂量和给药频率的增加而增加，可能是由于形成了 Astegolimab-ST2 复合物。这通过延长 sST2 的半衰期（由于 IgG2 抗体的半衰期约为 23 天）导致血清中 sST2 的积累，表明 Astegolimab 的靶点结合。在存在抗 IL-33 抗体 Itepekimab 的情况下观察到 IL-33 浓度增加的类似现象，这归因于 IL-33-Itepekimab 复合物的形成。尽管如此，导致给药后总 sST2 增加的机制尚未完全了解。

还考虑了 sST2 浓度增加可能导致 IL-33 结合减少的可能性，但这些 I 期研究中没有证据支持这一点。在评估 Astegolimab 与安慰剂对 COPD 患者的 IIa 期 COPD-ST2OP 试验中，恶化率比在数值上偏向基线 sST2 较高（>19.1 ng/mL）的患者 over 较低 sST2（≤19.1 ng/mL）的患者，但治疗-by-sST2 亚组交互作用无统计学显著性差异。这些数据表明，对于基线 sST2 浓度较高的患者，似乎不需要调整 Astegolimab 剂量；然而，需要进一步的研究来提供明确的答案。

必须考虑本研究的局限性。这些研究中几乎所有参与者都是男性，并且由于 I 期研究的样本量通常较小，对某些终点的解释可能有限，因为研究并非为确定统计学显著性效应而设计。然而，本研究中观察到的安全性 profile 在后续具有更大人群的 II 期试验中得到了验证，这些试验也包括了具有代表性的女性参与者比例。

这些 I 期研究表明，Astegolimab 具有可接受的安全性和令人鼓舞的 PK profile