Biologická léčiva se od ostatních léků liší složitostí své molekuly. Neumíme je připravit chemickou cestou, musejí být syntetizovány produkčním mikroorganismem, do něhož je vnesen příslušný gen. Předností biologických léčiv je selektivní působení na konkrétní receptory, buněčné struktury nebo enzymy. První biologika byla připravena v 90. letech minulého století. V současné době končí patentová ochrana prvním z přípravků používaných v hematologii: filgrastimu a epoietinu. Na trh nyní vstupují generické firmy, které vyrábějí analoga originálních přípravků. V tomto případě však nová léčiva nejsou úplně shodná s originálními přípravky. Místo označení generikum se tedy pro ně používá název biosimilars. Článek podává přehled biosimilars používaných v hematologii a indikace k jejich podávání.
Klíčová slova
biosimilars • epoietin • filgrastim Summary
Benesova, K. Biosimilars and their use in haematology Biological preparations differ from other pharmaceuticals by the complexity of their molecules. It is not in our capabilities to prepare them chemically, so they have to be synthesised by a suitable microorganism, into which the respective necessary gene is introduced. A big advantage of biological preparations are their selective effects on specific receptors, cellular structures or enzymes. First preparations of this sort were created in the 1990’s. At present, patent protection of the first preparations used in haematology (filgrastim and epoietin) is running out, which means that generic companies are introducing analogues of the original preparations to the market. In this case however the new preparations are not completely identical to the original ones, so instead of the usual term “generics”, the word “biosimilars” is being used for them. The article presents an overview of the biosimilars used in haematology and the indications for their use.
Key words biosimilars • epoietin • filgrastim Moderní medicína vyžaduje použití stále účinnějších a přitom selektivněji působících léků. Proto se v posledních letech více prosazuje cílená léčba, kam se řadí i tzv. léčba biologická. Jejím principem je podávání makromolekul, obvykle bílkovinné povahy, které dokážou selektivně působit na konkrétní receptory, buněčné struktury nebo enzymy. Biologická léčiva neboli biologika se nyní používají v řadě oborů, zejména v hematologii, onkologii, endokrinologii, imunologii, revmatologii, gastroenterologii a neurologii.
Výroba biologických léčiv je významně dražší než výroba běžných léků, a to vytváří specifické vztahy mezi farmaceutickými firmami (producenty), zdravotnickými zařízeními (spotřebiteli), zdravotními pojišťovnami (plátci) a státními orgány (tvůrci a regulátory trhu). Podle zákona požívá každý nově patentovaný lék patentové ochrany po dobu 20 let; tato doba může být ve výjimečných případech prodloužena ještě o dalších pět let. Datum patentové registrace však obvykle nastává 5–10 let (i více) před uvedením léku na trh. Tento rozdíl je vyplněn prováděním nezbytných klinických studií a projednáváním žádosti o registraci, v závěrečné fázi se mohou uplatnit i různé marketingové důvody. To znamená, že na prodej léků, který zhodnotí náklady na výzkum, zbývá obvykle doba kolem 10 let. Potom mohou na trh vstupovat konkurenční přípravky se stejnou chemickou strukturou a shodnými vlastnostmi, tzv. generika. Generika mají vždy nižší výrobní náklady (odpadají položky nutné k vývoji nového originálního léku) a v konkurenčním prostředí proto způsobují pokles ceny daného léčivého prostředku.
Biologická léčiva, která jsou drahá, se logicky ocitají v centru zájmu farmaceutických firem, jež se specializují na produkci generických přípravků. Do konce roku 2010 již skončila patentová ochrana rekombinatního inzulínu a somatotropního hormonu, interferonů alfa a gama, erytropoetinu, filgrastimu (G-CSF) a interleukinu 2 a v nejbližší době postihne podobný vývoj i další léky.(1) Problém však spočívá v tom, že biologická léčiva připravovaná jako generika ve skutečnosti nemusejí mít shodné vlastnosti s originálními přípravky. Biologické léčiva jsou makromolekuly, které na rozdíl od nízkomolekulárních produktů neumíme syntetizovat chemickou cestou. Pro jejich tvorbu se zpravidla využívají geneticky upravené baktérie nebo jiné mikroorganismy, do nichž je metodami genetického inženýrství vnesen gen pro syntézu příslušného produktu. Nicméně, ačkoli základní schéma proteosyntézy je u všech organismů stejné, mohou se výsledné finální molekuly poněkud lišit. Vlastnosti bílkovin totiž závisejí nejen na sekvenci aminokyselin, která je určována pořadím nukleotidů v DNA, respektive mRNA, ale také na způsobu, jakým je vzniklé proteinové vlákno sbaleno (sekundární, terciální a případně kvartální struktura bílkovinné molekuly), a také na dalších dodatečných úpravách, jako jsou glykosylace, metylace a podobně.
Výsledné makromolekuly, i když vycházejí ze stejného genu, se tedy mohou lišit ve svých vlastnostech. Byly již popsány rozdíly v účinnosti (selektivita a pevnost vazby na cílovou strukturu), farmakokinetice (přestup přes biologické bariéry, rychlost eliminace účinného léku z organismu) a imunogenicitě (schopnost indukovat specifickou imunitní reakci, se všemi nežádoucími zdravotními důsledky od alergických projevů až po rozvoj autoimunitní choroby). Makromolekuly mají také nižší stabilitu než většina nízkomolekulárních léků, proto není možné je chemickými nebo fyzikálními metodami purifikovat natolik, aby neobsahovaly malá množství přiměsenin z prostředí buňky, ve které vznikly.
Podle zásad přijatých centrálními úřady (Food and Drug Administration – FDA a European Medicines Agency – EMA, EMEA) musejí všechny léky kopírující originální přípravek a využívající při registraci výsledky jeho klinických studií doložit, že nový lék dosahuje při zkouškách in vitro účinnosti v rozsahu 80–125 % originálního přípravku.(1) Přesto je zřejmé, že nové přípravky vyvinuté podle již osvědčených biologických léků nemohou být považovány za pravá, tj. jednoduše zaměnitelná generika. Místo toho se pro tuto kategorii produktů používá v Evropě názvu biosimilars (podobná léčiva), v USA „follow-on biologics“ (následující biologika), v Kanadě analogicky „subsequent entry biologics“, s akronymem SEBs.
Biosimilars v hematologii
První biologické přípravky používané v hematologii byly rekombinantní lidský erytropoetin (rhEPO) a rekombinantní faktor stimulující granulocytární řadu (filgrastim). Rekombinantní erytropoetin byl připraven v roce 1985 a do klinické praxe uveden v roce 1988. Přípravu filgrastimu se podařilo dokončit v roce 1990 a na trh byl uveden již v roce 1994.(2) Je proto pochopitelné, že právě u těchto dvou přípravků se nejdříve objevily podobné přípravky, tj. biosimilars. V Tab. je přehled biosimilars epoietinu a filgrastimu registrovaných v Evropě a v ČR.
Na rozdíl od USA, Evropské unie a některých dalších států s přísnější legislativou jsou kopie biologických látek již řadu let používány v řadě zemí, jako jsou Indie, Korea, Čína a některé jihoamerické státy.
Léčiva odvozená od erytropoetinu
Erytropoetin je glykoprotein o molekulové hmotnosti 34 000 daltonů, s podílem asi 40 % uhlohydrátů. Proteinová kostra je tvořena 165 aminokyselinami. Na tuto kostru jsou vázány čtyři řetězce uhlohydrátů prostřednictvím tří N-glykosidických vazeb a jedné vazby O-glykosidické. Za biologickou aktivitu erytropoetinu jsou odpovědné disulfidové vazby mezi aminokyselinami 29-33 a 7-161 a rovněž přítomnost uhlohydrátů s terminálně navázanou kyselinou N-acetyl-neuraminovou, které chrání molekulu před rychlým rozložením v játrech a tak udržují v plazmě koncentraci potřebnou pro správný účinek na buňky kostní dřeně.
Erytropoetin je stejně jako všechny další hormony v lidském těle přítomen ve velmi nízkých koncentracích. Normální sérové hladiny se pohybují mezi 10 a 25 IU/ml a denní endogenní tvorba dosahuje asi 2-4 IU/kg tělesné hmotnosti. U pacientů s těžkou anémií nerenálního původu mohou hodnoty erytropoetinu přesahovat 300 IU/ml.
Fyziologická funkce erytropoetinu spočívá ve stimulaci proliferace a diferenciace nezralých buněk červené krevní řady. Erytropoetin je tvořen převážně v peritubulárních buňkách kůry ledvin. Malé množství tohoto hormonu se syntetizuje také v játrech, v plicích, v endotelu kapilár a v pohlavních žlázách. Anémie a hypoxie tvorbu erytropoetinu zvyšují. Erytropoetin působí na cílové buňky pomocí specifického erytropoetinového receptoru (EPOR).(3) Endogenní či rekombinantně připravený erytropoetin vazbou na receptor spustí okamžitou kaskádu aktivačních reakcí a současně aktivuje degradaci svoji i receptoru.(4) Proto je působení erytropoetinu jen krátkodobé.
Rekombinantní přípravky erytropoetinu
Pro rekombinantní přípravky erytropoetinu se používá název epoietin. Tato léčiva se připravují technologií využívající savčí DNA (obvykle z ovariálních buněk čínského křečka), do níž je vnesen gen kódující lidský erytropoetin.(2) Takto vzniklý epoietin je strukturálně téměř totožný s endogenním erytropoetinem, liší se však mírou glykosylace. Podle typu glykosylace se jednotlivé epoietiny dělí do skupin označovaných řeckými písmeny (alfa, beta, omega atd.). Toto názvosloví je mezinárodně platné (tzv. International Nonproprietary Name, INN) a jeho garantem je Evropská léková asociace (European Medicines Agency, EMEA).
I když všechny erytropoetiny mají stejné molekulární mechanismy účinku, jsou zde odlišnosti ve farmakologických vlastnostech. Rozdíly v glykosylaci mezi jednotlivými EPO jsou důležité, protože ovlivňují farmakokinetiku produktu a mají vliv na účinnost, bezpečnost a zvláště na imunogenicitu přípravku.
Epoetin alfa má homogennější strukturu a méně bazických izoforem než epoetin beta. Drobné odlišnosti existují i mezi prvními originálními přípravky epoietinu alfa – Epogenu® (Amgen) a Eprexu® (Jansen-Cilag), které byly uvedeny na trh v roce 1988.
Na evropském trhu jsou v současné době dva biosimilars epoietinu napodobující přípravek Eprex®. Epoietin alfa, vyráběný firmou Sandoz/Lek, je prodáván pod třemi obchodními názvy Abseamed®, Binocrit® a Epoetin alfa Hexal®. Druhý epoietin má výrazněji odlišný stupeň glykosylace než přípravek Eprex®, proto získal název INN epoietin zeta. Je vyráběn firmou Norbitec GmbH a prodáván pod názvy Silapo® a Retacrit® (Tab.).
V roce 2009 EMA schválila další epoietin, tentokrát označený jako epoietin theta, který byl vyvinut společností Mercle Biotec (Ulm, Německo) a porovnáván s epoetinem beta. Vzhledem ke svému vývoji není považován za biosimilar, ale za další originální epoietin. Je prodáván pod názvy Biopoin® (výrobce CT Arzmittel, Berlín) a Eporatio® aRatioepo® (výrobcem je Ratiopharm, Ulm).
Nežádoucí účinky epoietinů Ve srovnávacích studiích nebyl nalezen zásadní rozdíl mezi výskytem nežádoucích účinků originálních přípravků a biosimilars. Nejčastějším nežádoucím účinkem všech epoietinů je hypertenzní reakce při zahájení terapie, případně zhoršení stávající hypertenzní choroby. Z dalších závažných nežádoucích účinků lze jmenovat venózní a arteriální trombózy, včetně infarktu myokardu, plicní embolii, cévní mozkovou ischémii, retinální trombózu a trombotizaci arteriovenózní spojky. Příznaky podobné chřipce včetně myalgií, hyperpyrexií a bolestí hlavy se většinou objevují na začátku podávání epoietinu a postupně ustávají.(5) Čistá aplazie červené krevní řady (Pure Red Cell Aplasia, PRCA), která je způsobena tvorbou specifických protilátek, byla zjištěna při podávání všech typů epoietinů, tj. originálních přípravků i biosimilars. Společnou charakteristikou takto postižených pacientů byl subkutánní způsob aplikace a většinou i delší doba podávání epoietinu. Nejvyšší výskyt PRCA byl zaznamenán v letech 1998–2003, kdy bylo ve světě hlášeno přes 200 nových onemocnění. Postižení pacienti byli převážně léčeni novou formou Eprexu®, při jehož výrobě byl lidský albumin nahrazen polysorbatem (PS 80) s glycinem. Polysorbat pravděpodobně uvolnil adjuvantní činidlo přítomné na zátkách lahviček obsahujících lék, a to vyvolávalo tvorbu protilátek. Výskyt PRCA se významně snížil po změně technologie spočívající v zavedení zátek z teflonu.(6) Riziko vyššího výskytu PRCA bylo dále hlášeno po aplikaci pegylovaného epoietinu (Hematide®, Affymax, Palo Alto).(7) Registrační studie s biosimilars HX575 u nemocných s chronickou renální insuficiencí byla předčasně ukončena, když se PRCA rozvinula u dvou z 337 pacientů po subkutánním 2) Na podkladě této studie nejsou stávající biosimilars epoietinu indikovány k dlouhodobé subkutánní aplikaci u nemocných s renální insuficiencí.(8)
Klinické využití biosimilars epoietinu
Schválené indikace pro použití biosimilars, které se opírají o výsledky klinického zkoušení, zahrnují následující položky: • léčba symptomatické anémie spojené s chronickým renálním selháním u dospělých i pediatrických pacientů (venózní aplikace); • léčba anémie a snížení potřeby transfúzních přípravků dospělých pacientů podstupujících chemoterapii solidních tumorů, maligního lymfomu a mnohočetného myelomu (subkutánní aplikace); • zvýšení výtěžku autologní krve u dospělých nemocných v programu předoperačního autologního odběru (venózní aplikace). Tato indikace je u nemocných s normální hladinou železa výjimečná vzhledem k riziku tromboembolických komplikací; • snížení počtu alogenních krevních transfúzí u dospělých nemocných bez deficitu železa u plánovaných velkých ortopedických operací (subkutánní aplikace).
Epoietin se podává za účelem zvýšení koncentrace hemoglobinu do hodnoty maximálně 12 g/dl. U pediatrických pacientů jsou cílové hodnoty 9,5–11 g/dl. Koncentrace hemoglobinu se nemá zvyšovat o více než 2 g/dl během čtyř týdnů.
U všech pacientů je nutné před zahájením terapie i v jejím průběhu sledovat hladinu železa a při jejím poklesu zahájit substituční léčbu.
Filgrastim a jeho biosimilars
Filgrastim je léčivý přípravek, který nahrazuje funkci přirozeného hematopoetického cytokinu nazývaného faktor stimulujicí kolonie granulocytů (granulocyte colony stimulating factor, G-CSF). Po chemické stránce jde o jednoduchý glykoproteinový řetězec sestávající z 174 nebo 177 aminokyselin s jednou molekulou cukru připojenou O-glykosidickou vazbou na treonin v pozici 133. Jeho molekulární hmotnost činí 19 kDa.
Za normálních okolností je tento cytokin tvořen ve stromálních buňkách kostní dřeně, endoteliích a fibroblastech. Jeho produkci stimulují cytokiny IL-1 a TNF. Hlavním důsledkem uvolnění G-CSF do oběhu je zvýšení počtu neutrofilních prekurzorů a zralých neutrofilů v periferní krvi. Tento vzestup je způsoben nejen rychlejší proliferací a vyzráváním prekurzorových buněk, ale též rychlejším vyplavováním zralých buněk do periferie. G-CSF ovlivňuje také funkce leukocytů: zvyšuje schopnost chemotaxe a fagocytární aktivitu, dále jejich cytotoxickou aktivitu závislou na protilátkách a schopnost nitrobuněčného zabíjení fagocytovaných mikroorganismů (intracellular killing).
Rekombinantní G-CSF: filgrastim, lenograstim,
Filgrastim (Neupogen®) je metionylovaný glykoprotein připravený technologií rekombinantní DNA. Je tvořen kmenem Escherichia coli, do něhož byla vpravena syntetická kopie genu pro přirozený G-CSF. Filgrastim se liší od přirozeného G-CSF přítomností metioninového zbytku a absencí glykosylace. Lenograstim (Granocyte®) je rekombinantní glykosylovaný glykoprotein a produkují jej upravené savčí buňky. V současné době není v ČR registrován (Tab.). Filgrastim má krátkou biologickou dostupnost (cca 3 h), proto byl firmou Amgen vyvinut pegylovaný přípravek pegfilgrastim (Neulasta®) s dlouhou dobou působení.(9) Filgrastim, stejně jako přirozený lidský růstový faktor stimulující granulocyty (G-CSF), zvyšuje počet neutrofilních prekurzorů v kostní dřeni a současně i počet zralých granulocytů v periferní krvi. Vzestup počtu granulocytů je způsoben jak zvýšenou proliferací v kostní dřeni, tak i zvýšeným vyplavováním granulocytů do periferie. Podobně jako G-CSF ovlivňuje filgastrim i leukocytární funkce (chemotaxi, fagocytární aktivitu a cytotoxickou aktivitu závislou na protilátkách).
Filgrastim se proto používá všude tam, kde je potřeba zvýšit počet a aktivitu neutrofilních granulocytů. Nejčastější indikace jsou shrnuty v následujícím výčtu: • profylaktické podávání ke zkrácení doby trvání neutropenie a snížení výskytu febrilní neutropenie u nemocných léčených agresivní cytostatickou léčbou pro maligní nádorové onemocnění; • léčba komplikované febrilní neutropenie po chemoterapii u pacientů, kteří nedostávali filgrastim profylakticky; • stimulace, respektive mobilizace kmenových či progenitorových buněk, které se poté vyplavují do periferni krve; • cyklická neutropenie a těžké chronické neutropenie; • leukopenie, respektive granulocytopenie ? 1,0, resp. 0,5 x 109/l u nezralých novorozenců; • leukopenie, respektive granulocytopenie ? 1,0, resp. 0,5 x 109/l u HIV-pozitivních nemocných.
Biosimilars filgrastimu V Evropské unii byly po skončení patentové ochrany registrovány dva přípravky podobné originálnímu filgrastimu. Oba přípravky jsou tvořeny jednoduchým metionolovaným glykoproteinovým řetězcem majícím 175 aminokyselin, který je exprimován kmenem E. coli. První přípravek označený EP 2006 byl vyvinut ve firmě Sandoz a je dodáván na trh pod názvy Zarzio® (firma Sandoz) a Filgrastim Hexal®(firma Hexal Biotech). Druhý přípravek s kódovým označením XM02 vznikl v laboratořích firmy Sicor Biotech v litevském Vilniusu, je vyráběn v CT Arzneimittel a prodáván na trh pod čtyřmi různými názvy: Biograstim® (CT Arzneimittel), Filgrastim ratiopharm® (Ratiopharm GmbH), Ratiograstim® (Ratiopharm GmbH) a Tevagrastim® (Teva Generics) – viz Tab.(10) Nežádoucí účinky biosimilars filgrastimu Ve spektru i frekvenci nežádoucích účinků biosimilars a filgrastimu (Neupogen®) nebyly shledány podstatné rozdíly. K nejčastějším nežádoucím účinkům patří chřipkové příznaky, především bolesti kosterního svalstva a kostí, bolesti hlavy, febrilie a elevace LDH, GGT, AST a kyseliny močové. Mezi nežádoucími účinky je uvedena i nepřiměřená leukocytóza.
Klinické využití biosimilars filgrastimu
Indikace biosimilars jsou podobné jako u originálního filgrastimu (viz výše). Pro nedostatek dlouhodobých zkušeností nejsou zatím doporučovány pro podávání dětským pacientům a zdravým dárcům periferních krvetvorných buněk.
Závěr
Literární údaje stále více upozorňují na odlišné vlastnosti jednotlivých přípravků. Někteří odborníci proto doporučují, aby biosimilars na rozdíl od generik procházela před uvedením na trh poměrně náročným schvalovacím procesem, který by u každého přípravku prokázal jeho účinnost a bezpečnost. V podstatě by se pak s každým novým přípravkem patřícím mezi biosimilars zacházelo podobně jako s novým originálním lékem. Tento trend je jistě opodstatněný z hlediska obav o bezpečnost pacientů, na druhé straně by se však vysoká cena biologické léčby ani po zavedení biosimilars nijak razantně nesnížila. To by znamenalo neúnosné zatížení pro plátce zdravotní péče a ve svém důsledku nedostupnost biologických léčiv pro některé skupiny pacientů. Je tedy nutné najít optimální kompromis mezi oběma přístupy.
**
Tab. Přehled biosimilars registrovaných v ČR
Původní přípravek Název nástupnického léku (biosimilar) Obchodní název a výrobce
rekombinantní lidský erytropoetin epoetin alfa Binocrit® (Sandoz GmbH)
HX575 Epoetin alfa Hexal® (Hexal AG)
Abseamed® (Medice Arzneimittel Pütter)
epoetin zeta Silapo® (Stada Arzneimittel AG)
SR 309 Retacrit® (Hospira Enterprises)
filgrastim filgrastim Filgrastim Hexal® (Hexal AG)
EP 2006 Zarzio® (Sandoz GmbH)
filgrastim Biograstim® (CT Arzneimittel)
XM 02 Filgrastim ratiopharm®,
Ratiograstim® (Ratiopharm GmbH)
Tevagrastim® (Teva Generics)
filgrastim PD 108 Nivestim® (Hospira UK Ltd)
Pozn.: Zvýrazněny jsou přípravky, které jsou k dispozici v ČR
Literatura 1. NIEDERWIESER, D., SCHMITZ, S. Biosimilar agents in oncology/haematology: from approval to practice. Eur J Haematol, 2011, 86, p. 277–288. 2. JELKMANN, W. Biosimilar epoetins and other „follow-on“ biologics: update on the European experiences. Am J Hematol, 201, 85, p. 771–780. 3. ŠTAUD, F. Molekulární farmakoterapie látek stimulující erytropoézu. Remedia, 2007, 17, s. 485–494. 4. GROSS, AW., LODISH, HF. Cellular trafficking and degradation of erythropoietin and novel erythropoiesis stimulating protein (NESP). J Biol Chem, 2006, 281, p. 2024–2032. 5. BRINKS, V., HAWE, A., BASMELEH, AH., et al. Quality of original and biosimilar epoetin products. Pharm Res, 2011, 28, p. 386–393. 6. McKOY, JM., STONECASH, RE., COURNOYER, D., et al. Epoetin-associated pure red cell aplasia: past, present, and future considerations. Transfusion, 2008, 48, p. 1754–1762. 7. MAcDOUGALL, IC., ROSSERT, J., CASADEVALL, N., et al. A peptide-based erythropoietin-receptor agonist for pure red-cell aplasia. N Engl J Med, 2009, 361, p. 1848–1855. 8. BAROSI, G., BOSI, A., ABBRACCHIO, MP., et al. Key concepts and critical issues on epoetin and filgrastim biosimilars. A position paper from the Italian Society of Hematology, Italian Society of Experimental Hematology, and Italian Group for Bone Marrow Transplantation. Haematologica, 2011, 96, p. 937–942. 9. KELLY, S., WHEATLEY, D. Prevention of febrile neutropenia: use of granulocyte colony-stimulating factors. Br J Cancer, 2009, 101 Suppl. 1, S6–10. 10. GASCON, P. Presently available biosimilars in hematology-oncology: G-CSF. Target Oncol, 2012, 7, Suppl. 1, S29–34.
O autorovi| MUDr. Kateřina Benešová, CSc. Univerzita Karlova v Praze, I. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice, I. interní klinika – klinika hematologie Prohlášení: autor v souvislosti s tématem práce nespolupracuje s žádnou farmaceutickou firmou. e-mail: katerina.benesova@hotmail.com