生物仿制药的开发和批准通常需要进行成本高昂且耗时的比较性临床研究。如果能通过鉴定蛋白质生物标志物在用药后的变化来评估药效，那么将大大简化生物仿制药的开发程序。本研究是第一个基于蛋白质组学检测评估药效的研究。基于SomaLogic的SomaScan检测平台，高灵敏度、高重现性的检测7000多种人类血浆蛋白质在用药后的变化，找到评估药效的生物标志物，为后续加速和简化仿制药的开发提供一种潜在的途径。

文章题目：Evaluating the Utility of Proteomics for the Identification of Circulating Pharmacodynamic Biomarkers of IFNβ-1a Biologics

中文题目：蛋白质组学在IFNβ-1a生物仿制药循环药效学生物标志物鉴定中的应用评价

期刊：CLINICAL PHARMACOLOGY & THERAPEUTICS

影响因子：6.93

发表时间：2022年10月

发表单位：US Food and Drug Administration

文章摘要

蛋白质组学有可能在不依赖临床疗效终点的情况下鉴定用于生物仿制药相似性评估的药效学（PD）生物标志物。在这项研究中，36名健康参与者被随机分配到治疗剂量的干扰素β1a产品（IFNβ-1a）或聚乙二醇化IFNβ1a（pegIFNβ-11a）中或安慰剂中，这些产品被批准用于治疗多发性硬化症，我们评估了蛋白质组学分析的效用，该研究分析了>7000种血浆蛋白。在一段时间内，治疗组和安慰剂组之间，IFNβ-1a和pegIFNβ1a分别产生248和528种差异表达的蛋白质分析物。根据与基线相比的最大倍数变化≥2、基线调整后的效应曲线下面积（AUEC）和两种产品之间的重叠，对31种蛋白质进行优先排序。其中，与安慰剂相比，大多数患者对任何一种产品的反应都有显著的AUEC。8种蛋白质显示出与基线相比超过4倍的最大变化。我们确定了先前报道的AUEC变异系数（CV）约为50%的候选物，β-2微球蛋白和干扰素诱导的GTP结合蛋白（Mx1），以及变异系数范围为26%-129%的许多新候选物（包括I-TAC、C1QC和IP-10）。差异表达蛋白的上游调节因子分析预测了两种药物对IFNβ1信号以及其他细胞因子、酶和转录信号网络的激活。尽管需要独立实验来证实目前的结果，但我们的研究证明了蛋白质组学在鉴定单个和复合候选PD生物标志物方面的实用性，这些生物标志物可用于支持生物仿制药批准的临床药理学研究，尤其是当生物制剂具有复杂的作用机制或没有先前表征的PD生物标志物时。

实验设计

★

36名健康参与者被随机分为IFNβ-1a（30μg）或pegIFNβ-11a（125μg）药物组或安慰剂组（5%葡萄糖），并在第1天零点给药一剂。对于血浆处理，在给药IFNβ-1a后6天内的10个时间点（0、0.125、0.33、0.67、1.33、2、3、4、5、6）以及给药安慰剂和聚乙二醇干扰素β-1a的13天内的12个时间点（0、0.125、0.33、0.67、1.33、2、3、4、5、6、9、13）采集血样，基于SomaScan平台进行血浆内7000多种蛋白质检测。

研究结果

01

利用SOMAmer核酸适配体检测药物随着时间在体内的变化

使用适配体检测高剂量IFNβ-1a和聚乙二醇干扰素β-1a生物制品在体内随着时间的响应曲线。反应曲线显示了每种药物的最大值和返回基线值。肌肉注射30μg后，IFNβ-1a的RFU（相对荧光单位）在0.125天达到峰值，6天后返回基线。125μg皮下给药后，pegIFNβ-1a的血浆RFU在0.67天达到峰值，并在第13天恢复到基线。

图：使用核酸适配体检测高剂量IFNβ-1a和聚乙二醇干扰素β-1a生物制品的响应曲线

02

鉴定用药后与对照组相比差异表达的蛋白质

通过差异蛋白表达分析鉴定 ，受IFNβ-1a影响的蛋白有226个，受pegIFNβ1a影响的蛋白有485个蛋白。差异蛋白聚类分析显示了通过观察到每种药物的蛋白质表达的显著变化预测的细胞因子（例如TNF、IFNG和IL-10）、酶（例如DDX58和FKBP10）和转录调节因子（JUN和STAT3；和/或顶部网络）的激活和抑制。

图 差异蛋白分析及聚类

03

确认和药效相关的候选生物标志物

IFNβ-1a的42个候选分析物（或41个独特蛋白质）和pegIFNβ1a的49个候选分析物（或44个独特蛋白质）被鉴定为FC≥2。其中32种分析物（或31种独特蛋白质）在IFNβ-1a和pegIFNβ1a的优先候选物之间是相同的。在前32个蛋白质分析物和其他差异表达分析物中的每一个之间都观察到强的正相关性。例如，I-TAC与相同的7种顶级蛋白质分析物（ANGL1、MCP-3、MCP-2、CSF-1、IP-10、IL-1Ra和蛋白酶-3）在对两种药物的反应中强相关（rho>0.7，P值<0.05），与b2微球蛋白在对IFNβ-1a的反应中和SAA1在对pegIFNβ1a的反应中唯一相关。

图：IFNβ-1a和pegIFNβ1a的优先或顶级药效学（PD）候选生物标志物的纵向反应。

总结

本研究通过SomaLogic的SomaScan检测平台，高灵敏度、高重现性的检测7000多种人类血浆蛋白质在用药后的变化,找到和药效相关的候选蛋白质生物标志物，用来表征用药效果，研究证明了蛋白质组学在鉴定单个和复合候选PD生物标志物方面的实用性，这些生物标志物可用于支持生物仿制药批准的临床药理学研究。

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来源：上海仁科生物