С каждым годом все большее распространение в мире получают биологические лекарственные препараты (биоаналоги). На сегодняшний день зарегистрировано и разрабатывается более 400 таких препаратов, а динамика роста их числа составляет около 40% в год.
Об особенностях биоаналогов, их истории и развитии в мире, а также об этапах и особенностях исследований проекту «Новости GMP» рассказал Роман Драй, директор научно-исследовательского центра ГЕРОФАРМ.
Об основах и различиях
Биоаналоги или биосимиляры – это лекарственные средства, копии оригинальных биологических молекул. По сравнению с химическими молекулами и их копиями (дженериками) биоаналоги имеют более сложное строение и процесс производства. Отсюда возникают и различия в регуляторных требованиях к выведению биосимиляров.
Если для дженериков необходимо лишь воспроизвести биодоступность препарата (успешно провести исследование биоэквивалентности), то исследования биоаналогов – это многоступенчатый поэтапный процесс, который состоит из исследований аналитической сопоставимости (первый этап), сравнительных функциональных испытаний и доклинических исследований на животных (второй этап) и клинических исследований (третий этап).
История и развитие
Развитие биоаналогов в мире было неравномерным. В какой-то момент мир разделился на два лагеря: США и Европу. В середине нулевых годов регуляторное агентство и фармацевтические компании США не торопились развивать новое направление биотехнологий – создание бионаналогов, считая, что воспроизвести копию биотехнологического препарата невозможно. Думаю, что и лобби крупных фармкомпаний сыграло здесь не последнюю роль. Поэтому концепции биоаналогичности были законодательно закреплены в США только в 2010 г., а проекты основных руководств появились в 2012 г. и окончательно приняты только в 2015 г. В Европейском союзе понятие биоаналогичности было введено в 2004 г. и уже в 2005 г. были опубликованы первые научные руководства.
Что касается биоаналогов инсулинов, то практически сразу стало понятно, что к ним нельзя применять общие принципы биоаналогичности без учета строения молекулы, а значит, необходим особый подход. Это нашло отражение и в гайдлайнах: Европейское Медицинское Агентство (ЕМА) выпустило первое руководство по инсулинам в 2006 г. По мере развития биотехнологий и аналитических методик, а также накопления данных о биоаналогов в Европейском союзе (ЕС) уже к 2011 г. назрела необходимость его пересмотра. В 2012 и в 2014 гг. последовательно были выпущены несколько версий проектов руководств, которые в итоге в 2015 г. были утверждены Европейским Медицинским Агентством. Некоторые страны, в т.ч. Россия, Саудовская Аравия, приняли научную концепцию биоаналогичности инсулинов ЕМА и адаптировали гайдлайны с учетом специфики своих стран. В то же время определенная часть государств следовали политике США и не выделяли инсулины среди других биоаналогов.
В России на национальном и наднациональном уровнях научные руководства для биоаналогам и специфичные гайдлайны по биосимилярам инсулинов появились еще в 2014 и 2016 гг., соответственно. И соответствуют аналогичным документам ЕМА, что ставит наши биоаналоги инсулинов на один уровень с ЕС.
Отдельно от других
В данный момент уже есть уверенность, что следует выделять инсулин из всех биоаналогов, и учитывать его особенности в разработке и выведении. Дело в том, что, «на заре» развития биоаналогов считалось, что невозможно сделать точную копию биологической молекулы. По сравнению с химической молекулой она более сложная – имеет более высокую молекулярную массу, состоит из множества (десятков и сотен) мономеров (аминокислот), имеет сложную пространственную организацию (первичную, вторичную и третичную структуры). Кроме того, биологические препараты продуцируются живыми биологическими системами (бактериями, дрожжами, клетками млекопитающих), что делает процесс производства не таким стабильным, как в случае с химическими молекулами. В некоторых сообществах подобное мнение бытует и до сих пор. Однако довольно быстро стало ясно, что нельзя применять единый подход ко всем биоаналогам. Если взять строение моноклонального антитела (mAb) и инсулина, то различия их строения и, как следствие, особенностей производства становятся очевидными.
Например, молекулярная масса mAbов составляет более 100 кД, в то время как у инсулина – около 6 кД, количество аминокислот в инсулине 51, а в инфликсимабе (один из блокбастеров моноклональных антител) их, например, 1328. В инсулине всего 3 дисульфидных мостика, формирующих вторичную структуру молекулы, в то время как в том же инфликсимабе их 16. Также в инфликсимабе, как и во многих других моноклональных антителах, наблюдаются посттрансляционные модификации, такие как гликозилирование, вариабельность С-концевого лизина, дезаминирование и т.д., что может приводить к разным формам препарата и, следовательно, вариабельности его действия у пациента. Что касается инсулина, то никаких посттрансляционных модификаций в процессе его синтеза не может быть. Именно поэтому для инсулина и некоторых других простых биологических молекул (гранулоцит-колониестимулирующего фактора, низкомолекулярных гепаринов) были закреплены отдельные, более простые, регуляторные требования. Все обозначенное ранее подводит нас к следующему выводу: суждение о том, что невозможно создать абсолютную копию биоаналога, некорректно. Инсулин на текущий момент относится к биоаналогам, а мы абсолютно точно знаем, что воспроизвести точную копию инсулина и охарактеризовать его – возможно.
Совсем недавно это признало и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA). Соответствующее понимание нашло свое отражение в проекте руководства по разработке инсулинов Clinical Immunogenicity Considerations for Biosimilar and Interchangeable Insulin Products, которое было выпущено FDA в ноябре 2019 г., спустя 13 лет после европейского.
Этапы исследования
В общем виде программа исследований биосимиляров состоит из трех последовательных этапов (шагов), на которых разрабатываемый препарат сравнивается с оригинальным лекарственным средством. Программа исследований биоаналогов инсулина имеет некоторые особенности, но в целом подход такой же.
Первый шаг – аналитический. С помощью сравнительного исследования структуры молекулы (первичной, вторичной, третичной), ее физико-химических свойств, профиля производственных и близкородственных примесей мы с большой долей уверенности можем обнаружить различия или идентичность строения биоаналога инсулина. Если полученные данные свидетельствуют об идентичности строения или незначительных различиях, мы переходим на следующий этап. Если же строение значительно отличается, необходима доработка препарата.
На этом этапе мы применяем следующие методы исследования: первичная структура (аминокислотная последовательность, пептидное картирование, молекулярная масса, молекулярная масса α и β цепей), структуры более высокого порядка (дисульфидные мостики, свободный цистеин, конформация белка, изоэлектрическая точка, гексамерные комплексы) с помощью ВЭЖХ-МС/МС/МАЛДИ, ВЭЖХ – MALLS, ВЭЖХ – УФ, метода Эллмана, спектроскопии кругового дихроизма, флуоресцентной спектроскопии, капиллярного гель-электрофореза и т.д.
Второй шаг – функциональный. Мы in vitro проверяем, опять же в сравнительном аспекте с оригинальным препаратом, насколько структура соответствует функции: связь с инсулиновыми рецепторами, с рецептором инсулиноподобного фактора роста, фосфорилирование рецептора, метаболические тесты (захват и транспорт клеточными культурами глюкозы, липогенез, ингибирование липолиза, образование гликогена).
Первые два шага позволяют нам с уверенностью говорить о том, что структурно и функционально разрабатываемые биоаналоги инсулинов не отличаются от оригинальных. А если и есть отличия, то они незначительны и не скажутся на профилях эффективности и безопасности препарата.
После этого можно переходить к третьему шагу – к клиническим исследованиям. На этой стадии мы в сравнительном аспекте изучаем фармакологические свойства препарата: фармакокинетику и фармакодинамику, а также безопасность с акцентом на иммуногенность.
Интересно, что фармакодинамические конечные точки инсулина, которые исследуются в I фазе клинических исследований биоаналогов инсулина (максимальная скорость инфузии глюкозы, площадь под кривой скорости инфузии глюкозы от времени и т.д.) являются более чувствительными по сравнению с гликированным гемоглобином, который используется в III фазе.
Кроме того, общепризнанно, что сама молекула инсулина не является иммуногенной, а вырабатываемые на нее антитела не обладают нейтрализующей активностью и не приводят к снижению эффективности или усилению иммунных реакций. Поэтому при успешном прохождении первого и второго шагов, а также ФК/ФД исследований на здоровых добровольцах, в некоторых случаях исследования III фазы на больных сахарным диабетом (СД) можно не проводить.
Тем не менее, для того, чтобы соответствовать всем регуляторым требованиям, ГЕРОФАРМ провел исследования иммуногенности для всех наших инсулинов. Общее количество участников клинических исследований было от 200 до 300 человек в зависимости от препарата.
В некоторых странах регуляторные агентства требуют еще и исследования на животных, например, токсичность на грызунах. Мы также провели эти исследования, хотя и считаем, что это избыточно – схожесть структуры и функции свидетельствует и о схожести профилей эффективности и безопасности, а поэтому никакой новой информации исследования инсулинов на животных не дают.
Таким образом, мы полностью провели программы испытаний инсулинов ГЕРОФАРМ в сравнении с оригинальными препаратами и убедились в их полной сопоставимости. Но самое главное, что и врачи, и пациенты, которые участвовали в наших клинических исследованиях, подтверждают то же самое. Нам лестно получать отзывы от наших исследователей о том, что они не видят никаких отличий наших продуктов от популярных и известных инсулинов, а пациенты без проблем переходят с импортных препаратов на наши аналоги.
Будущее биосимиляров
Биоаналоги – это копии оригинальных препаратов, которые прошли все необходимые для регистрации, а главное, для эффективного и безопасного применения пациентами, исследования. Роль биоаналогов, как и дженериков, в экономиках всех государств очень важна. В частности, по данным Ассоциации доступных лекарств США, благодаря применению воспроизведенных препаратов в 2019 г. в Америке удалось сэкономить около 300 млрд долларов. А, например, в Евросоюзе общая сумма сэкономленных средств в 2016 г. составила около 100 млрд евро.
Отношение к биоаналогам на текущий момент существенно меняется. В самом начале их появления (середина «нулевых») считалось, что невозможно точно воспроизвести биологическую молекулу вследствие сложности ее строения. Кроме того, была еще и проблема в неразвитости аналитических методов. Т.е. даже если компания смогла бы точно воспроизвести копию биологического препарата, невозможно было доказать, что оригинальный препарат и биоаналог действительно идентичны.
Однако по прошествии уже более 10 лет с момента регистрации в ЕС в 2006 году первого биоаналога (гормон роста человека (Омнитроп®), представляющего собой белок среднего размера массой 22 кДа) биотехнологии и аналитика шагнули далеко вперед, и на текущий момент для некоторых препаратов мы можем с уверенностью говорить о том, что возможны как создание точной копии биологической молекулы, так и доказательство биоаналогичности. В совокупности с истечением срока действия большого количества патентов в 2015-2025 гг., я могу с уверенностью сказать, что количество биоаналогов значительно увеличится в ближайшее время как в России, так и во всем мире. Даже такая консервативная по отношению к биосимилярам страна как США в 2019-2020 гг. приняла политику по упрощению доступа на рынок биоаналогов, выпустив параллельно несколько научных руководств.
