长效生长激素(Long-acting growth hormone, 长效GH)制剂是每日重组人生长激素(recombinant human GH, rhGH)治疗的一种临床有效替代方案,可延长给药间隔并提升患者依从性。该优势在儿科人群中尤为突出——此类患者的用药通常由照护者管理,且患儿可能既不了解治疗的获益,也不愿接受每日注射。目前已开发多种技术以延长GH在靶组织中的滞留时间,实现药物的缓释或延迟清除。现有证据表明,这类制剂可促进生长激素缺乏症(growth hormone deficiency, GHD)儿童的线性生长,其安全性特征与每日rhGH治疗相当。本叙述性综述系统梳理了长效GH制剂的相关文献,重点关注其在儿科患者中的有效性与安全性。
引言
身材矮小定义为身高低于同年龄、同性别、同种族儿童平均身高的2个标准差(standard deviation, SD),约对应第3百分位。生长受种族、生活方式、营养、文化及社会经济条件等多因素影响,因此儿童身材矮小的病因在发达国家与发展中国家存在显著差异,可由遗传与环境共同作用导致。身材矮小的四大主要成因包括遗传因素、体质性生长延迟、性早熟及相关疾病。遗传因素导致的称为家族性身材矮小,患儿身高可达家族靶身高范围,生长速率正常且骨龄无延迟;体质性生长延迟表现为生长速率减慢、骨龄落后,虽青春期前身高偏矮且青春期启动延迟,但成年后多可实现追赶生长,病因可为遗传或婴幼儿期营养不良;性早熟患儿可出现提前的性发育,部分伴随中枢神经系统功能异常,家族史提示可能存在遗传易感性。此外,身材矮小也可由生长激素缺乏症(GHD)引起,家族性身材矮小、体质性生长延迟与GHD是临床最常见的三类病因,不同研究中身材矮小的患病率差异可能与医疗环境、诊断标准及研究人群特征有关。
生长激素(growth hormone, GH)又称促生长素,由腺垂体嗜酸性粒细胞呈脉冲式分泌,是重要的代谢调节激素,参与脂质、碳水化合物及蛋白质代谢,也是急性期应激反应因子。GH分泌受应激、运动、营养、睡眠及三类关键转录因子的反馈调控:下丘脑生长激素释放激素(growth hormone-releasing hormone, GHRH)促进GH合成与释放,生长抑素则抑制GHRH作用以维持分泌平衡;胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1, IGF-1)可直接作用于嗜酸性粒细胞,也可通过增强生长抑素分泌间接抑制GH释放;胃分泌的胃饥饿素主要在空腹或能量不足时刺激GH释放,也在 prolonged 低血糖的反调节反应中维持代谢稳态。GH通过与细胞表面特异性受体结合发挥直接与间接效应:在外周作用于骨骺软骨细胞,同时通过IGF-1介导间接调控生长。GH与IGF-1共同调节生长与体成分,但对脂肪组织的作用相反——GH促进脂解,IGF-1促进脂肪生成。在肝脏中,GH拮抗胰岛素作用并促进糖异生,诱导高血糖状态;同时促进全身组织器官生长,青春期尤其作用于软骨与骨骼,增强基因表达与细胞增殖。IGF-1则促进代谢、合成代谢与细胞复制,抑制凋亡以延长细胞寿命。
GH的多效性在临床治疗中具有重要意义。除促进GHD儿童线性生长外,其效应还延伸至骨骼外的代谢与内分泌系统:GH治疗可增加瘦体重、减少脂肪含量,改善体成分,同时对脂质代谢、骨矿化及心血管功能产生有益影响;但这些机制也可能导致胰岛素抵抗、葡萄糖稳态异常等不良反应,因此在评估不同剂型(尤其是暴露时间更长的长效制剂)的有效性与安全性时需充分考虑其全身效应。
重组生长激素治疗
临床推荐GH替代疗法用于儿童内源性GHD的治疗,以刺激线性生长、提升生长速率。GHD可由下丘脑或垂体功能下降导致,可为先天性或获得性,也包括细胞水平GH活性异常相关疾病。20世纪50年代,人GH(human GH, hGH)首次从尸体垂体中提取,但因污染风险与供应限制,1985年被rhGH取代。重组技术实现了rhGH的无限供应,支持长期疗效、安全性与成本监测,也推动了针对非GHD矮小儿童的给药时间与剂量优化探索。目前rhGH已获批用于慢性肾病、特纳综合征、普拉德-威利综合征及小于胎龄儿(small for gestational age, SGA)且持续身材矮小的儿童,在美国与加拿大还可用于特发性身材矮小(idiopathic short stature, ISS)。临床研究证实rhGH治疗ISS可有效提升身高并带来代谢获益,无明显严重不良反应,其在GHD儿童中的长期安全性与有效性也已得到充分验证。
rhGH治疗的疗效评估指标包括生长速率、身高增长及血清IGF-1水平。GHD所致矮小患儿经治疗后可出现显著追赶生长,生长速率在治疗第1年最快,之后逐渐放缓,数年后与正常儿童生长速率一致,同时体成分趋于正常,肌肉量与力量增加,脂肪量减少。GH治疗可使患儿身高SD评分提升约1.8~3.5,反映追赶生长而非最终成人身高。GHD患儿的GH剂量通常按体重或体表面积计算,需调整至IGF-1维持在生理水平。由于GH呈脉冲式分泌(尤其在睡眠3~4期),而IGF-1与IGF结合蛋白-3(IGF binding protein-3, IGFBP-3)全天更稳定,因此常作为监测指标;营养缺乏也可独立影响IGF-1水平,不受GH状态调控。GH对精氨酸、可乐定、胰高血糖素、胰岛素、左旋多巴等药物激发剂呈持续性分泌反应。GHD诊断要求两种不同激发剂刺激后GH水平均低于诊断阈值。除线性生长外,GH治疗还可改善血脂、葡萄糖稳态、心脏健康、体成分(肌肉与脂肪平衡)及骨密度,纠正GHD相关的血脂异常、胰岛素抵抗、凝血功能紊乱、氧化应激与慢性炎症等类似代谢综合征的表现;但同时也会诱导胰岛素抵抗与高血糖,促进脂解与脂质氧化,抑制脂肪生成。
尽管每日rhGH治疗的有效性已获证实,但治疗仍面临重大挑战:每日注射的负担严重影响依从性(定义为“个体行为与医护人员约定的用药、饮食及生活方式建议的一致程度”),降低最佳治疗效果。在此背景下,本叙述性综述结合系统性检索,探讨长效GH制剂在儿童中的有效性与安全性证据。
方法
检索策略联合“长效生长激素制剂”与“儿科人群”相关关键词(如“long-acting growth hormone”“somapacitan”“somatrogon”“lonapegsomatropin”“children”“pediatric”),在PubMed与Scopus数据库中检索建库至2025年1月的文献,仅纳入人类研究,无语言限制,去重后评估摘要 eligibility。未系统应用受控词汇(如MeSH词)或布尔逻辑扩展,可能限制检索全面性。
选择标准基于PICOS框架:研究对象为儿童;干预措施为长效rhGH制剂;对照为每日rhGH;结局指标包括疗效参数与安全性参数;排除成人、其他激素治疗、合并严重疾病的研究,排除体外 、动物研究、病例报告、会议摘要等。由3名研究人员独立筛选标题与摘要,不确定时阅读全文,分歧通过讨论解决,无法达成共识则由第三名研究者裁决,最终纳入的研究进行数据提取。
数据提取内容包括第一作者、发表年份、研究设计、对照组设置、分子类型、给药剂量、身高速度及不良事件。未进行偏倚风险与证据质量正式评估,结果视为现有证据的定性综合。
结果
初检获得306篇摘要,去重后评估201篇,排除163篇后全文评估38篇,最终纳入22篇,涉及8类长效制剂:Nutropin Depot(Genentech,2篇)、LB03002 Eutropin Plus(LG Life Sciences,4篇)、Lonapegsomatropin Skytrofa(Ascendis Pharma,2篇)、Jintrolong(GeneScience Pharmaceuticals,2篇)、Somapacitan Sogroya(Novo Nordisk,8篇)、Somatrogon(OPKO Health与Pfizer,3篇)、VRS-317 Somavartan(Versartis,1篇)。
长效生长激素制剂
长效GH制剂通过延长给药间隔提升依从性,对需照护者给药、不愿接受每日注射的儿科人群尤为重要。长效制剂研发始于1999年,可实现每周、每两周或每月的持续释放,控制血清GH水平与体内 清除。现有证据表明其可促进GHD儿童线性生长,安全性与每日rhGH相当。每日rhGH依从性随治疗时间推移下降,导致身高速度(height velocity, HV)与血清IGF-1暂时降低,而长效制剂通过延长半衰期、减少注射频率,有望改善依从性并优化临床结局,从生活质量与成本效益角度均为GHD治疗的潜在替代方案。
长效GH的技术路径可分为四类:① depot制剂:通过聚合物基质缓慢扩散释放GH,如Nutropin Depot与LB03002,采用微球递送系统或生物可降解聚合物实现缓释;② PEG化制剂:聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)偶联增加GH流体力学体积,延长循环时间、减少肾脏清除,如Jintrolong与Lonapegsomatropin(基于TransCon技术);③ 白蛋白结合GH类似物:添加脂肪酸基团可逆结合血清白蛋白以延长半衰期,代表药物为Somapacitan;④ 融合蛋白:将GH与其他蛋白(如免疫球蛋白片段或载体分子)融合以延迟清除,代表药物为Somatrogon。这些修饰均可维持治疗窗内GH水平,减少注射频率同时保留疗效。
现有meta分析显示GH治疗可显著降低胆固醇与低密度脂蛋白胆固醇水平,但长效制剂持续升高的GH与IGF-1是否影响非GHD矮小患儿的内源性GH分泌,临床证据仍有限。每日rhGH治疗可能增加胰岛素抵抗,空腹血糖、餐后血糖与糖化血红蛋白多维持在正常范围;长效制剂的长期代谢效应仍需进一步研究。总体而言,长效GH与高剂量每日rhGH治疗特发性矮小儿童均未显著影响脂质或碳水化合物代谢,空腹葡萄糖、糖化血红蛋白、空腹胰岛素、稳态模型胰岛素抵抗指数(homeostatic model assessment for insulin resistance, HOMA-IR)、甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇与高密度脂蛋白胆固醇均无显著变化。
Depot型Somatropin
Depot型Somatropin(Nutropin Depot® ,Genentech)是首个获美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)批准的长效GH制剂(1999年),为皮下注射用混悬液。其将未修饰GH包裹于聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球基质中,皮下注射后GH通过扩散从微球表面缓慢释放,聚合物水解为乳酸与乙醇酸,最终降解为CO2 与水。药代动力学研究显示单次或多次给药后血清IGF-1水平在14~17天内升高,GH持续释放可达60天。24个月临床试验纳入56例未经治疗的青春期前GHD儿童,比较1.5 mg/kg每月1次与0.75 mg/kg每2周1次两种方案,12个月与24个月的生长速率均低于每日rhGH治疗,但患儿生长速率与标准化身高测量均有改善,2年平均身高增加1.0 SD。安全性方面,皮下注射耐受性良好,最常见不良事件为注射部位疼痛与结节,未导致停药;头痛与呕吐发生率低于5%。早期I/II期与III期开放标签试验显示,两种方案的生长速率相似,骨龄进展与每日rhGH一致,无过度加速;生长反应与年龄、基线GH水平呈负相关,年幼、重度GHD患儿的反应与每日rhGH接近。药代动力学显示其生物利用度呈剂量依赖性,给药后前2天约释放50%~60%的GH,剩余部分缓慢释放,总体暴露量低于每日rhGH,可能与胰岛素耐药与糖耐量异常风险相关。Nutropin Depot因生产与商业化挑战于2004年撤市,注射部位不良反应较常见。
Somapacitan
Somapacitan(Sogroya® ,Novo Nordisk)是保留99%内源性人GH结构的长效类似物,通过将第101位亮氨酸替换为半胱氨酸,连接C16脂肪酸与亲水性间隔子的白蛋白结合基团,实现与血清白蛋白的非共价可逆结合,延迟清除并延长半衰期。其已获FDA批准用于治疗SGA出生儿童的身材矮小。三项I期试验的汇总模型分析显示,每周一次给药后儿童与成人GHD患者的药代动力学与IGF-1水平均无蓄积,0.04~0.16 mg/kg每周的剂量方案可维持IGF-1 SD评分在生理范围内(不超过+2 SD)。基于此开展的REAL 3(II期)与REAL 4(III期)研究证实其疗效与安全性:REAL 3纳入59例未经治疗的青春期前GHD儿童,随机接受0.04、0.08或0.16 mg/kg每周Somapacitan或0.034 mg/kg每日rhGH,26周时0.16 mg/kg组年化HV达12.9 cm/年,优于每日rhGH组的11.4 cm/年,52周时HV持续更高,HV SD评分变化更大,安全性与每日rhGH相当。REAL 4 III期研究证实0.16 mg/kg每周Somapacitan在104周内非劣于0.034 mg/kg每日rhGH,52周主要终点HV分别为11.2 cm/年与11.7 cm/年,身高SD评分与年龄别身高SD评分变化相似,安全性、耐受性及对患者身体功能、情绪与社会福祉的改善效果均与每日rhGH一致,且每年注射次数从365次降至52次,显著降低治疗负担,患者与照护者的治疗负担评分显著改善。3年扩展期疗效持续,安全性稳定,两组注射部位不良事件极少,第二年无注射部位疼痛报告,患者与照护者均强烈偏好每周一次给药。REAL 5 II期研究首次在SGA出生儿童中比较Somapacitan与每日rhGH,结果显示0.24 mg/kg每周Somapacitan的疗效、安全性与0.067 mg/kg每日rhGH相当,且剂量反应持续52周。
Somatrogon
Somatrogon(OPKO Health与Pfizer)是采用羧基末端肽技术的47 kDa融合蛋白,将人绒毛膜促性腺激素的28个天然羧基末端残基连接至GH,延长半衰期,已在欧洲、加拿大、美国与日本获批用于儿童GHD治疗。II期开放标签随机对照研究纳入青春期前GHD儿童,比较0.25、0.48、0.66 mg/kg每周Somatrogon与0.24 mg/kg每周每日rhGH的疗效,结果显示0.66 mg/kg组的HV、HV SDS与身高SD评分变化最优,与每日rhGH相当;安全性良好,无严重不良事件,不良事件谱与每日rhGH一致。该研究扩展为5年开放标签分析,显示长期给药可持续改善生长结局,年化HV、身高SD评分及变化值均保持稳定,初始接受每日rhGH治疗12个月后切换为Somatrogon的患者仍持续线性生长,0.66 mg/kg组身高SD评分改善更显著。5年治疗期间不良事件类型与发生率与主研究一致,患者依从率超过90%,提示每周一次给药可有效提升治疗依从性,减少因依从性差导致的生长与治疗反应下降。研究同时发现Somatrogon给药后IGF-1水平波动大于每日rhGH,峰值出现在给药后2~3天,4天时的IGF-1 SD评分可更准确反映全身暴露水平,其波动模式与青春期生长突增期的生理性IGF-1变化相似。
LB03002
LB03002(EutropinPlus,LG Chem)是每周一次的长效GH,由转基因Saccharomyces cerevisiae 表达,包裹于透明质酸钠微球中,悬浮于中链甘油三酯油相,已在欧洲获批并在韩国上市用于儿童GHD治疗。韩国青春期前特发性矮小儿童为期1年的研究显示,0.7 mg/kg每周LB03002与0.37 mg/kg每周每日rhGH均未干扰内源性GH的间歇性分泌,治疗12个月后内源性GH分泌仍正常。疗效方面,LB03002组HV从基线5.23±1.07 cm/年提升至8.41±1.06 cm/年,身高SD评分从-2.43±0.29升至-1.73±0.33;每日rhGH组HV从5.78±0.78 cm/年升至10.56±0.78 cm/年,身高SD评分从-2.43±0.21升至-1.30±0.28,两组疗效相当。代谢指标(空腹葡萄糖、糖化血红蛋白、空腹胰岛素、HOMA-IR、血脂谱)与甲状腺功能均无显著不良影响,不良事件发生率两组相似。
PEG化生长激素制剂
PEG化是通过共价键将PEG连接至肽、蛋白或小分子药物的技术,可增加药物分子体积,减少肾脏滤过与酶降解,延长循环时间并实现持续释放;PEG层还可屏蔽免疫识别,降低不良反应风险,适用于需长期治疗的激素缺乏症。PEG可通过不可裂解键或响应性可裂解键连接,实现靶向控释。PEG化GH制剂在临床试验中可有效提升GHD儿童的生长速率,维持IGF-1在目标范围,但因监管机构担忧PEG的长期组织蓄积风险及儿科人群长期安全性数据不足,部分制剂未在欧美获批,仍需更多长期研究验证。
Lonapegsomatropin
Lonapegsomatropin(Skytrofa,Ascendis Pharma)是GH与甲氧基聚乙二醇载体通过pH与温度依赖的自切割TransCon连接子偶联的前体药物,生理条件下连接子水解,每周持续释放未修饰GH,已获FDA批准用于≥1岁、体重≥11.5 kg且内源性GH分泌不足的儿童。II期研究显示,0.14、0.21、0.30 mg/kg每周三种剂量的LonaPEGsomatropin与0.03 mg/kg每日rhGH的疗效相当,年化HV分别为11.9~13.9 cm与11.6 cm,IGF-1 SD评分恢复正常,安全性良好,不良事件多为轻中度,注射部位反应与每日rhGH相似,无脂萎缩或结节形成,未检测到中和抗GH抗体,免疫原性与每日rhGH相当。III期heiGHt研究证实,0.24 mg/kg每周LonaPEGsomatropin治疗52周的年化HV与身高SD评分变化均优于等效周剂量的每日rhGH,骨龄与实际年龄的比值、安全性、耐受性及免疫原性与每日rhGH无显著差异。
PEG化Somatropin
PEG化Somatropin(Jintrolong® ,GeneScience Pharmaceuticals)是rhGH氨基基团与40 kDa分支PEG不可逆偶联的制剂,在中国获批用于儿童GHD治疗。II/III期随机研究显示,0.2 mg/kg每周给药25周的非劣于0.25 mg/kg每周每日rhGH,生长促进作用与其他长效制剂一致,且在更低周剂量下即可获得更优的HV、身高SD评分与IGF-1 SD评分提升效果,多数患者血清IGF-1维持在正常范围。24个月随访研究显示其疗效与安全性与每日rhGH相当,不良事件谱与其他长效制剂一致,外周水肿发生率略高但多为轻度,未导致停药;无注射部位脂萎缩、抗GH抗体产生,可能与注射频率降低、药物吸收快及PEG化的低免疫原性有关。
Somavaratan
Somavaratan(VRS-317,Versartis)是将rhGH与天然亲水性氨基酸长链(XTEN)融合的蛋白,N端XTEN序列增加流体力学体积以减少肾小球滤过,C端XTEN序列降低受体结合以减少受体介导的清除,在成人GHD中半衰期较rhGH延长30~60倍,可支持每月给药。青春期前GHD儿童的剂量探索研究显示,每月5.0 mg/kg、每2周2.5 mg/kg与每周1.15 mg/kg三种方案的年化HV分别为7.86±2.5、8.61±2.7、7.58±2.5 cm/年,无显著差异,所有剂量均耐受性良好,不良事件为轻中度 transient,无注射部位脂萎缩或结节。但后续III期研究未能证实其年化HV非劣于每日rhGH,临床开发终止,未获监管批准。
结论
长效GH制剂是儿童GHD管理的重大进展,主要通过减少注射频率提升依从性。现有证据表明,新型长效制剂(Somapacitan、Somatrogon、Lonapegsomatropin)的有效性与安全性与每日rhGH相当,未出现非预期不良事件。但仍存在不确定性:持续GH与IGF-1暴露的长期安全性、潜在代谢效应、延长药代动力学特征对生理激素动态的影响,以及成本效益、真实世界依从性与长期结局均需进一步研究。长效制剂尤其适用于每日注射依从性差、治疗负担重的患者;但在极低龄儿童、需频繁调整剂量、需密切监测IGF-1水平的人群中需谨慎使用,其在非GHD疾病或合并复杂共病的患者中的应用仍需更多证据。持续的长期与真实世界研究对明确最优患者选择、确立其临床地位与安全性特征至关重要。
打赏