類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（Rheumatoid arthritis, RA）是一種以慢性侵蝕性關(guān)節(jié)病變?yōu)橹饕憩F(xiàn)的全身性自身免疫性疾病[1]。我國類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患病率一直保持在 0.2% ~ 0.4% [2]，并且患病率隨年齡增加而顯著提升[3]。隨著病情進(jìn)展，患者逐漸出現(xiàn)滑膜炎癥，軟骨和骨質(zhì)的破壞，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形[2]。RA 致殘率較高，但是通過規(guī)范化治療，可以達(dá)到短期內(nèi)控制炎癥，進(jìn)而改善關(guān)節(jié)功能、控制疾病進(jìn)展的治療目標(biāo)[2]。
RA 的治療在過去的一百多年間經(jīng)歷了很多的探索，從傳統(tǒng)的 DMARDs (disease-modifying anti-rheumatic drugs)，到以靶向細(xì)胞外單一炎癥因子的大分子生物制劑，如今已進(jìn)入新興的 Janus 激酶(Janus kinase, JAK) 通路小分子抑制劑靶向治療時(shí)代[1, 4, 5]。傳統(tǒng) DMARDs 雖可緩解關(guān)節(jié)腫脹和疼痛，但起效慢、藥理機(jī)制尚不明確，并會引起不同程度的不良反應(yīng)[2, 4]。用于 RA 治療的生物制劑包括 TNF 拮抗劑、利妥昔單抗（rituximab）、托珠單抗（tocilizumab）等，雖起效迅速，但易引起細(xì)菌、真菌和病毒感染，并使淋巴瘤患病風(fēng)險(xiǎn)增加[4]。新一代 RA 治療藥物以抑制 JAK 為靶點(diǎn)，已經(jīng)被用于治療 RA 以及其他炎性疾病[5]。
JAK激酶作為藥物靶點(diǎn)在RA中的作用
RA 是一類以病變滑膜中活化免疫細(xì)胞浸潤及促炎癥細(xì)胞因子、促基質(zhì)降解酶類被大量釋放為特征的自身免疫性疾病，主要表現(xiàn)為滑膜炎及軟骨與骨破壞，從而導(dǎo)致持續(xù)性關(guān)節(jié)損傷。其中具體發(fā)病機(jī)制如圖所示：首先滑膜炎癥組織釋放的促炎癥細(xì)胞因子及趨化因子，可招募 B 細(xì)胞、 T 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞浸潤至關(guān)節(jié)局；并且通過 JAK 通路在內(nèi)的多種信號傳導(dǎo)通路促使免疫細(xì)胞活化及產(chǎn)生更多的促炎癥細(xì)胞因子；被大量釋放至局部的促炎癥因子募集并活化更多的免疫細(xì)胞，從而形成一個(gè)慢性的炎癥級聯(lián)放大反應(yīng)，最終導(dǎo)致持續(xù)性關(guān)節(jié)損傷。因此，促炎癥細(xì)胞因子及其細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)通路在 RA 復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中扮演關(guān)鍵角色[1]。
圖1. JAK 途徑在 RA 慢性周期性炎癥演變中的作用
RA 發(fā)病過程中的關(guān)鍵細(xì)胞因子包括以下 I/II 型細(xì)胞因子家族成員：干擾素（IFN）α，IFNβ; 白介素（IL）-1，IL-6，IL-7，IL-10，IL-12，IL-15，IL-17，IL-18，IL-21，IL-23; 轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β; 和腫瘤壞死因子（TNF）[1]。生理情況下，這些被分泌至胞外的細(xì)胞因子或促進(jìn)炎癥，或抑制炎癥，相互調(diào)節(jié)，最終維持機(jī)體的免疫穩(wěn)態(tài)。然而， RA 患者體內(nèi)的促炎/抗炎細(xì)胞因子穩(wěn)態(tài)被打破，其疾病的發(fā)生發(fā)展與細(xì)胞因子之間的相互調(diào)控失衡相關(guān)[5]。
圖2.RA 發(fā)病機(jī)制中的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)
JAK-STAT 通路是細(xì)胞外促炎癥細(xì)胞因子通過膜受體向核內(nèi)傳導(dǎo)炎性信號的重要信號通路。JAK 是英文 Janus kinase 的縮寫。Janus 在羅馬神話中是掌管開始和終結(jié)的兩面神。之所以稱為兩面神激酶，是因?yàn)?JAK 既能磷酸化與其相結(jié)合的細(xì)胞因子受體，又能磷酸化轉(zhuǎn)錄因子 STATs 。細(xì)胞因子與細(xì)胞膜表面的相應(yīng)受體結(jié)合后引起受體分子二聚化，這使得與受體偶聯(lián)的 JAK 相互接近，并通過交互的酪氨酸磷酸化作用而活化。JAK 激活后催化受體上的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化修飾，繼而這些磷酸化的酪氨酸位點(diǎn)與周圍的氨基酸序列形成「停泊位點(diǎn)」（docking site），將 STAT 蛋白招募到這個(gè)「停泊位點(diǎn)」。最后，激酶 JAK 催化結(jié)合在受體上的 STAT 蛋白發(fā)生磷酸化修飾，活化的 STAT 蛋白以二聚體的形式進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合，誘導(dǎo)大量炎癥相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[6]。
圖3. JAK-STAT 信號通路三部曲
值得一提的是，不同的細(xì)胞因子通過 JAK 激或其相應(yīng)的 STATs，通過不同的 STATs 對實(shí)現(xiàn)不同基因的開啟模式[1]。
圖4 細(xì)胞因子通過 JAK 與下游 STATs 之間存在特異的、多樣化的配對關(guān)系
新型小分子 JAK 抑制劑通過模擬 ATP 的結(jié)構(gòu)（但無磷酸基團(tuán)）競爭性抑制 JAK 激酶的磷酸化，從而阻斷細(xì)胞因子受體對 STAT 的募集及磷酸化，導(dǎo)致 STAT 不能活化并無法入核啟動炎癥相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[1]。
作為一種靶向 JAK 激酶的小分子抑制劑，托法替布是 RA 治療中的一種創(chuàng)新和進(jìn)步。
靶向JAK的口服小分子抑制劑——托法替布
JAK 家族共包括四個(gè)非受體酪氨酸激酶成員，即 JAK1、JAK2、JAK3 和 TYK2[6]。研究表明大多數(shù)激酶均含有一個(gè)蛋白序列和結(jié)構(gòu)高度保守的 ATP 結(jié)合結(jié)構(gòu)域，其可催化 ATP 中的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至特定靶蛋白，使蛋白發(fā)生磷酸化并活化。托法替布則被設(shè)計(jì)為一種與 ATP 高度相似、但無磷酸基團(tuán)的小分子化合物[1]，這種結(jié)構(gòu)相似性使其能與 ATP 競爭性結(jié)合并抑制 JAK 激酶活性。但是我們?nèi)绾尾拍苷业揭环N對 JAK 激酶具有高度選擇性，而對其他激酶無有效抑制的小分子化合物呢？通過對化合物進(jìn)行側(cè)鏈修飾等藥物化學(xué)手段，篩選后得到了托法替布。
但托法替布對于不同 JAK 家族成員的抑制程度略有不同，對 JAK1（IC50=3.2nM）和 JAK3（IC50=1.6nM）的抑制效率明顯高于 JAK2(IC50=4.1nM)，而對 TYK2 的抑制效率最低。我們都知道通常 JAK 通常以同源/異源二聚體形式傳導(dǎo)活化信號，研究表明托法替布對 JAK1/JAK3 組合形式的二聚體存在有高度選擇的抑制效應(yīng)（IC50=56nM），JAK1/JAK2（IC50=287nM）次之，但是對 JAK2/JAK2 組合的抑制效應(yīng)較弱（IC50=1377nM）[1]。
圖5. 通過 JAK / STAT 組合的 RA 和細(xì)胞因子信號傳導(dǎo)的發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵細(xì)胞因子
另外，托法替布通過抑制細(xì)胞內(nèi) JAK 信號通路傳導(dǎo)，抑制免疫細(xì)胞活化及促炎癥細(xì)胞因子的釋放，直接或間接抑制了包括 IL-6、TNF-a 等多個(gè)促炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生及效應(yīng)，阻斷炎癥的級聯(lián)放大反應(yīng)，使 RA 患者體內(nèi)促炎癥細(xì)胞因子水平呈指數(shù)級下降，從而達(dá)到治療 RA 的目的[1]。
圖6. 托法替布的作用機(jī)理
托法替布的臨床價(jià)值
目前，RA 治療中作為金標(biāo)準(zhǔn)的 DMARDs（包括甲氨喋呤）對于 RA 的治療停藥率高，導(dǎo)致治療有效率低于 60%；而在接受生物制劑治療的患者中仍有 28%~41% 的患者療效不佳[7, 8] 。這部分患者亟需更有效的藥物治療。
托法替布可與檸檬酸與形成穩(wěn)定的檸檬酸鹽結(jié)晶，該特性使其適用于口服給藥。尚杰?是目前美國 FDA 和國家食品藥品監(jiān)督管理局（CFDA）唯一獲批用于治療RA的口服小分子靶向 JAK 激酶抑制劑。托法替布用于 RA 治療的推薦用量為每次 5 mg，每日兩次（BID），可與非生物類 DMARDs 組合使用[9,10]?？诜?Tofacitinib 之后，1 小時(shí)就可以達(dá)到血藥濃度高峰，半衰期為 3 個(gè)小時(shí)，經(jīng)過 12 個(gè)小時(shí)的代謝，基本上達(dá)到藥物濃度的低谷[1]。托法替布可經(jīng)過肝腎雙通道代謝，其中肝臟代謝占 70% ，腎臟代謝占 30%[11]。
圖7. 口服托法替布（BID）的血漿藥物濃度波動情況
口服托法替布用藥安全、便捷、經(jīng)濟(jì)。一項(xiàng)長期安全性研究結(jié)果證實(shí)，包括嚴(yán)重感染、機(jī)會感染、結(jié)核、腫瘤、心血管事件、消化道穿孔等安全性事件長期穩(wěn)定在較低發(fā)生率[12]。一項(xiàng)薈萃分析結(jié)果證實(shí)：托法替布治療期間的嚴(yán)重感染與惡性腫瘤發(fā)生率與生物制劑類似[13]。
小結(jié)
托法替布是一種小分子靶向藥物，主要通過抑制胞內(nèi) JAK 依賴的細(xì)胞因子信號通路來發(fā)揮 RA 治療作用。與生物制劑類 DMARDs 靶向拮抗單一細(xì)胞因子不同，托法替布靶向抑制炎癥因子信號傳導(dǎo)通路中的關(guān)鍵成分 JAK 激酶，進(jìn)而控制炎癥反應(yīng)水平并調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)回歸穩(wěn)態(tài)。綜上所述，口服小分子靶向藥物托法替布的上市將有效助力 RA 治療，為廣大患者帶來新的選擇。
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