類風濕關節炎（Rheumatoid arthritis, RA）是一種以慢性侵蝕性關節病變為主要表現的全身性自身免疫性疾病[1]。我國類風濕關節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]。隨著病情進展，患者逐漸出現滑膜炎癥，軟骨和骨質的破壞，最終導致關節畸形[2]。RA 致殘率較高，但是通過規范化治療，可以達到短期內控制炎癥，進而改善關節功能、控制疾病進展的治療目標[2]。
RA 的治療在過去的一百多年間經歷了很多的探索，從傳統的 DMARDs (disease-modifying anti-rheumatic drugs)，到以靶向細胞外單一炎癥因子的大分子生物制劑，如今已進入新興的 Janus 激酶(Janus kinase, JAK) 通路小分子抑制劑靶向治療時代[1, 4, 5]。傳統 DMARDs 雖可緩解關節腫脹和疼痛，但起效慢、藥理機制尚不明確，并會引起不同程度的不良反應[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，但易引起細菌、真菌和病毒感染，并使淋巴瘤患病風險增加[4]。新一代 RA 治療藥物以抑制 JAK 為靶點，已經被用于治療 RA 以及其他炎性疾病[5]。
JAK激酶作為藥物靶點在RA中的作用
RA 是一類以病變滑膜中活化免疫細胞浸潤及促炎癥細胞因子、促基質降解酶類被大量釋放為特征的自身免疫性疾病，主要表現為滑膜炎及軟骨與骨破壞，從而導致持續性關節損傷。其中具體發病機制如圖所示：首先滑膜炎癥組織釋放的促炎癥細胞因子及趨化因子，可招募 B 細胞、 T 細胞、巨噬細胞等多種免疫細胞浸潤至關節局；并且通過 JAK 通路在內的多種信號傳導通路促使免疫細胞活化及產生更多的促炎癥細胞因子；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胞，從而形成一個慢性的炎癥級聯放大反應，最終導致持續性關節損傷。因此，促炎癥細胞因子及其細胞內信號傳導通路在 RA 復雜的調控網絡中扮演關鍵角色[1]。
圖1. JAK 途徑在 RA 慢性周期性炎癥演變中的作用
RA 發病過程中的關鍵細胞因子包括以下 I/II 型細胞因子家族成員：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胞因子或促進炎癥，或抑制炎癥，相互調節，最終維持機體的免疫穩態。然而， RA 患者體內的促炎/抗炎細胞因子穩態被打破，其疾病的發生發展與細胞因子之間的相互調控失衡相關[5]。
圖2.RA 發病機制中的細胞因子網絡
JAK-STAT 通路是細胞外促炎癥細胞因子通過膜受體向核內傳導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的兩面神。之所以稱為兩面神激酶，是因為 JAK 既能磷酸化與其相結合的細胞因子受體，又能磷酸化轉錄因子 STATs 。細胞因子與細胞膜表面的相應受體結合后引起受體分子二聚化，這使得與受體偶聯的 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生磷酸化修飾，繼而這些磷酸化的酪氨酸位點與周圍的氨基酸序列形成「停泊位點」（docking site），將 STAT 蛋白招募到這個「停泊位點」。最后，激酶 JAK 催化結合在受體上的 STAT 蛋白發生磷酸化修飾，活化的 STAT 蛋白以二聚體的形式進入細胞核內與靶基因結合，誘導大量炎癥相關基因的轉錄[6]。
圖3. JAK-STAT 信號通路三部曲
值得一提的是，不同的細胞因子通過 JAK 激或其相應的 STATs，通過不同的 STATs 對實現不同基因的開啟模式[1]。
圖4 細胞因子通過 JAK 與下游 STATs 之間存在特異的、多樣化的配對關系
新型小分子 JAK 抑制劑通過模擬 ATP 的結構（但無磷酸基團）競爭性抑制 JAK 激酶的磷酸化，從而阻斷細胞因子受體對 STAT 的募集及磷酸化，導致 STAT 不能活化并無法入核啟動炎癥相關基因的轉錄[1]。
作為一種靶向 JAK 激酶的小分子抑制劑，托法替布是 RA 治療中的一種創新和進步。
靶向JAK的口服小分子抑制劑——托法替布
JAK 家族共包括四個非受體酪氨酸激酶成員，即 JAK1、JAK2、JAK3 和 TYK2[6]。研究表明大多數激酶均含有一個蛋白序列和結構高度保守的 ATP 結合結構域，其可催化 ATP 中的磷酸基團轉移至特定靶蛋白，使蛋白發生磷酸化并活化。托法替布則被設計為一種與 ATP 高度相似、但無磷酸基團的小分子化合物[1]，這種結構相似性使其能與 ATP 競爭性結合并抑制 JAK 激酶活性。但是我們如何才能找到一種對 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？通過對化合物進行側鏈修飾等藥物化學手段，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（IC50=56nM），JAK1/JAK2（IC50=287nM）次之，但是對 JAK2/JAK2 組合的抑制效應較弱（IC50=1377nM）[1]。
圖5. 通過 JAK / STAT 組合的 RA 和細胞因子信號傳導的發病機制中的關鍵細胞因子
另外，托法替布通過抑制細胞內 JAK 信號通路傳導，抑制免疫細胞活化及促炎癥細胞因子的釋放，直接或間接抑制了包括 IL-6、TNF-a 等多個促炎癥細胞因子的產生及效應，阻斷炎癥的級聯放大反應，使 RA 患者體內促炎癥細胞因子水平呈指數級下降，從而達到治療 RA 的目的[1]。
圖6. 托法替布的作用機理
托法替布的臨床價值
目前，RA 治療中作為金標準的 DMARDs（包括甲氨喋呤）對于 RA 的治療停藥率高，導致治療有效率低于 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定的檸檬酸鹽結晶，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 小時就可以達到血藥濃度高峰，半衰期為 3 個小時，經過 12 個小時的代謝，基本上達到藥物濃度的低谷[1]。托法替布可經過肝腎雙通道代謝，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、經濟。一項長期安全性研究結果證實，包括嚴重感染、機會感染、結核、腫瘤、心血管事件、消化道穿孔等安全性事件長期穩定在較低發生率[12]。一項薈萃分析結果證實：托法替布治療期間的嚴重感染與惡性腫瘤發生率與生物制劑類似[13]。
小結
托法替布是一種小分子靶向藥物，主要通過抑制胞內 JAK 依賴的細胞因子信號通路來發揮 RA 治療作用。與生物制劑類 DMARDs 靶向拮抗單一細胞因子不同，托法替布靶向抑制炎癥因子信號傳導通路中的關鍵成分 JAK 激酶，進而控制炎癥反應水平并調節機體免疫系統回歸穩態。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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