Janus酪氨酸激酶及其抑制剂与皮肤病的研究进展

宁维翾 王遂泉 许爱娥

Janus酪氨酸激酶及其抑制剂与皮肤病的研究进展

宁维翾 王遂泉 许爱娥

Janus蛋白酪氨酸激酶是一种非受体酪氨酸激酶，参与了许多细胞因子、生长因子的信号传导，在多种细胞分化过程中发挥重要作用，与多种炎症、免疫性及肿瘤性皮肤病有关。Janus蛋白酪氨酸激酶活性的改变既可导致信号通路过度活化，也能出现信号通路失活，两种状态均能导致疾病。Janus蛋白酪氨酸激酶也是研发药物的一个重要靶点。不同的皮肤病会有不同的Janus蛋白酪氨酸激酶的异常活化，针对不同的Janus蛋白酪氨酸激酶而研发的多种抑制剂对多种皮肤病有较好的疗效。

Janus激酶类；蛋白酪氨酸激酶类；蛋白激酶抑制剂；信号传导；治疗应用；皮肤疾病

Janus蛋白酪氨酸激酶（JAK）是一种非受体酪氨酸激酶。细胞因子受体通常在胞质区没有酪氨酸激酶活性的结构域，当细胞因子受体与相应的配体结合后被活化，激活耦联的JAK，活化的JAK引起相应受体胞内区的酪氨酸磷酸化，为STAT（signaltransducers and activators of transcription）蛋白提供结合位点。STAT蛋白和受体相结合后，又被JAK磷酸化，磷酸化后的STAT蛋白自发地从受体上解离并二聚体化，然后转位到细胞核内，结合到靶基因的启动子特定区域，从而调控相应的基因表达。JAK-STAT信号通路不需要一系列的信号分子磷酸化的级联放大反应，被认为是一条作用更直接，更快捷的信号转导途径。

JAK 家族共包括 4 个成员：JAK1、JAK2、JAK3和TYK2。在人类表皮，JAK-STAT通路的各种分子均有表达，其中JAK2、JAK3、STAT1和STAT5大量表达，而 JAK1、Tyk2、STAT2、STAT3、STAT4、STAT6表达量稍低。JAK-STAT途径在角质形成细胞分化的各个阶段都发挥的重要作用。

1 银屑病

银屑病是一种Th1细胞主导的炎症性疾病。多种细胞因子，尤其是干扰素（IFN）γ等对银屑病至关重要。蛋白质磷酸化和去磷酸化是细胞信号转导的重要机制之一，蛋白激酶是催化蛋白磷酸化的关键酶。阻断蛋白激酶就能阻断免疫信号转导的第一步。因此，在T细胞活化的早期对其特异性抑制，阻断细胞信号通路是抗银屑病药物研发的重要思路之一。

Tyk2与银屑病发病相关，IL-23/Th17细胞轴及Th17产生的细胞因子（IL-17和IL-22）在银屑病皮损中起重要作用［1］。人类银屑病皮损处有IL-23基因的高表达，IL-23和IL-22共同通过Tyk2信号途径诱导大量的白细胞在皮损局部浸润并产生大量细胞因子。过量的角质细胞增殖与分化是由于IL-17和IL-22的作用结果。

托法替尼是新型的口服JAK抑制剂，能发挥免疫调节作用，对斑块状银屑病，给予托法替尼口服12周，皮损面积明显缩小，对血液系统的影响是一过性的，认为短期口服托法替尼对中/重度斑块状银屑病均有良好的疗效［2-3］。INCB018424是一种局部使用的选择性JAK1、JAK2抑制剂，能有效地抑制Th1、Th17细胞和角质形成细胞，局部应用能明显改善斑块的厚度、红肿及脱屑情况［4］。

2 特应性皮炎

特应性皮炎免疫异常主要表现为IgE水平的升高、以Th2占优势的Th1/Th2平衡失调以及由此引起的细胞因子、免疫炎症介质分泌异常、嗜酸性粒细胞活化、免疫功能下降等。目前认为，IL-12主要通过作用于Tyk2、JAK2/STAT4的途径影响Th1细胞分化；而IL-4主要作用于JAK1、JAK3/STAT6的途径影响Th2细胞的分化［5］。在特应性皮炎的发病中机制中，IL-4是一个关键的调节介质，其能通过JAK-STAT信号途径，促使Th2细胞分化。在Th2占优势的免疫环境中，Th2细胞释放大量的细胞因子，这些细胞因子也是通过JAK-STAT途径发挥作用，从而促使B细胞成熟、浆细胞分化，导致高IgE血症。IgE与皮肤肥大细胞结合，导致组胺释放，进一步恶化了特应性皮炎的病情［6］。

胸腺基质淋巴生成素也有促进Th2细胞分化的作用，并有促进B细胞成熟的功能，与特应性皮炎关系密切，而胸腺基质淋巴生成素是通过JAK1、JAK2/STAT1、STAT3、STAT5 发挥作用［5］，人 Tyk2 基因功能丧失性突变可导致多种IFN、IL-12等Th1类细胞因子信号传导障碍，从而出现Th1细胞功能障碍，并促进了Th2细胞的分化，并对病原体易感，产生特应性皮炎样皮损及高IgE血症［7］。

3 SLE

SLE患者JAK-STAT信号通路，存在多个环节的多个相关基因表达水平的改变。这些基因涉及到信号转导、细胞凋亡、转录调节及免疫应答等多个方面，阻断或抑制JAK-STAT通路的药物可能成为治疗SLE新的治疗方法。IFN、IL-10、IL-6以及泌乳素等与SLE的发病关系非常密切，而它们均是通过JAK-STAT途径传导信号发挥作用［8］。SLE患者IFN水平明显升高，而且IFN-α与疾病活动性相关，动物敲除IFN-受体的SLE模型鼠可明显减轻SLE鼠的发病。IFN-γ和IFN-α均通过JAK-STAT途径传导信号。IFN-α会活化JAK1和JAK2，导致STAT1、STAT2、STAT3和STAT5的活化。活动期SLE患者的CD3+T细胞的JAK1、JAK2/STAT1、STAT2基因表达明显活跃，选择性JAK1和JAK2抑制剂可能是阻断SLE病情发生发展的重要靶点［9］。使用JAK2抑制剂治疗狼疮鼠12～20周后，能明显降低病变肾脏的IgG、C3沉积、减少T细胞和巨噬细胞侵润，减少蛋白尿的发生。使用另外一种JAK2抑制剂，CEP-33779治疗狼疮肾的疗效好于地塞米松和环磷酰胺，能改善生存率、降低蛋白尿、减少dsDNA抗体及产生抗体的浆细胞。CEP-33779能消除骨髓中长寿命的浆细胞，能减少血循环中狼疮相关的细胞因子和趋化因子，包括CXCL10/IP-10、CXCL9/MIG、IL-17A，IL-12，IL-10等，起到治疗活动性SLE和致命性神经狼疮的病情［10］。

4 黑素细胞瘤

恶性黑素瘤是一种恶性程度极高，发生隐匿的肿瘤。除了少数恶性黑素瘤患者可以通过外科手术的方法治疗，大部分发生远处转移的患者治疗都是无效的。传统的治疗方法如常规化疗对转移性黑素瘤的疗效差，生存率低。IFN-α已经用来治疗恶性黑素瘤，其对于黑素瘤患者的无复发生存率及总生存率均有较好的疗效。而IFN-α主要是通过JAKSTAT途径发挥其作用。通过该JAK-STAT途径，IFN-α可以发挥抗血管生成、免疫调节、分化诱导、促进凋亡、抗黑素瘤细胞增殖等作用［11］。

5 嗜酸性粒细胞增多综合征

嗜酸性粒细胞增多综合征是一组病因不明，以骨髓、外周血和组织中，嗜酸性粒细胞增多为特点。仅累及皮肤未累及其他器官的称为嗜酸性粒细胞增多性皮炎。发病机制可能与骨髓造血细胞在IL-3、IL-5和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子的作用下成熟并释放入血有关。正常情况下，进入组织中的嗜酸性粒细胞在48 h以内即迅速凋亡。在非霍奇金淋巴瘤和Sézary综合征中，肿瘤细胞大量分泌粒细胞-单核细胞-集落刺激因子、IL-3或IL-5，可引起嗜酸性粒细胞增多。在过敏性疾病和寄生虫感染中，CD4+Th2细胞分泌IL-5、IL-4和IL-13，可诱导外周血嗜酸性粒细胞明显升高。IL-5主要由造血细胞、T细胞等产生。IL-5能通过JAK-STAT等通路刺激嗜酸性粒细胞生长，体内过度表达的IL-5能明显增高嗜酸性粒细胞的数量，抑制IL-5的活性可能是治疗过敏性疾病的一个靶点［12］。在正常造血过程，嗜酸性粒细胞的发育需要JAK-STAT途径的参与，由IL-5所诱导的嗜酸性粒细胞通过JAK-STAT途径促进c-myc发挥作用。在动物模型研究中，在炎症发生过程中也发现JAK对嗜酸性粒细胞迁移及活化起着不可或缺的作用。F/P融合蛋白也是通过JAK2/STAT3、STAT5途径促使嗜酸性粒细胞增殖浸润的［13］。

6 其他皮肤病

白癜风是常见的色素脱失性皮肤病。自身免疫与氧化应激是导致白癜风黑素细胞破坏的主要机制。很多研究认为，该病的发生与黑素细胞老化有关。Wang等［14］研究发现，IFN-γ 能通过 JAK2-STAT1途径诱导p21表达，加速正常人黑素细胞老化，提示JAK也参与了白癜风的发病过程。研究发现，Vogt-小柳综合征与针对自身黑素细胞自身免疫相关。有作者分析了809例健康人及737例VKH患者发现，VKH与JAK1的多形性有关［15］。

7 JAK抑制剂的研制现状

7.1 托法替尼：主要阻断JAK3、JAK1，轻度阻断JAK2，基本不阻断Tyk2。其主要抑制IFN-γ、IL-6等信号通路的转导，轻度抑制IL-12、IL-23信号转导通路，同时抑制Th1细胞分化［16］。目前除了作为移植免疫移植治疗以外，还用来尝试治疗银屑病等。不良反应主要是感染、高脂血症等。因此，治疗期间应该监测血常规和血脂。多个临床研究均提示该药物治疗银屑病能取得满意疗效且比较安全［2，17］。

7.2 鲁索利替尼（ruxolitinib）：是一种口服的、选择性强的JAK1和JAK2抑制剂。已经被美国食品药品监督管理局批准用于治疗骨髓纤维化和真性红细胞增多症。对于野生型和突变型的JAK2，有相似的抑制效果。其对野生型JAK1和JAK2的IC50分别是3.3 nmol/L和2.8 nmol/L。主要的毒副作用是血小板减少和贫血。患者的血红蛋白水平最初在12周开始下降，但在24周恢复到与对照组相似的水平。口服最大耐受剂量为25 mg，每天2次或者100 mg每天1次。通过动物模型和体外研究发现，鲁索利替尼对淋巴细胞、单核细胞、角质形成细胞的JAKSTAT均有明显的作用，可以局部应用治疗轻度/中度的银屑病以及特应性皮炎［18］。

7.3 Tyk2抑制剂：Tyk2在所有细胞具有表达，Tyk2不能单独传导信号，需要和JAK1或JAK2共同作用。Tyk2参与免疫及造血细胞的信号传导，参与各种细胞的生长及分化。Tyk2缺陷对病原微生物易感性增加、高IgE综合征、过敏性哮喘相关。在研究Tyk2基因缺陷鼠及缺乏Tyk2蛋白的人中，发现Tyk2蛋白表达缺失会影响IL-12和IL-23信号传导。这两种细胞因子与Th1和Th17介导的炎症有关。Tyk2和JAK2二聚化后能磷酸化STAT蛋白，IL-12通路主要是磷酸化STAT4导致IFN-γ的表达，而IL-23通路磷酸化STAT3导致IL-17的水平升高。Th1和Th17免疫反应及IL-12/IL-23通路均与银屑病相关，研究认为，Tyk2可以成为治疗银屑病的靶点［19］。

7.4 MLS-2384：是一个新的6溴靛红（6-bromoindirubin）衍生物，具有对JAK/src双抑制作用，能抑制多种肿瘤细胞的生长。在7个STAT蛋白中，STAT3的持续活化与多种肿瘤细胞相关，STAT3的上游激酶主要是JAK和Src。MLS-2384对JAK1、2、3均有很强的抑制作用。对黑素细胞研究发现，MLS-2384能诱导PARP的剪切，抑制JAK2、Src及STAT3的磷酸化，诱导凋亡MLS-2384对，而对健康人细胞和常鼠毒性较低［20］。

7.5 oclacitinib：是JAK1选择性抑制剂，对JAK1的IC50为10 nM，能抑制JAK1参与炎症反应，并能抑制IL-31所诱导的瘙痒。随机对照研究发现，以0.4～0.6 mg/kg口服，每天2次，能迅速而有效的缓解狗因过敏性皮炎而致的瘙痒。最常见的不良反应为胃肠道不适，包括食欲降低、呕吐、腹泻，但均轻微，很少因不良反应而停药［21-22］。

7.6 pyridone 6：是一种pan-JAK抑制剂，其抑制JAK2 、Tyk2、JAK3、JAK1 的 IC50 分别是 1、5 和15 nmol/L，但对其他蛋白酪氨酸激酶的结合力明显较弱。通过其对动物模型研究发现，pyridone 6能强烈抑制Th2细胞发育、轻度抑制Th1细胞发育，而能促进Th17细胞的发育。Th17细胞是一种能产生IL-17和IL-22的T细胞，其与自身免疫性疾病和炎病性疾病如类风湿性关节炎、多发性硬化、银屑病、特应性皮炎等的发病密切相关。IL-17参与了中性粒细胞趋化及诱发对致病菌的免疫反应［23］。

8 结语

使用JAK抑制剂治疗主要是基于：①JAK能介导多种细胞因子相关细胞信号传导，如IL-4、IL-12、IL-23和IFN-γ等的信号传递需要JAK的参与，这些细胞因子参与了皮肤炎症性疾病的发病过程，抑制正常的JAK功能具有免疫抑制作用；②JAK基因突变可以出现功能失活，也可出现激酶活性增强，后者会导致功能获得性突，多种骨髓增生性疾病和肿瘤与该机制有关；③V617F突变会导致JAK2假激酶结构域的异常，干扰了其正常的自身抑制作用，导致JAK2/STAT5信号通路的持续活化。目前大部分JAK抑制剂选择性较低，既对固有免疫有影响也对适应性免疫有作用。目前针对某一疾病的特异性的JAK抑制剂仍处在开发之中。

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Janus protein tyrosine kinases and their inhibitors in dermatoses

Ning Weixuan*,Wang Suiquan,Xu Ai′e.*Department of Dermatology,Guangxing Hospital Affiliated to Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou 310007,China

The Janus protein tyrosine kinases （Jaks）,a kind of nonreceptor tyrosine kinases,participate in the signal transduction of many cytokines and growth factors,play an important role in the differentiation of multiple cells,and are associated with various inflammatory and immune-mediated dermatoses as well as skin neoplasms.The changes of Jak activity can lead to overactivation or inactivation of signaling pathways,both of which can cause diseases.Jaks are also an important target for drug development.Abnormal activation of different Jaks exists in different dermatoses.Many Jak inhibitors have shown favorable therapeutic effects on multiple dermatoses.

Janus kinases;Protein-tyrosine kinases;Protein kinase inhibitors;Signal transduction;Therapeutic uses;Skin diseases

Xu Ai′e,Email:xuaiehz@msn.com

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2015.03.016

310007杭州，浙江中医药大学附属广兴医院皮肤科（宁维翾）；杭州市第三人民医院皮肤科（王遂泉、许爱娥）

许爱娥，Email:xuaiehz＠msn.com

2014-06-26）