痛风药物研究进展

林佳俊，王 进，任耀坤，周爱华

江苏大学 药学院，江苏镇江 212013

痛风是有疼痛的致残性急性发作特征的炎症性关节炎。它是由高尿酸血症和关节周围的尿酸盐（Monosodium urate，MSU）晶体沉积引起的症状，高尿酸血症是痛风的主要病因。研究表明，高尿酸血症与尿酸盐转运蛋白的表达和功能改变有关。尿酸转运蛋白分为两类：尿酸盐重吸收转运蛋白、尿酸分泌转运蛋白。在肾脏中，尿酸转运蛋白能够调控尿酸盐的重吸收与分泌，从而调节尿酸盐的排泄。比如，尿酸盐阴离子转运蛋白 1（Urate anion transporter 1，URAT1）属于尿酸盐重吸收转运蛋白，抑制URAT1，可减少尿酸盐重吸收，促进尿酸排泄，降低血尿酸。尿酸转运蛋白功能障碍会破坏人体内血尿酸的稳态，导致高尿酸血症[1，2]。

血清尿酸（Serum uric acid，SUA）水平长期增加或患有高尿酸血症是痛风形成的主要病理条件。尿酸是嘌呤代谢的最终产物，黄嘌呤氧化酶（Xanthine oxidase，XO）是负责尿酸形成的主要酶复合物，它在尿酸合成的生化过程中催化为次黄嘌呤到黄嘌呤和黄嘌呤到尿酸的最后两次转化。尿酸在肝脏形成，主要由肾脏排泄，少量由肠道排出[3]。

据最新修订的《高尿酸血症和痛风管理指南》，SUA的正常目标值为7mg·dL-1。现就痛风相关研究进展作一综述。

1 急性痛风的治疗药物

急性发作期的药物治疗作用主要是抗炎镇痛。

1.1 传统的急性痛风药物

传统的急性痛风药物有秋水仙碱（Colchicine，结构见图1）、非甾体类抗炎药（NSAIDs）、糖皮质激素或促肾上腺皮质激素。

图1 秋水仙碱

1.1.1 秋水仙碱 目前仍为治疗痛风尤其是重症急性发作的有效药物，治疗有效剂量与其引起胃肠道症状的剂量相近，腹泻、呕吐、腹痛性痉挛是其常见的不良反应。

1.1.2 非甾体类抗炎药 可以短期内缓解疼痛。

1.1.3 糖皮质激素或促肾上腺皮质激素 严重急性痛风发作伴有较重全身症状而秋水仙碱或NSAIDs治疗无效者，可采用或合用糖皮质激素。

1.2 用于痛风治疗中的新的抗炎策略

1.2.1 卡那单抗（Canakinumab） 一种单克隆抗体，是白介素家族中一员，是介导炎症反应的关键成分，可中和IL-1β以抑制炎症。Schlesinger N 等[4，5]对 Canakinumab 的Ⅲ期临床试验。证实了其在急性痛风中的疗效以及在降低尿酸疗法（Uric acid lowering therapy，ULT）期间的预防效果。美国FDA拒绝批准Canakinumab用于急性痛风治疗，理由是担心使用长效免疫抑制剂治疗表面上的短期病症会对人体产生各种不良反应。相反，欧洲药品管理局批准Canakinumab用于相同的适应症。

1.2.2 阿那白滞素 （Anakinra） 一种重组IL-1β受体拮抗剂，经美国FDA批准用于治疗类风湿性关节炎和新生儿发病的多系统炎症性疾病。迄今为止，缺乏评估阿那白滞素治疗痛风疗效的随机对照试验，但有非对照试验支持其疗效[6]。实际上，与Canakinumab相比，Anakinra是半衰期相对较短且成本较低的药物，因而成为经验丰富的痛风专家首选的标签药外（Off-label，指非适应症用药）的抗IL-1β策略。

2 慢性痛风的治疗药物

长期未经治疗的高尿酸血症可导致慢性关节炎，伴有关节损伤、痛风石和尿酸盐肾病。长期治疗的目标是降低SUA水平，促进尿酸盐晶体溶解，减少复发性急性痛风发作，清除痛风石，预防关节损伤。

用于治疗高尿酸血症的药物可根据其作用机理分为3类：减少尿酸生成的药物 ［黄嘌呤氧化酶抑制剂（Xanthine oxidase inhibitor，XOI）、 别 嘌 呤 醇 （Allopurinol） 和 非 布 索 坦（Febuxostat）］；增加尿酸排泄的药物［丙磺舒（Probenecid）、苯溴马隆（Benzbromarone）和雷西那德（Lesinurad）］；酶促降解过量循环尿酸的药物（聚乙二醇重组尿酸酶）。

2.1 黄嘌呤氧化酶抑制剂

目前，用于长期治疗高尿酸血症的首选药物是具有促进尿酸排泄作用的XOI，它们通过竞争性抑制XO、降低SUA水平，也能通过减少尿酸的生成而起作用，这主要发生在肝脏和肠道中。

2.1.1 别嘌呤醇 一种嘌呤类似物，是黄嘌呤氧化酶的非特异性竞争性抑制剂，是最常用的降尿酸疗法。别嘌呤醇的主要活性代谢产物是羟嘌呤醇（Oxypurinol，结构见图2），在肾脏中排泄并部分再吸收；它与别嘌呤醇具有相同的作用机制，但是有着更长的血浆半衰期[7]。

图2 别嘌呤醇作用示意图

别嘌呤醇被认为是有着良好总体耐受性的安全药物；尽管如此，在极少数情况下，它也可能会引起过敏反应，有时甚至是致命的[8]。此外，它有副作用，如腹泻、胃痛、皮疹、头痛、头晕和嗜睡。

2.1.2 非布索坦 一种非嘌呤选择性黄嘌呤氧化酶抑制剂，可阻断酶复合物的活性蝶呤钼，与别嘌呤醇和羟嘌呤醇不同，它不能决定酶的转换，从而避免产生活性氧。非布索坦主要通过肝脏结合过程使之代谢和排泄。Malik UZ等[9]指出，非布索坦具有抑制糖胺聚糖和内皮细胞结合XO的能力，这说明它有更好的疗效。其结构见图3。

图3 非布索坦

非布索坦具有很好的安全性和耐受性，并且由肝脏代谢，它也适用于中度肾功能不全患者。最常见的副作用是肝转氨酶水平升高，胃肠道紊乱和皮疹[10]。

2.2 增加尿酸排泄的药物

在临床实践中，有一类替代药物经常用于不能耐受XOI的受试者，称为促尿酸排泄药，它们通过调节肾小管重吸收来增加尿酸排泄，同时存在肾结石的风险。

2.2.1 丙磺舒 一种较老的促尿酸排泄药，通过抑制尿酸盐在肾小管的重吸收而降低血中尿酸盐的浓度，从而减少尿酸沉积。其结构见图4。

图4 丙磺舒

2.2.2 苯溴马隆 肾脏尿酸盐转运体（URAT1）抑制剂，是由巴黎Laboratories Labaz开发的一种苯并呋喃衍生物。该药物的结构为2-乙基-3-（4-羟基-3，5-二溴苯甲酰基）-苯并呋喃。苯溴马隆作用于肾近曲小管[11，12]，具有显著的促尿酸排泄作用[13]。苯溴马隆的半衰期通常很短；然而，一种促尿酸排泄的代谢物，6-羟基苯溴马隆，具有更长的半衰期，并且是引起苯溴马隆促尿酸排泄活性的主要物质。两药结构见图5。

图5 苯溴马隆代谢为6-羟基苯溴马隆

苯溴马隆也是CYP2C9的抑制剂，因此可能与依赖该酶清除的药物发生相互作用，例如华法林。与苯溴马隆相关的副作用相对不常见，但可能很严重，它有明显的肝毒性[14]，现已退出美国市场。

2.2.3 Lesinurad 一种选择性尿酸重吸收抑制剂，用于与黄嘌呤氧化酶抑制剂联合治疗痛风。Lesinurad通过抑制尿酸盐阴离子转运蛋白1（URAT1）和有机阴离子转运蛋白4（Organic Anion Transporter 4，OAT4）来降低 SUA，它们涉及 SUA 在肾近端小管处的重吸收[15]。与较老的排尿酸药丙磺舒相比，Lesinurad更有效，即使在中度肾功能不全时仍然有效。它可显著促进肾脏排泄尿酸，但会导致结石形成、一过性肌酐升高和其他肾脏损伤。因此美国FDA发出黑框警告：该药单独应用或高于批准剂量可能导致肾功能不全。其结构见图6。

图6 Lesinurad

3 临床研究阶段的新药

3.1 3，4-二羟基-5-硝基苯甲醛（DHNB）

DHNB是目前仍在研究的一种新的强效XOI（结构见图7），其具有同别嘌呤醇类似的时间依赖性作用机制。一些研究表明，如果与别嘌呤醇共同给药，在低剂量下只具有较低的毒性，但能提高治疗效果。此外，DHNB具有直接抗氧化能力，可减少自由基和活性氧的产生[16]。其合成路线见图7。

图7 DHNB合成示意图[17]

3.2 托匹司他（Topiroxostat）

Topiroxostat是一种非嘌呤类似物选择性XOI，最近在Ⅲ期临床试验中显示，对于200mg别嘌呤醇的非劣效性[18]。所有治疗组的疗效均高于临床试验中常见的疗效，使用Topiroxostat治疗的患者，有72.4%SUA水平低于6mg·dL-1，而别嘌呤醇组为73.3%。其合成路线见图8。

3.3 Verinurad

Verinurad（RDEA3170）是一种 URAT1抑制剂，旨在成为第二代的Lesinurad。在2016年ACR会议上提出的Ⅱa期试验（NCT02246673）中，服用40 mg非布索坦与 5 mg或 10 mg Verinurad组合的日本患者的SUA水平，从基线降低60%~70%，而单独使用非布索坦40 mg则降低40%[20]。在最近发表的Ⅱ期试验中也显示，与别嘌呤醇的组合有疗效[21]。

图8 Topiroxostat合成示意图[19]

3.4 URC-102

URC-102是一种选择性URAT1抑制剂，在线粒体毒性较低（认为这与肝毒性有关）的猴子中表现出比苯溴马隆更强的促尿酸排泄作用[22]。URC-102对于OAT1和OAT3也可能有抑制作用。在2017年ACR会议上，提出的两项Ⅱ期临床试验（NCT02290210和NCT02557126）的结果表明，在短期临床观察中URC-102高效降低SUA水平的同时，还具有良好的安全性[23]。

3.5 聚乙二醇重组尿酸酶

聚乙二醇重组尿酸酶是一种重组的聚乙二醇化尿酸酶，可降解尿酸，能够将血清尿酸代谢为尿囊素，尿囊素是一种惰性的，易于排泄的代谢物[24]。聚乙二醇重组尿酸酶用于治疗患有常规ULT降尿酸、治疗难治的痛风石或慢性高尿酸血症。研究证实，聚乙二醇重组尿酸酶具有快速并显著降低SUA以及促进痛风石明显消退的能力[25]。在一些常规治疗难以治愈的患者中，可以短时间使用刺激尿酸代谢的聚乙二醇化尿酸酶（Pegloticase 和 Pegadricase）[9]，但同时会导致 H2O2分子（UA+O2→尿囊素+H2O2）的形成，这在日常临床实践中也需要考虑的问题[26]。

聚乙二醇重组尿酸酶最令人担忧的副作用是与输注相关的不良事件，这可能与抗药物抗体的产生有关[27，28]。为了解决尿酸酶急性免疫调节以及输注的相关效应问题，正在开发一种新药。聚乙二醇化重组假丝酵母尿酸酶（Pegsiticase），当其输注或皮下注射给药时，具有低免疫原性。在犬模型中测试已经成功[29]。已完成两个Ⅰ期临床研究（NCT02464605和NCT02648269），并且Ⅱ期临床研究目前正在测试Pegsiticase与雷帕霉素（Rapamycin）组合，以进一步降低痛风患者的免疫原性 （NCT02959918）。这项Ⅱ期研究的初步结果在2017年ACR会议上提出，在疗效和安全性方面都是前景可期[30]。早在2010年,沈阳三生制药公司花费625万美元从EnzymeRx公司获得此药物全球经营权。

3.6 Ulodesine

Ulodesine是一种口服嘌呤核苷酸磷酸化酶（Purine nucleotide phosphorylase，PNP）抑制剂。抑制PNP能减少次黄嘌呤的产生，随后减少黄嘌呤和尿酸盐的产生[31]。

3.7 Arhalofenate

开始使用ULT的患者通常会同时进行抗炎预防，以减小SUA降低过程中本身引起的痛风发作的风险。Arhalofenate是一种双重作用的抗炎和降尿酸药物，是一种过氧化物酶体增殖物、激活受体γ（PPAR-γ）的部分激动剂，也是一种有效的口服IL-1β抑制剂，同时抑制URAT1、OAT4和OAT10转运蛋白对尿酸的肾脏重吸收[32]，具有促尿酸排泄作用。Arhalofenate的尿酸排泄量不会随肾功能的下降而减少[32]。与300 mg剂量的别嘌呤醇相比，800 mg剂量的Arhalofenate显著地减少了痛风的急性发作。在开展的Ⅱ期临床试验中，研究了Arhalofenate与非布索坦的组合，显示出了两种药物的累加效应[32]。

4 临床前研究阶段的新化合物

本文第二节表述了现有的慢性痛风治疗药物XOIs和URAT1抑制剂，虽然都有一定治疗痛风的药效，但是均存在各种难以接受的毒副作用（如皮疹、肾结石、肝毒性等），因此研究者们希望，以这些药物为母体，研究出药效更强而毒副作用小，安全性高新化合物（4种新化合物结构见图9）。

图9 临床前研究阶段的新化合物

Cai W等[33]为了在强效尿酸转运蛋白1（URAT1）抑制剂的设计中系统地探索和更好地理解二芳基甲烷主链的结构-活性关系，即构效关系（SAR）研究，设计并合成了33种化合物并测定了它们的体外URAT1抑制活性（IC50）。经过3轮系统SAR探索，发现了一种高效的新型URAT1抑制剂a（图9-a），其效力分别比母体Lesinurad和苯溴马隆强200倍和8倍（a对人类 URAT1的 IC50=0.035μM，而 Lesinurad和苯溴马隆分别为7.18μM和0.28μM）。此研究表明，二芳基甲烷骨架用于设计有效的URAT1抑制剂是一种非常有前途的分子骨架[33]。

Tang HJ等[34]设计并合成了一系列2-芳基苯并[b]呋喃衍生物。采用体外酶法和细胞模型研究了这些化合物的抗黄嘌呤氧化酶活性和抗氧化活性。设计的结果表明，大多数化合物表现出强大的黄嘌呤氧化酶抑制作用和抗氧化活性，化合物b（图9-b）成为最有效的黄嘌呤氧化酶抑制剂 （IC50=4.45μM）。化合物b在氧嗪酸钾诱导的高尿酸血症小鼠模型中具有明显的降尿酸作用。

Sun ZG等[35]合成了一系列芳基-2H-吡唑衍生物，并在体外评价了对黄嘌呤氧化酶的抑制活性，成为有效的黄嘌呤氧化酶抑制剂。其中，与别嘌呤醇（IC50=9.5μM）相比，化合物c（图9-c）表现为最有效的黄嘌呤氧化酶抑制剂 （IC50=9.8 μM）。对接研究显示，化合物c可能与黄嘌呤氧化酶的活性位点有很强的相互作用。因此，化合物c是用于研发治疗痛风药物的新候选化合物。

Chen S等[36]合成一系列1-羟基/甲氧基-4-甲基-2-苯基-1H-咪唑-5-羧酸衍生物，并评价它们对黄嘌呤氧化酶的抑制活性。1-羟基取代的衍生物Ⅳ显示出优异的抑制活性，IC50值为0.006 mM。氧化酶抑制活性与非布索坦相当（IC50=0.01 mM）。Lineweavere-Burk图分析显示化合物d（图9-d）为黄嘌呤氧化酶的混合型抑制剂。d分子能对接到黄嘌呤脱氢酶的活性位点，这使得它抑制黄嘌呤氧化酶的机理合理化。

一些从事痛风药物先导化合物研发的公司或机构申请了一些专利（见表1），这些专利中所涉及的化合物有明确的作用靶点，并且效果显著。

表1 痛风药物相关的专利

5 结语

痛风新药有助于治愈更多患者，解除了他们的病症痛苦。更重要的是，优化了到目前为止凭以往经验规定的传统药的使用方式。但是，无论是已经上市的老药，还是目前正在临床研究阶段的新药，都还伴随着无法避免的毒副作用，如丙磺舒存在肾结石的风险，苯溴马隆有明显的肝毒性，聚乙二醇重组尿酸酶存在与输注相关的不良事件。但是现在的痛风研究正处于黄金时期，新的研究成果层出不穷，目前临床用药的各种问题有望得到改善。