JAKs 通路在骨髓增殖性肿瘤发病机制中的作用及主要JAKs 抑制剂的应用

贺 琪，常春康

（上海交通大学附属第六人民医院血液科，上海 200233）

骨髓增殖性肿瘤 （myeloproliferative neoplasm,MPN）是一组克隆性造血干细胞疾病，其特征为髓系细胞一系或多系增殖。世界卫生组织（World Health Organization,WHO） 将真性红细胞增多症（polycythaemia vera,PV）、原发性血小板增多症（essential thrombocythemia,ET）和原发性骨髓纤维化（primary myelofibrosis,PMF）定义为费城染色体阴性的最常见的MPN。

由于正常髓系细胞的多克隆造血被异常的单克隆造血所取代，导致了PV 的红细胞过度增殖、ET 的血小板过度增殖和PMF 的骨髓纤维化。这组疾病有着共同的临床表型特征，即患者易发生血栓和出血，且有进展为骨髓纤维化或白血病的风险[1]。

JAK2 基因外显子14 的点突变导致了JAK2 V617F 转录子的形成，并引起JH2 假性激酶区域的构象变化，从而激活Janus 激酶 （Janus kinases,JAKs）/信号转导与转录激活因子（signal transducers and activators of transcriptions,STATs）通路。约95%的PV 患者、约50%的ET 患者和50%的PMF 患者都存在该突变；另有5%的PV 患者存在JAK2 基因外显子12 突变；而剩余ET 和PMF 患者中的大部分都存在CALR 或MPL 基因突变，且都通过激活JAKs/STATs 通路发挥作用，少量ET 和PMF 患者都没有上述3 种基因突变[2-6]。

鉴于上述3 种基因（JAK2 基因、CALR 或MPL基因）突变在MPN 患者中的高发生率，且它们的共同下游作用通路均为JAKs/STATs 通路，本文将详述该通路在MPN 发病机制中的重要作用，并概述近年来JAKs 抑制剂在MPN 治疗中的应用。

JAKs/STATs 通路在MPN 发病中的作用机制

一、JAKs/STATs 通路在正常造血中的作用

JAKs/STATs 通路在机体多种生理过程中发挥作用，包括造血、免疫调节、宿主防御、生殖、哺乳、肥胖及胚胎发育等。多种细胞因子受体（包括白细胞介素、干扰素、促红细胞生成素、促血小板生成素、生长激素及集落刺激因子等）缺乏内源性激酶活性，而其与JAKs 家族相关联，通过JAKs 通路来发挥相应的生物学活性。

JAKs 家族包含JAK1、JAK2、JAK3 和TYK2 这4个成员，它们与受体的结合方式各不相同，其中JAK1 和JAK2 在胚胎发育过程中极为重要。细胞因子受体结合特异性配体JAKs 后磷酸化，促使核转录因子STATs 家族的磷酸化和激活。STATs 是DNA 结合蛋白，包含7个成员，即STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b 和STAT6。STATs被激活后形成二聚体，从细胞膜转位至细胞核内，调节靶基因的转录。除了STATs，JAKs 下游的信号通路还有丝裂原活化蛋白激酶通路和磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B 通路。通过上述信号通路的级联反应，JAKs 能够在免疫和造血干（祖）细胞中发挥促进细胞增殖、分化和生成细胞因子等作用。但如果有大量配体结合（如在某些慢性炎症状态下）或JAK 基因发生激活性突变，则这些信号通路将被病理性激活[7-8]。

二、JAKs/STATs 通路在MPN 发病中的作用

如前所述，JAK2 V617F 点突变是MPN 患者中最常检测出的突变，该突变可导致JAK2 及其下游效应的持续激活，且不依赖配体。同时，该突变还可使JAK2 与其配体细胞因子受体间的结合力增加。

基于JAKs 在细胞因子驱动的信号转导过程中起重要作用，被认为是免疫系统的核心分子。因为细胞因子信号可以诱导白细胞亚群的分化和极化转变，所以JAKs 活性和功能的改变能够严重影响白细胞稳态。活化的JAK2 V617F 突变不仅驱动MPN 的发生，在具有潜在意义不明的克隆性造血的个体中也能被检测到。研究提示该突变也确实能影响淋巴细胞的生物活性。在MPN 发病中，JAK2 V617F 突变来源于发生突变的造血干细胞克隆，所以该突变不会仅限于髓系细胞，在CD4+和CD8+T 细胞以及自然杀伤细胞、多克隆B 细胞中也检测到了该突变。近期也有研究显示，JAK2 V617F 突变促进程序性死亡受体-配体1（programmed cell death-ligand 1,PD-L1）的合成，限制了抗肿瘤T 细胞的应答，并引起T 细胞代谢的改变，最终导致MPN 细胞的免疫逃逸[9-10]。

1.细胞因子变化： 基因突变导致的JAKs 持续活化将进一步引发炎症反应，从而促使骨髓增殖、血栓形成及脾脏肿大。在小鼠MPN 模型和MPN 患者标本中，都能检测到高水平的促炎细胞因子。此外，MPN 疾病进展时细胞因子的表达明显增高。如肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）在JAK2 V617F 突变的MPN 细胞中高表达，且与JAK2 V617F 突变负荷密切相关。而在小鼠MPN 模型或MPN 患者细胞中，失活的TNF-α 可以使疾病进展速度减慢，并阻断克隆生长。近期研究还报道了非恶性的旁观者细胞（bystander）也能分泌促炎细胞因子，包括白细胞介素（interleukin,IL）-6、IL-8、IL-10、CXCL9、CCL2、TNF-α 等。JAK 突变克隆产生的细胞因子依赖于STATs 信号通路，与那些由非恶性旁观者细胞或其他驱动子（如血小板受体等）突变产生的细胞因子有部分重叠。促炎细胞因子和化学因子的分泌还可以引发骨髓组织的重构，特别是纤维化和骨硬化的发生、发展。此外，炎症环境本身也可促进骨髓增殖和克隆进化[11-12]。

2.血栓相关的病理变化：JAK2 突变还与血栓栓塞并发症及细胞黏附稳态相关。造成血栓栓塞状态的病理生理学原因有以下几方面。①高白细胞增加了血液黏度；②JAK2 突变诱导了血浆凝固和血管壁变化；③JAK2 突变诱导了细胞的黏附和功能改变。早期的观察研究报道MPN 患者发生血栓性事件的概率明显增加，表达突变型JAK2 的内皮细胞可引起血流异常及血浆凝固功能的变化，且突变型JAK2 的高表达与不稳定栓子形成及出血事件相关。JAK2 突变患者的血小板活性下降，黏附力减弱。同样，JAK2 V617F 突变激活的巨核系造血，导致了其对促血小板生成素刺激的高度敏感性，巨核细胞具有更高的活力，血小板前体形成增加，血栓形成增加。所有这些发现都与临床观察到的症状相符[13-14]。

JAKs 抑制剂在MPN 治疗中的应用

如上所述，由于大部分细胞因子和生长因子受体都基于JAKs 传递信号并发挥功能，所以靶向JAKs 的药物可以调节免疫功能，并可用于MPN 及某些风湿性疾病的治疗。JAKs 抑制剂分为Ⅰ型抑制剂和Ⅱ型抑制剂。Ⅰ型抑制剂靶向活化状态下JAKs 的三磷酸腺苷 （adenosine triphosphate，ATP）结合位点，大部分临床测试的抑制剂都是Ⅰ型，它们的区别在于是否只靶向JAK2 的特异性。许多抑制剂都是同时靶向JAK2 和JAK1 [如芦可替尼（Ruxolitinib）和Momelotinib]，少部分仅靶向JAK2（Pacritinib、Fedratinib 和NS-018）。Ⅱ型抑制剂可识别非活化状态下的激酶，并与其ATP 结合口袋和“DFG-out”口袋相结合，而“DFG-out”口袋仅在非活化激酶中存在。因为该特殊结构能被Ⅱ型抑制剂识别，所以Ⅱ型抑制剂预计会有更好的选择性和更小的副作用。目前正在研究的Ⅱ型抑制剂有2 种，NVPBBT594 和NVP-CHZ868[15]。因目前尚无Ⅱ型抑制剂的相关临床数据，在此不再详述，以下重点概述Ⅰ型抑制剂。

一、芦可替尼

目前已上市并被临床应用的Ⅰ型抑制剂是芦可替尼，其为口服制剂的JAKs 抑制剂。基于COMFORT-Ⅰ、COMFORT-Ⅱ和RESPONSE 这3个临床试验的结果，芦可替尼成为第一个获美国食品药品监督管理局批准用于中高危骨髓纤维化（myelofibrosis，MF） 和难治或对羟基脲耐药PV 患者的靶向治疗药物[16-19]。

1.MF： 在临床试验COMFORT-Ⅰ中，309例MF 患者被随机分入芦可替尼治疗组和空白组。在芦可替尼治疗组中，脾脏体积缩小达35%以上的患者占41.9%，而空白组仅有0.7%。在临床试验COMFORT-Ⅱ中，将219例MF 患者按照2∶1 的比例随机分入芦可替尼治疗组和最佳可用治疗组（包括任何商业可用药物，单一药物治疗或联合药物治疗均可）。在芦可替尼治疗48 周时，脾脏体积缩小达35%以上的患者占28.5%，而最佳治疗组却为0，并且芦可替尼治疗组患者的生活质量明显得到改善。这2 项临床试验结果均显示，芦可替尼持续治疗能明显改善中危2 和高危MF 患者的生存（芦可替尼治疗组和对照组患者的中位总生存期分别为5.3 年和3.8 年），但其对于转化为白血病的风险没有明显影响。

2.PV：临床试验RESPONSE 主要评估了芦可替尼在难治或对羟基脲耐药的PV 患者中的疗效。研究将患者等比例随机分入芦可替尼治疗组和最佳可用治疗组，在用药32 周时，芦可替尼组有22.7%的患者血细胞比容数值得以控制，且脾脏体积缩小大于35%；而最佳可用治疗组仅有0.9%的患者血细胞比容数值得到控制。在临床试验RESPONSE-2 中，173例难治或对羟基脲耐药的PV 患者被选入，与RESPONSE 不同，这些患者都没有脾肿大。结果显示，芦可替尼治疗组有62%的患者血细胞比容数值得以控制，而最佳可用治疗组仅有19%。

3.ET：在难治或对羟基脲耐药的ET 患者中，与其他治疗相比，芦可替尼没有显著控制血小板增多及相关并发症，但能够改善和减轻一般症状及瘙痒症状。在另一项开放的Ⅱ期临床试验中，研究数据显示芦可替尼可以使血小板数值降低，且能缓解ET 相关的症状。这些初步的结果似乎优于以往的数据，但该研究中缺乏芦可替尼与其他治疗相对比的数据[20]。

总体来说，芦可替尼是一种耐受良好的口服药物，25%～33%的患者会出现不良反应，而其主要的不良反应是造血系统毒性，如贫血和血小板减少。贫血随着时间可以改善，但血小板减少的不良反应在高危MF 患者中会比较严重。另外，芦可替尼还有免疫抑制的不良反应，可能导致病毒感染的激活，特别是带状疱疹和人类免疫缺陷病病毒1，还会导致细菌感染，如肺炎、结核病复发和尿路感染等。患者服药后要进行长期随访监测，因为芦可替尼可以降低自然杀伤细胞的功能，从而增加患者发生实体瘤和淋巴瘤的潜在风险。

二、其他的Ⅰ型抑制剂

Momelotinib 与芦可替尼一样，也是JAK1 和JAK2 抑制剂，也能缩小脾脏体积并改善贫血，但是在Ⅲ期临床试验（SIMPLIFY-1 和SIMPLIFY-2）中，其与芦可替尼相比，该药并未发现明显优势[21]。

Pacritinib 是JAK2 和FLT3 抑制剂。Ⅲ期临床试验（PERSIST-1 和PERSIST-2）的结果显示，该药可以有效缩小患者的脾脏体积，且患者发生骨髓抑制的程度低，故可用于血小板基数较低的MF 患者[22]。

Fedratinib 是JAK2 抑制剂。Ⅲ期临床试验（JAKARTA-1 和JAKARTA-2）的结果显示，该药在芦可替尼抵抗或耐药的MF 患者中，有55%的患者仍能取得脾脏缩小的临床获益。但因为极少数患者用药后出现了韦尼克（Wernicke）脑病，故该药的临床试验暂停[23]。

Ns-018 是JAK2 和Src 抑制剂。该药能改善MF患者的症状，但不能明显降低JAK2 V617F 的负荷[24]。

结语

MPN 是一组发病机制和临床特征都相当复杂的疾病。在国内外纷繁复杂的发病机制研究中，JAKs 通路的重要作用毋庸置疑。JAKs 抑制剂的研究如火如荼，相关新药的临床试验层出不穷，部分取得了可喜的研究结果。其中，芦可替尼已在全世界上市，并被应用于临床患者的治疗中，其疗效是否如临床试验结果那般令人满意，仍需真实世界的数据进行评估。