枸橼酸托法替尼的作用机制及合成方法

背景及概述^[1]

枸橼酸托法替尼(tofacitinibcitrate)，化学名为3-[(3R，4R)-4-甲基-3-[甲基-(7H-吡咯并[2，3-d]嘧啶-4-基)氨基]哌啶-1-基]-3-氧代丙腈枸橼酸盐，是美国辉瑞公司研发的一种新型Janus激酶抑制剂，2012年11月经美国FDA批准上市，商品名Xeljanz。本品可联合甲氨喋呤用于治疗对肿瘤坏死因子抑制剂应答不足的活动性类风湿性关节炎。

作用机制^[2]

托法替尼能有效地选择抑制JAK3，同时对JAK1、JAK2也有抑制作用，从而在细胞因子水平异常的体系中阻断JAKs介导的一系列细胞因子信号通路，抑制异常免疫信号的传导，有效控制RA病程，对其他酪氨酸激酶抑制作用微弱，能减小不良反应发生范围。托法替尼以细胞内JAK-STAT信号转导通路为靶点，通过抑制JAK磷酸化，从而阻止STAT磷酸化，使下游炎症细胞因子合成减少，进而抑制CD+4T细胞增殖，阻断多种炎症细胞因子的合成和分泌，达到抗炎、调节免疫的作用。研究发现，托法替尼可阻断与JAK3结合的共同γC链细胞因子(IL-2，IL-7，IL-9，IL-15和IL-21等)，同时还可阻断gp130家族(IL-6和IL-11)及Ⅱ型细胞因子受体家族(IFN-α/β，IFN-γ等)。由于该药对JAK2也有相对较弱的抑制作用，故亦可阻断βc家族(IL-3，IL-5，GM-CSF，EPO和IFNγ)。由此可见，托法替尼能够通过阻断JAK1和JAK2来影响Th1细胞的分化及致病性Th17细胞的产生。此外，由于托法替尼对IL-21有阻断作用，推测其可能对B细胞及滤泡辅助性T细胞(Tfh细胞)的功能产生影响。研究发现，除了抑制细胞免疫应答，托法替尼还能通过调节体液免疫发挥作用。该药可以通过有效抑制抗原特异性抗体反应，进而影响生发中心(germinalcenter，GC)形成、抑制B细胞和T细胞分化增殖及Ig类别转换，并在一定程度降低血清总IgG水平，从而抑制体液免疫反应。

适应症^[2]

类风湿性关节炎、银屑病、胰腺病、白血病、骨髓增生异常综合征、强直性脊柱炎、移植排斥。

不良反应^[2]

上呼吸道感染，头痛，腹泻和鼻咽炎等。

警告和注意事项^[2]

在活动性感染期间（包括局部感染及严重感染）。

禁用^[2]

淋巴瘤和其他恶性病患者禁用；胃肠道穿孔患者谨慎使用；不应与活疫苗同时使用；严重肝受损不建议使用。

药效及药动学研究^[2]

托法替尼是一种口服JAKs抑制剂，体外抑制激酶JAK1、JAK2、JAK3的半数有效浓度（IC50）分别为3.2、4.1、1.6nmol/L，且在细胞实验中选择性抑制JAK3的能力比JAK2高10倍以上。托法替尼能与激活T细胞所必须的细胞因子IL-2、4、7、9等受体的γ共链相结合。此药物表现出对心脏移植术的小鼠动物模型有效，体现了T细胞在移植排斥方面起至关重要的作用。此外，托法替尼作用于人单核细胞和滑膜细胞，能抑制TNF、IFN-γ、减少IL-6和趋化因子生成、T细胞CD4的增殖。动物实验表明，该药治疗佐剂诱导的关节炎大鼠模型和胶原诱导的关节炎小鼠模型可使关节肿胀明显减轻，同时滑膜炎症和软骨破坏均较对照组显著改善。托法替尼能降低鼠血清中的IL-6、IL-8水平，减少滑膜炎入侵软骨，起到抗炎及骨保护作用。在灵长类异体肾移植排斥反应模型中，托法替尼能使动物平均生存期显著延长，且与给药剂量正相关。给药组动物体内自然杀伤细胞、CD4+和CD8+T细胞数量显著下降，血糖、血压正常，没有发现癌变症状。在高剂量时给药组伴有贫血、肾炎和尿钙盐沉积等现象。托法替尼在佐剂型关节炎鼠模型中血浆浓度半衰期是0.9h，对P450代谢酶基本无抑制或诱导效应，在体外药物浓度达到25μmol/L以上才能观察到诱导效应，而用于体内治疗时的血药浓度小于1μmol/L。药物相互作用研究表明，托法替尼与甲氨蝶呤联用时在体内代谢没有显著差异，与氟康唑同服有血药浓度升高影响。体内毒性研究表明本品在代谢、血压、淋巴细胞增殖等方面无显著异常症状，有与剂量相关的贫血等血液方面的副作用，可能与同时抑制JAK2有关，JAK2通路与造血因子密切相关。

制备^[1]

以4-氯-7H-吡咯并[2，3-d]嘧啶（1）为起始原料，与对甲苯磺酰氯（2）进行氨基保护反应得到4-氯-7-对甲苯磺酰基吡咯并[2，3-d]嘧啶（3），化合物3与(3R，4R)-1-苄基-4-甲基-3-甲胺基-哌啶（4）发生取代反应，生成N-[(3R，4R)-1-苄基-4-甲基哌啶-3-基]-N-甲基-7-对甲苯磺酰基吡咯并[2，3-d]嘧啶-4-胺（5），化合物5经碱水解得到N-[(3R，4R)-1-苄基-4-甲基哌啶-3-基]-N-甲基-7H-吡咯并[2，3-d]嘧啶-4-胺（6），化合物6经催化氢解反应脱保护得到N-[(3R，4R)-4-甲基哌啶-3-基]-N-甲基-7H-吡咯并[2，3-d]嘧啶-4-胺（7），化合物7与氰乙酸乙酯进行酰胺化反应生成托法替尼，合成工艺见图。

主要参考资料

[1] 托法替尼的免疫调节作用及临床应用

[2] 抑制JAK3激酶的免疫抑制剂托法替尼

[3] 枸橼酸托法替尼的合成