综述:劫持 JAK 抑制剂:JAK 抑制剂作为潜在抗病毒分子的小型综述

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Antiviral Research 4.5

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  本文聚焦 Janus 激酶(JAK)抑制剂(JAKis)与病毒感染的关系。JAK 在免疫反应中至关重要,JAKis 已用于治疗炎症性疾病和癌症。研究发现 JAKis 对多种病毒(如 HIV - 1、HDV 等)有抗病毒潜力,但也存在病毒激活风险,值得关注。

  

1. Janus 激酶在感染和免疫中的作用


Janus 激酶(JAK)是一类非受体酪氨酸激酶,在信号转导中发挥关键作用。哺乳动物体内有四种 JAK,即 JAK1、JAK2、JAK3 和 TYK2 。它们与细胞因子受体相关,控制从细胞表面到细胞核的信号转导。

JAK 具有七个相同的结构域,其中 JH1 是激酶结构域,JH2 是假激酶域,对调节激酶活性意义重大。多数 JAK 抑制剂(JAKis)作用于 JAK 的 ATP 结合口袋,抑制其激酶活性。

当细胞因子与受体结合后,JAK 会发生转磷酸化并被激活。激活的 JAK 与 STAT 衔接蛋白(从 STAT1 到 STAT6,包括 STAT5a 和 STAT5b )相互作用。JAK 介导的 STAT 磷酸化促使其转移到细胞核内,作为转录因子发挥作用。

在病毒感染时,JAK 在先天免疫反应中扮演重要角色。模式识别受体(PRRs)识别病毒基序后,受感染细胞会表达并分泌 I 型和 III 型干扰素(IFNs)。IFNs 通过自分泌和旁分泌方式与特异性受体结合,使 TYK2 和 JAK1 分别磷酸化 STAT1 和 STAT2 。这条 JAK/STAT 信号转导通路能诱导数百种干扰素刺激基因(ISGs)表达,部分 ISGs 对多种病毒具有抗病毒特性。不过,JAK 在病毒感染中也存在促病毒功能,这为抗病毒策略提供了新的思路。

2. 针对逆转录病毒对 JAK/STAT 通路的依赖


人类免疫缺陷病毒 1 型(HIV - 1)感染淋巴细胞、巨噬细胞等免疫细胞后,会激活多个 STAT 蛋白,引发促炎和免疫反应。而这些反应与病毒产量增加及持续存在有关,表明 JAK/STAT 通路在 HIV 复制和持续感染中具有促病毒作用。

近十年来,JAKis 抗 HIV 感染的潜力备受关注。研究显示,抑制 JAK1 和 JAK2 的鲁索替尼(ruxolitinib)以及非选择性 JAK 抑制剂托法替尼(tofacitinib),可在淋巴细胞和巨噬细胞模型中阻断 HIV - 1、HIV - 2 及其他逆转录病毒的细胞感染。这两种药物还能抑制潜伏 HIV - 1 的重新激活,说明 JAKis 有望成为针对 HIV 储存库的强效抗逆转录病毒药物。另一种 JAK1/2 抑制剂巴瑞替尼(baricitinib)在 HIV 感染的 CD4+T 细胞实验中,也证实了对病毒复制和潜伏期的抑制作用。

此外,有研究表明 JAKis 可能影响 CD4+T 细胞表面 CCR5 的表达,使细胞对 HIV 感染产生抗性。高通量药物筛选也凸显了 JAK/STAT 通路在 HIV 感染中的重要性,JAK1 特异性抑制剂非戈替尼(filgotinib)能调节病毒剪接、抑制病毒转录并减少 HIV 感染细胞的增殖。从临床角度看,鲁索替尼在一项针对接受抗逆转录病毒治疗的 HIV 患者的随机试验中,降低了免疫激活和 HIV 持续感染的标志物水平。正在研发用于治疗血液恶性肿瘤的西多替尼(cerdulatinib)和乌帕替尼(upadacitinib),对人类 T 细胞白血病病毒 1 型(HTLV - 1)感染显示出强效的抗 T 细胞白血病 / 淋巴瘤活性,这也体现了免疫细胞感染病毒与 JAKis 相互作用的复杂性。尽管如此,JAKis 在临床环境中的疗效仍需进一步研究确认。

3. JAK1 抑制剂在 HDV 感染中的作用


丁型肝炎病毒(HDV)感染与先天免疫系统的相互作用十分复杂。HDV 是一种小型缺陷病毒,需与乙肝病毒(HBV)共感染肝细胞,可导致全球最严重的慢性病毒性肝炎,也是肝细胞癌的主要病因之一。过去,聚乙二醇化干扰素 α(pegylated - IFNα)为基础的疗法应用广泛,但 HDV 复制对 IFN 治疗的敏感性较低,很难实现病毒治愈。而且,HDV 诱导的内源性 MDA5 介导的 IFN 反应,在对抗病毒复制方面效果不佳。

有趣的是,在 HDV 相关细胞因子的功能缺失筛选中,JAK1 被确定为 HDV 复制的潜在促病毒因子,其作用机制也已被阐明。JAK1 的促病毒活性与其在先天免疫反应中的作用无关,而是依赖于 JAK1 介导的 ERK1/2 磷酸化。这种磷酸化会催化小 δ 抗原(HDAg)的磷酸化,进而增强 HDV 复制。

在这种情况下,包括乌帕替尼、奥克拉替尼(oclacitinib)和非戈替尼在内的几种特异性 JAK1 抑制剂,对 HDV 表现出强效抗病毒活性,而 JAK2 抑制剂非达替尼(fedratinib)则无此效果。目前,需要在动物模型中开展临床前研究,评估这些抑制剂的体内抗病毒潜力。值得注意的是,使用 JAKi 治疗时,可能会导致 HBV 感染重新激活,这在临床中后果严重,在推进这些抑制剂进入临床试验前,必须仔细评估这一问题。

4. HSV - 1 与 JAKis 的相互作用


单纯疱疹病毒 1 型(HSV - 1)感染在人群中较为常见。该病毒可在体内持续存在并建立潜伏期,常因环境因素引发周期性、通常较轻微的重新激活。

在比较不同抗 HSV - 1 抗病毒药物筛选平台时,研究人员发现 JAK2/3 抑制剂 AT9283 在感染 HSV - 1 的神经元中有强效抗病毒作用,但在 Vero 细胞和神经祖细胞中效果不明显。不过,目前尚不清楚这种抗病毒效果是否直接与抑制 JAK2 或 JAK3 相关,也不明确是否涉及其他机制,因为 AT9283 还能抑制包括极光激酶 A 和 B 在内的其他靶点。

另外,有研究表明,在小鼠模型中,使用托法替尼治疗会增加 HSV - 1 感染并导致更差的结果。这是由于托法替尼抑制了病毒诱导的免疫反应,说明特定 JAK 抑制剂对 HSV - 1 感染可能没有抗病毒作用。

5. JAKi 治疗背景下的病毒激活


JAKis 最初是作为自身免疫性和慢性炎症性疾病的免疫抑制分子开发的。在临床应用中,JAKis 除了对病毒生命周期有直接影响外,还可用于改善涉及免疫系统的病毒发病机制的预后,例如在 SARS - CoV - 2 引发的细胞因子风暴和炎症损伤等严重炎症病例中。巴瑞替尼作为 JAK1/2 抑制剂,是首个获得 FDA 批准用于治疗病毒性疾病(住院 COVID - 19 患者)的 JAKi 。它通过抑制 JAK1 和 JAK2,阻断关键炎症细胞因子(如 IL - 6 和 IL - 12 )的诱导和释放,从而预防免疫失调和细胞因子风暴。还有一些具有抗炎作用的 JAKis,能保护小鼠免受甲型流感病毒诱导的炎症和死亡。

然而,由于 JAKis 的免疫抑制特性,在接受慢性炎症性疾病治疗的患者中,使用 JAKis 与机会性病毒感染或潜伏 / 慢性感染的病毒重新激活密切相关。相关研究指出,接受 JAKi 治疗的患者发生严重或机会性病毒感染的风险虽低,但高于普通人群。一项荟萃分析强调,接受 JAKi 治疗的患者水痘 - 带状疱疹病毒重新激活的风险增加。此前,JAKis 与疱疹病毒科重新激活的关联已被广泛讨论。使用托法替尼治疗的患者中也有机会性人类巨细胞病毒(HCMV)感染的报道。虽然一项荟萃分析显示 JAKi 在慢性 HBV 患者中使用相对安全,但仍有患者在接受乌帕替尼治疗类风湿关节炎时出现 HBV 重新激活,导致暴发性肝炎,甚至需要紧急肝移植。这就对在 HBV 和 HDV 共感染情况下使用乌帕替尼治疗 HDV 提出了质疑,尽管该化合物在体外实验中抗病毒效果显著。使用巴瑞替尼治疗的患者也有 HBV 重新激活的报道。此外,研究还发现 JAK 抑制与戊型肝炎病毒(HEV)复制增加有关,HEV 在免疫抑制患者中可引起慢性感染。这些案例都凸显了 JAKis 与患者病毒感染增加或重新激活的潜在相互作用,以及使用 JAKis 治疗病毒感染的潜在局限性。

6. 结论


JAKis 是强效且理论上安全的免疫抑制药物,即使长期治疗也有一定安全性。不过,2021 年 FDA 基于一项监测研究,在已批准的 JAKis 上加了新的黑框警告,指出治疗某些慢性炎症性疾病的 JAK 抑制剂存在严重心脏相关事件、癌症、血栓和死亡风险增加的问题,因此还需要更多安全数据来确认其安全性。但就目前的安全性概况和 FDA 的批准情况来看,JAKis 有快速重新利用的可能性,尤其适用于短期治疗。

现有证据表明,部分 JAKis 对不同类型的病毒有意外的抗病毒作用,在治疗目前治疗手段有限的病毒感染方面具有潜力。虽然基于免疫抑制分子提出新的抗病毒治疗策略看似矛盾,但需要仔细权衡病毒重新激活的风险,特别是考虑到其提议的治疗窗口期。与用于慢性炎症性疾病的长期 JAKi 治疗不同,短期抗病毒方案若足够有效,有望实现病毒治愈,且机会性病毒感染和副作用的风险较低。

需要注意的是,除了病毒重新激活的风险,还必须仔细评估 JAKis 对正在进行的病毒感染的免疫控制的抑制活性。对于 JAKis 靶向的每种病原体,都要全面描述病毒诱导的 IFN 产生对限制病毒复制的能力,以确定 JAKis 促病毒和抗病毒作用的平衡,并找出影响这种平衡的因素,这其中包括治疗的时机和持续时间。

HDV 感染受其诱导的 IFN 反应影响较弱,这或许能解释 JAKis 对 HDV 的高抗病毒潜力,而且 JAK1 对 HDV 复制的促病毒作用与先天免疫反应无关,而是依赖于其诱导 ERK1/2 磷酸化的能力,这使两个过程相互分离。相比之下,HIV - 1 对 IFN 诱导的限制因子较为敏感。这都表明,深入了解 JAK 介导的病毒感染中促病毒和抗病毒活动的机制十分重要。未来,还需要在临床前模型中进一步研究,评估 JAKis 作为临床可行的抗病毒药物的潜力,同时将副作用风险降至最低,为开发新的抗病毒策略奠定基础。

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