低剂量Infigratinib治疗软骨发育不全的有效策略：从分子机制到动物模型验证

本研究针对软骨发育不全(HCH)这一由FGFR3基因功能获得性突变导致的罕见骨骼发育异常疾病，开展了创新性治疗策略探索。研究人员通过计算机模拟(in silico)、体外实验(in vitro)和小鼠模型(in vivo)三阶段研究，证实选择性FGFR1-3酪氨酸激酶抑制剂Infigratinib能有效抑制N540K等9种HCH相关突变体的活性，在Fgfr3N534K/+小鼠模型中每日1 mg/kg剂量可显著改善骨骼生长。该研究为FGFR3靶向治疗HCH提供了首个临床前证据，具有重要转化医学价值。

　　

在罕见病研究领域，软骨发育不全(Hypochondroplasia, HCH)长期以来缺乏有效治疗手段。这种由FGFR3基因功能获得性突变导致的骨骼发育异常，影响着全球约1/15,000至1/40,000的新生儿。患者不仅面临身材矮小的困扰，还可能伴随听力障碍、神经认知障碍等多种并发症，严重影响生活质量。尽管与更常见的软骨发育不全(Achondroplasia, ACH)具有相似的病理机制——都是由于FGFR3过度激活导致软骨细胞增殖分化受阻，但HCH的突变谱更为复杂，主要涉及酪氨酸激酶结构域的N540K等突变。这种异质性使得针对HCH的靶向治疗开发面临独特挑战。

巴黎西岱大学和BridgeBio Pharma的研究团队在《Journal of Bone and Mineral Research》发表了一项突破性研究，首次系统评估了选择性FGFR抑制剂Infigratinib治疗HCH的可行性。这项多学科研究通过计算机模拟、细胞实验和动物模型三个维度，证实低剂量Infigratinib能有效纠正HCH的核心病理改变。

研究采用了三项关键技术方法：1) 通过分子动力学模拟和Umbrella Sampling技术分析Infigratinib与野生型及突变型FGFR3的结合特性；2) 构建9种HCH相关FGFR3突变体的ATDC5稳定细胞系，采用pERK/ERK ELISA检测药物抑制活性；3) 利用Fgfr3^N534K/+小鼠模型，通过显微CT、组织学和免疫组化评估药物对骨骼生长的改善作用。

In silico analyses of the interaction of Infigratinib with HCH variant
计算机模拟显示N540K突变通过改变静电相互作用网络，促使蛋白570-590环区(L570-90)向激酶活性中心移动，形成新的D580-Infigratinib相互作用。这种变构效应使Infigratinib与突变体的结合自由能(-10.9 kcal/mol)显著低于野生型(-6.3 kcal/mol)，揭示了药物对突变体的选择性抑制机制。

In vitro potency of Infigratinib against HCH-associated FGFR3 variants
体外实验证实Infigratinib对N540K、K650Q等9种HCH相关突变体均具有纳摩尔级抑制活性(平均IC₅₀ 3.01±1.81 nM)，与ACH突变G380R(1.99±0.32 nM)相当。这种广谱抑制能力为药物治疗不同突变类型HCH提供了分子基础。

Infigratinib treatment improves skeletal growth in the mouse model of HCH
动物实验发现每日1 mg/kg剂量可使Fgfr3^N534K/+小鼠的尾长增加4.96%，腰椎L4-L6长度增加4.78%，股骨等长骨增长约3%。显微CT显示颅骨长度增加3.81%，枕骨大孔长度改善3.72%，证实药物对中轴骨和附肢骨的全面促进作用。

Infigratinib improves growth plate cartilage of long bones and vertebrae
组织学分析显示治疗组生长板肥大区面积增加20.8%，肥大软骨细胞数量减少11.9%。腰椎终板肥大区面积增加30%以上，椎间盘面积增加10.6%。胶原X免疫染色显示骨小梁形成增强，证实药物能恢复软骨内成骨过程。

Effect of daily Infigratinib on MAPK signaling
免疫组化显示治疗组生长板pERK1/2阳性细胞减少25.5%，表明药物通过抑制FGFR3过度激活，下调MAPK信号通路活性，这是改善软骨细胞分化的关键机制。

这项研究首次提供了Infigratinib治疗HCH的完整临床前证据链。特别值得注意的是，1 mg/kg剂量在HCH小鼠中的疗效与2 mg/kg在ACH模型中的效果相当，当考虑各自生长缺陷程度后，两种模型的"缺陷恢复百分比"相似。这一发现提示Infigratinib对不同FGFR3突变导致的骨骼发育异常具有普适性治疗潜力。从转化医学角度看，研究采用的每日给药方案与正在进行的ACH临床试验(NCT06164951)相衔接，为后续HCH临床研究提供了直接参考。更重要的是，研究揭示的L570-90环区变构抑制机制为开发新一代选择性FGFR3抑制剂提供了全新靶点。

这项由Benoit Demuynck和Bhavik P. Shah共同主导的研究，不仅为HCH患者带来了治疗希望，也为理解FGFR3激酶的变构调控机制提供了重要见解。随着Infigratinib在ACH三期临床试验的推进，其在HCH中的应用前景值得期待，或将改变目前以对症治疗为主的临床实践格局。