一、秋水仙:最古老的痛风药物
1.1 远古的发现
痛风是人类已知最古老的疾病之一。早在公元前2640年,古埃及人就已记载了痛风的存在。约公元前1550年的埃伯斯纸草文稿(Ebers Papyrus)中提到了一种用于治疗疼痛和肿胀的植物,被认为就是秋水仙(Colchicum autumnale)。
公元1世纪,希腊医师与药理学家迪奥科里斯(Pedanius Dioscorides)在其药学巨著《药物论》(De Materia Medica)中明确记载了秋水仙可用于治疗痛风。6世纪时,拜占庭医师亚历山大·特拉莱斯(Alexander of Tralles,525–605年)在其著作《治疗学》中系统地描述了秋水仙对急性痛风的治疗效果,同时警告了其对胃肠道的刺激作用。他写道:"患者立即摆脱疼痛,因为这种药物通过排便消除了毒素。"
此后,秋水仙经波斯医师拉泽斯(Rhazes,约860–925年)和阿维森纳(Avicenna,约980–1037年)等传入伊斯兰医学界,并被广泛使用。然而在中世纪欧洲,由于秋水仙的治疗剂量与中毒剂量极为接近,许多医师对其敬而远之。被誉为"英国医学之父"的托马斯·西德纳姆(Thomas Sydenham,1624–1689)本人就是痛风患者,他坚决反对使用泻药类药物治疗痛风,认为"大部分所谓死于痛风的人,其实是死于药物而非疾病"。
1.2 秋水仙碱的提取与纯化
1820年
法国化学家皮埃尔-约瑟夫·佩尔蒂埃(Pierre-Joseph Pelletier)与
约瑟夫·比埃奈默·卡旺图(Joseph Bienaimé Caventou)
从秋水仙种子中成功提取出活性生物碱——秋水仙碱(colchicine)。
这是降尿酸相关药物史上第一次化学提取的里程碑。
1833年,德国药剂师菲利普·洛伦茨·盖格(Philipp Lorenz Geiger)获得了纯化秋水仙碱并为其命名。1783年,法国军官尼古拉·于松(Nicolas Husson)曾以秋水仙为主要成分开发了名为"Eau Medicinale"的商业痛风药,本杰明·富兰克林在担任美国驻法大使期间使用该药有效缓解了自身痛风,被认为是将秋水仙引入美国的人。
1848年,英国医师阿尔弗雷德·加罗德爵士(Sir Alfred Garrod)发现了血液和尿液中尿酸与痛风之间的关联,这一发现奠定了现代痛风病理学的基础。他在1859年出版的《痛风与风湿性痛风论》中系统讨论了秋水仙在痛风预防和急性发作治疗中的作用,形成了该药现代应用的框架。
二、丙磺舒:首个促尿酸排泄药
1950年
Talbott等人在研究延长青霉素血药浓度的药物时,意外发现丙磺舒(Probenecid)
具有促进尿酸排泄的作用。这一偶然发现开启了促尿酸排泄药物的时代。
丙磺舒最初是在二战后为解决青霉素供应不足而开发的——目的是延缓青霉素的肾脏排泄,使有限的青霉素在体内维持更长时间。然而在临床试验中,研究者发现它能够显著促进尿酸的排泄,遂将其转用于痛风治疗。
美国国立卫生研究院(NIH)的哥特门(John H. Talbott)和北京协和医院的郁采蘩教授等对丙磺舒进行了大量临床研究,发现它能使痛风患者的痛风石缩小甚至消失。这是医学史上第一次有可能通过药物降低血尿酸水平,而非仅仅是缓解症状。
然而,丙磺舒存在明显局限:其降尿酸效力相对温和,且对尿酸转运体URAT1的选择性极差——它同时强力抑制OAT1和OAT3等肾脏关键转运体,导致显著的药物相互作用风险(如影响甲氨蝶呤、抗生素等的排泄)。在别嘌醇问世后,丙磺舒的使用逐渐减少。在2002年URAT1转运体被正式鉴定之前,人们并不清楚丙磺舒的作用靶点。
三、别嘌醇:革命性的里程碑
3.1 "合理药物设计"的产物
别嘌醇的诞生,是20世纪药物研发史上最精彩的故事之一。1940年代,在北卡罗来纳州的Burroughs Wellcome研究所(现为葛兰素史克的一部分),乔治·希钦斯(George H. Hitchings)和格特鲁德·埃利恩(Gertrude B. Elion)开创了一种全新的药物研发方法——"合理药物设计"(rational drug design)。
与当时普遍的试错法不同,他们通过研究嘌呤代谢途径,有目的地设计能干扰癌细胞和病原体核酸合成的分子。1951年,埃利恩合成了6-巯基嘌呤(6-MP),该药至今仍用于治疗急性淋巴细胞白血病,是其时代最重要的抗癌药物之一。
3.2 从抗癌药到降尿酸药
1956年
别嘌醇(allopurinol,1,5-二氢-4H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮)
由罗兰·K·罗宾斯(Roland K. Robins)首次合成并报道。
当时他也在寻找抗肿瘤药物。
在研究6-MP的代谢过程中,埃利恩和希钦斯发现6-MP被黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase, XO)氧化为6-硫尿酸。他们由此推想:如果有一种物质能抑制黄嘌呤氧化酶,不仅能增强6-MP的抗癌效果,还能阻止次黄嘌呤和黄嘌呤被转化为尿酸——而后者正是痛风的根源。
别嘌醇作为次黄嘌呤的结构类似物,恰好能竞争性地抑制黄嘌呤氧化酶。1963年,埃利恩和希钦斯与临床医师韦恩·朗尔斯(Wayne Rundles)合作测试别嘌醇时,发现其作为抗癌药效果不佳,但能显著降低血清和尿液中的尿酸水平。他们随即将研究方向转向痛风治疗,与郁采蘩和哥特门合作开展了系统的临床试验,取得了卓越的疗效。
1966年
别嘌醇获美国FDA批准上市,商品名Zyloric。
它是人类历史上第一个能从源头减少尿酸生成的药物,
从此痛风治疗从被动缓解症状进入主动降低尿酸的新时代。
别嘌醇的出现彻底改变了痛风治疗的面貌。在此之前,痛风患者只能眼睁睁看着痛风石越长越大,关节逐渐毁损。别嘌醇让人类第一次能够从源头"掐断"尿酸的生产线,使急性发作越来越少,痛风石逐渐变成罕见体征。1977年,世界卫生组织将别嘌醇列入基本药物清单。
1988年
埃利恩和希钦斯因"发现药物治疗的重要原则"
(包括别嘌醇、6-巯基嘌呤、甲氧苄啶、阿昔洛韦等药物的研制),
与英国科学家詹姆斯·布莱克共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
3.3 别嘌醇的局限性
尽管别嘌醇统治了痛风治疗半个世纪,但它并非完美无缺:
·过敏风险:约0.05%的患者会出现严重的皮肤不良反应(SCAR),包括史蒂文斯-约翰逊综合征(SJS)、中毒性表皮坏死松解症(TEN)和药物反应伴嗜酸性粒细胞增多和系统症状(DRESS),死亡率可达8-11%。在亚洲人群中风险更高。
·肾脏代谢依赖:别嘌醇及其活性代谢产物氧嘌醇(oxypurinol)主要经肾脏排泄,肾功能不全患者需要调整剂量,而痛风患者中肾功能受损的比例很高。
·嘌呤类似物结构:由于别嘌醇是嘌呤类似物,它在体内可影响嘌呤和嘧啶代谢的其他酶活性,增加了不良反应的可能性。
四、苯溴马隆与促尿酸排泄药的兴衰
1970年代
法国Sanofi公司研发出苯溴马隆(Benzbromarone),作为香豆酮的衍生物,具有比丙磺舒更强的促尿酸排泄作用。1976年首次上市,先后在亚洲、南美洲和欧洲的20多个国家获批。
苯溴马隆通过抑制肾小管尿酸转运体URAT1,减少尿酸的重吸收,从而促进尿酸排泄。其降尿酸效果显著,一度在欧洲和亚洲广泛使用。至今在中国,苯溴马隆仍是处方量最大的降尿酸药物之一。
然而,2003年,因报告了严重甚至致死性的肝毒性病例,苯溴马隆在欧洲撤市。其肝毒性机制与细胞色素P450 2C9(CYP2C9)代谢产生的活性中间体(如6-羟基苯溴马隆)有关,这些代谢产物可引起线粒体损伤和免疫介导的肝细胞坏死。尽管如此,在中国和日本等地,在严格肝功能监测下苯溴马隆仍在使用,因为它对肾功能不全患者相对安全(主要经肝代谢)。
另一个较早期的促尿酸排泄药磺吡酮(Sulfinpyrazone)也因抑制造血功能的严重不良反应,已从大多数国家退市。促尿酸排泄药的发展一度陷入低谷。
五、非布司他:21世纪的新突破
5.1 研发背景
别嘌醇上市后的近40年间,痛风治疗领域几乎陷入停滞——没有新的降尿酸药物获批。这段空白期被称为痛风药物研发的"冰川期"。然而痛风发病率持续上升,未满足的临床需求日益迫切。
日本帝人制药(Teijin)的科学家在1990年代开始了大胆的创新。他们的目标很明确:设计一种非嘌呤类的黄嘌呤氧化酶选择性抑制剂——既能像别嘌醇一样从源头抑制尿酸生成,又因其结构不同而不干扰嘌呤和嘧啶代谢的其他酶,从而降低过敏等不良反应风险。
5.2 分子设计与获批
通过分子结构设计,他们发现黄嘌呤氧化酶表面有一个狭窄的活性通道,是加工尿酸原材料的"工作台"。于是设计出能严丝合缝对接的分子结构,堵住通道入口,阻止嘌呤代谢为尿酸。这种新型分子被命名为非布司他(Febuxostat)。
2008-2009年
非布司他于2008年4月获欧洲EMEA批准上市(商品名Adenuric),
2009年2月获美国FDA批准(商品名Uloric)。
这是近40年来FDA批准上市的首个抗痛风新药,结束了别嘌醇独步天下的历史。
非布司他是人类历史上首个非嘌呤类选择性黄嘌呤氧化酶抑制剂。与别嘌醇相比,它具有以下优势:选择性更高,不影响嘌呤和嘧啶代谢中的其他酶;主要经肝脏代谢,肾功能不全患者无需大幅调整剂量;在别嘌醇过敏患者中不易引起超敏反应。2012年,非布司他被《美国高尿酸血症痛风诊疗指南》推荐为一线用药。
不过,非布司他也有其局限。临床试验显示,与别嘌醇相比,非布司他组在治疗初期痛风发作更频繁,且心血管事件发生率略高。2019年,FDA对非布司他添加了心血管死亡黑框警告,建议有严重心血管疾病的患者谨慎使用。在中国市场,非布司他因其对亚洲人群的安全性优势(无需HLA-B*5801基因筛查),仍是抗痛风制剂的销售冠军。
5.3 托匹司他
继非布司他之后,托匹司他(Topiroxostat)成为第三个获批的黄嘌呤氧化酶抑制剂。该药于2013年在日本获批上市(目前仅在日本获批),其药代动力学不受轻中度肾功能损害的影响。研究显示其对降低血尿酸有良好效果,且对肾功能无明显影响。
六、尿酸氧化酶:从肿瘤溶解综合征到难治性痛风
6.1 人类尿酸酶的缺失
在大多数哺乳动物体内,尿酸氧化酶(urate oxidase,又称尿酸酶/uricase)能将尿酸催化氧化为水溶性的尿囊素(allantoin),后者水溶性是尿酸的5-10倍,易于经肾脏排出。然而,人类在进化过程中丢失了尿酸氧化酶基因的表达(UOX基因发生无义突变),因此尿酸成为嘌呤代谢的终产物,这也是人类易患高尿酸血症和痛风的根本原因之一。
6.2 非重组尿酸氧化酶(Uricozyme)
1975年
法国上市的Uricozyme是第一种用于临床的尿酸氧化酶,
从黄曲霉(Aspergillus flavus)培养物中提取。
主要用于预防和治疗肿瘤溶解综合征(TLS)引起的高尿酸血症。
然而,Uricozyme存在提取产率低、纯度难以保证以及过敏反应等问题,限制了其临床应用。
6.3 拉布立酶(Rasburicase)
2001-2002年
赛诺菲(Sanofi)开发的拉布立酶——首个重组尿酸氧化酶,
通过将黄曲霉尿酸氧化酶基因的cDNA在酿酒酵母中表达获得。
2001年2月获EMA批准(商品名Fasturtec),2002年7月获FDA批准(商品名Elitek)。
拉布立酶主要用于预防和治疗血液肿瘤化疗引起的肿瘤溶解综合征(TLS)相关高尿酸血症。它能快速将尿酸转化为水溶性尿囊素,单次给药4小时内即可降解循环中的尿酸。临床研究表明,拉布立酶在降低血尿酸方面优于别嘌醇。该药的主要局限包括:半衰期较短(约15-22小时)、可能产生抗药抗体、禁用于G6PD缺乏症患者(可引起严重溶血和高铁血红蛋白血症),以及高昂的价格。
6.4 培戈洛酶(Pegloticase)
2010年9月14日
Savient Pharmaceuticals开发的培戈洛酶(商品名Krystexxa)获FDA批准,
用于治疗难治性慢性痛风——即对常规降尿酸药物治疗无效或不耐受的患者。
这是痛风治疗领域首个注射用生物制剂。
培戈洛酶是一种PEG化重组尿酸氧化酶(来源于猪的尿酸酶)。通过在酶分子上偶联聚乙二醇(PEG)链,使其半衰期从约8小时延长至10-12天,同时降低了外源蛋白的免疫原性。给药方式为每两周静脉输注一次。
临床数据显示,培戈洛酶对常规治疗无效的严重痛风患者有显著疗效——能快速降低血尿酸水平,并促进痛风石溶解和沉积物消退。然而,约40%的患者会随时间产生抗PEG抗体,导致疗效下降和输液反应。2022年7月,FDA批准培戈洛酶与甲氨蝶呤联合使用,以提高疗效并减少输液反应。2013年EMA曾授予培戈洛酶上市许可,但2016年因商业原因在欧洲撤回。
七、雷西纳德与新一代URAT1抑制剂
7.1 URAT1靶点的发现
2002年,日本科学家榎本(Enomoto)等人正式鉴定并克隆了尿酸盐阴离子转运蛋白1(URAT1),揭示了肾脏重吸收尿酸的分子机制。这一发现为开发高选择性促尿酸排泄药物提供了明确的分子靶点,开启了新一代降尿酸药物研发的新纪元。
7.2 雷西纳德(Lesinurad)
2015年
阿斯利康(AstraZeneca)开发的雷西纳德获FDA批准,
是全球首个相对选择性的URAT1抑制剂。
它由Ardea Biosciences在研发HIV药物时意外发现——
一种非核苷逆转录酶抑制剂(NNRTI)的代谢产物具有���尿酸排泄作用。
雷西纳德抑制URAT1和OAT4两个尿酸转运体,临床试验显示其单药治疗可导致一过性血清肌酐升高,因此FDA要求其必须与黄嘌呤氧化酶抑制剂(如别嘌醇)联合使用,并强调充分水化。2016年2月获EMA批准。
2019年
出于商业考量(销售业绩不及预期),
生产商将雷西纳德从市场撤回。尽管如此,
其开发历程验证了URAT1作为降尿酸靶点的治疗可行性,
为后续药物的研发铺平了道路。
7.3 多替诺雷(Dotinurad)
2020年
日本卫材(Eisai)开发的多替诺雷在日本获批上市,
用于治疗高尿酸血症和痛风。这是一种新型高选择性URAT1抑制剂(SURI),
被设计为苯溴马隆的安全替代品。
III期临床数据显示,多替诺雷4mg治疗58周后血尿酸达标率(≤6mg/dL)达100%,长期使用对肾功能无明显影响,对肝功能无临床相关影响,轻中度肾衰患者无需调整剂量。2024年12月,多替诺雷在中国获批上市。
7.4 在研新药
目前,多款新一代URAT1抑制剂正在全球范围内推进临床试验:
·AR882(一品红/Arthrosi):通过在苯溴马隆结构中引入氘原子和羟基基团,优化代谢路径以降低肝毒性风险。II期数据显示75mg剂量组82%患者血尿酸降至5mg/dL以下,且能显著溶解痛风石。已获FDA快速通道资格,全球III期临床正在进行中。
·SHR4640/Ruzinurad(恒瑞医药):国内临床进度最快的URAT1抑制剂,2025年1月上市申请获CDE受理。III期数据显示与别嘌醇相比在降酸效果上实现统计学优效。
·其他:海创药业HP501、通化东宝THDBH130、康缘药业WXSH0493、益方生物D-0120等超过10款国产URAT1抑制剂已进入临床阶段。
八、HLA-B*5801与药物基因组学
别嘌醇虽是降尿酸治疗的一线药物,但其在特定人群中存在严重的超敏反应风险。2005年,一项发表于《自然》的研究发现,中国汉族人群中HLA-B*5801等位基因与别嘌醇引起的严重皮肤不良反应(SJS/TEN/DRESS)之间存在极强的关联。
这一发现具有重大的临床意义:FDA已在别嘌醇说明书中建议,在HLA-B*5801等位基因频率较高的人群(如汉族、韩国、泰国裔)中使用别嘌醇前考虑进行基因筛查。在台湾和泰国的前瞻性研究表明,筛查HLA-B*5801可显著降低别嘌醇诱导严重皮肤不良反应的发生率。这也是药物基因组学在临床实践中成功转化的经典案例。
HLA-B*5801的存在也是非布司他在亚洲市场广受欢迎的重要原因之一——对于HLA-B*5801阳性的患者,非布司他是更安全的替代选择。
九、总结与展望
药物
类别
获批年份
作用机制
秋水仙碱
抗炎药
2009 (FDA正式批准)*
抑制微管聚合,抗炎
丙磺舒
促尿酸排泄
1950
抑制URAT1(非选择性)
别嘌醇
XO抑制剂
1966 (FDA)
嘌呤类似物,竞争性抑制XO
苯溴马隆
促尿酸排泄
1976
抑制URAT1(2003年欧洲撤市)
拉布立酶
尿酸氧化酶
2001 (EMA) / 2002 (FDA)
重组尿酸酶,催化尿酸→尿囊素
非布司他
XO抑制剂
2008 (EMA) / 2009 (FDA)
非嘌呤类选择性XO抑制剂
托匹司他
XO抑制剂
2013 (日本)
非嘌呤类选择性XO抑制剂
培戈洛酶
尿酸氧化酶
2010 (FDA)
PEG化重组尿酸酶
雷西纳德
促尿酸排泄
2015 (FDA) / 2019撤市
选择性URAT1/OAT4抑制剂
多替诺雷
促尿酸排泄
2020 (日本) / 2024 (中国)
高选择性URAT1抑制剂
回顾降尿酸药物的发展历程,我们可以清晰地看到几个关键趋势:
第一,从经验到理性的跨越。秋水仙的使用依赖数千年的经验积累;而别嘌醇的诞生标志着"合理药物设计"时代的到来——通过理解嘌呤代谢的分子机制,有目的地设计药物分子。这一转变不仅改变了痛风治疗,也深刻影响了整个现代制药业。
第二,从"一刀切"到精准医学。HLA-B*5801基因筛查的推广,使别嘌醇的使用从"开盲盒"变为可预判风险的精准用药。药物基因组学的应用正在向更多降尿酸药物延伸。
第三,从单一机制到多通路联合。21世纪的新药研发不再满足于单一的降酸机制,而是朝着选择性更高的靶点发展——从非选择性的丙磺舒到高选择性的URAT1抑制剂,从嘌呤类似物到非嘌呤类XO抑制剂,从天然尿酸酶到PEG化重组蛋白。
第四,从未满足需求到全球竞争。全球高尿酸血症和痛风患者已超过11亿,中国患者超过1.7亿。在巨大的临床需求驱动下,中国药企正从仿制走向自主创新,AR882、SHR4640等新一代药物有望在全球市场占有一席之地。
从古埃及纸草文稿中记载的秋水仙,到正在III期临床试验中的基因靶向新药,降尿酸药物的发展史是一部人类不断深入理解生命代谢过程、不断追求更安全有效治疗手段的历史。这条道路仍在延伸。