吳艷青肖 健李校堃，3

（1 溫州大學(xué)生命科學(xué)研究院，溫州 325035；2 溫州市生物醫(yī)藥協(xié)同創(chuàng)新中心，溫州 325035；3 溫州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，溫州 325035）

成纖維細(xì)胞生長因子的轉(zhuǎn)化研究及藥物研發(fā)進(jìn)展

吳艷青1，2肖 健2，3李校堃1，2，3

（1 溫州大學(xué)生命科學(xué)研究院，溫州 325035；2 溫州市生物醫(yī)藥協(xié)同創(chuàng)新中心，溫州 325035；3 溫州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，溫州 325035）

吳艷青，講師，研究方向?yàn)镕GFs在神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病中的修復(fù)作用。

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成纖維細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factors，F(xiàn)GFs）是一類生物進(jìn)化上高度保守的多肽，在機(jī)體內(nèi)的許多組織和器官均有分布。FGFs系統(tǒng)由多個(gè)受體和配體組成，其中堿性成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）和酸性成纖維生長因子（acidic fibroblast growth factor，aFGF）的研究最為活躍。FGFs通過FGF受體（FGFR）促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移、存活和分化，參與胚胎發(fā)育、損傷組織修復(fù)、新生血管形成、干細(xì)胞增殖分化、神經(jīng)再生、鈣磷代謝等，在創(chuàng)傷修復(fù)、心血管系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及骨軟骨再生等方

成纖維細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factors，F(xiàn)GFs）是生物體內(nèi)重要的生長因子，對來源于中胚層和神經(jīng)外胚層的組織細(xì)胞具有廣泛的生物學(xué)作用，參與創(chuàng)傷修復(fù)、神經(jīng)修復(fù)、代謝調(diào)控、新生血管形成和胚胎發(fā)育等過程。隨著分子生物學(xué)等技術(shù)的不斷進(jìn)步，生物科學(xué)家們對FGFs的研究不斷深入，F(xiàn)GFs有望成為一種新的治療手段，為疾病的治療提供新思路。目前，F(xiàn)GFs運(yùn)用于燒傷創(chuàng)面及慢性潰瘍創(chuàng)面治療已有新藥上市應(yīng)用。文章就FGFs在創(chuàng)傷修復(fù)、神經(jīng)修復(fù)、代謝調(diào)控和內(nèi)臟缺血性損傷等領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化研究及其藥物研發(fā)進(jìn)行介紹。面均扮演重要作用，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場前景。目前已有大量關(guān)于FGFs在創(chuàng)傷修復(fù)、糖尿病足潰瘍、心血管疾病和代謝調(diào)控等領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化研究。

1 FGFs概述

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FGFs是1973年Armelin 首次從小鼠腦垂體提取液中純化分離出的能促進(jìn)細(xì)胞生長的活性物質(zhì)1。目前，F(xiàn)GFs超家族共被發(fā)現(xiàn)23個(gè)成員，每一個(gè)成員都包含一個(gè)保守的120個(gè)氨基酸核心區(qū)，其中包括6個(gè)同樣的散布氨基酸序列3，其中心區(qū)域氨基酸序列存在高度同源性的硫酸乙2酰肝素結(jié)合域。FGFs分泌蛋白配體可分為旁分泌型和內(nèi)分泌型，F(xiàn)GF1～FGF18、FGF20、FGF22屬于旁分泌型，內(nèi)分泌型包括FGF19、FGF21、FGF23。旁分泌型FGFs需要硫酸乙酰肝素作為受體激活的輔因子，而內(nèi)分泌FGFs依賴Klotho協(xié)同受體激活受體45。FGFRs是一類跨膜的酪氨酸激酶受體，為單鏈的糖蛋白分子，包括細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和細(xì)胞內(nèi)激酶區(qū)6。已知哺乳動物有FGFR1、FGFR2、FGFR3和FGFR4等4種FGFRs。FGFs通過結(jié)合細(xì)胞表面的酪氨酸激酶FGFRs從而發(fā)揮其生物學(xué)功能。

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FGFs與相應(yīng)的FGFR結(jié)合后，引發(fā)受體二聚化，活化受體酪氨酸激酶，進(jìn)而激活細(xì)胞內(nèi)信號通路。目前，已知FGFR激酶可以引發(fā)3條信號通路，包括MAPKK/ MAPK激酶途徑、BAX/BCL-2相關(guān)蛋白途徑和PDK/磷酸肌醇-依賴蛋白激酶途徑1。FGFs具有很強(qiáng)的促細(xì)胞生長作用和廣泛的生物學(xué)作用，能影響多種細(xì)胞的生長、分化及功能，如血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、卵泡粒層細(xì)胞等，同時(shí)也是重要的有絲分裂促進(jìn)因子，是形態(tài)發(fā)生和分化的誘導(dǎo)因子，在正常生理和病理過程中參與生長發(fā)育和組織損傷的修復(fù)過程。與FGFs相關(guān)的人類疾病在國內(nèi)外早有報(bào)道，F(xiàn)GF23在常染色體顯性遺傳低磷性佝僂病患者中功能增加，F(xiàn)GF3在耳聾患者中功能降低，F(xiàn)GF10在LADD綜合征患者中功能降低，F(xiàn)GF8在卡爾曼綜合征患者中功能降低7。

2 FGFs在創(chuàng)面修復(fù)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化研究及藥物開發(fā)

我國每年創(chuàng)傷修復(fù)的治療需求高達(dá)1億人次以上，慢性創(chuàng)面的平均住院日為21天，平均治療費(fèi)用超過1.2萬元，給社會和家庭造成極大的負(fù)擔(dān)。作為在皮膚、毛囊和汗腺等組織修復(fù)中最為重要的調(diào)控因子之一，F(xiàn)GFs可以影響創(chuàng)傷修復(fù)的整個(gè)過程，包括早期的炎癥反應(yīng)、肉芽組織再生、再上皮化等。在600例大面積燒傷均為深Ⅱ度病人中，以80IU/cm2的劑量將bFGF作用于創(chuàng)面，發(fā)現(xiàn)bFGF能顯著縮短創(chuàng)傷修復(fù)時(shí)間，提高創(chuàng)傷修復(fù)質(zhì)量8。糖尿病潰瘍作為糖尿病常見并發(fā)癥之一，是一種難愈性的皮膚損傷，研究發(fā)現(xiàn)在動物模型或糖尿病患者身上使用各種外源性的生長因子包括FGFs，可顯著促進(jìn)創(chuàng)傷愈合10。因此，將FGFs開發(fā)為創(chuàng)傷修復(fù)的藥物具有重要的臨床意義和社會價(jià)值。

在FGFs新藥開發(fā)過程中，筆者科研團(tuán)隊(duì)解決了長期制約FGF產(chǎn)業(yè)化的系列工程技術(shù)難題，率先研制出FGF系列創(chuàng)新藥物，并廣泛應(yīng)用于燒、創(chuàng)傷和糖尿病并發(fā)癥的治療。2002年重組人堿性FGF（rh-bFGF）獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)，用于慢性創(chuàng)面、新鮮創(chuàng)面和燒傷創(chuàng)面的治療。隨后bFGF被開發(fā)為凝膠劑、噴霧劑、滴眼劑等多種劑型。2006年，商品名為“艾夫吉夫”的重組人酸性FGF（rh-aFGF）1類新藥在中國上市，該藥物主要用于治療深Ⅱ度燒傷創(chuàng)面和慢性9潰瘍創(chuàng)面。目前，F(xiàn)GFs已被美國創(chuàng)面愈合協(xié)會（Wound Healing Society）和歐洲傷口管理協(xié)會（European Wound Management Association）推薦用于難愈性潰瘍的治療。日本整形專家 Sadanori Akita 在專著《燒傷整形外科圖譜》中以單獨(dú)章節(jié)介紹了bFGF抑制瘢痕的臨床應(yīng)用。斯坦福大學(xué)科學(xué)家Khavari在《Science》撰文中也高度評價(jià)獲中國批準(zhǔn)的FGF2新藥在創(chuàng)面愈合過程中對肉芽組織形成、汗腺和毛囊再生具有重要的意義11。

3 FGFs在神經(jīng)修復(fù)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化研究及藥物開發(fā)

FGFs可促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的分化、遷移而產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。已有研究證實(shí)，中樞神經(jīng)損傷后，bFGF可通過PI3K/Akt信號通路，參與神經(jīng)再生和修復(fù)的過程，并起到關(guān)鍵作用12。此外，bFGF在周圍神經(jīng)損傷和再生過程中也扮演著重要的角色，能促進(jìn)軸突近端神經(jīng)殘端產(chǎn)生分支，影響神經(jīng)細(xì)胞、施旺細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的增殖分化13。外源性bFGF對保護(hù)受損感覺神經(jīng)元和軸突橫斷再生都有明顯作用14。另外，Wu等15的研究發(fā)現(xiàn)aFGF能顯著促進(jìn)脊髓損傷后神經(jīng)功能恢復(fù)并且表現(xiàn)出很好的臨床安全性；國際著名神經(jīng)科學(xué)家Fehlings教授稱，aFGF為脊髓損傷的臨床治療提供了新途徑。可見，F(xiàn)GFs在神經(jīng)損傷疾病上具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

目前，由于體內(nèi)用藥的安全性等問題還未解決，F(xiàn)GFs在神經(jīng)損傷修復(fù)上的應(yīng)用研究尚處于動物實(shí)驗(yàn)階段，未進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)階段。最新的研究開始關(guān)注開發(fā)bFGF用于神經(jīng)損傷的新劑型上，如開發(fā)新型納米包載材料或新型生物親和凝膠載體材料等。FGFs生物活性的多效性以及神經(jīng)營養(yǎng)的廣譜性，為其從基礎(chǔ)走向臨床提供了保證?？梢哉f，F(xiàn)GFs運(yùn)用于神經(jīng)損傷修復(fù)是神經(jīng)損傷治療領(lǐng)域的一個(gè)新探索。

4 FGFs在代謝調(diào)控領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化研究及藥物研發(fā)

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已有大量研究表明，F(xiàn)GFs參與糖代謝、脂代謝和膽汁酸代謝過程，參與調(diào)控代謝作用的FGFs家族成員包括FGF1、FGF15、FGF19、FGF21、FGF2316～18。“FGFs參與代謝調(diào)控”已入選為《Cell Metabolism》十周年十大科技新發(fā)現(xiàn)。目前已知，F(xiàn)GF1可以治療2型糖尿病小鼠，降低血糖，且不會導(dǎo)致如胰島素樣的低血糖癥狀18。作為與絕大多數(shù)FGFs家族成員不同的成纖維生長因子，F(xiàn)GF21無法與肝素特異性結(jié)合且無促進(jìn)細(xì)胞生長及分化作用。筆者科研團(tuán)隊(duì)在臨床上發(fā)現(xiàn)FGF21在人體內(nèi)的水平與糖尿病發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，并闡明了FGF21通過PPARγ-脂聯(lián)素（ADN）途徑在肝臟和肌肉中發(fā)揮其抗糖尿病的分子藥理機(jī)制19～21。Goetz22將FGF21評價(jià)為治療肥胖、2型糖尿病及相關(guān)代謝性疾病最有前途的藥物之一。大量的臨床試驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)GF21有望成為2型糖尿病的一線治療藥物。目前，禮來公司的FGF21改構(gòu)體已進(jìn)入Ⅲ期臨床研 究24；安進(jìn)公司的FGF21同類產(chǎn)品也處于臨床前研究階段2325。同時(shí)，糖尿病、動脈粥樣硬化及肝損傷動物模型揭示，F(xiàn)GFs家族蛋白能夠通過FGF-PPARγ-ANP信號軸調(diào)控糖脂代謝，從而達(dá)到調(diào)控血糖、改善動脈粥樣硬化及保護(hù)肝臟損傷的作用，由此可知，F(xiàn)GF-PPARγ-ANP信號軸可作為FGFs治療代謝性疾病的全新靶點(diǎn)26。此外，研究2021發(fā)現(xiàn)FGF15或FGF19可與FGFR4結(jié)合激活JNK信號通路進(jìn)而抑制膽汁酸的合成17。綜上所述，F(xiàn)GFs治療代謝性疾病的作用機(jī)制研究將為新型的代謝性疾病治療藥物研發(fā)提供重要的理論依據(jù)。

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5 FGFs在內(nèi)臟缺血性損傷及抗腫瘤領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化研究

將生長因子用于促進(jìn)缺血性內(nèi)臟損傷主動修復(fù)既是創(chuàng)傷修復(fù)概念的擴(kuò)展，也是嚴(yán)重創(chuàng)傷救治發(fā)展的新要求。特別是對于嚴(yán)重創(chuàng)傷者，受損內(nèi)臟的迅速修復(fù)對于預(yù)防多臟器功能障礙綜合征向多器官功能衰竭發(fā)展十分重要。FGFs參與內(nèi)臟缺血性損傷修復(fù)過程。在對腸系膜上動脈夾閉造成腸道缺血再灌注損傷動物研究中，發(fā)現(xiàn)靜脈給予小劑量FGFs不僅可以顯著降低肝功能損害，改善肝臟組織結(jié)構(gòu)，防止腸道細(xì)菌與毒素向腸系膜淋巴結(jié)、肝臟及血漿移位，同時(shí)可以顯著改善腸黏膜結(jié)構(gòu)；在腎動脈缺血模型，F(xiàn)GFs不僅可以顯著改善腎功能，降低血漿BUN、Cr 含量，而且可以明顯改善腎組織結(jié)構(gòu)。對缺血性心肌，bFGF可以在梗死灶周圍建立起側(cè)支循環(huán)，實(shí)現(xiàn)生物搭橋。Wang等27探究了bFGF治療心肌局部缺血/再灌注損傷的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)bFGF通過PI3K/Akt/ERK1/2信號通路緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激作用和線粒體損傷從而促進(jìn)心肌局部缺血/再灌注損傷修復(fù)。

FGFR的異常表達(dá)或基因突變是腫瘤發(fā)生的重要誘導(dǎo)因素。FGFs和FGFR作為新藥開發(fā)的靶點(diǎn)，目前FGFR抑制劑在抗腫瘤藥物的轉(zhuǎn)化研究也取得一定進(jìn)展。針對FGFR基因突變或過度表達(dá)的多個(gè)FGFR小分子抑制劑，如多韋替尼、ki23057和azd4547等在臨床前動物模型或臨床中表現(xiàn)出一定試驗(yàn)效果28。

6 展 望

FGFs是具有廣泛生理功能和重要臨床應(yīng)用價(jià)值的生長因子，受到國內(nèi)外科學(xué)家的高度重視。已有大量關(guān)于FGFs對創(chuàng)傷、神經(jīng)損傷和代謝紊亂等疾病的臨床轉(zhuǎn)化研究，為新型FGFs藥物研發(fā)提供重要理論依據(jù)。目前FGFs藥物已廣泛應(yīng)用于皮膚損傷、燒燙傷和糖尿病足潰瘍等創(chuàng)傷創(chuàng)面的治療。FGFs劑型除了噴霧劑、溶液劑、凝膠劑和復(fù)合貼劑等，常用的還有凍干粉末制劑。但是作為一種新的治療手段，不僅要解決FGFs的給藥形式和穩(wěn)定性等核心問題，還要進(jìn)一步開發(fā)FGF家族其他蛋白的新適應(yīng)證，擴(kuò)大FGFs的臨床應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)FGFs的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

10.3969/j.issn.1674-0319.2016.06.004