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一文读懂BTK 抑制剂的作用机制

2023-12-28健康

布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂(BTK inhabitor,BTKi)改变了B细胞淋巴瘤患者的治疗手段,这类靶向药在不少患者中很大程度上取代了化学、免疫治疗。本文将从BTK与BCR信号通路转导、淋巴瘤发生发展与BCR信号通路的关系、BTKi治疗淋巴瘤的靶点方面,简单介绍BTKi在淋巴瘤中的作用机制。

专家简历

林全德

  • 郑州大学附属肿瘤医院

  • 河南省肿瘤医院血液科 主任医师

  • 医学博士,硕士生导师

  • 美国小石城MM研究所访问学者

  • 2020年度中原青年拔尖人才

  • 中国医促会肿瘤内科分会委员

  • 中国医药质量管理协会细胞治疗质量控制与研究委员会委员

  • BTK 与 BCR 信号通路

    布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)是由659个氨基酸组成的蛋白质,属于非受体酪氨酸激酶的 Tec家族 [1] 。除T细胞和浆细胞外,BTK在所有造血细胞中广泛存在。BTK包含5个结构域(如图1):PH结构域、TH结构域、Sp结构域、Sp结构域和Sp/TK催化结构域,这些结构域可以识别并结合多种信号分子。

    图 1 BTK 的结构示意图

    B细胞抗原识别受体(BCR)是B细胞特异性标志之一,是由膜免疫球蛋白和Igα(CD79a)/Igβ(CD79b)组成的复合体。BCR信号通路参与B细胞的正常生长、发育、分化等过程, BTK是BCR信号通路中的关键激酶,传递BCR接受到的信息并调控B细胞增殖和存活。

    BCR与抗原结合后,BCR信号通路即被激活。首先,BCR由于抗原的多价性被诱导聚集, 诱导CD79A和CD79B细胞质尾部的ITAM残基磷酸化,从而形成信号复合体 。其次,聚集的BCR导致Scr家族分子(LYN、SYK、FYN、BLK等)的磷酸化。而后,Scr家族分子使BTK的催化结构域Tyr551位点发生磷酸化,活化的催化结构域催化Sp结构域,触发Sp结构域Tyr223位点自磷酸化,最终, 双位点磷酸化才是BTK的激活形式 [2] 。BTK参与B淋巴细胞中各种细胞信号的传导与放大,活化MAPK、NF-KB、转录因子(NFAT)等信号通路,从而调控基因表达,同时抑制B细胞的凋亡。总之, BTK的正常表达对B细胞的成熟、存活、分化、凋亡、迁移等至关重要

    淋巴瘤的发生与 BCR 信号通路异常

    BCR信号通路是多种B细胞淋巴瘤生长和播散的关键驱动因素。 B细胞淋巴瘤大多数都表达膜免疫球蛋白和BCR聚合物。BCR信号通路中,一部分酶可引起染色体易位,改变免疫球蛋白的基因位点,形成致癌基因 [3] 。同时,BCR与抗原结合后,激活BCR信号途径,促进肿瘤细胞的生长与存活 [4]

    BCR信号通路介导了慢性淋巴细胞白血病(CLL)的发生发展。 研究发现,CLL患者有显著的自发BCR信号转导,也有研究发现CLL细胞中BCR信号途径相关基因的表达上调 [4] 。BCR通路的过度激活会诱导促活因子生成,包括抗凋亡BCL-2家族蛋白、髓系白血病细胞分化蛋白(Mcl-1)等,从而抑制肿瘤细胞凋亡。套细胞淋巴瘤(MCL)的相关研究发现,BCR信号通路的相关分子磷酸化水平上调,即: BCR信号通路的过度活化是MCL的发病机制之一。 MCL中BTK高表达且Sp结构域Tyr223位点被异常磷酸化,部分患者还伴有其他结构域的组成型磷酸化 [5]

    BTKi治疗淋巴瘤的作用机制

    BTK通过Scr家族分子激活下游B细胞生存途径,如MAPK、NF-KB,这些途径对BCR的信号转导起到重要作用。在BTK受抑制的情况下,B细胞凋亡显著增加,这与BCR介导的抗凋亡蛋白Bcl-xL的活性降低有关 [6] 。此外,缺乏BTK的B细胞难以从细胞周期G1期转变为S期,将影响B细胞增殖 [7] 。BTKi分为三代, 一代与二代BTKi均不可逆共价结合BTK催化结构域的Cys481 (如图1),导致催化结构域无法发挥效应,Sp结构域Tyr223不能自磷酸化,从而发挥BTK抑制作用。一代与二代BTKi由于化学结构设计的不同,对BTKCys481的特异性结合有所区别,二代BTKi的特异性更强。 三代BTKi通过形成氢键与BTK非共价结合抑制BTK通路 ,从而抑制BTK的活性。

    不同BTKi治疗淋巴瘤的作用机制及靶点

    尽管第一代BTKi的临床疗效良好,但其特异性不够强,脱靶效应更常见。 含有Cys481半胱氨酸残基的激酶,包括TEC家族激酶(如ITK)、表皮生长因子受体(EGFR)、Janus激酶3(JAK3),都会被一代BTKi脱靶抑制,因此常导致多个器官、系统的副作用及毒性反应。一项针对308例CLL患者的研究中,采用伊布替尼治疗的患者因不良事件而导致的停药人数达45例,不良事件包括感染、出血、心源性猝死等 [8]

    第二代BTKi提 升了对BTK的结合效力和选择性 ,在表现出显著疗效的同时 而不抑制EGFR、ITK等信号通路,因此能够减少脱靶效应,不良反应更少 [9] 。阿可替尼治疗既往经治高危CLL成人患者的III期ELEVATE-RR研究达到无进展生存期非劣效于伊布替尼的主要终点。ELEVATE-RR研究是首个在CLL患者(成人最常见白血病类型)中开展的头对头比较两种BTKi疗效的III期临床研究。发现阿可替尼的房颤房扑、出血发生率及高血压发生率显著更低 [10] 。泽布替尼对比伊布替尼的ALPINE研究也是证实了在房颤等安全性指标中优于伊布替尼 [11]

    第三代BTKi是通过与BTK其他位点形成氢键(如K430、M477),可逆性结合BTK,从而抑制BTK的活性。在目前已知的非共价结合的BTKi中,LOXO-305表现较为突出 [12] 。 然而,其在 未接受过BTKi治疗的患者中的应用、疾病再次进展的治疗策略 的研究较少,治疗潜力仍待观察,目前国内尚未获批上市。

    小结

    BTK通过介导BCR信号通路促进了B细胞淋巴瘤的发生与发展,BTKi是多类B细胞淋巴瘤的有效治疗药物。BTKi主要通过共价结合BTK催化结构域Cys481、非共价结合BTK蛋白发挥作用。相比一代BTKi,二代BTKi的获批上市使患者有了更具安全性的治疗手段,尤其对于耐受性差的患者。三代BTKi的临床治疗潜力仍需更多研究证实。

    参考文献(向下滑动查看更多)

    [1] McDonald, C., Xanthopoulos, C., & Kostareli, E. (2021). The role of Bruton's tyrosine kin ase in the immune system and disease. Immunology, 164(4), 722–736. https://doi.org/10.11 11/imm.13416

    [2] Pal Singh, S., Dammeijer, F., & Hendriks, R. W. (2018). Role of Bruton's tyrosine kinase in B cells and malignancies. Molecular cancer, 17(1), 57. https://doi.org/10.1186/s12943-018-07 79-z

    [3] 戴杏,贾晓益,吴育晶等.B 细胞受体信号及其靶向抑制剂在恶性淋巴瘤中的作用[J].中国药理学通报,2014, 30(05):604-607.

    [4] 李姮,邱录贵.BCR 信号途径在B 细胞肿瘤中的作用及靶向药物研究[J].临床血液学杂志,2015,28(05):455

    -458.DOI:10.13201/j.issn.1004-2806.2015.05.027

    [5] 陈潇,龚国清.布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)信号通路与疾病[J].药学研究,2020,39(03):169-175.DOI:10.1350 6/j.cnki.jpr.2020.03.011

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    [10] Byrd, J. C., Hillmen, P., Ghia, P., et.al.. (2021). Acalabrutinib Versus Ibrutinib in Previousl y Treated Chronic Lymphocytic Leukemia: Results of the First Randomized Phase III Trial. Jo urnal of clinical oncology : official journal of the American Society of Clinical Oncology, 39 (31), 3441–3452. https://doi.org/10.1200/JCO.21.01210

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    [12] Thompson, P. A., & Tam, C. S. (2023). Pirtobrutinib: a new hope for patients with BTK inhibitor-refractory lymphoproliferative disorders. Blood, 141(26), 3137–3142. https://doi.org/ 10.1182/blood.2023020240

    CN-126794 Expiration Date:2024-1-19

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    编辑:Arya

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