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建议收藏 | 一文读懂BTK 抑制剂的作用机制

发表日期 2023-12-29 10:46:05    454

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。

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、SH3结构域、SH2结构域和SH1/TK催化结构域,这些结构域可以识别并结合多种信号分子。

 

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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SH3结构域,触发SH3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SH3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,SH3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。