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布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂治疗B细胞肿瘤的研究进展

2019-06-19徐慧雯陈波斌

上海医药 2019年11期

徐慧雯 陈波斌

摘 要 布鲁顿酪氨酸激酶(Brutons tyrosine kinase, BTK)是B细胞受体信号传导通路的重要组分,与多种B细胞肿瘤的生存和增殖密切相关。临床试验已经证实,小分子BTK抑制剂伊布替尼具有良好的抗B细胞肿瘤活性。本文概要介绍BTK在B细胞受体等信号传导通路中的作用、对B细胞肿瘤发生和发展的影响以及BTK抑制剂用于B细胞肿瘤治疗的效果等研究进展。

关键词 布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂 B细胞肿瘤 伊布替尼

中图分类号:R979.19; R730.59 文献标志码:A 文章编号:1006-1533(2019)11-0003-05

Research progress in Brutons tyrosine kinase inhibitor in treatment of B cell malignancies*

XU Huiwen, CHEN Bobin**

(Department of Hematology, Huashan Hospital, Fudan University, Shanghai 200040, China)

ABSTRACT Brutons tyrosine kinase (BTK) is a key component of B cell receptor (BCR) signaling and is closely related to the survival and proliferation of various B cell malignancies. Small molecule inhibitors of BTK have shown antitumor activity in several clinical trials. The effects of BTK on BCR signaling and some other signaling pathways and the occurrence and development of B cell malignancies are summarized. In addition, the effects of BTK inhibitors for the treatment of B cell malignancies are also discussed.

KEY WORDS Brutons tyrosine kinase inhibitor; B cell malignancies; ibrutinib

布魯顿酪氨酸激酶(Brutons tyrosine kinase, BTK)是胞浆内非受体型酪氨酸激酶TEC家族中的一员,在B细胞生长发育、增殖分化过程中起着重要作用。BTK最早是于X-连锁无丙种球蛋白血症(X-linked agammaglobulinemia, XLA)患者中被发现的[1]。XLA患者因极度缺乏外周血B细胞和血浆免疫球蛋白,故会反复、持续发生严重感染。此后的研究证实,BTK是B细胞受体信号传导通路的重要组分,而B细胞受体信号传导通路在B细胞生长发育以及B细胞介导的适应性体液免疫应答过程中均发挥着至关重要的作用[2]。BTK在多种B细胞肿瘤中表达异常,如慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia, CLL)、套细胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma, MCL)等,提示BTK是抗B细胞肿瘤的一种潜在作用靶点。

BTK抑制剂是一类可与BTK共价结合的小分子化合物,依布替尼(ibrutinib)就属第一代BTK抑制剂。伊布替尼经选择性地与BTK的半胱氨酸残基(C481)共价结合,由此不可逆地抑制BTK的活性。临床试验显示,伊布替尼治疗B细胞肿瘤有极好的效果,故美国FDA于2013年批准了依布替尼上市,用于多种B细胞肿瘤的二线治疗[3]。2013—2017年,美国FDA又相继批准伊布替尼用于复发或难治的CLL、MCL和瓦尔登斯特伦巨球蛋白血症(Waldenstr?ms macroglobulinemia, WM)的一线治疗。本文概要介绍BTK在B细胞受体等信号传导通路中的作用、对B细胞肿瘤发生和发展的影响以及BTK抑制剂用于B细胞肿瘤治疗的效果和不良反应等的研究进展。

1 BTK在B细胞受体信号传导通路中的重要作用

B细胞膜上的B细胞受体能通过其胞外段可变区特异性地识别并结合抗原分子,但其胞内段结构域很短,CD79a-CD79b异源二聚体辅助B细胞受体向胞内传递活化信号。磷酸化后的CD79a-CD79b与B细胞连接蛋白(B-cell linker protein, BLNK)相互作用,使BLNK活化。BTK、脾酪氨酸激酶以及Src家族激酶如Lyn等多种激酶被招募、聚集至活化的BLNK周边,形成信号小体并发生磷酸化[4]。磷酸化的BTK激活磷脂酶C-γ2(phospholipase C-γ2, PLCγ2)。PLCγ2是一类极为重要的脂酶,可水解第二信使磷脂酰肌醇-3, 4, 5-三磷酸产生肌醇三磷酸和甘油二酯。肌醇三磷酸调节胞内钙离子浓度,激活活化T细胞核因子(nuclear factor of activated T cells, NFAT)。甘油二酯激活蛋白激酶C,诱导丝裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)家族如胞外信号调节蛋白激酶(extracellular signalregulated protein kinases, ERK)1、ERK2等多种激酶活化,活化的ERK1、ERK2会促使底物c-Jun氨基末端激酶、p38蛋白的MAPK的继续活化以及核因子κB(nuclear factor-κB, NF-κB)的转录激活[5]。总之,BTK被上游激酶磷酸化激活后能激活PLCγ2,从而引发下游级联反应,由此将上游B细胞受体活化信号传导至下游并最终激活NF-κB等。

除BTK能传导B细胞受体信号外,磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase, PI3K)可与丝氨酸/苏氨酸激酶Akt相互作用,招募Akt至胞膜区磷酸化而激活Akt。激活后的Akt会促使NFAT、FoxOs和NF-κB等核因子的转录,从而激活一条不同于B细胞受体受抗原刺激后通过BTK介导的信号传导通路,这条PI3K-Akt信号传导通路也被称为B细胞的“生存信号传导通路”[6]。BTK可促进Akt的磷酸化,由此正向调节PI3K-Akt信号传导通路的激活[7]。BTK在非经典的B细胞受体信号传导通路中亦起着一定的作用。

2 BTK对B细胞肿瘤生存和生长的影响

BTK信号传导通路的激活会发出启动CLL细胞生长的信号。通过检测CLL患者的肿瘤样本发现,CLL细胞的BTK呈过表达状态,且其磷酸化的程度组成性增高[8]。对CLL小鼠模型的研究也发现,BTK基因缺陷型小鼠不会发生CLL,而通过基因工程手段诱导BTK过表达的小鼠的CLL发生率和死亡率均升高[9]。体外研究显示,使用伊布替尼处理CLL细胞可降低肿瘤细胞生存和增殖的能力[10]。这些研究表明,BTK信号传导通路与CLL细胞的生存和增殖密切相关。

BTK在CLL细胞的迁移过程中亦发挥着重要作用。伊布替尼可有效阻断趋化因子CXCL12、CXCL13介导的CLL细胞向淋巴结生发中心的迁移[11]。此外,实验发现,在CLL细胞与B细胞激活因子、α-肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)、白细胞介素-4、白细胞介素-6和CD40配基共培养时,加入伊布替尼可降低CLL细胞的发育能力[12],提示BTK抑制剂具有中和CLL微環境中的促生存因子的作用。在CLL细胞与CLL相关巨噬细胞共培养时,使用BTK抑制剂处理亦见能明显减少CLL细胞增生和趋化因子CCL3、CCL4的生成[10],表明BTK抑制剂可通过阻断巨噬细胞的共刺激作用而产生抗肿瘤微环境的作用。

以上机制可部分解释伊布替尼治疗CLL时患者出现再分布性淋巴细胞增多症(redistribution lymphocytosis, RL)的原因[13]。RL表现为受累淋巴组织体积迅速缩小,而血液中的肿瘤细胞数量却一过性地显著增多。与传统化疗不同,伊布替尼通过“忽略性死亡”(death by neglect)机制使已脱离肿瘤微环境的肿瘤细胞死亡,故能避免因肿瘤细胞溶解死亡引发的肿瘤溶解综合征[13]。RL在治疗MCL、WM等患者时亦常见,可自行消退[14]。

总之,伊布替尼主要通过两种机制产生抗肿瘤活性:一是抑制肿瘤B细胞内部与其生存、增殖相关的信号传导通路,二是阻断肿瘤B细胞与肿瘤微环境的相互作用。

3 BTK抑制剂伊布替尼治疗B细胞肿瘤的临床研究

3.1 治疗CLL

对CLL小鼠模型的研究发现,伊布替尼治疗可显著延缓CLL进展[10]。Burger等[15]采用重水标记CLL患者的肿瘤细胞,以实时反映伊布替尼治疗时CLL细胞的代谢情况。结果发现,伊布替尼可阻断CLL细胞增生,促使CLL细胞死亡。Ⅰ期临床试验显示,伊布替尼治疗CLL的总应答率为69%[16]。Ⅰb /Ⅱ期临床试验显示,85例复发或难治的CLL患者接受伊布替尼治疗,随访20.9个月时的总应答率为71%,其中完全缓解率为3%;随访3年时的总应答率提高至90%[17]。伊布替尼单药治疗复发或难治的CLL疗效显著,且长期持续用药可进一步提高疗效。

部分影响CLL化疗预后的高危因素对伊布替尼治疗结果的影响较小[18]。鉴于伊布替尼单药治疗大多无法达到CLL完全缓解,患者仍存在微小残余病灶,须长期持续用药,故目前临床上正在开展多项伊布替尼联合其他抗肿瘤药物治疗CLL的临床试验,以期进一步提高疗效。

3.2 治疗MCL

Ⅰ期临床试验显示,9例MCL患者接受伊布替尼治疗,7例患者对治疗有良好应答[16]。Ⅱ期临床试验显示,111例复发或难治的MCL患者接受伊布替尼治疗,总应答率为68%,其中完全缓解率为21%,中位疾病无进展生存时间(progression-free survival, PFS)为13.9个月[19]。Ⅲ期临床试验证实,伊布替尼单药治疗复发或难治的MCL的疗效优于替西罗莫司(temsirolimus)[20]。伊布替尼治疗进展期MCL的疗效不佳且复发率高[21]。对伊布替尼治疗高度敏感的MCL患者多为经典的B细胞受体信号传导通路过度活化者,耐药患者则主要为非经典的B细胞受体信号传导通路过度活化者以及TNF受体相关因子-2基因突变者[22]。

3.3 治疗WM

WM患者中约90%存在髓样分化原发性反应基因88(myeloid differentiation primary response gene 88, MYD88)突变,约30%存在趋化因子受体CXCR4基因突变[23]。一项伊布替尼治疗WM的临床试验显示,总应答率为89.5%,其中应答性最好的是MYD88突变、而CXCR4基因为野生型的患者,他们对伊布替尼治疗的总应答率为100%,且应答持续时间更长[24]。突变后的MYD88可通过BTK信号传导通路激活NF-κB,此通路可被伊布替尼阻断;而CXCR4基因突变会诱导Akt和ERK表达,表现出拮抗伊布替尼诱导WM细胞凋亡的作用。因此,应依据WM患者的基因突变类型决定是否选用伊布替尼治疗。

4 B细胞肿瘤对伊布替尼的耐药性

对伊布替尼耐药的CLL患者常会发生Richter转化,即由CLL转化为侵袭性淋巴瘤如弥漫性大B细胞淋巴瘤等。这类患者多存在高风险基因型,如CLL细胞存在未突变型免疫球蛋白重链可变区基因、CLL细胞染色体17p缺失等,他们常因疾病进展或发生Richter转化而不得不中止治疗,中位总生存期仅3.1个月,预后极差[25]。伊布替尼作为三线用药治疗B细胞肿瘤的疗效显著差于一、二线用药,且导致肿瘤出现耐药性的几率也更大[26]。

CLL细胞BTK中的C481S结构的改变以及BTK信号传导通路中的重要组分PLCγ2基因位点R665W和L845F的突变会导致CLL细胞对伊布替尼耐药:C481S结构的改变会降低BTK对伊布替尼的亲和性,PLCγ2基因的突变则会导致BTK信号传导通路下游自行激活[27]。研究发现,使用B细胞淋巴瘤因子-2抑制剂唯奈托克(venetoclax)可克服CLL患者因PLCγ2基因突变引起的对伊布替尼的耐药性[28],使用细胞周期蛋白依赖性激酶-4抑制剂可提高MCL细胞对伊布替尼的敏感性[29]。

5 伊布替尼治疗的不良反应及第二代BTK抑制剂的研发

伊布替尼治疗的不良反应程度多为轻到中度,但其某些严重不良反应亦可导致治疗中断[30]。接受伊布替尼治疗,约50%患者会出现感染症状,其中20%为机会性致病菌感染性肺炎[31];约3%患者发生较严重的出血事件[32];超过16%患者发生心房纤颤[33]。发生心房纤颤的患者需使用抗凝药物预防脑卒中,但此又会提高出血风险,故对伊布替尼治疗患者应予以密切监测。伊布替尼抑制心肌细胞PI3K-Akt信号传导通路可能是其引发心房纤颤的原因,但具体机制还未明确[34]。

伊布替尼不是BTK的特异性抑制剂,它存在脱靶效应,与TEC家族的激酶(如Itk、Tec、Bmx等)、表皮生长因子受体、T细胞X染色体激酶和Janus激酶-3等均可发生相互作用,由此产生毒性及不良反应[35]。目前,国外正在研发第二代BTK抑制剂,包括acalabrutinib(ACP-196)、ONO/GS-4059和BGB-3111,它们对BTK的选择性更高,有望减少不良反应发生率[36-37]。

6 结语

BTK是B细胞相关的多种信号传导通路、尤其是B細胞受体信号传导通路的重要组分,以BTK为作用靶点的小分子BTK抑制剂伊布替尼已在多项临床试验中显示对B细胞肿瘤治疗有显著效果。未来除继续研发第二代BTK抑制剂外,研究并确定BTK抑制剂与其他抗肿瘤药物联合治疗B细胞肿瘤的方案也是非常重要的。

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