布魯頓酪氨酸激酶及其抑制劑研究進展

張鵬應 陳璐 陳海飛 李群益 施孝金

摘 要 布魯頓酪氨酸激酶（Brutons tyrosine kinase， BTK）是B細胞抗原受體信號通路的關鍵調節因子，在多種B細胞惡性腫瘤的發生、發展中起著重要作用。BTK抑制劑是一類新型抗腫瘤藥物，現已有3個BTK抑制劑獲得美國FDA批準。多項大型臨床試驗證實，BTK抑制劑對慢性淋巴細胞白血病和套細胞淋巴瘤的療效良好。BTK抑制劑聯合其他化療藥物治療多種實體瘤的臨床研究亦已取得一定進展。本文概要介紹BTK的結構、功能及其抑制劑的臨床研究進展。

關鍵詞 布魯頓酪氨酸激酶 依魯替尼 B細胞惡性腫瘤

中圖分類號：R979.19； R730.53 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1533（2020）15-0008-05

Advances in Brutons tyrosine kinase and its inhibitors*

ZHANG Pengying1**， CHEN Lu1， CHEN Haifei1， LI Qunyi1， 2， SHI Xiaojin1， 2***（1. Department of Pharmacy， Northern Division of Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 201907， China； 2. Department of Pharmacy， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）

ABSTRACT Brutons tyrosine kinase （BTK） is a key molecule involved in multiple functions of B cells， and also plays an important role in the occurrence and development of various B cell malignancies. In the development of BTK inhibitors targeting BTK， there are currently three BTK inhibitors approved by the FDA for marketing. Several large-scale clinical trials have found that BTK inhibitors have excellent effects on chronic lymphocytic leukemia and mantle lymphoma. More progress has been also made in the trials around BTK inhibitor combined with other chemotherapeutic drugs to treat multiple solid tumors. The structure， functions and inhibitors of BTK are reviewed in this article.

KEY WORDS Brutons tyrosine kinase； ibrutinib； B cell malignancies

布魯頓酪氨酸激酶（Brutons tyrosine kinase， BTK）在腫瘤發生、發展中起著關鍵作用，對白血病等各種B細胞惡性腫瘤細胞的生存至關重要。1952年，美國兒科醫生Ogdon Bruton首次發現，BTK在一種遺傳性免疫缺陷疾病X連鎖無丙種球蛋白血癥患者中表達異常，與患者反復出現細菌感染有關[1-2]。BTK的小分子抑制劑在臨床試驗中顯示有優異的抗腫瘤活性[3-4]，引起人們極大的關注。BTK抑制劑依魯替尼（ibrutinib）可口服給藥，其通過與BTK活性位點的半胱氨酸殘基形成共價鍵產生抑酶作用，2016年被美國FDA批準用于慢性淋巴細胞白血病（chronic lymphocytic leukemia， CLL）和小淋巴細胞淋巴瘤（small lymphocytic lymphoma， SLL）的一線治療。2017年，第2個BTK抑制劑阿卡替尼（acalabrutinib）在美國獲得批準。2019年，由中國藥企百濟神州醫藥公司研發的贊布替尼（zanubrutinib）獲得美國FDA批準，成為第3個上市的BTK抑制劑。2020年，小野制藥公司研發的BTK抑制劑tirabrutinib在日本獲得批準，用于治療原發性中樞神經系統淋巴瘤。目前，BTK抑制劑不僅已用于B細胞惡性腫瘤治療，且也在進行治療其他血液系統惡性腫瘤和實體瘤的臨床研究。

1 BTK的結構及活化

BTK是Tec非受體酪氨酸激酶家族的5個成員之一[其余為肝細胞癌表達的酪氨酸激酶（tyrosine kinase expressed in hepatocellular carcinoma， TEC）、白細胞介素-2誘導性T細胞激酶（interleukin-2-inducible T-cell kinase， ITK）、靜息淋巴細胞激酶（resting lymphocyte kinase， RLK）和骨髓激酶X（bone marrow tyrosine kinase on chromosome X， BMX）]。Tec非受體酪氨酸激酶家族高度保守[5]。BTK的結構與TEC和ITK相似，均包含5個不同的蛋白相互作用域。這些結構域包括氨基末端的PH域，富含脯氨酸的TEC域、SRC域、SH2域和SH3域，以及具有酶促活性的激酶域[5-6]。BTK通常存在于細胞質中，但在其PH域與磷脂酰肌醇-3激酶生成的3， 4， 5-三磷酸磷脂酰肌醇相互作用后會被短暫募集至細胞膜上。BTK的活化及被募集至細胞膜上分兩步完成：首先，BTK激酶域Y551位點被Syk或Src激酶磷酸化[7]，此磷酸化會提高BTK的催化活性；隨后，BTK SH3域Y223位點發生自磷酸化，自磷酸化被認為可穩定BTK的活性構象并充分激活BTK[8]。

2 BTK參與多種信號通路的激活

2.1 參與B細胞抗原受體（B-cell antigen receptor， BCR）信號通路的激活

BCR信號通路是眾多B細胞惡性腫瘤生長和播散的關鍵驅動者，而BTK是BCR信號通路激活不可或缺的參與者。BTK通過與BCR交聯激活4種非受體酪氨酸激酶，包括磷脂酶Cγ、絲裂原活化蛋白激酶、核因子κB和蛋白激酶B。在缺乏BTK的情況下，B細胞凋亡顯著增加，這與BCR介導的抗凋亡蛋白Bcl-xL的活性降低有關[9-10]。缺乏BTK的B細胞難以從細胞周期G1期轉變至S期，此與無法誘導細胞周期蛋白D2的表達有關[11]。除與B細胞的存活和增殖有關之外，BCR還能通過BTK調控血管細胞黏附分子-1和纖連蛋白的整合素α4β1介導的B細胞的黏附作用[12]。

2.2 參與其他信號通路的激活

BTK對B細胞在各種淋巴組織間的定位非常重要。缺乏BTK的B細胞表現出體內遷移能力受損和細胞歸巢特性缺失[13]。BTK與Toll樣受體信號通路下游的4種不同蛋白相互作用，包括髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88， MyD88）、白細胞介素-1受體相關激酶-1、Toll/白細胞介素-1受體及其域接頭蛋白[14]。 Toll樣受體信號會誘導細胞內多種轉錄因子的激活，包括核因子кB、激活蛋白-1和干擾素調節因子-3，參與B細胞的活化、增殖以及促炎因子和抗體的分泌。BTK參與激活（含免疫受體酪氨酸激活基序）和抑制（含免疫受體酪氨酸抑制基序）免疫球蛋白可結晶片段C末端的受體的信號傳導，平衡和調節多種髓細胞的激活、極化和吞噬過程[15-16]。

3 BTK與B細胞惡性腫瘤的關聯

BTK的活性對B細胞白血病細胞的存活、增殖以及腫瘤微環境有著至關重要的影響。

3.1 與CLL的關聯

CLL細胞表現出BCR信號通路相關激酶的持續性激活。對CLL患者細胞和小鼠模型的研究表明，BTK對CLL細胞的存活至關重要，可能與蛋白激酶B、胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases， ERK）和核因子кB等信號通路的激活有關[17-20]。BTK對由BCR和趨化因子調控的整合素α4β1介導的B細胞CLL細胞在腫瘤微環境中的存活和歸巢至關重要[21]。

3.2 與套細胞淋巴瘤（mantle cell lymphoma， MCL）的關聯

在原發性MCL細胞中，BTK高表達且其SH3域Y223位點被異常磷酸化，部分患者還伴有酪氨酸蛋白激酶Lyn、含SH2域的白細胞蛋白65 kD、Syk激酶和蛋白激酶Cβ的組成型磷酸化[22]。BTK的激活有利于MCL細胞在淋巴組織中的存活，因此可利用BTK抑制劑促使MCL細胞進入外周血，再使用抗腫瘤藥物清除腫瘤細胞[23]。

3.3 與華氏巨球蛋白血癥（Waldenstr？ms macroglobulinaemia， WM）的關聯

大多數WM患者的MyD88 L265P位點存在替代性體細胞突變[24]。突變的MyD88 L265P可與磷酸化的BTK結合并進而激活核因子кB信號通路[25]。此外，約30%的WM患者存在趨化因子受體CXCR4 S338X體細胞突變，致使趨化因子受體配體CXCL12介導的蛋白激酶B和ERK活化增加[26]。研究證實，CXCR4和整合素α4β1的相互作用可調節WM細胞向骨髓的運輸和黏附[27]。

4 BTK抑制劑的研究進展

4.1 依魯替尼

依魯替尼是一個可口服的不可逆BTK抑制劑，其能與BTK激酶域481位點的半胱氨酸殘基共價結合，從而產生抑酶作用[28]。Honigberg等[29]首先在自身免疫性疾病小鼠模型和罹患自發性B細胞非霍奇金淋巴瘤的狗中證實了依魯替尼的BTK抑制作用。Advani等[30]在對多種復發或難治性B細胞惡性腫瘤患者的臨床研究中發現，使用依魯替尼治療安全、有效，尤其是對CLL和MCL患者。治療有效患者表現為淋巴結病持續減少，同時絕對淋巴細胞計數短暫升高，這種現象被稱為淋巴細胞增多。依魯替尼治療（采用連續給藥方案）復發或難治性CLL患者的Ⅰb /Ⅱ期臨床試驗也發現，患者在開始接受治療的最初幾周出現淋巴細胞增多現象，但隨著繼續治療，患者的淋巴細胞計數會恢復如初或降至基線以下[3]。依魯替尼治療復發或難治性CLL患者的獨立于臨床和基因組危險因素的總緩解率為71%（表1）。一項Ⅱ期臨床試驗亦顯示，依魯替尼治療復發或難治性MCL患者的總緩解率為68%[31]。另有研究表明，對經治WM患者，依魯替尼仍有很好的療效[32]。依魯替尼已于2013年11月起在美國先后獲準治療復發或難治性MCL、CLL、SLL和WM。

依魯替尼治療患者存在較大的出血風險，其中約3%的患者會發生嚴重出血事件[39]，因此需同時使用抗凝藥物和抗血小板藥物。此外，多達16%的患者在接受依魯替尼治療后出現心房顫動合并高出血風險[40]，這使得腦卒中預防成為治療過程中必須要考慮的一個重要問題。依魯替尼治療的部分毒性和不良反應可通過其作用靶點的非特異性來解釋：依魯替尼不是BTK的特異性抑制劑，其還可能抑制同樣在激酶域481位點含有半胱氨酸殘基的其他激酶，包括其他Tec激酶家族成員（TEC、ITK、BMX和RLK）、Janus激酶-3，以及表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor， EGFR）[4， 29]。

為達到更好的治療效果，目前人們也在進行依魯替尼聯合其他抗腫瘤藥物治療B細胞惡性腫瘤的各項研究，包括一些臨床探索。

4.2 阿卡替尼

阿卡替尼于2017年獲得美國FDA批準，其屬第二代不可逆BTK抑制劑，作用靶點具有高度選擇性。阿卡替尼能與BTK激酶域481位點的半胱氨酸殘基共價結合，但不會影響其他激酶（如ITK、RLK、Src激酶家族和Janus激酶-3）以及EGFR。一項在B細胞非霍奇金淋巴瘤犬模型中進行的臨床前研究表明，與依魯替尼治療相比，阿卡替尼的抗腫瘤活性更強[41]。Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗顯示，阿卡替尼治療復發或難治性CLL患者的總緩解率為95%[4]。迄今為止，尚無阿卡替尼治療相關的劑量依賴性毒性、心房顫動和出血事件的報告。國外還在進行一項Ⅲ期臨床試驗，以直接比較依魯替尼和阿卡替尼治療復發或難治性CLL患者的作用。此外，一項Ⅱ期臨床試驗顯示，阿卡替尼治療復發或難治性MCL患者的總緩解率為81%，其中完全緩解率達40%[42]。阿卡替尼已于2017年10月起在美國先后獲準治療復發或難治性CLL、SLL和MCL。

4.3 贊布替尼

贊布替尼是又一個口服生物利用度和作用選擇性均高于依魯替尼的BTK抑制劑，其已被證實可抑制MCL和彌漫性大B細胞淋巴瘤（diffuse large B cell lymphoma， DLBCL）細胞株的增殖。Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗顯示，贊布替尼治療的患者耐受性良好，其治療45例CLL患者的總緩解率為90%，且在7.5個月的隨訪期內無患者出現疾病進展或Richter轉化[38]。贊布替尼已于2019年11月在美國獲準治療經治MCL。

4.4 tirabrutinib

體外實驗表明，tirabrutinib對DLBCL、濾泡型淋巴瘤、MCL和CLL細胞株均具有抗增殖作用[37]。tirabrutinib已于2020年在日本獲準治療原發性中樞神經系統淋巴瘤。

5 BTK抑制劑治療實體瘤的臨床試驗

已在多種實體瘤中發現了BTK的異位表達，由此積累了BTK參與實體瘤發生、發展的證據[43-45]。這些發現也導致人們進行或計劃進行數項Ⅰ/Ⅱ臨床試驗，以探索BTK抑制劑對晚期卵巢癌、結直腸癌、前列腺癌和腦癌等患者的治療作用（表2）。

此外，在不表達BTK的BTK陰性實體瘤中，BTK抑制劑亦能通過調節腫瘤微環境中的多種類型細胞而產生一定的抗腫瘤作用。對胰腺癌、乳腺癌和BTK陰性結腸癌的動物模型研究表明，使用BTK抑制劑單藥治療僅可略微提高動物的生存率，但若聯用化療或免疫療法藥物，則動物的生存率大大提高[46-47]。因此，人們正在進行或計劃進行依魯替尼、阿卡替尼聯用程序性細胞死亡受體-1/程序性細胞死亡受體配體-1抑制劑等治療多種實體瘤的臨床試驗。

6 結語

臨床試驗證實，BTK抑制劑對CLL等多種B細胞惡性腫瘤具有良好的療效。相關研究也已表明，在B細胞惡性腫瘤以及實體瘤治療中，聯用BTK抑制劑和其他多類抗腫瘤藥物治療能夠提高療效，減輕不良反應。未來需繼續探索BTK抑制劑的聯合治療方案，以提高抗腫瘤療效，同時避免BTK抑制劑的非靶點抑酶作用所帶來的不良反應。

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