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【盘点】BTK抑制剂的研究新进程

编辑:medicilon   上传日期:2018-11-09  阅读次数:

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免疫细胞一般分为T细胞与B细胞,B细胞会分泌各种抗体来促使人体抵御各种外来的侵入。布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)主要在B细胞和髓细胞中表达,分布在淋巴系统、造血及血液系统,但在T细胞和浆细胞中也发现了较低水平的BTK表达[1]。BTK是非受体蛋白酪氨酸激酶Tec家族的成员,是B细胞抗原受体(BCR)信号通路中的关键激酶,能够调节正常B细胞的增殖、分化与凋亡,这也充分说明了BTK在B淋巴细胞的生成过程中起着不可替代的作用,是治疗血液肿瘤的理想靶点。

BTK的结构概括和作用机制

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人BTK基因的染色体编码了659个氨基酸。BTK基因包括了PH结构域、TH结构域、SH3结构域、SH2结构域和SH1结构域。其中PH结构域由大约120个氨基酸组成,包含转录因子BAP-135/TFH-I以及活性下调因子PIN1、IBTK的结合位点,同时也负责介导BTK与第2信使磷脂酰肌醇三磷酸(PIP3)的作用。TH结构域由大约80个氨基酸残基构成,由BTKmotif 和富含脯氨酸区域两部分组成。SH3结构域能特异识别TH结构域中富含脯氨酸片段,诱发分子内折叠。SH1结构域包含活化环、ATP结合位点、催化器以及变构抑制片段。BTK的活化(磷酸化)最初发生在SH1结构域中的活化环中,进一步的活化发生在包含主要自磷酸化位点的SH2及SH3结构域中。SH2结构域的功能是特异性识别酪氨酸残基的磷酸化状态,从而使包含SH2结构域的蛋白质可以定位到其它蛋白的磷酸化酪氨酸位点上。

BTK的下游受体包括生长因子、B细胞抗原、趋化因子及非特异免疫受体等,因此BTK的活化能引发诸如:细胞增殖、存活、分化、血管新生、抗原表达和细胞因子合成等多种细胞过程。而BTK活化的重点在于BTK迁移到细胞膜上,当细胞膜上的一些受体接收到相应配体的刺激后,活化的受体会募集并磷酸化胞内的信号转导激酶PI3K,磷酸化的PI3K随后将膜上的PIP2转化为第2信使PIP3。PIP3结合到BTK的PH结构域,BTK随后会被募集到细胞膜,随后Tyr-551残基被Syk和Lyn激酶磷酸化。BTK接着在Tyr-223残基进行自磷酸化反应从而具备生理活性。

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BTK激酶参与体内多种重要信号的转导,其活化对多个细胞过程具有重要影响。

  • BTK障碍可以导致严重的免疫缺陷,从而影响B细胞的发育成熟。

  • 机体发生免疫应答时,BTK通过介导B细胞信号激活,诱导基因表达,从而调控B细胞的增殖与凋亡。

  • 正常人单核细胞中过表达BTK,将会促进TNF-α产生,而BTK基因异常者,促TNF-α产生能力下降,从而使BTK活化诱导巨噬细胞产生促炎因子。

综合BTK的结构与功活化机制,使得BTK成为一个具有广泛目标疾病的靶点,如B细胞恶性肿瘤、哮喘、风湿性关节炎和系统性红斑狼疮等[2]

BTK抑制剂的发展进程

BTK是B细胞抗原受体和细胞因子受体通路的信号传导分子,可通过B细胞表面受体的激活,使B细胞的运输、趋化和黏附通路的信号发挥作用,对于细胞的增殖、分化和凋亡具有十分重要的作用。

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Ibrutinib是小分子BTK抑制药,在 2013 年底获得美国FDA 的批准,通过与BTK活性位点中的半胱氨酸残基形成共价键,从而抑制BTK酶的活性。Ibrutinib目前的适应症包括慢性淋巴细胞白血病(CLL)、小淋巴细胞白血病(SLL),17P缺失慢性淋巴CLL/SLL套细胞淋巴瘤,华氏巨球蛋白血症。

2014年 10 月,Ibrutinib获得欧盟EMA 的上市批准;2015 年获得日本PMDA 的批准,治疗复发或难治性的 CLL;目前还未在中国获批上市。

研究发现BTK激酶具有潜在的食道癌治疗效果,BTK/ERBB2激酶抑制剂中Ibrutinib可显著抑制食道癌模型的疾病进展,目前Ibrutinib治疗MYC和(或)ERBB2过表达的中晚期食管癌的II期临床研究正在进行中。另外,在MYC以及ERBB2过表达细胞系中,Ibrutinib可以降低ERK介导的信号转导,抑制cMYC磷酸化,减低MYC蛋白水平,引起G1细胞周期阻滞和凋亡。

由于Imbruvica尚且具有off-target和突变导致的耐药性等弱点,II代BTK抑制剂应运而生,目前首个二代BTK抑制剂Acalabrutinib于2017年11月2日被FDA批准上市,用于治疗治疗罹患套细胞淋巴瘤且曾接受过至少一次治疗的成人患者。与Ibrutinib相比,Acalabrutinib临床前及临床I期和II期的数据显示其能够选择性地阻断BTK通路而不会破坏其他保持血小板和免疫功能的关键分子通路。因此避免或减少了与癌症治疗相关的某些不良反应,具有更好的安全性。

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BTK小分子抑制剂对于治疗血液恶性肿瘤的自身免疫失调疾病具有良好前景,除了已经上市的Ibrutinib和Acalabrutinib外,还有多个在研的小分子抑制剂也已经进入临床前或者是临床研究阶段。


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在上述BTK小分子抑制剂中,GDC-0834是一种高选择性的BTK可逆抑制剂,对抑制BCR或CD40依赖型B细胞的活化增殖有良好活性,目前被视为风湿性关节炎的潜在治疗新葡京在线。

RN-486在酶活性测试中显示出了较高的活性和特异性,在抗风湿活性中显示出良好的抗炎和缓解疾病的作用。

CGI-1764是一个ATP竞争性小分子BTK抑制剂,能够在体内实验中明显降低小鼠关节中的细胞因子水平和免疫抗体水平。

CC-292是一种丙烯酰胺类BTK抑制剂,是有可能治疗多种B细胞增殖失调症的潜在新葡京在线。

BTK抑制剂的研究新进程

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Wataru Kawahata等人[3]通过sca?old-hopping选取了一系列新型氨基三嗪为BTK的高选择性抑制剂。随后在SAR研究中使用了活化和未活化的BTK蛋白,从而发现了一种高度选择性的BTK抑制剂4b。4b在体内模型中疗效显著,ADME和安全性良好,已进入澳门新葡京在线观看。

BTK抑制剂可以治疗多种疾病,如B细胞恶性肿瘤、哮喘和类风湿性关节炎等,是一种很有前途的新葡京在线靶点;目前针对BTK的各种候选新葡京在线正在临床研究中,预计会有更多的有效有选择性的新葡京在线问世,为患者提供新的治疗方案。

参考文献:

1,Liu, Y. Zhou, G. Zhang, B. Liu, Y. Bruton’s tyrosine kinase: structure andfunctions, expression and mutations. Gene Technol. 2013, 2, 106.

2,Hendriks, R. W. Yuvaraj, S. Kil, L. P. Targeting Bruton’s tyrosine kinase in Bcell malignancies. Nat. Rev. Cancer 2014, 14, 219?232.

3,Wataru Kawahata , Tokiko Asami, Takao Kiyoi, Takayuki Irie, Haruka Taniguchi,Yuko Asamitsu, Tomoko Inoue, Takahiro Miyake, and Masaaki Sawa. Design andSynthesis of Novel Amino-triazine Analogues as Selective Bruton’s TyrosineKinase Inhibitors for Treatment of Rheumatoid Arthritis. J. Med. Chem. 2018, 61,19, 8917-8933.

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