BCL-2抑制剂在血液恶性肿瘤中的靶向治疗应用及作用机制

何晓晴 柯鹏 综述 张新友 审校

肿瘤细胞的发生发展与细胞失控性增殖有密切联系，其中逃避细胞凋亡是重要机制之一。B细胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma-2，BCL-2)家族蛋白是线粒体凋亡通路的关键调控因子，它与促凋亡蛋白直接结合可抑制细胞凋亡，是多种血液恶性肿瘤的发病机制之一[1]。BCL-2抑制剂(BCL-2 inhibitor，BCL-2i)作为BH3类似物，靶向作用于细胞凋亡通路，增加线粒体外膜通透性，促进肿瘤细胞凋亡，为临床提供新的治疗选择。维奈克拉(Venetoclax，VEN)是唯一被批准用于临床的BCL-2i，获批适应症包括慢性淋巴细胞白血病(Chronic lymphocytic leukemia，CLL)、急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia，AML)及骨髓增生异常综合征(Myelodysplastic syndromes，MDS)，其单药或联合用药的疗效及安全性均优于传统治疗方案。此外，多项研究也表明VEN对B细胞非霍奇金淋巴瘤(B-cell non-hodgkin lymphomas，B-NHL)及多发性骨髓瘤(Multiple myeloma，MM)等也有一定的抗肿瘤效应。本文就BCL-2抗凋亡机制及其抑制剂的作用机制、VEN在相关血液肿瘤的最新研究进展进行概述。

1 BCL-2抗凋亡机制及其抑制剂的作用机制

细胞凋亡即细胞程序性死亡，可清除衰老及受损的细胞。正常机体细胞凋亡受基因严格调控，主要有两大途径：线粒体介导BCL-2蛋白家族调控的内源性凋亡途径和死亡受体Fas与其配体FasL介导的外源性凋亡途径。BCL-2蛋白家族成员主要分为三类功能蛋白：抗凋亡蛋白、BH3-only促凋亡蛋白和促凋亡效应蛋白。抗凋亡蛋白(如BCL-2、MCL-1、BCL-xL、BCL-w)包含所有4个BH结构域，可结合并隔离促凋亡蛋白，以阻止细胞凋亡[2]。BH3-only促凋亡蛋白(如BID、BIM、PUMA、NOXA等)与家族中其他蛋白仅共享BH3结构域，BID和BIM可直接活化促凋亡效应蛋白，其他促凋亡蛋白通过阻隔抗凋亡蛋白起增敏作用。促凋亡效应蛋白(如BAX、BAK和BOK)含3个BH结构域，在线粒体外膜形成同源或异源二聚体。在死亡信号的介导下，正常细胞中BH3-only促凋亡蛋白可使线粒体膜上的BAX或BAK二聚化或抑制MCL-1，改变细胞凋亡的平衡，导致线粒体外膜形成孔洞而增加其通透性，细胞色素C从线粒体中释放到细胞质并激活Caspase通路，破坏氧化磷酸化所必须的跨膜电位，导致细胞凋亡。肿瘤细胞抗凋亡蛋白过表达并与BAX或BAK结合使其失活，抑制凋亡机制。近年来通过设计BH3类似物与BCL-2竞争性结合，使BH3-only促凋亡蛋白和BAX、BAK重新活化，重建凋亡通路。目前研究发现[3]，多种BH3类似物均可作为BCL-2通路的抑制剂，如非选择性抑制剂Obatoclax和选择性抑制剂Navitoclax、VEN。Obatoclax在AML临床前研究中显示抗凋亡效应，且有抗MCL-1活性，但临床疗效有限[3]。首个获得临床疗效的BCL-2i是ABT737，它对BCL-2、BCL-xL和BCL-w具有多效性，但抗MCL-1活性较低；其等效口服药Navitoclax，同时抑制BCL-2和BCL-xL，可致严重的血小板减少，临床应用受限。VEN具有高度选择性，可迅速诱导细胞凋亡，且血小板减少的发生率明显降低。尽管如此，临床前研究显示不同的血液肿瘤细胞对VEN敏感性不同。Roberts研究发现，在BCL-2高表达的BCL-2依赖型肿瘤细胞如CLL中，VEN通过“直击靶心”的方式快速诱导大量肿瘤细胞凋亡，单药显示出高反应率和高缓解率[1]。而在非严格依赖BCL-2的肿瘤细胞如AML中，VEN通过置换BH3-only蛋白、线粒体去极化、对MCL-1和BCL-xL的次级抑制等一系列次生事件“旁击靶心”诱导肿瘤细胞凋亡，此类型的肿瘤细胞则需联合其他药物才能提高疗效。然而，随着VEN临床应用日益增多及用药时间延长，肿瘤细胞对VEN敏感性逐渐下降，甚至产生耐药。目前研究显示肿瘤细胞对VEN耐药与细胞外的相互作用、线粒体适应、基因组改变、内在耐药亚克隆扩增相关[4]。在未来，使用单细胞技术可早期识别耐药性克隆、临床前模型的应用、与其他BH3类似物联合应用均可能成为VEN耐药的治疗策略[5]。

2 VEN在CLL的应用

CLL是一种成熟B淋巴细胞克隆增殖性肿瘤。由于正常的B细胞发育过程中依赖BCL-2，成熟的B细胞通常高表达BCL-2[6]。尽管其染色体畸形、基因突变、临床表现和药物反应具有广泛异质性，但绝大部分CLL细胞显示抗凋亡的高度同质性，均高表达BCL-2，低表达MCL-1或BCL-xL[7]。研究发现，基因启动子低甲基化、miR-15a/16-1基因下调和BCL-2移位可进一步提高BCL-2表达，导致凋亡通路受阻[8]。VEN能通过“箭穿靶心”的方式，直接促进细胞凋亡，且不依赖TP53机制，在CLL的治疗中起关键作用。VEN单药治疗复发/难治(Relapsed or refractory，R/R)CLL可快速降低肿瘤负荷，总有效率(Overall response rate，ORR)达75%～80%，完全缓解(Complete remission，CR)+CR伴血细胞计数恢复不完全(CR with incomplete count recovery，CRi)率为15%～20%，微小残留病(Measurable residual disease，MRD)阴性率高达30%，且达CR或MRD阴性者可长期获益[9-10]。因此FDA首次批准VEN单药治疗R/R CLL。虽然VEN单药在R/R CLL显示出高ORR，但CR+CRi率偏低，且在特殊亚型如伴有del(17p)、TP53突变和NOTCH1突变者中疗效欠持久，因此研究者尝试通过联合用药来进一步提高疗效[11]。

在首个VEN联合利妥昔单抗治疗R/R CLL的临床试验中[12]，CR率(51%)和MRD阴性率(57%)更高，可达深度缓解。该研究也证实了不需要无限期地每天使用VEN，达到CR或MRD阴性者停止治疗仍可维持缓解。正因这两个特点，目前在主流试验中使用VEN+新型抗CD20单抗限时模式治疗CLL。在随机试验中VEN联合利妥昔单抗治疗R/R CLL[13]或VEN联合奥托珠单抗治疗初治CLL[14]有较高CR率(27%和50%)和外周血MRD阴性率(62%和76%)，且毒性相似。因此，这两种联合方案被众多指南推荐作为CLL的标准治疗方案。此外，在正在进行的临床试验中VEN联合BTK抑制剂±抗CD20单抗的初步数据显示，ORR达90%～100%，CR率为50%～88%，外周血MRD阴性率高达60%～70%[15-16]。这可能与BTK抑制剂可阻止MCL-1和BCL-xL表达上调，进一步增加CLL细胞BCL-2的表达有关[17]。目前正在进行多项Ⅲ期临床试验以明确其安全性。值得注意的是，此方案作为挽救治疗时，无限期治疗较限时治疗(R/R为两年，初治为一年)并未带来额外益处[18]。无限期使用VEN可增加CLL细胞的BCL-2基因突变(如BCL2-G101V)及正常骨髓细胞的BAX突变，导致耐药发生[19]。目前CLL的限时治疗模式仍处于初步探索阶段，VEN提前停药、治疗中断和剂量调整均可影响疗效。VEN根据限时治疗模式还是反应深度和速度指导停药，目前尚无定论，多项临床试验行长期数据随访中[20]。

3 VEN在AML的应用

AML是髓系克隆增殖性肿瘤，较CLL更具有异质性。在AML中，BCL-2也是异质性表达，只有少数患者体外样本对VEN显示高敏感性。在VEN单药治疗R/R AML的Ⅱ期临床试验中[21]，仅有少部分患者的原始细胞显著减少，ORR仅为19%，且反应持续时间短，易发生耐药。VEN单药治疗AML疗效欠佳，提示BCL-2i在治疗AML中通过“旁击靶心”方式诱导细胞凋亡。BCL-2是一个重要的“靶标”，但不是“靶心”，促使研究者探索将VEN与AML治疗疗效确切的药物联合应用，以期提高疗效和降低耐药率[1]。首批研究的联合用药方案是去甲基化药物(Hypomethylating agents，HMAs)和低剂量阿糖胞苷(Low-dose cytarabine，LDAC)。在体外研究中，VEN与HMAs联合应用具有协同效应，阿扎胞苷可降低抗凋亡蛋白MCL-1水平，减少VEN的耐药，同时增加AML细胞对T细胞介导细胞毒作用的敏感性[22]。在R/R AML中VEN联合HMAs或LDAC治疗比单药有更高的反应率，CR+CRi率达54%～67%，且起效快(通常在第一疗程)，早期死亡率低(3%～6%)[23-24]。而在年龄大于75岁AML或不适合强诱导化疗的初治AML中，VEN联合HMAs或LDAC方案可改善无事件生存期(Event-free survival，EFS)和总生存期(Overall survival，OS)。基于此，FDA于2018年11月批准了VEN联合HMAs或LDAC治疗>75岁或不适合强诱导化疗的初治AML。中国国家药品监督局也于2020年12月批准了VEN联合阿扎胞苷治疗此类初治AML。随着观察时间的延长，VEN联合方案虽可延长中位OS 4～5个月，但生存曲线未见明显平台期，大部分患者两年内死亡，促使人们开展后期相关耐药机制的研究。

此外，多个试验讨论了VEN能否在适合强化疗者中发挥作用。VEN可选择性诱导粒系祖细胞凋亡，但临床研究提示此类患者粒缺发生率更高，且剂量问题未达统一共识。在>60岁适合强化疗人群中VEN使用14天(600 mg/天)联合“5+2方案”(阿糖胞苷和伊达比星)可获得更高CR率[25]；VEN联合阿扎胞苷方案与强诱导方案相比，仅在年龄较大、继发性AML、预后不良类型和RUNX1突变等特定亚型者获益[26]。

VEN的疗效受多种预后因素影响，包括原发或继发、细胞预后危险分层、既往是否使用HMAs、生物学标志物和FAB分型等。在不适合强诱导化疗的AML中，NPM1突变或IDH1/2突变的中危者疗效较好；而高危或TP53突变者疗效不佳，这可能与TP53突变者BAX或BAK的早期激活受损有关[27-28]。而在适合强化疗的AML中，RUNX1突变者疗效更好[26]。未来需要更进一步的研究及荟萃分析来确定是否用生物学标志指导临床决策。此外，有研究提出AML细胞对BCL-2的依赖性随着形态学的成熟而降低，FAB-M5 AML在mRNA及蛋白水平的BCL-2表达均低于非FAB-M5 AML，VEN+阿扎胞苷方案未能抑制单核细胞AML，62%的FAB-M5 AML对该方案耐药，而非FAB-M5 AML仅有8%对该方案无效[29]。

目前，部分AML患者对不同抗凋亡蛋白存在亚克隆依赖性，多项VEN联合MCL-1抑制剂或其他靶向药物的“双重靶向”方案治疗AML的临床试验正在进行中，以期提高疗效同时减少耐药的发生，未来AML治疗进入“无化疗”时代[4]。

4 VEN在B-NHL的应用

线粒体的凋亡失控是B-NHL的重要发病机制之一。尽管BCL-2在不同亚型的淋巴瘤中表达具有异质性，但研究发现BCL-2在多种B-NHL中高表达。但有趣的是，BCl-2的表达水平并不能预测疗效，这提示存在对抗BCl-2i的替代机制。

目前VEN治疗淋巴瘤处于试验阶段，在套细胞淋巴瘤(Mantle cell lymphoma，MCL)和滤泡淋巴瘤(Follicular lymphoma，FL)的临床前试验中VEN有较好的单药活性，但在弥漫大B细胞淋巴瘤(Diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL)中的活性很低。MCL临床前试验中高表达BCL-2，VEN单药在MCL的疗效显著优于其他类型淋巴瘤，ORR为75%，CR率达21%，但与传统方案如伊布替尼单药相比，疗效并无明显优势[30]。而VEN与伊布替尼联合治疗MCL则具有协同效应，PET-CT阴性CR率>70%，MRD阴性率为67%[31]。在随访30个月时74%有效者仍处于无复发状态，且无需长期维持治疗。FL细胞在临床前试验中高表达BCL-2，但VEN在FL的临床疗效未达预期。VEN单药治疗FL的Ⅰ期临床试验中，ORR仅有38%，CR率为17%[32]。随后的联合方案研究中，VEN联合利妥昔单抗方案获益轻微，而VEN联合苯达莫司汀和利妥昔单抗方案则无明显获益，且毒性发生率明显增加，导致治疗终止率显著提高[33]。BCL-2的表达水平并不能预测疗效，这可能由于FL早期高表达BCL-2，但晚期的基因突变致FL不再依赖BCL-2生存；肿瘤微环境诱导BCL-xL表达上调；BCL-2基因的突变导致VEN结合受损相关[34]。而DLBCL抗凋亡表达具有异质性，且BCL-w、MCL-1表达上调，导致凋亡逃逸，单药疗效有限，ORR为18%，中位无进展生存期(Progression-free-survival，PFS)仅为1个月[30]。但VEN联合R-CHOP一线治疗高危DLBCL具有协同疗效，未来可能成为该亚型淋巴瘤的治疗选择之一[35]。

5 VEN在MM的应用

MM细胞的肿瘤微环境可致BCL-2家族蛋白高表达。在临床前模型中，不同亚型MM细胞异质性表达BCL-2、BCL-xL和MCL-1，对VEN疗效差异明显。其中15%～20%的MM存在t(11；14)，表现为BCL-2高表达以及BCL-xL和MCL-1低表达，对BCL-2i有高敏感性[36-37]。与临床前试验的预测相一致，VEN单药治疗R/R MM仅对t(11；14)或BCL-2高表达者产生获益。其次，VEN与地塞米松有协同作用，能增加BCL-2和Bim的表达，同时硼替佐米可以间接抑制MCL-1，进一步促进MM细胞凋亡，这为VEN联合治疗的临床应用提供了依据[38]。在VEN联合硼替佐米和地塞米松治疗R/R MM的随机对照试验中，该联合方案明显改善t(11；14)者及高表达BCL-2者的PFS；无此生物标志物者，VEN免疫抑制增加感染风险，死亡率较高，OS无明显获益。研究者探索VEN联合其他药物应用以期进一步提高其他亚型MM的疗效。MM患者中43%～72%存在1q21扩增，此类患者MCL-1蛋白高表达，对MCL-1抑制剂具有高敏感性[39]，VEN联合MCL-1抑制剂的双重靶向方案可能使此类患者获益。随着MM治疗进入精准医疗时代，一系列以生物标记物驱动治疗的研究正在进行，未来可指导MM不同亚型的治疗。

6 小结与展望

BH3类似物可选择性抑制BCL-2，重新活化BAX和BAK，诱导细胞凋亡，成为血液肿瘤的“突破性疗法”。VEN疗效及安全性在临床工作中已得到证实。在CLL、MCL、t(11；14)MM中VEN可“箭穿靶心”诱导肿瘤凋亡，单药活性明显，联合治疗可进一步提高疗效；而在AML及大部分淋巴瘤如FL、DLBCL中则需VEN联合治疗“旁击靶心”，最大限度促进肿瘤细胞凋亡，以提高疗效。其次，VEN起效快，达CR者获益更多，但VEN长时间暴露可致BCL-2基因突变等，引起继发耐药，提示BCL-2i更适合限时治疗。VEN的成功亦将促进其他BH3类似物如MCL-1抑制剂开发，以期在血液肿瘤领域联合治疗获得更多突破性进展。