BTK抑制剂耐药机制及应对策略
2022-11-24刘康王亮
刘康 王亮
B细胞受体(B cell receptor,BCR)信号通路在B细胞的增殖分化中发挥着至关重要的作用,该通路的异常可导致恶性B细胞淋巴瘤发生。布鲁顿酪氨酸激酶(Bruton's tyrosine kinase,BTK)是BCR通路的关键酶,可被上游分子脾酪氨酸激酶(spleen tyrosine kinase,SYK)激活,并激活下游的磷脂酶 Cγ2(phospholipase Cγ2,PLCG2),最终促进核因子 κB(nuclear factor κB,NF-κB)核转位进而导致 B 细胞增殖[1]。BCR通路的异常激活可见于多种B细胞恶性肿瘤,主要包括慢性淋巴细胞性白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)/小淋巴细胞性淋巴瘤(small lymphocytic lymphoma,SLL),弥漫性大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma,DLBCL),套细胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma,MCL)和华氏巨球蛋白血症(Waldenstroms macroglobulinemia,WM)等[2]。BTK 抑制剂可下调BCR通路,抑制恶性B细胞增殖,在临床上已作为恶性B细胞淋巴瘤的靶向药物。伊布替尼(Ibrutinib)是第一个批准上市的BTK抑制剂,可与BTK的481位半胱氨酸位点共价结合并使其失活,与其机制相同的还有阿卡替尼(Acalabrutinib)、泽布替尼(Zanubrutinib)等[2]。但是,BTK抑制剂也有不足:一方面,BTK抑制剂对DLBCL的疗效较差;另一方面,随着药物的广泛使用,BTK抑制剂耐药也随之出现,而耐药可能与基因突变等因素相关。本文将针对BTK抑制剂的应用现状、耐药机制以及耐药应对策略进行综述。
1 BTK抑制剂应用现状
目前临床上常应用的BTK抑制剂主要有伊布替尼、阿卡替尼、泽布替尼、特布替尼(Tirabrutinib)、奥布替尼(Orelabrutinib)等,这些药物在淋巴瘤的治疗中取得了良好疗效。伊布替尼是第一代不可逆小分子BTK抑制剂,广泛应用于CLL、MCL、WM、DLBCL和中枢神经系统淋巴瘤[2]。伊布替尼与B细胞淋巴瘤2蛋白(B-cell lymphoma 2 protein,BCL-2)抑制剂维奈克拉(Venetoclax)的联合应用在CLL治疗中取得了良好效果[3]。研究表明伊布替尼和利妥昔单抗(Rituximab)联用虽然疗效较好,但是在治疗老年初治CLL时并不具有协同作用,因此有待进一步研究[4]。阿卡替尼是第二代不可逆BTK抑制剂,对BTK的选择性优于伊布替尼,且毒性更小,可用于治疗伊布替尼不耐受的患者,在耐药或不耐受的CLL患者中总反应率(overall response rate,ORR)和2年中位无进展生存(progression-free survival,PFS)率分别为 76.0%和75.0%[5]。奥妥珠单抗(Obinutuzumab)和阿卡替尼联用对初治及复发CLL患者的ORR分别达95%和92%,疗效优于其与伊布替尼联用,可能与阿卡替尼强大的单药疗效有关[6]。还有研究报道,阿卡替尼和R-CHOP化疗方案联用治疗Richter转化的DLBCL患者的18周PFS率仅为40%,但仍显著优于单用R-CHOP方案[7]。泽布替尼是第二代具有高度选择性的BTK抑制剂,能通过抑制Akt/mTOR通路及影响细胞代谢达到治疗效果[8]。泽布替尼广泛用于治疗MCL、WM、复发或难治性CLL/SLL患者[2]。头对头随机临床试验表明泽布替尼对WM患者的疗效和安全性优于伊布替尼[9]。泽布替尼与奥妥珠单抗联用对复发或难治性CLL和滤泡性淋巴瘤(follicular lymphoma,FL)患者的ORR分别为100%和72%[10]。特布替尼是不可逆BTK抑制剂,目前已被批准用于治疗原发性中枢神经系统淋巴瘤,ORR为64%[11]。特布替尼在不同恶性B细胞淋巴瘤中疗效不同,其中对CLL、MCL以及WM的疗效较好,但对DLBCL疗效较差[12-13]。奥布替尼是高度选择性不可逆BTK抑制剂,耐受性和安全性较好,在治疗复发或难治性CLL/SLL及MCL患者中,ORR分别为88.5%和82.5%[14-15]。
2 BTK抑制剂耐药现状及耐药机制
2.1 CLL耐药现状和机制
目前多项研究表明CLL患者较少出现原发性耐药,病初对BTK抑制剂均具有良好的反应性。如FURMAN等[16]在伊布替尼临床试验中发现仅5.3%的复发或难治性CLL患者出现疾病进展。MADDOCKS等[17]的临床试验结果显示,在12个月时,CLL患者累计Richter转化率为4.5%,但转化后中位生存期仅为3.5个月。有研究显示,随着伊布替尼应用时间延长,4年累积耐药率达19%,而CLL患者产生耐药性主要是因为获得性基因突变,包括BTK、PLCG2等[18]。
BTK突变是耐药性产生的主要机制,通过影响抑制剂和BTK的共价结合产生耐药性。研究发现,部分对伊布替尼耐药的患者发生了BTK突变,其481位半胱氨酸残基突变为丝氨酸(C481S),从而降低了伊布替尼和BTK的亲和力[16]。耐药突变以丝氨酸为主,但也可为苏氨酸。除以上两种突变外,C481位其他类型突变(如精氨酸、酪氨酸)虽然可以产生耐药性,但是会使BTK失去正常活性,因此临床上少见[19]。
PLCG2突变同样可导致CLL产生对BTK抑制剂的耐药性。LIU等[18]发现PLCG2第665位精氨酸可突变为色氨酸(R665W),这一突变使PLCG2能直接被BCR通路上的BTK上游分子激活,从而绕过BTK形成旁路产生耐药性。PLCG2还可发生L485F突变(485位亮氨酸突变为苯丙氨酸)和S707Y突变(707位丝氨酸突变为酪氨酸),S707Y、R665W和L485F突变有积累效应,均可介导耐药。
CLL原发或继发耐药性的产生还与染色体变异有关。有研究报道,TP53基因突变或17p缺失的CLL患者更容易发生治疗后复发,TP53基因突变或17p缺失也是CLL患者发生Richter转化的危险因素[20]。BURGER等[21]也在CLL耐药患者中发现部分伊布替尼耐药患者出现了8p缺失,并导致因子相关性凋亡受体配体(factor-related apoptosis inducing ligand-receptor,TRAIL-R)表达量不足,致使肿瘤细胞逃避凋亡,从而介导耐药。CLL耐药细胞增殖还与转录因子表达量有关,KAPOOR等[22]发现伊布替尼耐药CLL细胞株中抑癌转录因子FOXO3a表达下调可抑制抑癌基因蛋白酪氨酸磷酸酶基因(gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten,PTEN)转录,最终表现为抑制细胞凋亡并促进细胞增殖,且PTEN通路可能与BTK抑制剂耐药性相关。此外,耐药CLL细胞的代谢途径也会发生改变。GALICIAVAZQUEZ等[23]发现伊布替尼耐药CLL细胞株脂肪酸氧化增强,提示脂肪酸氧化途径可能作为克服耐药的靶点。
2.2 MCL耐药现状和机制
MCL患者对BTK抑制剂的耐药率高于CLL患者,且原发性耐药较多。WANG等[24]进行的一项临床试验中,32%的MCL患者应用伊布替尼无效。EPPERLA等[25]也发现35%的复发或难治性MCL患者对伊布替尼产生原发性耐药,25%的患者在伊布替尼治疗过程中,出现疾病进展。JAIN等[26]报道在使用阿卡替尼治疗后复发的MCL患者中,有57.7%的患者因为疾病进展停用阿卡替尼。但是,与CLL患者不同的是,MCL耐药患者较少出现BTK及PLCG2突变,主要为染色体变异引发原发性耐药(包括6q、9p和13号染色体缺失);同时,还可能与NF-κB通路异常激活、代谢重塑以及肿瘤微环境变化有关[2]。其中,NF-κB通路(尤其是NF-κB诱导激酶)异常激活在MCL细胞耐药中起到重要作用[27]。WU等[28]在部分伊布替尼耐药的MCL患者中发现半胱氨酸蛋白酶招募相关结构域(caspase-associated recruitment domain 11,CARD11)突变并可激活NF-κB,从而使MCL细胞产生耐药性。RAUERT-WUNDERLICH等[29]在MCL细胞株中也发现CD40L介导的不依赖BCR通路的NF-κB激活可以促进细胞增殖并表现出对BTK抑制剂的耐药性。细胞周期蛋白突变与MCL细胞对BTK抑制剂的耐药性有关,研究发现细胞周期蛋白CCND1突变可以防止自身经泛素-蛋白酶体途径降解,促进细胞增殖,进而表现为原发性耐药[30]。在代谢重塑方面,有研究报道,伊布替尼耐药的MCL细胞株氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)明显增强,三羧酸循环更倾向于以谷氨酸转化为α-酮戊二酸为原料,且OXPHOS抑制剂IACS-010759对耐药细胞株和MCL小鼠均有治疗作用,提示BTK抑制剂耐药可能与代谢变化有关[31]。
2.3 WM耐药现状和机制
WM患者多为获得性基因突变导致耐药,主要包括BTK和PLCG2突变,但少数原发性耐药可能与趋化因子受体CXCR4突变有关。XU等[32]发现6例对伊布替尼治疗无效的WM患者中有5例存在BTK突变,而其中4例同时伴有CXCR4突变。此外,WM的C481S位突变还可通过改变肿瘤微环境介导周围细胞产生耐药性。CHEN等[33]发现在髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MYD88)突变WM细胞中,C481S突变细胞可通过BTK-PLCG2-ERK1/2信号通路激活ERK1/2,并伴有促生长和促炎细胞因子释放,致使周围未发生BTK突变的肿瘤细胞产生耐药性。
2.4 DLBCL耐药现状和机制
DLBCL可分为活化B细胞型(active B cell,ABC)和生发中心B细胞型(germinal center B cell,GCB)。研究显示,伊布替尼对DLBCL患者疗效较差,常表现为原发耐药,在复发或难治性DLBCL患者中伊布替尼单药治疗的ORR仅为28%[34]。其他类型淋巴瘤(如CLL)转化为DLBCL后同样易表现出耐药性[17]。DLBCL患者原发耐药性机制较复杂,与多个基因突变及核内外分子通路改变有关。其中,有研究报道同时伴有MYD88和CD79b基因突变的DLBCL对伊布替尼相对敏感,而MYD88突变但CD79b基因正常的DLBCL患者易表现出原发性耐药,这也是不同类型DLBCL对伊布替尼反应性不同的原因之一[2]。部分ABC型的发生依赖于CD79突变所引发的BCR通路上调,因此对伊布替尼的反应性优于GCB型。有研究显示,伊布替尼对63%的ABC型患者无效,在GCB型患者中ORR仅为5%[35]。
BTK突变也与DLBCL的获得性耐药有关。CHEN等[33]发现MYD88基因和BTK的C481S位点突变的细胞可以通过BTK-PLCG2-ERK1/2通路激活ERK1/2,释放促生长和促炎细胞因子而改变肿瘤微环境,从而使未发生BTK突变的细胞产生耐药性。DLBCL对BTK抑制剂耐药性的产生还与经典自噬通路PI3K/Akt/mTOR有关,该通路上调可增强自噬从而逃避BTK抑制剂的杀伤作用[36]。KUO等[37]也发现,ABC型可发生PIM1蛋白突变,且该突变可通过上调mTOR促进肿瘤细胞产生耐药。此外,对BTK抑制剂耐药的DLBCL细胞增殖还与转录因子表达量改变有关。有研究发现在耐药细胞中出现抑癌转录因子FOXO3a下调,并抑制细胞凋亡而促进细胞增殖,因此促进FOXO3a表达有可能是解决BTK抑制剂耐药的途径,值得进一步研究[22]。
3 BTK抑制剂耐药的应对方法
3.1 可逆性BTK抑制剂
目前研究显示选用非共价结合的可逆性BTK抑制剂对耐药细胞株有效。REIFF等[38]发现BTK抑制剂GDC-0853(Fenebrutinib)可与BTK可逆性非共价结合,且不依赖于C481位点,因此不受突变影响。GDC-0853不同于伊布替尼,其对表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor,EGFR)和IL-2诱导型T细胞激酶(IL-2 inducible T-cell kinase,ITK)没有抑制作用,毒副作用更小。临床试验证明该药对C481S突变的B细胞型非霍奇金淋巴瘤有效[39]。REIFF等[40]发现BTK可逆性抑制剂ARQ 531对伊布替尼耐药小鼠有效,ARQ 531可以与ATP竞争BTK的磷酸化位点,对C481S突变的BTK甚至是PLCG2突变细胞株都有抑制作用,但具体效果有待进一步观察。目前仍在研究阶段的可逆性BTK抑制剂还包括维卡替尼(Vecabrutinib),LOXO-305(Pirtobrutinib)等[2]。研究显示,LOXO-305对耐药CLL患者的ORR为67%,对BTK的C481突变CLL患者的ORR为71%,对耐药MCL患者的ORR为52%,说明LOXO-305对耐药患者有效[41]。
3.2 联合其他靶向药物
BTK抑制剂与其他靶向药物联用可增强对肿瘤细胞的选择作用,重塑肿瘤细胞中的分子通路,增强其对靶向药物的敏感性[42]。有研究表明BTK抑制剂的使用增强了CLL细胞对维奈克拉的敏感性,提示联用维奈克拉可能是解决耐药问题的潜在途径[43]。JONES等[44]研究显示,对伊布替尼无效或不耐受的CLL患者应用维奈克拉治疗有效,在BTK或PLCG2突变的患者中ORR可达71%。此外,BCL-2抑制剂也可与其他药物联用,如维奈克拉与PI3K/Akt/mTOR通路抑制剂联用可抑制伊布替尼耐药MCL细胞株[45],这也是值得探索的方向。
3.3 降低BTK含量
有研究显示下调BTK表达可抑制BCR通路。BOTTONI等[46]发现使用组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)抑制剂艾贝司他(Abexinostat)可以提高CLL和MCL细胞株中以BTK为靶点的miRNA含量,从而减少BTK表达,且对C481S突变的BTK同样有效,和伊布替尼联用在细胞和动物实验中均取得了良好效果,提示该法可能是解决耐药的途径。此外,促进BTK降解也是值得研究的方向。如有研究将伊布替尼、蛋白水解靶向嵌合体(proteolysis-targeting chimeras,PROTACS)和泊马度胺(Pomalidomide)组合为新药,结果发现该药可明显抑制C481S突变的DLBCL细胞株增殖,说明C481S突变BTK经泛素-蛋白酶体途径降解增强[47]。另有研究显示,热休克蛋白 90(heat shock protein 90,Hsp90)抑制剂(AUY922和SNX-5422)对伊布替尼耐药的MCL细胞株以及人源型组织异种移植模型有抑制作用,Hsp90抑制剂主要通过诱导BTK(包括突变体)降解从而抑制下游通路发挥作用,但具体作用仍需临床试验验证[48-49]。
3.4 抑制BTK的上下游通路
MYD88基因突变与WM和ABC-DLBCL耐药性相关,MYD88突变后可激活BTK上游的SYK分子进而激活BTK,有研究表明SYK抑制剂与伊布替尼联合应用可抑制MYD88突变的肿瘤细胞增殖[50],因此抑制BTK上游位点或可作为应对耐药的手段。LIU等[18]发现PLCG2突变耐药CLL细胞株中产生了旁路通路,即上游分子可绕过BTK直接激活突变的PLCG2,因此抑制BTK上游分子SYK可有效抑制细胞株增殖。直接或间接抑制NF-κB也表现出解决耐药性的潜力。SABA等[51]发现半胱氨酸蛋白酶黏膜相关性淋巴瘤转运体1抑制剂MI-2能抑制NF-κB核转位,从而抑制伊布替尼耐药CLL细胞株增殖。HING等[52]也报道核输出蛋白 1(exportin-1,XPO-1)抑制剂塞利尼索(Selinexor)可以防止抑癌蛋白p53和FOXO3a等转出,从而抑制耐药CLL细胞株增殖。还有研究显示,塞利尼索和伊布替尼联用可以通过抑制NF-κB通路阻碍伊布替尼耐药MCL细胞株增殖,提示两药联用可降低耐药性[40]。SUN等[53]还发现BET蛋白溴域拮抗剂JQ1可直接抑制NF-κB的BET蛋白溴域-4进而下调其下游通路,分别与BCL-2抑制剂ABT-199合用均可抑制伊布替尼耐药MCL细胞株增殖。
3.5 CAR-T细胞免疫疗法
嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cell,CAR-T)免疫疗法已广泛用于治疗复发或难治性白血病,多款CD19靶向CAR-T产品已获批,包括Tisagenlecleucel,Axicabtagene Ciloleucel等。目前研究显示,CAR-T疗法对BTK抑制剂耐药的MCL和CLL患者有效。WANG等[54]进行的一项临床试验中有88%的复发或难治性MCL患者用BTK抑制剂难以治疗,但是CAR-T疗法的客观反应率达85%,完全缓解率为59%。TURTLE等[55]研究也显示,对伊布替尼无效的CLL患者应用CAR-T治疗后ORR可达74%。临床试验也证实伊布替尼联合CAR-T疗法可降低CLL患者发生细胞因子释放综合征的概率,总体疗效优于单独CAR-T疗法,提示两者联用能取得更好的治疗效果[56]。
3.6 通过其他通路抑制肿瘤细胞增殖
PI3K/Akt/mTOR通路是肿瘤细胞存活的关键通路,在耐药DLBCL细胞中,有研究发现利用PI3K-β/δ抑制剂KA2237可以通过抑制PI3K/Akt/mTOR通路从而抑制伊布替尼耐药DLBCL细胞株增殖[36]。PIM1抑制剂与伊布替尼合用也可协同抑制NF-κB,从而抑制耐药ABC型DLBCL细胞株增殖[37]。此外,干涉细胞周期对逆转耐药细胞株也有效。SUN等[53]研究发现NF-κB抑制剂JQ-1联合周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinases,CDK)4/6抑制剂帕博西尼(Palbociclib)可抑制耐药MCL细胞株增殖。ZHAO等[57]也发现伊布替尼耐药的MCL细胞中基因转录表达发生了重编,且耐药肿瘤细胞株对CDK9抑制剂敏感性增强,提示使用细胞周期蛋白抑制剂可能对耐药患者有效。
4 小结
综上,BTK抑制剂对恶性B细胞淋巴瘤疗效显著,但随着伊布替尼等BTK抑制剂的广泛应用,耐药问题也成为亟需解决的问题。未来进一步明确具体的BTK抑制剂耐药机制,通过换用非共价结合的新型BTK抑制剂、联合其他靶向药物、降解BTK蛋白,利用CAR-T疗法或重塑代谢等方式,可能有助于克服BTK抑制剂耐药,让恶性B细胞淋巴瘤患者再次获益。