【盤點】BTK抑製劑的研究新進程

免疫細胞一般分為T細胞與B細胞，B細胞會分泌各種抗體來促使人體抵禦各種外來的侵入。布魯頓酪氨酸激酶（BTK）主要在B細胞和髓細胞中表達，分布在淋巴係統、造血及血液係統，但在T細胞和漿細胞中也發現了較低水平的BTK表達^[1]。BTK是非受體蛋白酪氨酸激酶Tec家族的成員，是B細胞抗原受體（BCR）信號通路中的關鍵激酶，能夠調節正常B細胞的增殖、分化與凋亡，這也充分說明了BTK在B淋巴細胞的生成過程中起著不可替代的作用，是治療血液腫瘤的理想靶點。

BTK的結構概括和作用機製

人BTK基因的染色體編碼了659個氨基酸。BTK基因包括了PH結構域、TH結構域、SH3結構域、SH2結構域和SH1結構域。其中PH結構域由大約120個氨基酸組成，包含轉錄因子BAP-135/TFH-I以及活性下調因子PIN1、IBTK的結合位點，同時也負責介導BTK與第2信使磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3）的作用。TH結構域由大約80個氨基酸殘基構成，由BTKmotif 和富含脯氨酸區域兩部分組成。SH3結構域能特異識別TH結構域中富含脯氨酸片段，誘發分子內折疊。SH1結構域包含活化環、ATP結合位點、催化器以及變構抑製片段。BTK的活化（磷酸化）最初發生在SH1結構域中的活化環中，進一步的活化發生在包含主要自磷酸化位點的SH2及SH3結構域中。SH2結構域的功能是特異性識別酪氨酸殘基的磷酸化狀態，從而使包含SH2結構域的蛋白質可以定位到其它蛋白的磷酸化酪氨酸位點上。

BTK的下遊受體包括生長因子、B細胞抗原、趨化因子及非特異免疫受體等，因此BTK的活化能引發諸如：細胞增殖、存活、分化、血管新生、抗原表達和細胞因子合成等多種細胞過程。而BTK活化的重點在於BTK遷移到細胞膜上，當細胞膜上的一些受體接收到相應配體的刺激後，活化的受體會募集並磷酸化胞內的信號轉導激酶PI3K，磷酸化的PI3K隨後將膜上的PIP2轉化為第2信使PIP3。PIP3結合到BTK的PH結構域，BTK隨後會被募集到細胞膜，隨後Tyr-551殘基被Syk和Lyn激酶磷酸化。BTK接著在Tyr-223殘基進行自磷酸化反應從而具備生理活性。

BTK激酶參與體內多種重要信號的轉導,其活化對多個細胞過程具有重要影響。

• BTK障礙可以導致嚴重的免疫缺陷，從而影響B細胞的發育成熟。

• 機體發生免疫應答時，BTK通過介導B細胞信號激活，誘導基因表達，從而調控B細胞的增殖與凋亡。

• 正常人單核細胞中過表達BTK，將會促進TNF-α產生，而BTK基因異常者，促TNF-α產生能力下降，從而使BTK活化誘導巨噬細胞產生促炎因子。

綜合BTK的結構與功活化機製，使得BTK成為一個具有廣泛目標疾病的靶點，如B細胞惡性腫瘤、哮喘、風濕性關節炎和係統性紅斑狼瘡等^[2]。

BTK抑製劑的發展進程

BTK是B細胞抗原受體和細胞因子受體通路的信號傳導分子，可通過B細胞表麵受體的激活，使B細胞的運輸、趨化和黏附通路的信號發揮作用，對於細胞的增殖、分化和凋亡具有十分重要的作用。

Ibrutinib是小分子BTK抑製藥，在2013 年底獲得美國FDA 的批準，通過與BTK活性位點中的半胱氨酸殘基形成共價鍵，從而抑製BTK酶的活性。Ibrutinib目前的適應症包括慢性淋巴細胞白血病（CLL）、小淋巴細胞白血病（SLL）,17P缺失慢性淋巴CLL/SLL套細胞淋巴瘤，華氏巨球蛋白血症。

2014年 10 月，Ibrutinib獲得歐盟EMA 的上市批準；2015 年獲得日本PMDA 的批準，治療複發或難治性的 CLL；目前還未在中國獲批上市。

研究發現BTK激酶具有潛在的食道癌治療效果，BTK/ERBB2激酶抑製劑中Ibrutinib可顯著抑製食道癌模型的疾病進展，目前Ibrutinib治療MYC和(或)ERBB2過表達的中晚期食管癌的II期臨床研究正在進行中。另外，在MYC以及ERBB2過表達細胞係中，Ibrutinib可以降低ERK介導的信號轉導，抑製cMYC磷酸化，減低MYC蛋白水平，引起G1細胞周期阻滯和凋亡。

由於Imbruvica尚且具有off-target和突變導致的耐藥性等弱點，II代BTK抑製劑應運而生，目前首個二代BTK抑製劑Acalabrutinib於2017年11月2日被FDA批準上市，用於治療治療罹患套細胞淋巴瘤且曾接受過至少一次治療的成人患者。與Ibrutinib相比，Acalabrutinib臨床前及臨床I期和II期的數據顯示其能夠選擇性地阻斷BTK通路而不會破壞其他保持血小板和免疫功能的關鍵分子通路。因此避免或減少了與癌症治療相關的某些不良反應,具有更好的安全性。

BTK小分子抑製劑對於治療血液惡性腫瘤的自身免疫失調疾病具有良好前景，除了已經上市的Ibrutinib和Acalabrutinib外，還有多個在研的小分子抑製劑也已經進入臨床前或者是臨床研究階段。

在上述BTK小分子抑製劑中，GDC-0834是一種高選擇性的BTK可逆抑製劑，對抑製BCR或CD40依賴型B細胞的活化增殖有良好活性，目前被視為風濕性關節炎的潛在治療藥物。

RN-486在酶活性測試中顯示出了較高的活性和特異性，在抗風濕活性中顯示出良好的抗炎和緩解疾病的作用。

CGI-1764是一個ATP競爭性小分子BTK抑製劑，能夠在體內實驗中明顯降低小鼠關節中的細胞因子水平和免疫抗體水平。

CC-292是一種丙烯酰胺類BTK抑製劑，是有可能治療多種B細胞增殖失調症的潛在藥物。

BTK抑製劑的研究新進程

Wataru Kawahata等人^[3]通過scaffold-hopping選取了一係列新型氨基三嗪為BTK的高選擇性抑製劑。隨後在SAR研究中使用了活化和未活化的BTK蛋白，從而發現了一種高度選擇性的BTK抑製劑4b。4b在體內模型中療效顯著，ADME和安全性良好，已進入臨床前研究。

BTK抑製劑可以治療多種疾病，如B細胞惡性腫瘤、哮喘和類風濕性關節炎等，是一種很有前途的藥物靶點；目前針對BTK的各種候選藥物正在臨床研究中，預計會有更多的有效有選擇性的藥物問世，為患者提供新的治療方案。

參考文獻：

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.