Btk(Bruton's tyrosine kinase)是一种非受体酪氨酸激酶,在B细胞的发展和功能中起着至关重要的作用。Btk基因最初被发现与X连锁无丙种球蛋白血症(XLA)有关,XLA是一种由于Btk基因突变导致的原发性免疫缺陷病,导致患者缺乏成熟B细胞和循环免疫球蛋白,从而无法产生体液免疫反应。Btk在B细胞抗原受体(BCR)信号传导途径下游发挥作用,参与调节B细胞的存活、增殖和功能。
Btk在多种B细胞恶性肿瘤中起着致癌信号传导的关键作用。最近的研究表明,Btk的小分子抑制剂在动物模型和临床试验中显示出良好的抗肿瘤活性。特别是口服不可逆的Btk抑制剂依鲁替尼(ibrutinib)在复发/难治性慢性淋巴细胞白血病(CLL)和套细胞淋巴瘤(MCL)患者中表现出高反应率,包括具有高风险基因病变的患者。由于依鲁替尼通常耐受性良好且具有持久的单药疗效,因此它于2016年被迅速批准用于CLL患者的一线治疗。迄今为止,依鲁替尼在各种其他B细胞恶性肿瘤中的疗效正在积累证据。Btk抑制不仅限于其经典的BCR信号传导作用,还涉及B细胞内在的信号传导途径,这些途径对于细胞存活、增殖或在淋巴组织中的滞留至关重要。此外,Btk还在几种髓细胞群体中发挥作用,这些群体是肿瘤微环境的重要组成部分。因此,目前对Btk抑制作为抗癌疗法的研究兴趣浓厚,不仅在B细胞恶性肿瘤中,在实体瘤中也有应用潜力。Btk抑制作为单一疗法的效果显著,但可能产生耐药性,这促使人们开发组合疗法以改善临床反应。文献综述了Btk在B细胞分化和B细胞恶性肿瘤中的作用,并强调了Btk抑制在癌症治疗中的重要性[1]。
基因治疗是治疗XLA的一种潜在方法。使用同源重组技术,研究者构建了一种针对Btk基因的基因治疗载体,用于治疗XLA。该载体包含Btk外显子6-19的基因组序列和一个由巨细胞病毒启动子驱动的绿色荧光蛋白-潮霉素抗性基因盒。使用人类男性前B急性淋巴细胞白血病细胞系Nalm-6作为受体细胞,研究者测量了基因靶向的同源重组效率。在两个独立实验中,从107个潮霉素抗性稳定克隆中鉴定出10个具有Btk基因同源重组的克隆。随后,研究者使用脐带血CD34⁺细胞作为基因靶向的受体细胞。在含有细胞因子和潮霉素的培养基中生长,研究者分离出了一些生长的克隆。研究者发现,在755个潮霉素抗性克隆中,Btk基因的靶向发生率为4个。重要的是,在生长选择培养基中,从同源重组的CD34⁺细胞分化而来的CD19⁺淋巴祖细胞中也观察到了基因靶向。该研究结果表明,使用HD-Ad.AAV BTK载体通过同源重组在造血干细胞中进行Btk基因治疗具有潜力[2]。
Btk在肺癌中的作用也逐渐受到关注。研究者通过计算方法分析了来自TCGA数据库的551例肺癌腺癌(LUAD)病例中的肿瘤微环境(TME)成分。差异表达基因(DEGs)通过COX回归分析和蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络构建进行了分析。通过单变量COX和PPI的交集分析,Btk被确定为预测因子。进一步分析发现,Btk表达与LUAD患者的临床病理特征(临床分期、远处转移)呈负相关,与生存期呈正相关。基因集富集分析(GSEA)显示,Btk高表达组的基因主要富集在免疫相关活动中,而Btk低表达组的基因则富集在代谢途径中。CIBERSORT分析TICs的比例表明,B细胞记忆和CD8⁺T细胞与Btk表达呈正相关,提示Btk可能负责维持TME的免疫优势状态。因此,Btk的水平可能有助于预测LUAD患者的预后,并特别提示TME从免疫优势状态转变为代谢活性状态,为LUAD的治疗提供了新的见解[3]。
Btk基因的突变也与B细胞缺陷相关。研究者描述了22个新的Btk基因变异,这些变异与B细胞缺陷和低丙种球蛋白血症相关。遗传数据与Btk蛋白表达和临床及家族病史相关联,以全面评估这些新变异在Btk基因中的临床病理意义。对于一种新的错义变异p.Cys502Tyr,进行了位点特异性诱变,以确定序列变化对蛋白表达和稳定性的影响。遗传数据应尽可能与蛋白和/或临床和免疫学数据相关联,以确定基因序列改变的临床意义[4]。
在慢性淋巴细胞白血病(CLL)中,Btk突变对治疗的影响也是一个研究热点。研究者回顾性分析了609例接受Btk抑制剂治疗的CLL患者,其中85例在治疗期间或之后进行了下一代测序(NGS)。结果显示,在进展期的患者中,17p缺失、复杂核型和既往治疗(包括Btki)的发生率更高。在57个基因中发现了216个变异,其中进展组(PD组)的变异更多(158个变异,70.3%为致病性,P<0.001)。进展组中致病性变异的发生率更高(70.3%,P<0.001),包括32个Btk(BTK C481S/F/R/Y,L528W和T474I/L)和4个PLCG2突变。值得注意的是,在一线依鲁替尼耐药患者中发现了一个高变异等位基因频率(VAF)的L528W突变。TP53、SF3B1和NOTCH2突变在进展组中更为常见(P<0.01,P<0.05,P<0.05)。此外,MAPK通路基因突变在进展组中更为常见,且VAF更高(P=0.041)。在进展的pirtobrutinib患者中发现了T474突变,Btk L528W突变可能同时出现在共价和非共价Btki治疗中。这些结果还表明,RAS/RAF/MAPK通路基因突变可能有助于Btki耐药性[5]。
Btk的发现和依鲁替尼的开发为白血病的管理提供了新的思路。Btk是一种细胞质蛋白酪氨酸激酶,其相关基因在20世纪90年代初通过定位克隆技术被分离出来。由于受影响患者的表型为缺乏B淋巴细胞和浆细胞,进而无法产生体液免疫反应,因此预期Btk抑制剂对自身免疫性疾病等抗体介导的病理状态具有有益作用。与SRC家族的细胞质激酶不同,Btk的结构改变不会导致其持续活化形式,且在白血病或淋巴瘤中也没有发现此类突变。2007年,第一个有效的抑制剂依鲁替尼被报道,并很快在美国和欧洲获得批准,用于治疗三种B细胞恶性肿瘤,即套细胞淋巴瘤、慢性淋巴细胞白血病和瓦登斯特伦巨球蛋白血症。近年来,已经开发了其他抑制剂,其中acalabrutinib的选择性更高,且最近显示临床不良反应较少。抗肿瘤机制与Btk突变无关,而是通过抑制肿瘤在淋巴器官中的定植来实现,这使得这些药物具有高度的多功能性。Btk是人类10种携带半胱氨酸的激酶之一,半胱氨酸位于腺苷三磷酸结合裂隙中。这使得这些化合物具有高度的优势,因为它们可以与共价、不可逆的抑制剂结合。这种特性可能至关重要,并为Btk修饰药物的未来发展带来了良好的前景[6]。
总之,Btk在B细胞的发展和功能中发挥着重要作用,并且与多种B细胞恶性肿瘤的发生发展密切相关。Btk抑制剂作为一种新的抗癌疗法,已经在CLL和MCL等疾病中显示出良好的疗效。然而,耐药性的产生仍然是一个挑战,需要进一步研究以克服耐药性并提高治疗效果。此外,Btk在肺癌等实体瘤中的作用也逐渐受到关注,为癌症的治疗提供了新的思路和策略。未来研究可以进一步探索Btk在肿瘤发生发展中的作用机制,以及Btk抑制剂在癌症治疗中的应用潜力。
参考文献:
1. Pal Singh, Simar, Dammeijer, Floris, Hendriks, Rudi W. 2018. Role of Bruton's tyrosine kinase in B cells and malignancies. In Molecular cancer, 17, 57. doi:10.1186/s12943-018-0779-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29455639/
2. Yamamoto, H, Ishimura, M, Ochiai, M, Mitani, K, Hara, T. 2015. BTK gene targeting by homologous recombination using a helper-dependent adenovirus/adeno-associated virus hybrid vector. In Gene therapy, 23, 205-13. doi:10.1038/gt.2015.91. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26280081/
3. Bi, Ke-Wei, Wei, Xu-Ge, Qin, Xiao-Xue, Li, Bo. 2020. BTK Has Potential to Be a Prognostic Factor for Lung Adenocarcinoma and an Indicator for Tumor Microenvironment Remodeling: A Study Based on TCGA Data Mining. In Frontiers in oncology, 10, 424. doi:10.3389/fonc.2020.00424. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32351880/
4. Kraft, Monica T, Pyle, Regan, Dong, Xiangyang, Bahna, Sami L, Abraham, Roshini S. 2021. Identification of 22 novel BTK gene variants in B cell deficiency with hypogammaglobulinemia. In Clinical immunology (Orlando, Fla.), 229, 108788. doi:10.1016/j.clim.2021.108788. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34182127/
5. Chirino, Alexandra, Montoya, Skye, Safronenka, Anita, Taylor, Justin. 2023. Resisting the Resistance: Navigating BTK Mutations in Chronic Lymphocytic Leukemia (CLL). In Genes, 14, . doi:10.3390/genes14122182. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38137005/
6. Bahal, Sameer, Zinicola, Marta, Moula, Shefta E, Thrasher, Adrian J, Santilli, Giorgia. 2024. Hematopoietic stem cell gene editing rescues B-cell development in X-linked agammaglobulinemia. In The Journal of allergy and clinical immunology, 154, 195-208.e8. doi:10.1016/j.jaci.2024.03.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38479630/