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肖毅教授：BTK抑制剂结合模式对B细胞受体信号传导的影响：新的分子机制与临床启示

05月15日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

在B细胞恶性肿瘤治疗领域，布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）抑制剂因其显著的疗效而成为研究的焦点。然而，不同BTK抑制剂（BTKi）的结合模式如何影响BTK的功能和信号传导，仍是一个待明确的问题。最近， Molecular Cancer Therapeutics杂志发表的一项研究，通过深入分析BTKi的结合特性，揭示了其对B细胞受体（BCR）信号传导的潜在影响，为B细胞淋巴瘤的治疗提供了新的视角。本文特别邀请华中科技大学附属同济医院血液科肖毅教授针对该研究进行点评。

BTK抑制剂的多样性与治疗挑战

BTK作为一种关键的信号转导激酶，在B细胞的发育、激活和成熟过程中发挥着至关重要的作用。BTK的异常活化与多种B细胞恶性肿瘤的发生发展密切相关，包括慢性淋巴细胞性白血病（CLL）和套细胞淋巴瘤（MCL）。BTK抑制剂作为治疗B细胞恶性肿瘤的靶向药物，已有多种产品获得批准或处于临床试验阶段。尽管这些BTK抑制剂在临床上取得了成功，但它们的结合模式和对BTK信号传导的影响尚未完全阐明。此外，BTK抑制剂的耐药性问题也日益凸显，迫切需要深入理解BTK抑制剂的作用机制，以优化治疗方案并克服耐药性。
本研究旨在评估不同BTK抑制剂的结合特性，并探讨这些特性如何影响BTK的功能和BCR信号传导路径。

揭示BTKi结合模式对BTK信号传导的具体影响

为了全面理解不同BTKi结合模式对BTK信号传导的影响，研究团队采取了一系列创新的研究方法。首先，通过构建BTK与ABBV-105的共晶结构模型，研究者们预测了不同BTKi与BTK ATP结合位点的结合模式。这一模型基于BTK与伊布替尼的已知共晶结构，并结合了ABBV-105的特性。研究中还使用了分子动力学模拟来评估不同BTKi结合模式对BTK构象的影响，以及这些变化如何影响BTK的催化活性和非催化的支架功能。

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图1 共价BTK抑制剂与BTK ATP结合位点的不同结合模式

研究团队进一步通过体外细胞实验来验证这些预测，使用了Ramos和TMD8两种B细胞淋巴瘤细胞系，这些细胞系能够模拟BTK在B细胞中的活化状态。通过Western blot分析，研究者们评估了BTKi对BTK自身磷酸化（Y223位点）和PLCγ2转磷酸化（Y1217位点）的抑制效果。此外，为了模拟BCR激活后的信号传导，研究者们使用了钙离子流动实验（FLIPR）和IP1产生实验来评估BTKi对BCR信号传导下游事件的影响。

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图2 仅铰链区域结合剂在抑制B细胞淋巴瘤中PLCγ2激活方面表现出缺陷

研究结果显示，尽管所有BTKi都能够抑制BTK的自身磷酸化，但只有back-pocket结合剂和H3 pocket结合剂能够有效抑制PLCγ2的Y551位点磷酸化，这一发现突出了这些抑制剂在阻断上游激酶对PLCγ2的激活方面的独特能力。此外，铰链区域结合剂在抑制BCR激活后的钙离子流动方面表现出明显不足，这表明这些抑制剂可能无法完全阻断BTK的非催化功能，特别是在信号传导中与RAC2的相互作用。

进一步的研究揭示了RAC2作为BTK激酶活性的旁路机制，当BTK的激酶活性被铰链区域结合剂完全抑制时，RAC2能够激活PLCγ2并介导BCR信号传导。这一发现为理解BTKi耐药性提供了新的线索，并提示了未来治疗策略的可能方向。研究者们通过CRISPR技术敲除TMD8细胞中的RAC2基因，发现这一操作能够提高所有类型的BTKi抑制钙离子流动的效力，从而证实了RAC2在BCR信号传导中的关键作用。

总体而言，这些发现不仅为BTKi的作用机制提供了新的见解，也为未来设计更为有效的BTKi提供了重要的结构和功能信息。通过深入理解BTKi的结合模式和其对BTK信号传导的影响，研究者们有望开发出更为精确和个性化的治疗方案，以应对B细胞淋巴瘤等疾病的治疗挑战。

BTKi结合模式对治疗策略的指导意义

研究结果表明，不同的BTKi结合模式对BTK的抑制效果存在显著差异，这可能影响临床治疗效果。了解这些差异有助于选择更适合的BTKi，优化治疗方案，并可能为克服耐药性提供新的策略。例如，对于依赖于BTK非催化功能的患者，使用能够全面抑制BTK功能的back-pocket结合剂可能更为有效。此外，研究还强调了未来研究的方向，包括开发新的BTKi，以及更深入地理解BTK在B细胞信号传导中的作用。此外，研究还提出了针对BTKi耐药性的潜在治疗策略，例如通过联合使用不同结合模式的BTKi或开发针对RAC2等信号分子的新型药物。

大咖点评

肖毅

医学博士、主任医师、博士生导师、博士后流动站导师

华中科技大学同济医学院附属同济医院血液科副主任
同济天佑医院（武汉科技大学附属天佑医院）血液科名誉主任
德国汉堡大学骨髓移植中心访问学者
中华骨髓库湖北分库专家委员会常务委员
中国老年血液学会常务委员
中国造血干细胞移植及细胞治疗专业委员会常务委员
中国医药教育协会白血病专业委员会常务委员
中国老年学和老年医学学会老年病学分会全国常委
中国医药教育协会青年委员会委员
中国生物医学工程学会干细胞工程技术分会移植与血浆置换学组委员
中国研究型医院学会血液病精准诊疗专委会委员
中国初保会血液淋巴瘤专委会委员
中国老年学和老年医学学会老年病学分会（湖北）专家委员会主任委员
亚太生物医学免疫学会血液病学分会委员
湖北省医学生物免疫学会理事会常务理事
湖北省医学生物免疫学会血液免疫专委会细胞因子调控分会主任委员
湖北省抗癌协会移植及细胞治疗学组副组长
湖北省中西医结合学会血液病专委会常务委员
湖北省临床肿瘤学会（ESCO）血液肿瘤专家委员会常务委员
湖北省医学生物免疫学会（ESMI）细胞治疗专业委员会常务委员
湖北省核辐射紧急医学救治专家组常务理事
湖北省住培师资教学技能大赛工作委员会专家
湖北省科普作家协会医学科普创作专业委员会委员
湖北省医保基金监督专家组常任监督专家
武汉市血液学会青年委员会常务委员
教育部学位与研究生教育评审专家
美国血液学会注册会员，欧洲血液学会注册会员目前主要从事血液系统各类疾病诊治的临床、教学及科研工作，已在专业领域发表临床和基础研究论文260余篇，其中80余发表在国际学术期刊。主持及作为主要参与者获得国家自然科学基金7项，主持省、市级课题12项，获湖北省科技进步奖2项及武汉市科技进步奖1项，两次获得华中科技大学教学质量二等奖，获得华中科技大学三育人奖，Blood中文版青年编委会编委，国家自然科学基金评审专家

肖毅教授：Wei Li及其同事开展的这项研究为我们理解BTK抑制剂在治疗B细胞恶性肿瘤中的作用机制提供了新的见解。这项研究特别关注了不同BTK抑制剂（BTKi）的结合模式如何影响BTK的功能，以及这些不同的结合模式对B细胞受体（BCR）信号传导的潜在影响。

研究团队通过一系列体外和体内实验，比较了占据BTK ATP结合位点不同区域的BTKi，包括back-pocket结合剂、H3 pocket结合剂和仅铰链区域结合剂。研究结果揭示了一个重要发现：尽管所有类型的BTKi都能够抑制BTK的自身磷酸化和PLCγ2的转磷酸化，但在抑制BCR激活后的钙离子动员方面，仅铰链区域结合剂表现出不足。这一发现表明，BTK的非催化功能，特别是与RAC2的相互作用，在BCR信号传导中发挥着关键作用。

此外，研究还发现，back-pocket结合剂和H3 pocket结合剂能够有效阻断PLCγ2的激活，而铰链区域结合剂则不能。这一点对于理解BTKi的耐药机制具有重要意义，提示我们在使用BTKi治疗时，需要考虑到BTKi的结合模式对治疗效果的影响。

从临床角度来看，这项研究强调了在选择BTKi治疗策略时，考虑BTKi的结合模式的重要性。对于那些可能依赖于BTK非催化功能的患者，使用能够全面抑制BTK功能的back-pocket结合剂可能更为有效。同时，这项研究也为开发新的BTKi提供了结构和功能上的指导，特别是在设计能够克服耐药性的治疗策略方面。

总之，这项研究不仅为我们提供了关于BTKi作用机制的新知识，也为未来的药物设计和临床应用提供了宝贵的信息。随着更多的研究和数据的积累，我们有望更好地理解BTKi的耐药机制，并开发出更为有效的治疗方法，以改善B细胞恶性肿瘤患者的预后。

参考文献

Wei Li, Renata Sano, Mutiah Apatira, et al. "Bruton’s Tyrosine Kinase Inhibitors with Distinct Binding Modes Reveal Differential Functional Impact on B-Cell Receptor Signaling." Molecular Cancer Therapeutics, 2024, 23(1): 35-46. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-22-0642

责任编辑：Amiee
排版编辑：guangli