“后浪”-BTK降解剂破解BTK抑制剂耐药难题

撰文丨酶美

Bruton酪氨酸激酶（Bruton tyrosine kinase,BTK）是B细胞受体信号通路（BCR）的关键一环，关系B细胞激活、增殖及BCR下游事件。BTK是B细胞系列恶性肿瘤的重要治疗靶点，针对BTK的小分子抑制剂历经数十年研发和进化，取得了良好的临床疗效。

作为激酶的小分子抑制剂，耐药是一个难以回避的问题。第一代BTK抑制剂—伊布替尼，和第二代抑制剂-阿可替尼、泽布替尼、奥布替尼、太拉布替尼，它们通过共价结合BTK蛋白第481半胱氨酸，封闭了ATP结合口袋，从而阻断BTK自磷酸化和下游事件。BTK共价抑制剂治疗后，BTK激酶获得C481到S的耐药突变。第三代BTK抑制剂为非共价抑制剂，目前有吡妥布鲁替尼获准上市。非共价抑制剂同样阻断了ATP结合，并且不依赖于C481，因此可用于既往BTK抑制剂治疗并产生耐药的患者。在接受吡妥布鲁替尼临床实验的病人中，出现了新的耐药突变【1】。意想不到的是，虽然新的耐药突变同样位于激酶功能域，突变造成了BTK自磷酸化水平降低。但检查BCR下游事件发现，AKT，ERK没有受到影响，甚至B细胞BCR活性相关的钙离子流出现了异常增高【1】。这一研究提示了第三代BTK抑制剂的耐药突变造成了BCR通路的持续激活。临床治疗需要新的分子克服新的耐药突变。

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图 BTK抑制剂耐药突变【1】

近日，Science刊登了来自Miami大学、MSKCC和Nurix Therapeutics公司的联合研究成果，报道BTK新耐药突变的功能分析，以及BTK降解剂NX-2127的临床试验结果，题为：Kinase-impaired BTK mutations are susceptible to clinical-stage BTK and IKZF1/3 degrader NX-2127。

酪氨酸激酶的自磷酸化是激活下游通路必需的。前期研究提示了BTK耐药突变产生持续激活的BCR通路，尽管突变BTK蛋白的自磷酸化水平下降。在这项研究中，作者对这一问题进行了深入探索。首先各个耐药突变一一进行内源表达，检测其Y332的自磷酸化水平。然后再检测了突变蛋白催化ATP水解的能力。最后建立了磷酸化FRET试验，对BTK突变蛋白催化活性和ATP结合能力进行了分析。综合上述实验结果，不同的BTK突变蛋白可分为两类，T474I和C481S保留了蛋白的激酶活性，而如C481F和L528W等突变则影响了蛋白激酶活性。

在正常条件下，BCR下游事件依赖于BTK蛋白的磷酸化和自磷酸化。除自磷酸化减少外，激酶活性受损的耐药突变BTK蛋白未见BCR信号通信异常，提示突变蛋白获得了新的功能，促进B细胞的异常增殖，患者疾病复发。质谱分析和后续功能实验结果表明，突变BTK蛋白可作为桥接支架蛋白，直接和BCR通路下游重要成分HCK和ILK结合。HCK（Hematopoietic cell kinase）和血液系统、实体瘤细胞生存相关。前期研究也显示BTK蛋白C481增强了和HCK的结合，并帮助解除HCK的自抑制。ILK（integrin-linked kinase）也是肿瘤形成的关键作用蛋白。

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图：BTK突变蛋白L528W和HCK、ILK结合增强

新BTK耐药突变不依赖于其激酶的功能，逃脱了BTK小分子抑制剂的限制。靶向蛋白降解剂（PROTACs）策略成为下一代BTK药物开发的选择，目前已有多家公司在开发中。NX-2127是Nurix Therapeutic开发的口服BTK降解剂。NX-2127在B细胞恶性肿瘤临床试验一期。E3端是CRBN配体，针对血液系统适应症，选用分子保留了度胺系列对 IKZF1/3的降解活性。体外实验显示NX-2127可结合并有效降解所有的BTK突变蛋白，BCR信号通路活性有所降低。在临床试验中，受试者循环B细胞中BTK在第一周期第八天即达到最大降解率。患者耐受良好，不良反应事件都在可控范围。

激酶小分子抑制剂是药物开发的常见策略，经过一段时间治疗后，往往会产生耐药突变。BTK耐药突变突破了激酶功能的限制，生成了新的功能，直接调控了BCR下游通路。NX-2127是first-in-class的BTK降解剂，这篇Science研究论文囊括了从临床前到临床一期初步结果，清晰地呈现了从基础到临床的转化研究过程。除BTK外，常见致癌基因BRAF的一些突变也被发现激酶活性降低或丧失，但下游MAPK通路工作正常，提示了开发靶向蛋白降解的必要性。Science发表了专项论述：Degradation trumps mutations in cancer。采用不同的CRBN配体，对IKZF1/3，GSPT1降解活性进行取舍是药物开发需要考虑的要点之一。NX-5948的CRBN不能降解IKZF1/3，目前也在B细胞恶性肿瘤的临床一期试验之中。评论特别指出NX-2127能同时降解IKZF1/3，因此尚难以判断BTK降解和IKZF1/3降解各自的贡献多少。

https://doi.org/10.1126/science.adi5798

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