B细胞受体信号及其靶向抑制剂在恶性淋巴瘤中的作用

2014-05-18 08:14:44贾晓益吴育晶
中国药理学通报 2014年5期
关键词:存活激酶淋巴瘤

戴 杏,贾晓益,吴育晶,魏 伟

(安徽医科大学临床药理研究所,抗炎免疫药物教育部重点实验室,抗炎免疫药物安徽省工程技术研究中心,安徽合肥 230032)

恶性淋巴瘤原发于淋巴结或结外淋巴组织,是来源于成熟淋巴细胞的恶性肿瘤,主要分为霍奇金淋巴瘤(Hodgkin lymphoma,HL)和非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin lymphoma,NHL)两大类。HL通常多原发于淋巴结,具有特征性的肿瘤细胞Reed-Sternberg细胞(里-施细胞)。按组织学类型可以分为淋巴细胞为主型、结节硬化型、混合细胞型和淋巴细胞消减型。NHL常原发累及结外淋巴组织,来源于在接触抗原后处于不同转化或发育阶段,属于周围淋巴组织的T或B细胞。WHO分型方案中较常见的NHL亚型有边缘区淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤(follicular lymphoma,FL)、套细胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma,MCL)、弥漫大 B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma,DLBCL)和伯基特淋巴瘤(Burkitt′s lymphoma,BL)等类型,大部分为B细胞淋巴瘤。与HL相比,NHL无论在欧美或亚洲,发病率均较高。恶性淋巴瘤常规治疗方法主要为手术、放疗、化疗和造血干细胞移植等,RCHOP疗法(利妥昔单抗、环磷酰胺、多柔比星、长春新碱和泼尼松的联合用药)已成为NHL的标准疗法。但是,对于一些老年的或患有感染性疾病的淋巴瘤患者很难耐受很多一线免疫化学疗法的毒性,因此,必须寻找更加新颖的治疗方法。许多NHL淋巴瘤起源于B淋巴细胞,B细胞抗原识别受体(B cell receptor,BCR)复合物及其相关蛋白激酶在正常及恶性B细胞的发育、增殖和存活中都有着重要的作用。抗原刺激能够诱导淋巴瘤生成的概念提出以后,BCR受体信号通路已经成为促进淋巴瘤生长和存活的重要通路。因此,BCR及其信号通路中的各种激酶可以成为淋巴瘤治疗的新靶点。针对该通路的各种靶分子如Syk、Btk及PI3K的抑制剂也相继研发。本文将对BCR及其信号转导通路在恶性淋巴瘤中的作用以及针对信号通路中小分子为治疗靶点的抑制剂的研究进展作一简要综述。

1 BCR信号转导通路

1.1 BCR结构和功能 BCR是由膜免疫球蛋白(membrane immunoglobulin,m Ig)和 Igα(CD79A)/Igβ(CD79B)组成的异源寡聚复合体,是B细胞特征性的标志之一。m Ig能够识别、结合抗原,Igα和Igβ胞内区都有一段免疫受体酪氨酸激活 基 序 (immunoreceptor tyrosine-based activation motif,ITAM),磷酸化后参与转导抗原刺激信号[1]。

1.2 BCR在正常B细胞中的信号转导通路

1.2.1 PLC-γ2介导的信号途径 BCR受到抗原刺激后,BCR/Igα/Igβ复合物进入B细胞表面的脂筏,活化 Lyn(SRC family kinases)使Igα/Igβ胞浆区的ITAM磷酸化,募集Syk(spleen tyrosine kinase)到脂筏处随即被磷酸化。活化的Syk可以磷酸化 B细胞连接蛋白(B cell linker protein,BLNK)和 CIN85(Cbl-interacting protein of85 ku)与 Btk(Bruton tyrosine kinase)一起结合到磷脂酶 C-γ2(phospholipase C-γ2,PLC-γ2)上,活化的PLC-γ2水解胞膜底物PIP2产生第二信使IP3和DAG。IP3与内质网膜上IP3受体结合后可开放胞膜Ca2+通道和胞内钙储备,导致胞质内Ca2+浓度升高,激活钙调磷酸酶,使转录因子NFAT(nuclear factor of activated T cells)去磷酸化而被活化,介导NFAT通路。DAG可使蛋白激酶 Cβ(protein kinase Cβ,PKCβ)结合到胞膜内侧面,在磷酯酰丝氨酸的协同作用下,PKCβ被DAG磷酸化后可激活Bcl-10/CARMA1/MALT1复合物,使 IKK复合物磷酸化,随后IκB丝氨酸残基被IKK复合物磷酸化后经泛素标记而降解,使NF-κB从IκB上释放出来。NF-κB移位入核活化NF-κB通路。DAG还可通过活化Ras启动下游MAPK通路,导致转录因子AP1的活化,从而调节基因表达[2](Fig 1)。

1.2.2 PI3K介导的信号途径 CD19是B细胞从前B细胞到浆细胞阶段表达的特定细胞表面分子。BCR活化后,CD19和PI3K的B细胞接头蛋白(B cell adaptormolecule for PI3K,BCAP)被Lyn、Syk、Btk磷酸化后可以激活磷脂酰肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K),PI3K以 PIP2为底物产生PIP3,PIP3可使Akt和Btk向胞膜募集并被激活[3]。活化的Akt使IKK复合物磷酸化,最终活化NF-κB、MAPK、NFAT和RAS等信号途径(Fig 1)。

Fig 1 Schema for BCR-mediated signaling in B cell

2 BCR介导的恶性淋巴瘤

大部分淋巴瘤B细胞表面都表达免疫球蛋白和BCR聚合物,BCR信号通路的部分酶会引起染色体易位从而改变免疫球蛋白基因位点,形成致癌基因。BCR与周围环境中的抗原结合后触发BCR介导的信号通路,使酪氨酸激酶和一些小分子发生突变,促进恶性B细胞生长和存活,从而促使淋巴瘤生成[4]。

2.1 弥漫大B细胞淋巴瘤 慢性活化性BCR信号途径参与了活化型弥漫大B细胞淋巴瘤(activated B cell like diffuse large B cell lymphoma,ABC DLBCL)的发病机制。ABC DLBCL肿瘤细胞依靠抗凋亡NF-κB途径存活,基因表达谱显示ABC DLBCL的NF-κB靶基因表达较生发中心型明显增高,NF-κB通路已成为其潜在的治疗靶点[5]。CARD11突变显示NF-κB途径参与其发病。肿瘤体细胞的突变影响CADR11的卷曲-卷曲结构,从而自发招募NF-κB下游通路的信号分子[5]。RNA干扰显示 CBM (CARD11-BCL-10-MALT1)复合物对ABC DLBCL NF-κB途径活化起部分作用[6]。在正常 B细胞中 CBM复合体连接BCR和IKK,是NF-κB途径的关键调节因子。大约10%的ABC DLBCL中CARD11的亚型突变可以引起CBM复合体的活化。RNA干扰还显示,Btk是NF-κB途径活化和细胞存活的关键因子。大约20%的ABC DLBCL发生ITAM基序的CD79A和CD79B突变。敲除了 BCR组分 (IgH、Igκ、CD79A或CD79B)或者 BCR信号通路效应器(Syk、BLNK、PLCγ2、PI3Kδ或 PKCβ)可以杀死 ABC DLBCL的肿瘤细胞[7]。Bcl6的过表达可以减少抑制性酪氨酸磷酸酶提高Syk活性从而放大BCR信号途径。

2.2 伯基特淋巴瘤 BL是起源于生发中心的高侵袭性淋巴瘤,补体BCR信号通路中的PI3K通路参与其发病机制。BCR依赖性BL的存活并不依靠CARD11或 Btk证明其与ABC DLBCL的慢性活化性信号通路有本质上的区别。BL BCR信号途径是通过磷酸化Atk和核糖体蛋白S6激酶(ribosomal s6 kinase,p70S6K)来活化 PI3K[8]。因此,PI3K的BCR补体信号通路可以提供必要的存活信号耐受MYC易位基因的表达。BL细胞始终表达IgM-BCRs,敲除CD79A和Syk可以使其死亡[8]。选择性的活化小鼠生发中心的B细胞会导致和人类BL表型相同的淋巴瘤[9]。PI3K抑制剂或者哺乳动物雷帕霉素靶向蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)抑制剂都可以杀死 BL细胞[8]。

2.3 慢性淋巴细胞白血病 BCR信号通路很大程度上介导了慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)的发生、发展。部分病人高表达BCR相关激酶如ERK、Akt和NFAT[10]。体外实验表明,IgM单抗交联B细胞膜表面的IgM可以引起钙离子胞内转移和下游信号分子的活化,导致抗凋亡反应和Bcl-2家族蛋白、Mcl-1(the myeloid leukemia cell differentiation protein)和其它促存活因子活化[11]。BCR对生长或存活因子的刺激反应能力取决于膜表面免疫球蛋白的表达水平。缺乏免疫球蛋白重链可变区基因表达的体细胞突变、表达 ZAP-70(ζ-associated protein of 70 ku)的体细胞突变、细胞内酪氨酸激酶都能活化和招募Syk[12],因此,ZAP表达阳性的患者侵袭性强也间接说明了BCR信号通路的相关性[13]。

3 针对BCR信号通路的抑制剂

BCR信号通路介导了恶性淋巴瘤的发生、发展,提示可以用药物抑制剂来阻断疾病的进一步发展。目前,已研发出很多种通过抑制BCR信号通路酶发挥靶向治疗作用的抑制剂。需要强调的是这些小分子通常能够抑制多种酶,即使是针对某种特异性酶的抑制剂也不能低估药物潜在的脱靶效应。事实上,每一种抑制剂都有脱靶效应,所以在注意药物生物活性和临床效应的同时也要注意药物毒性。

3.1 Syk抑制剂 Syk是非受体酪氨酸激酶,BCR活化后磷酸化ITAM可以招募和活化Syk。Fostamatinib是第一个进入临床试验且用于治疗淋巴瘤、自身免疫病和炎症失调的Syk抑制剂。Fostamatinib是ATP竞争性抑制剂R406前体药物,体外激酶试验证明R406部分抑制Syk且抑制Fms样酪氨酸激酶3、KIT、淋巴细胞特异蛋白激酶、Janus激酶1(Janus kinase 1,JAK1)、JAK3、RET和腺苷 A3受体[14]。利用 Eμ-TCL1转基因小鼠CLL模型显示,Fostamatinib能够抑制BCR信号,减少体内恶性B细胞生长和存活[15]。Fostamatinib目前已经完成了淋巴瘤Ⅰ期和Ⅱ期临床试验,结果显示64位复发性和难治性NHL患者中FL和MCL有效率为10%,DLBCL有效率为22%,CLL有效率为55%[16]。Ⅱ期临床试验显示Fostamatinib对类风湿关节炎也具有疗效。Fostamatinib的不良反应包括腹泻、疲乏、白细胞减少、贫血等。PRT062607是第2个Syk抑制剂,目前处于I期临床试验阶段。根据其在小鼠胶原性关节炎模型中活性情况,最初的实验设计将会针对自身免疫病和炎症性疾病[17]。PRT062607体外抑制DLBCL细胞的增殖,抑制BCR信号[18]。

3.2 Btk抑制剂 Btk是非受体激酶Tec家族成员之一,Btk的钝化突变可以使B细胞的发育减缓和抗体分泌严重减少,导致X链丙种球蛋白缺乏症[19]。小鼠Btk基因突变可以引起X链免疫球蛋白缺陷,表现为B细胞发育的部分阻滞,与 Btk敲除后表型一致[20]。Ibrutinib(PCI-32765)是具有较高选择性和有效性的Btk抑制剂,可以共价修饰酶,它与Btk活化部位旁的半胱氨酸481共价结合,是不可逆的抑制剂,其 IC50为 0.5 nmol·L-1[21]。Ibrutinib半衰期很短,为1.5~2.7 h。在细胞水平的研究中发现,毫微摩尔低浓度的Ibrutinib对ABC DLBCL细胞系有毒性作用[7]。Ibrutinib对犬的淋巴瘤有活性作用[21]。Ibrutinib可以减少CLL患者体内初始细胞DNA合成和存活能力[22]。在使用Eμ-TCL1转染的CLL样细胞的小鼠模型中发现Ibrutinib可以阻止疾病的进展[23]。Ibrutinib减少CLL早期患者血浆中趋化因子CLL3和CLL4的表达[23]。Ibrutinib抑制 Btk,同时抑制淋巴结微环境中的趋化因子与CXC趋化因子受体4(C-X-C chemokine receptor type 4,CXCR4)、CXCR5结合,从而阻断 CLL细胞归巢[24]。AVL-292是另一个正在开发的Btk抑制剂,通过共价绑定半胱氨酸特异性的耐受沉默。生化、细胞和药效学实验证明AVL-292安全剂量下可以占据98%的靶点。Ibrutinib和AVL-292都已进入临床试验阶段。Ⅰ期临床试验结果显示,Ibrutinib很少产生嗜中性白血球减少症和过敏症等副作用。Ⅱ期临床试验结果显示,Ibrutinib对侵袭性UCLL和惰性M-CLL都具有疗效[25]。

3.3 PI3K、Akt和 m TOR抑制剂 PI3K通过慢性活化和补体BCR两种信号通路介导淋巴瘤的发病,因此PI3K是很有前景的治疗性靶点。B细胞PI3K活化不仅介导细胞表面受体刺激信号、细胞新陈代谢,还影响细胞生长、大小、存活和血管生成的下游信号[26]。GS-1101(CAL-101)是 PI3Kδ的特异性抑制剂,体内 IC50为 2.5 nmol·L-1[27]。浓度为 10 μmol·L-1的GS-1101体内诱导U-CLL和 M-CLL肿瘤细胞的凋亡而不影响正常的免疫细胞[28]。体内共培养CLL细胞和基质细胞模拟肿瘤微环境验证了GS-1101对高表达PI3KδCLL病例效果更好[27],GS-1101通过阻断由 CXCL12和CXCL13诱导的趋化因子受体通路和BCR信号通路抑制CLL,有趣的是,基质依赖的趋化因子通路抑制剂浓度低于BCR通路抑制剂浓度[27]。GS-1101可以阻滞DLBCL细胞和初始MCL细胞Akt磷酸化[27]。Ⅰ期临床试验结果显示,复发性和难治性CLL患者可耐受逐渐增加的GS-1101剂量,减少肿瘤细胞中Akt水平,降低外周血趋化因子和淋巴结病变率。目前,GS-1101正处于Ⅲ期临床试验阶段。NVPBKM120,另一种同型特异性的PI3K抑制剂,已处于治疗实体癌症临床试验阶段,对大部分伯基特淋巴瘤细胞有疗效。

Akt位于PI3K通路下游,也是重要的靶点之一,目前正在研发针对其靶点的抑制剂。雷帕霉素及其类似物以mTORC1为靶点的抑制剂,对 MCL有效率为20% -38%[29],对难治性及复发性DLBCL有效率为30%。雷帕霉素体外杀死BL细胞,因此,它的类似物也将应用于治疗淋巴瘤。

4 展望

BCR信号通路是目前恶性淋巴瘤中很有前景的新的治疗靶点。现有的临床实验数据显示恶性淋巴瘤患者对BCR相关靶酶抑制剂是相当敏感的,针对此通路的靶酶抑制剂也在相继研发中,部分淋巴瘤患者出现脱靶效应。BCR通路与其它通路的相互复杂作用提供补偿信号从而导致耐药或复发。由于缺乏长期使用生物制剂的经验,当前我们对药物反应的耐受、疾病转化的风险以及长期不良反应还知之甚少。长期使用某个信号分子的抑制剂,可能会产生新的免疫系统调控失衡,合理的监测和系统分析会帮助我们发现此类生物制剂最佳治疗效应。因此,在关注这些靶点药物疗效的同时,亦应注意药物可能产生的不良反应。

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