文：白露
Bruton酪氨酸激酶（BTK）抑制劑是一種很有前途的治療B細胞惡性腫瘤的藥物。從靶點發現到新藥批准，大約花了20年時間。First-in-class的藥物伊布替尼為B細胞惡性腫瘤的無化療時代創造了可能。此外，在過去的10年裡，大量具有抗癌潛力的BTK抑制劑的臨床試驗已經開始，最近3年中有超過70項試驗宣布啟動或更新，並有了更多的隨訪數據。
10月29日，發表於Leukemia雜誌的一篇綜述，總結了BTK抑制劑臨床前發現和臨床開發的重要裡程碑，以更好地了解其臨床和商業潛力。
來源：Leukemia
BTK由659個胺基酸和5個結構域：Pleckstrin homology（PH）結構域、Tec homology（TH）結構域、SRC homology 3（SH3）結構域、SH2結構域，以及從N端到C端的催化結構域組成（圖1）。
圖1. BTK結構（來源：Leukemia）
PH結構域可與磷脂醯肌醇（如PIP3）結合，並向細胞膜募集蛋白質。TH結構域包含一個鋅指基序，其對蛋白質的最佳活性和穩定性很重要。SH結構域參與蛋白質間相互作用，並與磷酸化酪氨酸酶和富含脯氨酸的區域結合。催化激酶結構域Y551位點可被LYN原癌基因（LYN）或脾臟酪氨酸激酶（SYK）磷酸化，導致SH3結構域Y233位置的自磷酸化。
BTK是一種連接BCR信號、Toll樣受體（TLR）信號和趨化因子受體信號的關鍵分子（圖2）。在抗原依賴性BCR信號中，BTK可被PI3K或SYK激活。PI3K產生一種激活下遊通路的必需信使PIP3，其常與BTK的PH域結合，使SYK和LYN通過Y551位點的完全轉磷酸化激活BTK；在趨化因子受體信號轉導中，在骨髓和生發中心高度表達的CXCL12，通過BTK與CXCR4連接的異源三聚體G蛋白亞基直接相互作用，與CXCR4結合，誘導BTK活化；在抗原非依賴性TLR信號中，大多數TLR招募MYD88以對TLR配體細菌脂多糖產生應答。BTK可直接與5種不同的分子相互作用，促進細胞增殖、抗體分泌、類開關重組和促炎性細胞因子的產生。
圖2. BTK在BCR信號、TCR信號和趨化因子受體信號通路中的示意圖。BTK是調節B細胞增殖和存活的抗原依賴性BCR信號的重要組成部分。同時，BTK還參與抗原非依賴性Toll樣受體信號轉導和趨化因子受體信號轉導，調節B細胞粘附、遷移和腫瘤微環境力。（來源：Leukemia）
鑑於BTK在調節B 細胞方面的關鍵作用，它自然成了自身免疫性疾病和B細胞惡性腫瘤中富有吸引力的一個治療靶點。
B細胞惡性腫瘤包括非霍奇金淋巴瘤（NHL）和慢性淋巴細胞白血病（CLL），最常見的亞型有慢性淋巴細胞白血病/小淋巴細胞淋巴瘤（CLL/SLL）、瀰漫性大B細胞淋巴瘤（DLBCL）、濾泡型淋巴瘤（FL）、多發性骨髓瘤（MM）、邊緣區淋巴瘤（MZL）、套細胞淋巴瘤（MCL）和華氏巨球蛋白血症（WM）。
NHL是2009年至2018年中國大陸新藥臨床試驗的第三大適應症。值得注意的是，B細胞惡性腫瘤是癌症中臨床試驗成功率最高的腫瘤之一。NHL、MM和CLL從I期試驗到FDA批准的成功概率分別為~8.5%、9.7%和7.3%，而實體瘤總體成功率為5.7%。因此，在過去的20年裡，B淋巴系統惡性腫瘤的治療已經取得了巨大的進展，並且極大地改善了患者的預後，尤其是對於虛弱的老年患者。
BTK抑制劑是治療NHL的新藥。由於BTK的結構和功能在1993年得到了很好的定義，產業界和學術界進行了大量的研究，以開發BTK抑制劑作為抗腫瘤藥或其他藥物（圖3）。
圖3. BTK抑制劑靶點發現和臨床開發的關鍵裡程碑。（來源：Leukemia）
伊布替尼是2013年被FDA批准為突破性療法的首個有效的選擇性BTK抑制劑。它的批准具有劃時代的意義。伊布替尼獲批前，毒性化療是CLL/SLL的主要選擇，它帶來了B細胞惡性腫瘤無化療治療的概念。隨後，第二代BTK抑制劑阿卡替尼和澤布替尼分別於2017年和2019年獲得批准，以減少脫靶效應。在過去的10年裡，許多臨床前和臨床研究都在評估BTK抑制劑作為單一藥物或與其他標準化療、免疫治療或靶向藥物聯合治療各種癌症的療效，以拓寬適應症和市場。
BTK抑制劑的發現歷史及特點
伊布替尼是BTK的first-in-class抑制劑。伊布替尼治療B細胞淋巴瘤的療效是由Honigberg L.A. 等人首次報導的。結果顯示，口服伊布替尼可在8隻自發性B細胞非霍奇金淋巴瘤模型犬中誘發3隻應答。隨後，為了克服伊布替尼的脫靶副作用和耐藥性，一些選擇性第二代BTK抑制劑被開發出來。
阿卡替尼（ACP-196）是Acerta Pharma設計的第二代BTK抑制劑。與伊布替尼相似，Harrington B.K.等人選擇了犬B細胞NHL模型，以評估阿卡替尼的體內外藥效學效應。研究表明，阿卡替尼能顯著抑制BTK的激活，從而抑制犬B細胞淋巴瘤細胞系CLBL1的增殖。總體ORR為25%，20隻犬的中位PFS為22.5天。
澤布替尼（BGB-3111）是BeiGene於2012年開發的下一代BTK抑制劑。它以構效關係驅動的藥物設計策略為設計思路，合成的化合物31a具有較高的效力、選擇性、體外藥動學特性，以及在OCI-LY10 DLBCL異種移植模型中的良好藥效學研究，被選為潛在的候選藥物。
這三種已獲批准的BTK抑制劑相同點和不同點如表1所示：所有抑制劑都以不可逆共價方式與BTK的ATP結合口袋的半胱氨酸481位結合；根據生物化學結合動力學，伊布替尼是最有效的BTK抑制劑，其次是澤布替尼和阿卡替尼；阿卡替尼的脫靶率最低，選擇性最高，其次是澤布替尼和伊布替尼。
表1. 伊布替尼、阿卡替尼和澤布替尼的特性與性質比較。
在臨床應用中，藥效學和藥代動力學的差異可能會影響抑制劑的劑量、效率和不良事件。阿卡替尼的半衰期比每天給藥一次的伊布替尼短，每天兩次給藥的BTK佔有率高於每天一次給藥（95.3% vs 87.6%），這意味著該藥需要每天兩次給藥。對於澤布替尼，持續的完全抑制作用（在淋巴結中超95%的BTK佔有率）在160 mg 每天2次組比320 mg 每天一次組更為頻繁。因此，選擇160 mg每日兩次作為進一步研究的推薦劑量。快速吸收和快速消除之間的平衡可以帶來快速靶向抑制，並降低脫靶問題或藥物相互作用的潛在風險。阿卡替尼較短的半衰期和選擇性特性使其能夠完全和持續地抑制BTK，而不會增加選擇性激酶抑制的毒性效應。全靶向覆蓋可降低BTK酶突變引起的耐藥性，也可降低Richter轉化率。
綜上，儘管這三種抑制劑在體外有一些不同的表型，但這些差異是否能轉化為臨床益處，以及哪種BTK抑制劑是best-in-class藥物，仍有待於後續的頭對頭隨機臨床試驗的觀察。
BTK抑制劑在血液惡性腫瘤中的最新臨床試驗和隨訪結果
BTK抑制劑在MCL中的研究進展
在原代MCL細胞系和組織中，一些激酶如SYK、PI3K、LYN和BTK高度過表達並與NF-κB活性相關，從而促進MCL細胞的增殖。伊布替尼可降低活性，以及受損的CXCR4或CXCR5介導體外粘附和遷移。阻斷BCR信號是MCL的一種很有前景的方法。
表2-1. BTK抑制劑在MCL中的臨床研究進展
臨床進展方面，Advani等人報導了一項I期研究，伊布替尼誘導了9例難治或復發（R/R）MCL患者中的7例應答，並確定560 mg為推薦的II期研究劑量。PCYC-1104研究表明，伊布替尼比現有的強化化療方案（如ESHAP、MINE、hyperCVAD和R-ICE）毒性更小，更有效。基於這項研究，2013年，伊布替尼被FDA加速批准用於治療R/R MCL。一項隨機RAY研究證實，在280 例R/R MCL患者中，伊布替尼優於替西羅莫司。
在R/R MCL中，伊布替尼（66%）的ORR高於其他單藥無化療療法，如硼替佐米（33%）、來那度胺（28%）、替西羅莫司 (47%)、奧法妥木單抗 (8%)、奧妥珠單抗 (27%) 和艾德拉尼 (40%)，這為MCL的無化療治療時代創造了可能。
此外，一線治療後未達到完全緩解（CR）的MCL患者的死亡率和耐藥性顯著增加。在長期隨訪中，單劑伊布替尼在MCL中的CR率為20%，而使用伊布替尼獲得CR的患者的2年PFS和OS率分別為79%和92%。這一證據將鼓勵伊布替尼與其他治療方案相結合，以最大限度地提高CR率。
BTK抑制劑在CLL/SLL中的研究進展
在CLL細胞中，LYN、SYK、PKCβ、BTK和PI3K的磷酸化和NFκB的激活可與微環境刺激相互作用，從而啟動或維持CLL細胞的存活、增殖或遷移。關於CLL細胞與其微環境之間的動態相互作用，淋巴器官中的巨噬細胞表現出M2樣表型，以維持CLL細胞的存活和增殖，而伊布替尼可能會破壞這種相互作用。澤布替尼還通過改善T細胞衰竭和下調抑制細胞上的檢查點分子和B細胞上的粘附/歸巢受體，誘導免疫微環境發生有利變化。這些結果提示了BTK抑制劑對B細胞惡性微環境有重要影響。
表2-2. BTK抑制劑在CLL/SLL中的臨床研究進展
臨床方面，PCYC-1102和PCYC-1112的聯合分析表明，接受伊布替尼作為一線治療的患者和那些沒有大腫瘤的患者在治療後出現CR的可能性更大，並且接受較少先前治療的R/R患者的PFS和OS中位數更長。Del 17p 或 TP53突變已被證實對經典免疫化療敏感性差，導致早期復發和生存期短。RESONATE-17試驗和Ahn等人特別關注這一亞群，並證明伊布替尼在CLL/SLL中表現良好，不受治療歷史或基因組特徵影響。
一線伊布替尼聯合用藥也被臨床醫生嘗試過。伊布替尼加磷酸氟達拉濱-環磷醯胺-利妥昔單抗（fludarabine-cyclophosphamide-rituximab，FCR）顯示96%的ORR和36%的CR或CRi。iLLUMINATE試驗表明，無化療的伊布替尼–奧妥珠單抗方案的中位PFS明顯長於苯丁酸氮芥–奧妥珠單抗。2020年4月21日，FDA根據III期E1912試驗批准伊布替尼/ 利妥昔單抗（ibrutinib/rituximab , IR）用於治療naive CLL/SLL，該試驗比較了IR與標準化學免疫療法FCR的療效。
BTK抑制劑在WM中的研究進展
WM的特點是骨髓浸潤的淋巴漿細胞分泌高水平的單克隆免疫球蛋白M。在過去，抗CD20單抗利妥昔單抗單藥或聯合治療（如利妥昔單抗- 環磷醯胺 -地塞米松 、利妥昔單抗-苯達莫司汀或利妥昔單抗- 硼替佐米-地塞米松）常用於虛弱患者或有免疫併發症的患者。然而，具有高基線IgM水平的患者容易遭受利妥昔單抗相關的IgM影響，並且患者不可避免地會對利妥昔單抗產生耐藥性，因此迫切需要新的治療選擇。MYD88和CXCR4體細胞突變在WM發病機制中起重要作用。伊布替尼可消除MYD88 L265P–BTK的結合，降低NF-κB的活化，並誘導WM細胞凋亡。
表2-3. BTK抑制劑在WM中的臨床研究進展
臨床方面，伊布替尼在WM治療中的臨床活性最初是在I期研究中觀察到的。通過與其他WM療法的間接比較（ORR為40%–80%，PFS中位數為8–20個月），伊布替尼在2015年被FDA加速批准用於治療R/R WM患者治療。後來，INNOVATE研究表明，在未治療和R/R-WM患者中，伊布替尼/利妥昔單抗（IR）優於安慰劑加利妥昔單抗。因此，FDA於2018年批准伊布替尼作為WM治療的一線藥物。ASPEN III期試驗直接比較了澤布替尼和伊布替尼，不幸的是，在主要終點沒有發現統計學意義。
BTK抑制劑在DLBCL中的研究進展
DLBCL是最常見的NHL，根據基因表達譜可分為3種類型：生發中心B細胞（GCB）型、活化B細胞（ABC）型和不可分亞型。ABC-DLBCL主要依賴於BCR信號來維持生存和增殖：約10%的病例顯示CARD11基因突變，導致NF-kB的下遊激活；20%的病例在CD79A和CD79B的ITAM中有突變，導致SYK、BTK、PI3K和PKCβ的下遊激酶激活；30%的病例有MYD88 L265P突變，直接激活NF-κB途徑。而GCB-DLBCL主要依賴於PI3K/AKT的激活而不是NF-κB的激活。這可能是伊布替尼在ABC-DLBCL中更敏感的原因。此外，臨床前研究還表明，伊布替尼可能通過作為ITK的抑制劑來調節免疫系統，ITK在T細胞增殖和分化中起著重要作用。
表2-4. BTK抑制劑在DLBCL中的臨床研究進展
臨床方面，Wilson等人報導ABC-DLBCL患者的中位PFS較長；CD79B突變患者的ORR高於野生型；MYD88突變與野生型腫瘤之間無顯著性差異；在ABC-DLBCL中，CD79B和MYD88突變的腫瘤比CD79野生型和MYD88突變的腫瘤應答更靈敏。PHOENIX試驗表明，伊布替尼加利妥昔單抗- 環磷醯胺- 多柔比星- 長春新鹼-潑尼松（rituximab–cyclophosphamide–doxorubicin–vincristine–prednisone, R-CHOP）與R-CHOP相比，在未經治療的ABC-DLBCL中未達到其主要終點，且毒性增加需要注意。總之，單藥伊布替尼或聯合方案治療DLBCL的數據有限。鑑於附加毒性效應和風險，聯合方案的效益比應謹慎平衡。
BTK抑制劑在MZL、原發性中樞神經系統淋巴瘤（PCNSL）、FL、MM中的研究進展
MZL是一種起源於後生發中心邊緣區B細胞的異質性B細胞惡性腫瘤，常與慢性感染如C型肝炎病毒和幽門螺桿菌有關。慢性感染可導致抗體介導的BCR激活，導致B細胞異常存活和增殖；PCNSL是一種表現在中樞神經系統的侵襲性淋巴瘤，其病理分型多為DLBCL。由於血腦屏障的存在，R/R PCNSL患者對大多數可用的治療反應不佳。考慮到PCNSL中MYD88和CD79B突變的激活，II期臨床試驗顯示了良好的PFS益處；FL既有抗原依賴性又有獨立的BCR激活，腫瘤微環境可能參與FL的發生和發展，FL細胞與腫瘤免疫細胞的相互作用可能影響臨床病程和治療效果；MM是一種血漿細胞的惡性腫瘤，積聚在骨髓中，表現出低增殖率。MM細胞起源於不再在細胞表面表達BCR的漿細胞。這些血液系統惡性腫瘤的研究進展如下表所示。
表2-5. BTK抑制劑在MZL、PCNSL、FL、MM中的研究進展
PD-1抗體聯合BTK抑制劑治療B細胞惡性腫瘤
由於免疫檢查點抑制劑的出現改變了一些惡性腫瘤的治療方法，臨床前研究報告了伊布替尼和免疫檢查點阻斷劑之間的協同抗腫瘤作用。伊布替尼和納武利尤單抗聯合治療B細胞惡性腫瘤具有可管理的安全性，但其臨床活性與先前研究中的單藥伊布替尼或納武利尤單抗相似。澤布替尼–替雷利珠單抗在GCB-DLBCL、ABC-DLBCL、Richter轉化、FL和PCNSL中的ORR分別為33.3%、40%、50%、35.7%和33%。
BTK抑制劑在實體癌中的應用
在小鼠胰腺導管腺癌（PDAC）模型中，除了對B細胞淋巴瘤的作用外，伊布替尼還導致血管系統崩潰、抗纖維化作用、T細胞恢復和腫瘤消退，並顯示出與標準療法吉西他濱的協同作用可以延長生存期。然而，RESOLVE試驗顯示，在PDAC中，與安慰劑加紫杉醇(白蛋白結合型) /吉西他濱相比，伊布替尼加紫杉醇(白蛋白結合型) /吉西他濱不能改善PFS和OS（表3）。阿卡替尼–帕博利珠單抗治療鉑難治性轉移性尿路上皮癌或晚期胰腺癌的療效仍低於標準化療。
表3. BTK抑制劑在實體瘤中的臨床試驗
神經內分泌腫瘤微環境中肥大細胞的募集被證明可以調節新生血管生成和宏觀腫瘤的擴張，伊布替尼可以通過抑制肥大細胞脫顆粒，來抑制神經內分泌腫瘤細胞的增殖，誘導腫瘤消退。然而，在II期研究中沒有患者應答。
臨床前數據還表明，PD-L1抗體和伊布替尼聯合應用可抑制淋巴瘤、三陰性乳腺癌和結腸癌小鼠模型中的腫瘤生長，這很可能是由於IL2誘導T細胞激酶（ITK）對T細胞的抑制作用。在Ib/II期臨床研究中，伊布替尼與度伐利尤單抗聯用對晚期胰腺癌、乳腺癌或肺癌患者的抗腫瘤活性有限。
已獲批BTK抑制劑中的不良反應
三種BTK抑制劑的不良事件發生頻率不同（圖4）。出血、感染、房顫、頭痛是臨床治療中最為關注的不良事件。在RESONATE和RESONATE-2的綜合分析中，伊布替尼相關的突發性不良事件是感染、出血和心房顫動。隨著時間的推移，大多數不良事件的患病率呈下降趨勢；高血壓患病率增加，但發病率在一年後下降。阿卡替尼的感染和出血發生率相似，房顫發生率較低，但容易引起頭痛。澤布替尼顯示血液學不良事件的發生率較高，但皮疹、心房顫動或出血的報告很少。在臨床實踐中，我們可以根據不同的毒性表現選擇不同的BTK抑制劑。阿卡替尼不推薦用於頭痛患者。伊布替尼不推薦用於心腦血管疾病高風險的患者，澤布替尼可能是一個更好的選擇。BTK抑制劑與抗凝劑的聯合應用應極其謹慎。
圖4. 伊布替尼、阿卡替尼和澤布替尼的不良事件發生頻率。A）伊布替尼、阿卡替尼和澤布替尼任一級別不良事件的比較。B）伊布替尼、阿卡替尼和澤布替尼 3–5級不良事件的比較。（來源：Leukemia）
BTK抑制劑的耐藥性研究
雖然BTK抑制劑已被證明是幾種B細胞惡性腫瘤中最有效的藥物之一，但是已經出現了原發和繼發耐藥的病例，並且通常導致預後不良。新出現的耐藥病例強調了臨床生物標誌物預測BTK抑制劑敏感性或耐藥性的必要性。在使用伊布替尼進展的CLL/SLL患者中，發現了BTK的伊布替尼結合域（BTK Cys481）、gatekeeper（BTK Thr474）和SH2（BTK Thr316）結構域的突變。C481位點的半胱氨酸到絲氨酸突變允許下遊信號（包括PLCγ2和CARD11）激活，從而繞過促進遠端BCR信號激活的不活躍BTK，導致腫瘤細胞增殖和遷移。
現有的三種BTK抑制劑都是針對C481位點的BTK，因此，當耐藥性產生時，切換到另一種BTK抑制劑可能是無效的。克服獲得性耐藥的策略可能如下：開發不與Cys481相互作用的新一代非共價BTK抑制劑；將BTK抑制劑與PI3K、SYK或BCL-2抑制劑結合以抑制旁路信號的激活；用嵌合抗原受體T細胞免疫療法等新療法治療；再活檢和測序以選擇其他合適的靶點治療。
BTK抑制劑的全球趨勢
從2005年到2019年，共有超80個新的BTK項目集中在癌症、關節炎或其他領域，2013年之後項目急劇增加（圖5）。截至2020年6月，仍有20多種BTK抑制劑在癌症領域開發，其中一半處於臨床開發階段。CLL/SLL、B細胞惡性腫瘤和MCL是BTK抑制劑臨床試驗的前三大適應症。美國、中國和波蘭是臨床試驗的前三個國家。儘管BTK抑制劑在DLBCL或實體瘤中的療效仍然很差，一些抑制劑仍在努力擴大適應症。
圖5. BTK抑制劑的全球趨勢。A）BTK抑制劑在癌症臨床試驗中的適應症分布；B）BTK抑制劑在2005–2019年間的情況；C） BTK抑制劑在癌症臨床試驗中的全球狀況。（來源：Leukemia）
總之，BTK是藥物開發領域的一個重要靶點， 20多個同類產品競爭激烈。BTK抑制劑的未來發展應考慮分化產物，要麼是發展適應症，要麼是探索非尋常作用機制。提高血腦屏障的滲透能力或解決BTK耐藥可能會帶來突破。
小結
BTK抑制劑是一種很有前途的治療B細胞惡性腫瘤和自身免疫性疾病的新型藥物。伊布替尼是first-in-class的BTK抑制劑，已在80多個國家獲得批准。FDA已經批准其治療CLL/SLL、WM、R/R MCL、R/R MZL和R/R慢性移植物抗宿主病。第二代BTK抑制劑阿卡替尼已被FDA批准用於CLL/SLL和R/R-MCL。澤布替尼則是首個被FDA授予快速通道、加速審批、突破性療法和優先審評4項快速審評榮譽權的中國自主研發新藥，已經被FDA批准用於R/R-MCL。
雖然多個BTK抑制劑已經獲得FDA的批准，但需要做的工作還有很多：1）拓寬BTK抑制劑的潛在應用範圍，特別是對於臨床治療效果不理想的疾病；2）基於BTK抑制的持續治療可能已經過時了，世界範圍內越來越多的研究小組正在把時間限制的治療策略作為聯合策略，例如聯合Bcl-2抑制劑維奈克拉，但應慎重、合理地確定聯合用藥策略；3）進行頭對頭隨機臨床試驗，直接比較不同BTK抑制劑在特定人群中的療效和安全性，特別是對老年人，但應注意可能的累積和長期毒性；4）必須解決耐藥性問題，開發更多具有不同機制的新型藥物，或將BTK抑制劑與其他化療、抗體、靶向藥物或免疫治療協同結合，這將可能為B細胞淋巴瘤的治療開闢道路。
參考資料：
Tingyu Wen et al. Inhibitors targeting Bruton’s tyrosine kinase in cancers: drug development advances. Leukemia (2020)
來源：醫藥魔方Pro