来源:市场资讯
(转自:抗体圈)
01
BTK的分子结构与作用机制
BTK的分子结构
BTK是一种由659个氨基酸组成的非受体酪氨酸激酶,分子量约76kDa,属于Tec激酶家族。其结构包含5个主要功能域,从N端到C端依次为:
● PH结构域:结合磷脂酰肌醇三磷酸(PIP3),介导细胞膜定位;
● SH3结构域:结合富含脯氨酸的蛋白(如BCAP),参与信号复合物组装,是BCR信号激活的前提;
● SH2结构域:识别磷酸化酪氨酸残基,与活化的CD79a/b等分子结合,传递BCR信号;
● SH1/TK结构域:包含关键的催化位点(Cys481、Tyr551)和ATP结合口袋;
● C端尾部:含核定位信号(NLS)和核输出信号(NES),调控BTK在胞质与细胞核间的穿梭,影响其功能多样性。
展开剩余95%这些结构域通过协同作用,实现BTK的膜定位、信号传导和底物磷酸化功能。
图1 BTK的化学结构
BTK的信号通路调控
BTK通过BCR、TLR、CXCR4等受体激活,从而磷酸化下游分子(如PLC-γ)激活NF-κB和MAPK通路,参与免疫应答和炎症反应。
图2 BTK在BCR、TLR、趋化因子受体和FcR信号转导通路中的作用
BTK与其他激酶的协同作用
与Lyn、Syk、PI3K等激酶形成信号网络。Lyn磷酸化CD79A/B的ITAM招募Syk,Syk激活BTK,共同维持BCR通路活化。PI3K通过生成PIP3激活Akt/mTOR通路,与BTK协同促进细胞生存代谢。
图3 刺激B细胞中BTK活化的细胞表面受体
02
BTK的表达调控与生物学功能
BTK的广泛表达
BTK不仅表达于B细胞,还存在于髓系细胞(如单核细胞/巨噬细胞、树突状细胞、肥大细胞、中性粒细胞)中,参与多种免疫细胞的信号传导。
BTK的功能及作用机制
● 调控B细胞活化与自身抗体产生:
1)B细胞发育与激活:BTK是B细胞受体(BCR)信号通路的关键激酶,调控B细胞的发育、活化与分化,促进B细胞增殖与抗体分泌。其异常激活与B细胞恶性肿瘤(如慢性淋巴细胞白血病CLL、套细胞淋巴瘤MCL)、自身免疫病密切相关。
2)B细胞代谢调控:BTK抑制B细胞线粒体呼吸,影响其活化状态。在多发性硬化(MS)中,BTK通过调节B细胞代谢,增强其刺激T细胞分泌促炎因子(如IFN-γ、TNF-α)的能力。
3)B细胞与T细胞的协同作用:BTK抑制B细胞表面共刺激分子(如CD80/CD86)的表达,减少其对T细胞的激活,抑制Th1/Th17型免疫反应。反之,BTK过度激活会增强B-T细胞相互作用,加剧自身免疫炎症。
图4 NLC、LAM和恶性B细胞之间的相互作用和信号转导
● 调控固有免疫细胞的炎症放大作用:
1)巨噬细胞与树突状细胞(DCs):BTK通过Toll样受体(TLR)信号通路激活巨噬细胞和DCs,促进M1型促炎表型,增加促炎因子(如IL-23、TNF-α)和趋化因子(如CXCL13)的分泌,参与银屑病、RA等炎症性疾病的发病。
2)肥大细胞与嗜碱性粒细胞:在慢性自发性荨麻疹(CSU)中,BTK介导IgE-FcεRI信号,促进肥大细胞释放组胺和炎症介质,引发过敏反应和气道高反应性。
3)中性粒细胞与破骨细胞:BTK调控中性粒细胞的氧化应激反应(如超氧化物生成),参与银屑病皮损炎症;同时促进破骨细胞分化,加剧类风湿关节炎(RA)患者的骨侵蚀。
图5 BTK在骨髓细胞中的作用
BTK的结构异常与疾病关联
● XLA(X连锁无丙种球蛋白血症):BTK基因缺失或突变(如C481突变)导致B细胞发育停滞,表现为抗体缺乏和反复感染。
● 自身免疫病:BTK过度激活或构象改变(如C端尾部磷酸化异常)可增强B细胞和固有免疫细胞的活化,促进自身抗体产生和炎症反应(如SLE、RA)。
03
BTK抑制剂的分类与耐药机制
BTK抑制剂(BTKIs)的分类
图6 BTK抑制剂的作用机制
● 共价不可逆抑制剂:不可逆结合BTK的C481位点(如伊布替尼、阿卡替尼、泽布替尼),阻断BCR信号,用于B细胞恶性肿瘤,显著改善患者生存。但长期使用易诱导C481S突变,导致耐药。
● 共价可逆抑制剂:可逆结合C481位点(如瑞扎布替尼),减少脱靶效应。但仍可能因C481S或L528W突变耐药。
● 非共价可逆抑制剂:不结合C481,通过阻断ATP结合或降低激活标记物(如芬布替尼),适用于C481突变(如C481S)的耐药患者。但可能因T474I、L528W等新突变导致耐药。
表1 BTK抑制剂分类
由BTK基因突变引发的耐药
● 激酶功能型突变:
1)C481位点突变:如C481S/R/F/Y,占共价抑制剂耐药的60–90%。突变导致BTK与共价抑制剂(如伊布替尼)的共价结合失效,但保留激酶活性,维持BCR信号传导。
2)T474I突变:位于激酶结构域,增强BTK自身磷酸化(Y223位点),激活下游PLCγ2/NF-κB通路,常见于阿卡替尼治疗后。
● 激酶失活型突变:
1)L528W突变:导致BTK激酶活性丧失,但通过“支架功能”与HCK、ILK等激酶结合,维持下游信号传导,常见于泽布替尼治疗后的CLL。
2)其他位点突变:如V416L、A428D、M437R等,通过改变BTK构象或与抑制剂结合口袋,导致非共价抑制剂(如吡托布鲁替尼)耐药。
● 下游信号通路激活:
1)PLCγ2突变:如S707F、R665W、E1139del,激活下游NF-κB通路,绕过BTK信号维持B细胞存活,常见于WM、CLL。
图7 BTK和PLCγ2突变
由其他因素引发的耐药
● 肿瘤微环境(TME):基质细胞通过CXCL12/CXCL13及整合素(如VLA-4)提供生存信号,激活PI3K/AKT通路增强肿瘤细胞黏附与存活,绕过BTK抑制的凋亡信号。
● 表观遗传与转录因子:如TCF4过表达在ABC-DLBCL中替代BTK激活PLCγ2,导致伊布替尼耐药。如EP300、MLL2突变,通过表观遗传机制维持肿瘤细胞存活,与CLL耐药相关。
04
BTK抑制剂与降解剂
BTK抑制剂的临床应用
● 第一代BTKIs(如伊布替尼):用于CLL、MCL、WM等,显著延长患者生存期。但存在脱靶效应(如抑制EGFR、TEC)导致出血、房颤等毒性,60%患者因C481S突变耐药。
● 第二代BTKIs(如阿卡替尼、泽布替尼):选择性更高,毒性更低,因安全性优势逐渐替代伊布替尼。阿卡替尼不抑制ITK和EGFR,房颤发生率低于伊布替尼,用于CLL/SLL和MCL。泽布替尼在CLL中ORR更高,但仍面临L528W等突变耐药。Tirabrutinib(日本获批用于PCNSL)、Orelabrutinib(中国获批用于R/RCLL/MCL)。
● 第三代BTKIs(如吡托布鲁替尼):可克服C481S突变耐药,对野生型和突变型BTK均有抑制作用。用于C481S突变的复发患者,但需警惕非C481突变(如L528W、T474I)导致交叉耐药。Fenebrutinib(用于RA、SLE)、Nemtabrutinib(针对C481S突变)处于II/III期试验。
表2 已上市的BTKIs药物清单
表3 目前正在进行临床试验的BTKIs药物清单
BTK的靶向新策略:蛋白降解剂(PROTACs)
● 作用机制及优势:通过双功能分子连接BTK配体与E3泛素连接酶,诱导BTK泛素化并经蛋白酶体降解,而非单纯酶抑制。可降解突变型BTK,且降解效率高,初步显示对耐药突变有效,但长期安全性尚需验证。
图8 BTK降解剂作用机理
● 代表药物与临床进展:
1)NX-2127:降解BTK野生型及C481S、L528W突变体,同时降解IKZF1/3(增强T细胞功能)。I期试验显示,在复发CLL中缓解率33%,BTK降解率达86%。
2)NX-5948:选择性降解BTK,血脑屏障穿透性强,用于中枢神经系统淋巴瘤,I期显示良好的耐受性和BTK降解效果。
3)BGB-16673:I/II期数据显示在R/RCLL中可快速降低BTK水平,部分患者达部分缓解,但需警惕A428D突变导致的耐药。
● 联合疗法:BTK降解剂与其他靶向药物(如BCL-2抑制剂)联用可能克服PLCγ2突变等非BTK依赖耐药机制。
05
BTK在不同疾病中的病理机制
淋巴瘤
● 原发性中枢神经系统淋巴瘤(PCNSL)
PCNSL高频突变的MYD88和CD79B可异常激活BCR通路,使肿瘤细胞高度依赖BTK存活。BTKIs通过阻断PLCγ2,抑制肿瘤细胞增殖并诱导凋亡。此外,BTKIs还可调节肿瘤微环境,减少免疫逃逸,与免疫检查点抑制剂联用可增强抗肿瘤免疫应答。
表4 用于PCNSL的BTKIs的临床试验
● 慢性淋巴细胞白血病(CLL)
BTK参与调节CLL细胞与肿瘤微环境的相互作用,影响疾病的进展。BTKIs可阻断BCR信号传导,诱导肿瘤细胞凋亡,同时调节免疫微环境,减少Treg细胞、增强CD8+T细胞功能并抑制巨噬细胞M2极化。
图9 CLL细胞及其环境中的BTK抑制
● 套细胞淋巴瘤(MCL)
在MCL中,持续激活的BCR-BTK信号通路可促进MCL细胞的增殖和存活,影响肿瘤的发展。同时,BTK还与MCL细胞的黏附、迁移等过程相关,影响肿瘤细胞在体内的弥散。
● 弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)
在ABC型DLBCL中,BTK的持续激活可导致NF-κB通路的过度活化,驱动肿瘤细胞的生长和存活。然而在GCB型DLBCL中,BTK的依赖性相对较低。研究表明,部分DLBCL患者中存在BTK基因的扩增,与疾病的侵袭性和不良预后相关。伊布替尼单药治疗客观缓解率不高且无进展生存期短,目前多探索联合治疗方案。
● 华氏巨球蛋白血症(WM)
BTK的激活可促进WM细胞的存活、增殖以及免疫球蛋白的分泌。有研究显示,WM患者中常见的MYD88突变可增强BTK的活性,进一步促进肿瘤细胞的生长。伊布替尼、泽布替尼均获批用于WM治疗,客观缓解率较高。
表5 已发表的针对CLL/SLL、MCL、WM、MZL的共价BTKIs
表6 用于CLL/SLL、MCL、WM、MZL的非共价BTKIs和降解剂
自身免疫性疾病
● 自身免疫性水疱病
BTK激活B细胞产生抗桥粒芯蛋白(如Desmoglein)的IgG抗体,破坏皮肤细胞间黏附,导致水疱形成;同时激活固有免疫细胞(如中性粒细胞、肥大细胞),释放蛋白酶和炎症介质,加重表皮损伤。Rrilzabrutinib在II期试验中快速控制病情,减少糖皮质激素用量,尤其适用于抗桥粒芯蛋白抗体介导的自身免疫性水疱病。
表7 自身免疫性水疱病临床前和临床试验中测试的BTKIs
● 系统性红斑狼疮(SLE)
BTK促进B细胞过度产生抗核抗体,形成免疫复合物沉积于肾脏、皮肤等组织,激活补体系统并诱发组织损伤;同时调控T细胞极化,促进Th1/Th17型免疫反应。在小鼠模型中,BTKIs可减少抗核小体抗体和组蛋白抗体,抑制DC和巨噬细胞过度活化,改善狼疮肾炎,但对抗dsDNA抗体影响有限,在人类II期试验中(如Fenebrutinib、Evobrutinib)疗效也有限。
表8 系统性红斑狼疮临床前和临床试验中测试的BTKIs
● 类风湿关节炎(RA)
BTK在滑膜巨噬细胞和破骨细胞中激活,促进IL-6、MMPs等因子分泌,导致关节炎症、软骨破坏和骨侵蚀。B细胞通过BCR信号分泌类风湿因子(RF)和抗瓜氨酸化蛋白抗体(ACPA),加剧自身免疫反应。BTKIs可抑制B细胞活化和抗体产生,减少滑膜炎症。临床前模型显示,CGI1746、GDC-0834等可减轻关节损伤,但部分II期临床试验(如BMS-986142)未达主要终点。
表9 类风湿性关节炎临床前和临床试验中测试的BTKIs
● 干燥综合征(SS)
BTK驱动B细胞异常增殖和自身抗体(如抗SSA/Ro、抗SSB/La)分泌,导致唾液腺和泪腺的炎症及功能障碍。固有免疫细胞(如DCs)通过TLR-BTK通路分泌趋化因子,招募免疫细胞至外分泌腺体。Remibrutinib和Tirabrutinib在早期试验中尝试调节B细胞和唾液腺炎症,但疗效尚未突破。
表10 干燥综合征临床前和临床试验中测试的BTKIs
● 多发性硬化(MS)
BTK通过调控B细胞和髓系细胞参与神经炎症和脱髓鞘过程,此外,BTK可能通过调节B细胞代谢(如线粒体呼吸)影响其与T细胞的交互作用。BTKIs穿透血脑屏障,抑制中枢神经系统内B细胞和髓系细胞的BTK信号,减少促炎因子释放和自身抗体产生,从而减轻炎症和神经损伤。Evobrutinib、Tolebrutinib在II期试验中减少MRI病灶,改善神经功能。
表11 在多发性硬化症和重症肌无力的临床前和临床试验中测试的BTKIs
炎症性疾病
● 慢性自发性荨麻疹(CSU)
BTK通过FcεRI信号激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞,促进IgE介导的组胺释放和炎症细胞浸润,导致风团和瘙痒。
● 银屑病
BTK调控中性粒细胞的BTK通路,维持氧化应激和炎症状态;同时激活γδT细胞分泌IL-17A,促进角质形成细胞过度增殖。
● 哮喘
BTK参与IgE-FcεRI介导的气道炎症,促进Th2型细胞因子(如IL-4、IL-13)分泌和嗜酸性粒细胞浸润,导致气道重塑和高反应性。
表12 在银屑病、慢性自发性荨麻疹、特应性皮炎和哮喘的的BTKIs
06
BTK抑制剂的不良反应与安全性
常见副作用
● 出血:与BTK/TEC抑制导致血小板功能障碍相关(如伊布替尼引起瘀斑、鼻衄)。
● 心血管事件:房颤(与CSK或PI3K信号抑制有关),第二代抑制剂(如泽布替尼)风险较低。
● 感染:抑制中性粒细胞和巨噬细胞的抗菌功能,增加曲霉、肺孢子菌等机会性感染风险,尤其在CLL患者中。
● 皮肤毒性:出现皮疹(EGFR脱靶效应)、指甲改变(如伊布替尼)。
表13 BTKIs的不良事件
当前挑战
● 毒性管理:需监测血小板功能、心电图及肝功能,权衡疗效与感染风险,尤其是长期用药患者。
● 耐药监测:实时检测BTK突变选择合适的抑制剂类型以便及时地调整治疗方案。
未来方向
● 新型抑制剂开发:高选择性非共价抑制剂(如Vecabrutinib)、双功能降解剂(如LP-168),覆盖耐药突变,减少脱靶毒性。
● 联合疗法:BTKIs+免疫检查点抑制剂、CAR-T细胞疗法、JAK抑制剂或补体抑制剂联用,增强抗肿瘤免疫。
● 早期干预与预防:探索BTKIs在癌前病变或高风险人群中的应用
参考文献
Liu X, Lin Y, Zhuang Q, Deng H, Liu A, Sun J. BTK inhibitors resistance in B cell malignancies: Mechanisms and potential therapeutic strategies. Blood Rev. 2025 May;71:101273.
Kim HO. BTK inhibitors and next-generation BTK-targeted therapeutics for B-cell malignancies. Arch Pharm Res. 2025 May 8.
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