从机制阐述淋巴瘤治疗药进展
2013-01-05 来源:医师报
作者:北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所 朱军  丁宁

       随着对肿瘤细胞信号转导通路研究的不断深入,靶向细胞信号转导通路中关键调节蛋白的小分子抑制剂研发,已经成为全球生物医药领域研究的热点。例如,由于许多实体肿瘤中均存在表皮生长因子受体(EGFR)的异常高表达,EGFR单克隆抗体与抑制剂已在肺癌与胃肠道肿瘤中得到了广泛的临床应用。在淋巴瘤领域,针对细胞内不同异常活化信号通路所开发出的新的靶向药物已在临床上展现出良好的抗淋巴瘤疗效,下面就与淋巴瘤发生相关的重要信号转导通路及对应的新靶向药物在临床应用状况做以下综述。

       一、NF-κB信号通路

       NF-κB是一种广泛分布的转录调节因子,不仅参与正常细胞的增殖、凋亡、生长分化及机体的免疫调节,而且还与肿瘤的发生与发展有密切关系。在正常生理状态下,NF-κB在胞浆与其抑制蛋白IκB结合,使NF-κB滞留在胞浆中处于无活性状态。

       NF-κB可通过经典途径和旁路途径被IκB激酶(IKK)激活,活化的IKK促使IκB发生磷酸化并诱导其与NF-κB分离,磷酸化的IκB连接上多个泛素分子后可被26S蛋白酶复合体降解。与IκB分离的NF-κB因暴露其核定位序列而转位入核,并与DNA上的NF-κB位点特异性结合,发挥调节细胞功能的作用。    

       NF-κB通路的异常激活可以上调一系列抗凋亡基因的表达(Bcl-2、TRAFs和IAPs等),是诱导细胞持续恶性增殖及癌症发生的重要原因。目前在多种类型的NHL中(例如ABC-DLBCL、MALT淋巴瘤和成人T细胞淋巴瘤等)均已被证实存在NF-κB信号通路的异常活化。  

       硼替佐米(Bortezomib)是一种可逆性的26S蛋白酶体抑制剂,对肿瘤细胞中持续活化NF-ΚB信号通路有很强的抑制作用,2003年获得美国FDA批准用于多发性骨髓瘤的治疗。硼替佐米对蛋白酶聚合体力,可抑制泛素化IκB的降解,从而阻断NF-κB的信号传导过程,最终诱发肿瘤细胞的凋亡。目前已有若干关于硼替佐米在淋巴瘤临床治疗的相关研究,其中2006年的PINNACLE研究为其在美国食品药品监督管理局(FDA)获批,单药作为套细胞淋巴瘤(MCL)二线治疗方案奠定基础。该试验入组155例复发难治MCL患者,硼替佐米剂量为1.3 mg/m2,第1、4、8和11天给药,21 d/周期,共17个周期。结果显示硼替佐米单药治疗的总有效率(ORR)达33%,其中CR/Cru为8%。  

       硼替佐米联合利妥昔单抗在治疗其他类型的淋巴瘤中也取得了一定的疗效。2011年Ruan等在一项Ⅱ临床试验中证实,硼替佐米联合R-CHOP治疗DLBCL的ORR达100%,其中86%为CR/Cru。该研究还发现硼替佐米联合R-CHOP对于non- GCB  亚型DLBCL治疗效果有明显提高。另外,一项Ⅲ临床试验也显示硼替佐米联合利妥昔单抗可明显提高复发难治滤泡性淋巴瘤( FL)的两年无病进展生存率( PFS:31.2%与23.5%)。    

       随着第二代副反应更小的第二代蛋白酶体抑制剂(Carfilzomib)的出现,有可能进一步改善NHL的临床治疗状况。

       二、PI3K/Akt/mTOR信号通路    

       除NF-κB信号通路外,PI3K/Akt/mTOR信号传导通路的异常活化同样与肿瘤发生关系密切,并发现在多种类型的肿瘤组织中均有明显高表达。PI3K是由催化亚单位p110和调节亚单位p85组成的异二聚体,活化后的PI3K可以使PI(3,4)P2转变成PI(3,4,5) P3,PIP3通过与胞质蛋白上的PH域结合将Akt富集到胞质膜上,导致PDK1和PDK2激活。活化的PDK1和PDK2可进一步激活Akt。活化的Akt通过磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白,进而调节细胞的增殖分化与凋亡,mTOR则是其中重要的调节蛋白之一。mTOR可通过4E-BP1和S6K推动细胞周期从Gl期向S期转化,从而诱导细胞增殖。在肿瘤细胞中mTOR信号通路除可被上游过度表达的PI3K和Akt持续激活外,mTOR上游的负性调节因子( PTEN、TSCl/2等)功能失调,同样是肿瘤细胞内mTOR信号通路被激活的另一主要原因。PI3K/Akt/mTOR信号通路同样被发现在多种NHL中存在异常表达,针对该通路中的各个位点开发出的靶向药物已经在临床治疗上取了较好的疗效。    

       雷帕霉素是最早发现的mTOR抑制剂(IC50/1.7 mol/L),但是由于其生物利用度较低,水溶性差等缺点,因而在临床上应用受限。替西罗莫司是第一代的雷帕霉素衍生物,在体外试验和动物模型中显示出较好的抗肿瘤活性。2007年经美国FDA获批用于晚期肾癌的治疗。    

       2010年芝加哥大学的一项Ⅱ期临床实验结果显示西罗莫司在FL治疗上的应用前景,单药治疗复发进展的FL患者的ORR为53.8%,其中CR率为25.6%,中位PFS到达12.7个月。依维莫司( Everolimus,RADO01)  是另一种雷帕霉素衍生物(2-羟乙基-雷帕霉素),于2009年被美国FDA批准作为治疗晚期肾癌的二线药物。2011年Witzig等作者在一项Ⅱ期临床试验中报道了依维莫司单药治疗多种类型的B-NHL的疗效,对复发难治DLBCL、MCL和FL患者的总ORR均为30%左右,中位缓解时间(DoR)约为5.7个月。目前该系列小分子抑制剂联合化疗的临床试验仍在进行中。

       三、BCR/Btk信号通路

       BCR/Btk信号通路是目前B-NHL,特别是慢性淋巴细胞白血病/小B细胞淋巴瘤( SLL/CLL)临床治疗研究中的新热点。Btk属于非受体酪氢酸激酶Tec家族的成员,该家族还包括hk、Bmx、Tec、Txk等,其结构具有高度同源性,均具有PH结构域、SH3、SH2及激酶结构域,其N端缺乏疏水性跨膜结构,而C端缺乏负性调节区。  

       除T淋巴细胞和成熟浆细胞不表达Btk外,B淋巴细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞等髓系细胞中均有Btk的表达。Btk参与体内多种信号通路,对于细胞的增殖、分化和凋亡具有重要的调节作用。当B细胞表面的BCR与其相应抗原结合后,通过抗原的多价性诱导BCR聚集,从而诱导下游相邻的Lyn,Fyn等Src家族分子活化,进而活化的Src家族又催化Btk的Tyr551和Tyr223位点发生双磷酸化而被激活。活化的Btk可通过进一步激活PLC-γ来诱导细胞内钙离子浓度升高,MAPKs和NF-κB信号通路的活化等,从而调控基因和细胞因子的表达,影响B细胞的存活、增殖和分化。因此Btk信号通路的持续性活化,可能会抑制B细胞的分化与凋亡,最终诱发B-NHL的发生。PCI-32765是一种高选择性Btk抑制剂,通过与Btk的第481位半胱氨酸(Cys-481)发生不可逆性结合进而抑制BCR信号通路的传导。  

       临床前期研究和临床试验均证实,PCI-32765可明显抑制B-NHL肿瘤细胞的增殖活性。Davis和Herman等通过体外实验证明该抑制剂可诱导DLBCL和CLL肿瘤细胞发生凋亡。2010年斯坦福大学的一项临床I期研究显示,在受试的29例复发难治B-NHL  中,PCI-32765的ORR达42%,耐受性良好,全部不良事件均低于2度。2011年的一项相关Ib/Ⅱ期临床研究共入组78例CLL/SLL患者,年龄均为>65岁的初治患者或至少接受过2种治疗的复发难治患者,结果显示PCI-32765单药的ORR分别为67%和48%,且耐受性良好。PCI-32765在其他类型B-NHL的临床试验也正在进行中。目前北京大学肿瘤医院淋巴瘤科与PCI-32765的原研者潘峥婴教授合作,正在开展“布鲁顿酪氨酸激酶与B细胞淋巴瘤发生机制的相关性及新靶向药物的开发”的相关研究。

       四、HDACs 

       组蛋白乙酰基转移酶(HATs)和组蛋白脱乙酰基转移酶(HDACs)在基因转录水平发挥重要调节作用。染色体中的DNA与组蛋白形成串珠样结构的核小体,其N末端氨基酸残基的共价修饰可造成染色质构形及活性的不同状态,从而调节基因的转录过程。而这一过程主要是由组蛋白乙酰转移酶(HATs)和组蛋白去乙酰化酶(HDACs)协调进行的,HATs通过把乙酰基添加到一些组蛋白上,从而疏松染色质DNA结构,促进转录因子结合。HDACs则负责从组蛋白上脱去乙酰基从而中断转录。许多研究已证实,组蛋白低乙酰化在肿瘤发生中起重要作用,而且细胞内HAT及HDAC量的不平衡也和许多肿瘤的发生密切相关,肿瘤细胞内的HDAC高表达,抑制促分化和促凋亡基因的转录,从而使肿瘤细胞的恶性生长和存活的延长。目前针对这一点,HDAC抑制剂的应用促进了肿瘤细胞内HAT及HDAC量的平衡和组蛋白高乙酰化,诱导肿瘤细胞分化、凋亡,从而起到了杀伤肿瘤的作用。HDAC抑制剂按照结构主要分为:短链脂肪酸(丙戊酸)、异羟肟酸(伏立诺他)、环四肽类(Romidepsin)和苯甲酰胺类(MS-275)。

       伏立诺他(Vorinostat)是一种口服的HDAC抑制剂,可逆性地抑制HDAC I类分子、HDACⅡa类分子和HDAC-IIa(HDAC6)。2007年Olsen等在一项伏立诺他的Ⅱ期临床试验结果直接推动其被美国FDA批准单药用于难治性皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)的治疗。该临床试验共入组74例MF和SS类型的CTCL患者(IB期一ⅣA期),伏立诺他的给药方式为400 mg qd,在61例可评估的Ⅱb以上患者中ORR率为29.5%,中位TTR 56天,中位TTP≥9.8个月,皮肤瘙痒缓解率约32%。伏立诺他联合化疗治疗CTCL的临床试验目前也在进行中,但疗效有待进一步评估。

       Romidepsin(FK228)是静脉给药的HDAC抑制剂,2009年美国FDA批准其用于难治型CTCL的治疗。相关临床试验显示Romidepsin单药治疗CTCL的ORR达34%,CR为6%,TIR为2个月,皮肤瘙痒缓解率约为43%。临床前基础研究与临床实验显示,HDAC抑制剂可与多种靶向药物联合产生明显协同抗B-NHL增殖的疗效,预示着其未来在临床广泛联合用药的可能性。

       五、细胞周期依赖性激酶(CDK)    

       CDK是推动细胞周期运转的主要动力。CDK的活性主要受Cyclins蛋白的严格调控。因此,Cyclins的异常表达是恶性肿瘤细胞周期失调的主要原因,其中又以Cyclin D1与肿瘤的关系最为密切。在套细胞淋巴瘤中,存在特异性的染色体易位t(11;14),由于免疫球蛋白重链基因增强子的作用,促进了Cyclin D1在淋巴瘤细胞内的过度表达。Cyclin D1过表达可使细胞失去对生长因子的依赖,使Gl/S调控点失控,细胞不断进入增殖期,从而造成细胞的恶性增殖。此外,Cyclin D1还可以作为协同因子,增加其他癌基因(ras、src和E1A)的癌转化作用。  

       Flavopiridol是第一个进入肿瘤治疗临床实验的CDK抑制剂,可通过抑制CDK1、2、4、6、7和9的生物学活性达到抑制肿瘤细胞增殖的效果。并且在I、Ⅱ期临床试验中针对多种肿瘤(白血病、多发性骨髓瘤,淋巴瘤等)中显示出良好的抑瘤效应。2010年Lin等联合应用Flavopiridol、氟达拉滨(Fludarabine)和利妥昔单抗在38例NHL患者进行临床试验,其中ORR 达82%(CR:50%;Cru:5%;PR:26%),PFS可达到25.6个月。特别是其对于MCL患者展现较好疗效。另外一种特异性的CDK4、6抑制剂PD-0332991,也已进入临床研究阶段。

       六、MDM2-p53  

       p53作为重要的抑癌基因,通过与DNA特异性结合,可影响相关基因的表达。正常情况下,细胞内的p53维持在较低的水平,其稳定性受到MDM2和ARF的调节,MDM2促进p53的降解,而ARF则提高p53的稳定性。p53和MDM2还互相构成负反馈调节通路,当外界信号激活p53时,p53可诱导MDM2基因转录,因MDM2具有泛素连接酶E3作用,可诱导发生泛素化的p53通过蛋白酶复合体来降解。相反,ARF主要是通过抑制MDM2的上述作用来提高p53的稳定性。活化p53作为一种多功能的转录因子在调控细胞周期、凋亡、分化、在Gl期检查DNA损伤点及监视细胞基因组完整性方面发挥重要作用。超过50%的人类肿瘤细胞中有p53功能失活,特别是在肺癌、乳腺癌和淋巴瘤中较常见。 

       近年来MDM2和p53蛋白小分子抑制剂研究突破进展始于一系列顺式咪唑啉类似物Nutlin-l、Nutlin-2、Nutlin-3的发现。Nutlin类化合物的双芳环以及丙氧基侧链可占据MDM2的3个疏水口袋,从而起到对于p53的再激活作用。另一种高亲和力、小分子MDM2-p53抑制剂RG7112在实体肿瘤和血液肿瘤的治疗中受到了广泛关注,2010年一项针对复发难治AML/ALL与CLL/SLL的临床I期试验结果初步证实RG7112对于CLL的临床疗效。

       七、Bcl-2  

       Bcl-2是迄今研究得最深入的抗细胞凋亡蛋白之一。它通过抑制细胞内质网中钙离子的释放、调节抗氧化途径抑制p53蛋白作用从而调控细胞增殖和凋亡。在滤泡型淋巴瘤中,由于18号染色体与14号染色体发生易位,Bcl-2基因在免疫球蛋白重链基因启动子调控下过表达,诱导淋巴瘤细胞恶性增殖。  

       ABT-263是在一代Bcl-2小分子抑制剂,ABT-737上研制开发,其与Bcl-2、Bcl-xL和Bcl-w有较高的亲和性(Ki<1nmol/L),并在体外表现出与蛋白酶体抑制剂、抗CD20抗体的抗肿瘤协同作用。2010年一项临床I期的试验证实,ABT-263单药在治疗部分NHL及CLL患者上取得一定的疗效(ORR为22%)—且耐受性良好。

       八、展望    

       根据与淋巴瘤发病相关的信号传导通路所开发出的新型小分子靶向药物为NHL的治疗提供了新的途径。针对肿瘤细胞表面抗原的单克隆抗体半靶向治疗、靶向细胞内信号转导通路的小分子抑制剂以及Avastin为代表一系列抗肿瘤微环境药物,三者不同层面的联合应用将使得NHL的治疗方式更加立体和丰富,为进一步提高B-NHL患者疗效与生存时间提供新的方向。
 

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