TKI耐药的机制及逆转策略课件.ppt

1、TKI耐药的机制及逆转策略耐药的机制及逆转策略概概 述述Bcr-abl融合基因具有酪氨酸激酶活性，可活化多种下游信号通路维持CML细胞存活并促进其分化，导致CML发病；TKI给CML患者治疗带来了质的改变；BCR-ABL融合基因形成与结构融合基因形成与结构e1a2（p190）、b2a2、b3a2（p210）是BCR-ABL融合基因主要形式Chereda B, et al. Ann Hematol, 2015 Apr;94BCR-ABL融合基因下游的信号通路融合基因下游的信号通路N末端的coilcoil结构域促进BCR-ABL激酶的二聚化和自身磷酸化，有助于GRB2复合物形成，该复合物可激活Ra

2、s和募集PI3K，Ras可活化MAPK促进细胞增殖，PI3K激活AKT信号，进一步增强SKP2, FOXO3以及mTOR信号，促进细胞增殖；同时，BCR-ABL在直接或通过JAK活化STAT5促进细胞增殖中发挥重要作用。Ke yang , et al. DOI: 10.1016/j.critrevonc.2014.11.001 BCRABL 下游的信号通路包括：ERK 信号通路；JAK信号通路；AKT信号通路；目前已批准的目前已批准的BCR-ABL抑制剂抑制剂BCRABL抑制剂抑制剂-代代TKI甲磺酸伊马替尼可竞争性结合Abl酪氨酸激酶催化部位的ABL激酶区，使该激酶不能与ATP结合，从而失去

3、催化活性；作用机制包括：抑制BCRABL自我磷酸化、阻断KIT受体、MAKP、AKT以及抑制PDGFR;由于其可阻断c-ABL激酶和PDGFR，可用于治疗纤维变性病。BCRABL抑制剂抑制剂- 代代TKI尼罗替尼(Nilotinib)为苯胺嘧啶衍生物，与非激活构象的ABL激酶结构域结合，竞争性抑制ATP；对细胞自身磷酸化和增殖的抑制强度是伊马替尼30倍以上，对c-KIT的抑制作用强于伊马替尼，而对PDGFR的抑制作用两药相似，表明尼罗替尼较伊马替尼有更高的选择性；BCRABL抑制剂抑制剂- 代代TKI尼罗替尼能使伊马替尼耐药的CML及Ph+ALL患者达到血液学及遗传学缓解；对未治疗的慢性期CM

4、L患者，3个月完全血液学缓解率(CHR)为100%，CCyR率为78%，6个月及12个月的CCyR率均为96%；对伊马替尼耐药的CML加速期患者，尼罗替尼表现出高水平的活性，血液学缓解率为47%，MCyR率为29%，12个月总生存率为79%。BCRABL抑制剂抑制剂- 代代TKI达沙替尼(dasatinib)是一种新型的ABL和Src家族酪氨酸激酶抑制剂，与ABL激酶ATP位点竞争性结合，与激活、非激活构象的ABL均能结合，亲和力更强；抑制ABL激酶的作用是伊马替尼的100倍，对绝大多数BCR-ABL激酶结构域突变有作用，仅对T315I突变无效。BCRABL抑制剂抑制剂- 代代TKI达沙替尼抑

5、制多种酪氨酸激酶，包括：BCRABL融合蛋白、Src家族激酶、c-KIT、EPHA2、PDFGR 以及ephrin-A受体；达沙替尼可选择性抑制AML干/祖细胞，与化疗联合可增强P53介导的AML干细胞清除作用；达沙替尼可促进ATRA诱导的AML细胞分化；BCRABL抑制剂抑制剂- 代代TKI达沙替尼治疗CML急变患者，急性髓细胞白血病转变的患者中有34%达到主要血液学缓解(MHR)，26%达到CHR，31%达到MCyR，其中87%达到CCyR；在急性淋巴细胞白血病变的患者经达沙替尼治疗后，MHR和CHR的比例分别为3l5和265，505达到MCyR，其中865达到CCyR。BCRABL抑制剂

6、抑制剂-代代TKI普纳替尼为第三代 TKI，对目前的ABL激酶区突变均有作用（包括T315I）；其通过多位点同时作用，从而克服了单个突变位点的作用；目前研究发现，其对FLT3、FGFRs、Src家族激酶、RET激酶以及Hedgehog通路均有作用，诱导白血病细胞凋亡。 TKI耐药是耐药是CML治疗失败的主要原因治疗失败的主要原因约2030%的患者对TKI产生原发或继发性耐药。耐耐BCR-ABL抑制剂的机制抑制剂的机制BCR-ABL依赖的机制 A：BCR-ABL过表达； B：基因突变；非BCR-ABL依赖的机制 C：缺乏DNA修复机制； D：ATP-binding cassette（ABC）转

7、运蛋白介导的药物外排； E：异常信号通路，包括 Ras/ERK, P13K/AKT/mTO以及 JAK2/STAT5 ； F.骨髓微环境。BCR-ABL过表达过表达BCR-ABL过表达与激酶区突变密切关联，无过表达时亦无激酶区突变；BCR-ABL过表达导致-糖原合成酶基因剪切紊乱，增强了-catenin活性和白血病细胞的自我更新能力。BCR-ABL激酶区突变激酶区突变-类型类型包括：点突变、复合突变以及多克隆突变，发生的频度见图所示BCR-ABL激酶区突变激酶区突变-位置位置P环突变（位点248-255）；伊马替尼结合位置突变（T315I/F317)，直接阻碍伊马替尼与催化结构域结合；催化结构

8、域内突变（位点350-363）影响酶的活性；活化环（A-loop，位点381-420），阻碍激酶向非活化状态转化从而使伊马替尼失效。BCR-ABL激酶区突变激酶区突变-突变与药物敏感性突变与药物敏感性关系关系应用IC50评价各突变点与不同TKI间的疗效关系，图中耐药性分别为：红色橙色黄色绿色Redaelli,S, et al. Am J Hematol. 2012 Nov;87(11):E125-8.BCR-ABL激酶区突变激酶区突变- 突变特点突变特点突变可以在治疗中形成（A)，也可在治疗中潜伏（B），最终产生TKI耐药。ABJamshid S,et al. Blood. 2013;121(

9、3):489-498.Parker W T,et al. Br J Cancer.2013 Sep 17;109(6):1593-8. BCR-ABL激酶区突变激酶区突变-突变位置与预后突变位置与预后Kendra Sweet在对ABL激酶区突变位置与预后的关系中发现：突变点位于P-loop上的患者，OS和PFS最低，其次为T315I及无突变。Kendra Sweet,et al. Int J Hematol (2014) 100:567574BCR-ABL激酶区突变激酶区突变-突变位置与预后突变位置与预后Kendra Sweet在对ABL激酶区突变数量与预后的关系中发现：点突变的OS和PFS明

10、显高于双突变或复合突变。Kendra Sweet,et al. Int J Hematol (2014) 100:567574ELN、ESMO及及NCCN推荐推荐ABL激酶区激酶区突变检测的时机突变检测的时机Simona Soverini,et al. Leuk Res. 2014 Jan;38(1):10-20.ABL激酶区突变检测的时机激酶区突变检测的时机-一线治疗一线治疗初诊CML-CP患者不推荐常规检测，AP或BP患者需常规进行检测；治疗中任何检测点出现疗效不佳、疗效丧失或有任何进展迹象的患者均需进行突变检测。ABL激酶区突变检测的时机激酶区突变检测的时机-二线治疗二线治疗对需要更换二

11、线药物治疗的患者，治疗前需进行ABL激酶区突变检测；治疗中任何检测点出现疗效不佳、疗效丧失或有任何进展迹象的患者均需进行突变检测。ABL激酶区突变激酶区突变NCCN2013治疗推荐治疗推荐T315I：普纳替尼、高三尖杉酯碱、HSCT及临床试验；V299L：普纳替尼、尼罗替尼及高三尖杉酯碱；T315A：普纳替尼、尼罗替尼、博舒替尼、伊马替尼及高三尖杉酯碱；F317L/V/I/C：普纳替尼、尼罗替尼、博舒替尼及高三尖杉酯碱；Y253H, E255K/V, 或F359V/C/I：普纳替尼、达沙替尼、博舒替尼及高三尖杉酯碱；任何其他类型突变：普纳替尼、达沙替尼、尼罗替尼、博舒替尼、大剂量伊马替尼及高三

12、尖杉酯碱； Simona Soverini,et al. Leuk Res. 2014 Jan;38(1):10-20. ABC转运蛋白介导的药物外排作用转运蛋白介导的药物外排作用ABC转运蛋白是广泛存在的跨膜转运蛋白；研究发现，ABCB1中MDR1基因过表达产生的P-蛋白对伊马替尼具有外排作用；另外，ABCA3, ABCC2以及ABCG2基因编码的糖蛋白同样对伊马替尼、尼罗替尼以及达沙替你具有拮抗作用。造血微环境诱导的耐药造血微环境诱导的耐药造血微环境诱导的耐药包括：细胞-细胞接触、生长因子、炎性因子等；在应激状况下上调与细胞存活和抗凋亡相关的基因；低氧环境：上调EPO、VEGF以及转铁蛋白

13、的表达；糖酵解酶和葡萄糖转运蛋白增加；上调生长因子TGF-表达；促进肿瘤增殖和转移；调节蛋白酶体表达。以上均各微环境信号最终增强了白血病细胞的增殖和抗凋亡能力。 DNA修复酶的缺陷修复酶的缺陷白血病干/祖细胞的DNA不稳定增加了突变的几率，其中DNA修复酶在修复损伤或突变DNA中发挥重要作用；目前与DNA修复相关的酶主要包括：NHEJ、SIRT1，该酶的缺陷或功能异常增加了突变的发生。信号通路异常信号通路异常PI3K/AKT、JAK/STAT、Ras/MAPK、Src等信号通路在CML发病中发挥重要作用；各信号通路中的关键调节点的异常增强可增强CML细胞的增殖能力。ABL激酶区突变耐药的逆转策

14、激酶区突变耐药的逆转策略略T315I突变突变-普纳替尼普纳替尼普纳替尼（Ponatinib）：对 T315I 突变基因的患者有效，期临床试验显示对反复治疗的患者有 63% 达完全细胞遗传学缓解。期临床试验显示在慢性期的患者中完全缓解率为46%，且在年轻患者中有效率更高；但是，动静脉血栓事件发生率高，故将普纳替尼作为一线药物前还需进一步了解其相关毒副作用；T315I突变突变-阿西替尼阿西替尼2015年2月Nature杂志发表论文证实阿西替尼(Axitinib)，一种当前被批准用于治疗晚期肾癌的酪氨酸激酶抑制剂，可有效消灭CML患者T315I突变的白血病细胞T315I突变突变-高三尖杉酯碱高三尖杉

15、酯碱高三尖杉酯碱：可抑制蛋白合成和促进细胞凋亡；Cortes J等应用高三尖杉酯碱治疗TKI治疗失败或存在T315I突变患者的期临床试验中发现： 对CML-CP期患者，77%的可获得CHR（A），10%的可获得CCyR（B）。Cortes J, et al. Blood 2012;120:257380 T315I突变突变- 其他其他RebastinibTGI-1002、CD-200、HS-543、PHA-739358、KW-2449等小分子化合物；HSCTPrithviraj Bose, et al. Leu Research Reports 2 (2013) 1820 减少减少ABC泵的外排

16、作用泵的外排作用 TKIs（包括imatinib, nilotinib以及dasatinib）均为ABC的外排底物，但是在高浓度状态时可克服其外排作用；抑制ABC外排泵的功能，如普纳替尼。Sen R, et al. Mol Can-cer Ther 2012;11:203344.针对异常针对异常DNA修复机制修复机制PARP抑制剂：poly(ADP-ribose) polymerase,是定位在细胞核内,和应激条件下DNA修复密切相关的一种酶； Sirt1抑制剂：Sirtuin type 1是依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的组蛋白脱乙酰酶,为Sirtuins家族成员之一,与细胞增殖、分

17、化、衰老、凋亡和代谢密切相关。 Tobin LA, Oncogene2012;32:178493.Yuan H, Blood2011;119:190414.Li L, Cancer Cell 2012;21:26681.Yuan HF, Blood2012;119:190414.针对微环境保护机制针对微环境保护机制造血微环境低氧状态是引起CML细胞耐药的重要机制之一，其中TGF-/AKT/FOXO信号在其中发挥重要作用；因此，TGF-抑制剂(LY364947) 可抑制CML细胞生长，而FOXO信号下游BCL-6抑制剂可使CML细胞处于活化状态，增加对TKI的敏感性。 Naka K, et al

18、. Nature 2010;463:67680.针对信号通路的抑制剂针对信号通路的抑制剂BCR-ABL下游的主要信号通路为PI3K/AKT, JAK2/STAT5 以及 Ras/MAPK；PI3K/AKT活化主要与磷酸化、细胞浆循环以及FOXO 失活有关，导致CML细胞增殖和抗凋亡，针对其抑制剂包括LY36497, RI-BPI；激活JAK/STAT信号可促进细胞增殖、分化及移行，针对其抑制剂包括AG490,TG101209, HBC 以及 ON044580；TKI可增强MAPK信号通路，对CML祖细胞具有保护作用，抑制MAPK信号可解决TKI治疗时对CML祖细胞具有保护的作用。Samanta

19、 A, et al. Leukemia 2011;25:46372. Samanta AK , et al. Cancer Res 2006;66:646872.针对针对CML干细胞干细胞与CML干细胞维持相关的信号通路中：花生四烯酸5-脂氧合酶（Alox5）、Wnt/-catenin以及Shh信号起重要作用； Alox5在CML细胞中上调，与CML发病密切相关， Alox5酶抑制剂Zileuton与伊马替尼联用对CML小鼠的OS较单用伊马替尼更明显的作用；Wnt/-catenin与CML干细胞的更新密切相关，其抑制剂包括Indomethacin,Av-65, GSK3；Shh相关蛋白（SHH

20、, SMO和GLI1）与CML发生和维持有关，其蛋白SMO抑制剂包括cyclopamine GDC-0449, LDE225and BMS833923, C14H12O3， GLI1抑制剂包括GANT61。 Chen Y , et al. Nat Genet 2009;41:78392.Hu Y , et al. Leukemia2009;23:10916.Jagani Z , et al. Cell Cycle 2010;9:344956.联合治疗药物联合治疗药物CDK抑制剂：CDK抑制剂具有抗血管生成、诱导分化及阻滞细胞于G1/S和G2/M期，期临床试验发现CDK抑制剂（Flavopiri

21、dol）与伊马替尼联合治疗CML患者是有前景的治疗手段；Aurora抑制剂：激光丝氨酸/苏氨酸激酶在细胞分裂中起重要作用，Danusertib（达鲁舍替）AT9283以及KW-2449是Aurora抑制剂，同时对BCR-ABL以及存在T315I突变均有抑制作用。Bose P , et al. CancerChemother Pharmacol 2012;69:165767.Wang LH , et al. CancerRes 2010;70:911828.联合治疗药物联合治疗药物自噬抑制剂：研究发现伊马替尼能够抑制CML细胞凋亡和自噬，伊马替尼联合自噬抑制剂Chlorouine能够清除长期培养的CML干细胞；干扰素：诱导CML特异性免疫反应；干扰素联合伊马替尼可获得长期的完全缓解；干扰素可诱导CML干细胞进入增殖期；Helgason GV, Blood 2011;118:203543.Cornelison AM, Clin LymphomaMyeloma Leuk 2011;11(Suppl. 1):S1113.克服耐克服耐TKI的策略总结的策略总结目前克服TKI耐药的策略主要是作用于BCR-ABL融合基因下游信号通路（A）； BCR-ABL融合基因下游信号通路示意图（B）ABThank You for Your Attention