藥物化學/抗癌藥/BTK 抑制劑
簡介
[編輯]- TEC family 非受體型 Tyrosine kinase
歷史
[編輯]- 在 1952 年，小兒科醫生 Ogdon Bruton 發現有小朋友血液裏面近乎沒有成熟 B 淋巴球和免疫球蛋白，免疫系統不健全而容易重複細菌感染，這疾病後來被稱為 X- linked agammaglobulinemia (X 染色體連鎖丙種球蛋白血症，簡稱 XLA)
- 1993 年，因為 DNA 的發現與分子生物學技術進展，科學家找到 XLA 的致病原因: X 染 色體上的 BTK 基因突變，使得 BTK 功能不全，導致先天免疫缺乏疾病
結構
[編輯]- BTK 結構上有五個 domains(結構域)，包括 pleckstrin homology(PH)domain, proline-rich TEC homology (TH) domain, SRC homology (SH) domains SH2 和 SH3 與 kinase domain，第 223 和 551 位上有酪氨酸
- BTK 多數時間分佈在細胞質，只有在活化時會短暫移動到細胞膜上發揮功能，移動到細胞膜這個動作需要 phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate (PIP3) 與 BTK 的 PH domain 結合，觸發 BTK 移動到細胞膜
- 活化 BTK 需要兩個動作：一，激酶（通常是 SRC family 或是 spleen tyrosine kinase, SYK）在 551 位上磷酸化，促進 BTK 的催化活性；二，隨後 BTK 自己磷酸化 SH3 上的 223 位酪胺酸（這動作稱為 autophosphoryla-tion），目前自磷酸化 Y223 這動作有什麼功能和重要性仍處於未知，疑似可以穩定 BTK 處在活性構型或是可以完全活化 BTK 的活性
訊息傳遞路徑
[編輯]BTK 存在於所有的造血細胞，除了 T 淋巴球。其中，BTK 與 B 淋巴球的成長發育、分化、增生與免疫功能息息相關。BTK 與許多細胞傳遞路徑和受體有關且複雜，許多路徑目前仍未完全揭曉。
BCR 訊息傳遞路徑
[編輯]B 細胞受體活化 BTK
[編輯]B 細胞受體（BCR）旁邊有個以雙硫鍵鍵結 Ig𝛂（又稱 CD79A）-Ig𝛃 （又稱CD79B）雙聚體。一旦抗原與 BCR 結合，活化 LYN （一種 SRC family protein TK），LYN 磷酸化 Ig𝛃 ，使 Ig𝛃 蛋白質結構改變，讓 SYK 可以與 Ig𝛃 結合。同時，LYN 也會磷酸化 CD19 受體上的酪胺酸，讓 PI3K 和 VAV 可以與 CD19 結合並活化。除了 CD19，cytoplasmic B cell adapter for PI3K（BCAP）亦可活化 PI3K。PI3K 會把 PIP2 催化成 PIP3，PI3K 也會與 BTK 上的 PH domain 結合，使 BTK 移動到細胞膜，讓 SYK 和 LYN 可以磷酸化 BTK 上第 551 位的酪胺酸，活化 BTK。
BTK 下游路徑
[編輯]活化的 BTK 會磷酸化 PLC𝛄2 上第 753 和 759 位的酪胺酸，活化 PLC𝛄2。活化的 PLC𝛄2 把 PIP2 切成 IP3 (inositol triphosphate）和 DAG (diacylglycerol）。。IP3 與內質網上的 IP3R 結合，使內質網釋出鈣離子到細胞質中，鈣離子活化 calmodulin，calmodulin 活化 CaN，CaN 活化 nuclear factor of activated T cells （NAFT）轉錄因子，轉錄因子影響 DNA 轉錄；DAG 活化 protein kinase C𝛃 (PKC𝛃)， PKC𝛃 引起 RAS 訊息路徑，最後活化ERK1 和 ERK2 (extracellular signal-regulated kinases)，ERK1 和 ERK2 活化 MYC 和 ELK1，接着MYC 與 ELK1 進入細胞核，影響 DNA 表現。PKC𝛃 亦可透過 caspase recruitment domain-containing protein 11 (CARD11，又稱 CARMA1 或 BIMP1)、BCL-10 和 mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma translocation protein 1 (MALT1) 觸發 NF-𝜅B 路徑，影響 DNA。
另外，BCR 也與肌動蛋白有關，BCR 透過 CDC42 和 VAV 磷酸化 Wiskott-Alderich syndrome protein (WASP) ，最後得以調控肌動蛋白，讓 BCR 內聚化或是抗原呈現等等。
BTK 與 Chemokine Receptor
[編輯]Chemokine receptor 是一種 G-protein coupled receptor。當 CXC-chemokine ligand 12 (CXCL12，又稱 SDF1，常分佈在骨髓間質細胞中與 germinal centres) 與 CXCR4 和 CXCR5 受體結合。受體上的 G 蛋白裂解成兩個單元：G𝛂、G𝛃𝛾。這兩單元活化 PI3K，PI3K 活化 BTK、AKT 和 MAPK 傳遞路徑。另外，G𝛂 和 G𝛃𝛾 也會直接與 BTK 的 PH 和 TH domain 結合，活化 BTK。
BTK 與 Toll-Like Receptors (TLRs)
[編輯]當細菌的 lipopolysaccharide (LPS) 與 TLR4 結合，TLR4 招募 myeloid differentiation primary response 88 (MYD88)，MYD88 活化 interleukin-1 receptor-associated kinase1 (IRAK1)，BTK 會與 TLR 下游訊息傳遞路徑中的蛋白質結合，誘導轉錄因子 NF-𝜅B, activator protein-1 (AP-1) 和 interferon regulatory factor 3 (IRF3)，最後使 B 細胞增生、分泌抗體、免疫球蛋白類型轉換或是製造促發炎細胞激素。
調節 BTK 活性
[編輯]Fc𝛾RIIB 是一種抑制性受體，當 IgG 抗體與該受體結合，受體活化 LYN，LYN 磷酸化受體上的一個 domain，叫 immune tyrosine inhibitory motifs (ITIMs)，ITIMs 招募蛋白質磷酸酶，像是 SH2-domain containing inositol polyphosphate 5』-phosphatase-1 (SHIP1)。SHIP1 將 PIP3 去磷酸化，也抑制 BKT 和 PLC𝛄2 移動到細胞膜，進而使細胞鈣離子濃度下降[2]；其他磷酸酶，SH2 domain containing protein tyrosine phosphatase-1 (SHP1)，則直接將 BTK 去磷酸化。
其他調控機制像是：iBTK 直接與 BTK PH domain 結合，抑制 BTK 活性；PKC𝛃 在 BTK 上第 180 位（位於 TH domain）的絲胺酸磷酸化，抑制BTK；microRNA- 185 降低 BTK mRNA 含量，進而降低 BTK 表現。
BTK 與 B 細胞惡性腫瘤
[編輯]慢性淋巴性白血病，CLL
[編輯]CLL 是西方最常見的白血病，尤其發生在老年人上，特徵是大量成熟 IgMlow CD5+ B 細胞聚積在血液裏。大量的成熟 B 細胞但免疫功能不成熟，堆積於血液、骨髓、脾臟和淋巴組織中，取代正常淋巴細胞，使正常細胞受淘汰而逐漸減少。研究發現 CCL B 細胞中的 BTK 經常過度表現。
套細胞淋巴瘤，MCL
[編輯]異常的 B 細胞廣泛圍繞在正常germinal centres，使 mantle zone 增寬。有些研究發現 SYK 基因和 SYK 蛋白質大量表現，亦發現 NF-𝜅B 和 AKT 持續活化，表明是 BCR 或 TLR 訊息傳遞所致。MCL 的細胞 BTK 高度表現，且大量地 223 位自磷酸化。
Waldenstrom’s Macroglobulinemia, WM
[編輯]正常 B 細胞成熟時會成為漿細胞，其功能為製造抗體，協助身體對抗感染，然在 WM 中，B 細胞晚期成熟過程中出現變化，而產生一群完全相同的細胞，這些細胞會製造過量的 IgM。大量這類細胞排擠正常血球細胞，使正常血球細胞數減少。製造過量的 IgM 不只使血液變黏稠（因為 IgM 體型大），也無法對抗外來感染，有時還會攻擊自身身體。
大部分 WM 患者在 MYD88 第 265 位上的白胺酸突變成脯胺酸（MYD88L265P），使 MYD88L265P 持續活化，持續活化的 MYD88L265P 與磷酸化 BTK 結合，促發 NF-𝜅B 路徑。。近乎 30% 的患者，CXCR4 S338X 突變，使 CXCL12 促發活化 AKT 和 ERK 這動作被增強。
ABC-DLBCL
[編輯]晚期瀰漫性大B細胞淋巴瘤（Diffuse large B-cell lymphoma, DLBCL）依其基因表現可以分成三類，GC B-cell-like (GCB) , activated-B-cell-like (ABC)和 primary mediastinal B-cell lymphoma (PMBL)。ABC-DLBCL 的 NF-𝜅B 路徑持續進行，近乎 50% 患者是因為 CARD11 或是其他跟 NF-𝜅B 路徑的蛋白質變異（例如：MYD88L265P）。
多發性骨髓瘤
[編輯]為骨髓中漿細胞不正常增生的疾病，且會活化骨蝕細胞，使硬骨被破壞；這些漿細胞會製造異常抗體，非但無法對付外來病原，反而會沈積在腎臟造成傷害。