布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂奈玛布替尼的联合细胞与生化谱学分析揭示其在MAPK驱动癌症中的潜在应用

《Frontiers in Oncology》：Combined cellular and biochemical profiling of Bruton’s tyrosine kinase inhibitor nemtabrutinib reveals potential application in MAPK-driven cancers

本研究发现，可逆性布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）抑制剂奈玛布替尼通过多靶点抑制机制（包括MAPK通路关键激酶MEK1/2、FGFRs、PDGFRα等）展现出广谱抗肿瘤活性。研究结合癌细胞株筛选（160株）、激酶组学分析（254种激酶）和生物信息学工具，首次系统揭示该药物在BRAF突变肿瘤中敏感性提升3倍，并通过分子对接证实其以ATP竞争性方式结合MEK1的独特机制，为MAPK通路异常肿瘤（如黑色素瘤、结直肠癌等）提供了新的治疗策略。

　　

背景

布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）在B细胞恶性肿瘤中扮演关键角色，目前已有多款BTK抑制剂获批用于临床治疗。奈玛布替尼作为新型可逆性BTK抑制剂，能够同时抑制野生型和常见耐药突变型（如C481S）BTK。由于其在生化水平对多种激酶具有抑制活性，本研究通过系统性筛选旨在揭示其新的药物反应生物标志物、交叉反应性和差异化特征。

方法

研究采用多维策略对奈玛布替尼进行全景式分析：在160种癌细胞系中进行细胞活力检测（IC₅₀测定），并通过皮尔逊相关性分析与135种激酶抑制剂的敏感性谱进行比对。整合基因组突变数据（COSMIC/DepMap数据库）、基因/蛋白表达水平（RNA-seq/RPPA）和基因依赖性评分（CRISPR/RNAi筛选），利用方差分析（ANOVA）和聚类算法挖掘潜在生物标志物。生化水平通过酶活性试验（IC₅₀测定）、表面等离子共振（SPR）结合实验和分子对接模拟验证关键靶点。

结果

激酶组学分析显示，奈玛布替尼在1 μmol/L浓度下对63种激酶的抑制率超过75%，其靶点谱显著广于已上市BTK抑制剂。细胞水平上，奈玛布替尼对BRAF突变细胞系的敏感性较野生型提高3倍，其IC₅₀谱与MEK/ERK/泛RAF抑制剂高度相似（r≥0.5）。生物信息学分析进一步揭示：高FGFR3基因表达、磷酸化MEK1蛋白水平上升以及MAPK通路基因（BRAF、MAP2K1、MAP3K9等）的遗传依赖性均与药物敏感性显著相关。生化验证实验证实奈玛布替尼直接抑制MEK1（IC₅₀=8.5 nmol/L）、FGFR2/3（IC₅₀=34.0/70.1 nmol/L）及PDGFRα（IC₅₀=12.4 nmol/L）。SPR实验显示奈玛布替尼与MEK1的结合亲和力（K_D=10 nmol/L）远超B-RAF（K_D=1.2 μmol/L）。分子对接模拟表明，奈玛布替尼通过吡咯并嘧啶环与MEK1铰链区Met¹⁴⁶/Glu¹⁴⁴形成氢键，以ATP竞争性方式结合，而非作用于变构口袋。

讨论

本研究通过多组学整合策略揭示了奈玛布替尼超越BTK抑制的新功能。其独特的ATP竞争性MEK抑制机制，克服了现有变构MEK抑制剂对磷酸化MEK和耐药突变效果受限的缺陷。同时，对多种生长因子受体酪氨酸激酶（RTKs）的协同抑制，可能延缓MAPK通路再激活引发的耐药。这些发现为奈玛布替尼在MAPK驱动型实体瘤（如BRAF突变肿瘤、FGFR异常肿瘤）的临床应用提供了理论依据，展示了多靶点激酶抑制剂在克服肿瘤异质性方面的潜在优势。