【靶點模型+診斷質控】BCR-ABL1的藥物開發和診斷

慢性粒細胞白血病（chronicmyelogenousleukemia，CML）也稱為(wei) 慢性髓細胞白血病、慢性髓性白血病或慢性粒細胞白血病)是一種骨髓增殖性腫瘤，表現為(wei) 成熟和未成熟的粒細胞失調控的生成和不受控製的增殖，細胞分化大體(ti) 正常。

CML與(yu) 2個(ge) 基因的融合有關(guan) ：BCR(位於(yu) 22號染色體(ti) )基因和ABL1(位於(yu) 9號染色體(ti) )基因形成BCR-ABL1融合基因。這種異常融合通常是由於(yu) 9號染色體(ti) 和22號染色體(ti) 相互易位，即t(9;22)(q34;q11)，產(chan) 生一種異常的22號染色體(ti) ，稱為(wei) 費城(Ph)染色體(ti) ，這種衍生的22號染色體(ti) 含BCR-ABL1融合基因。

圖1. 染色體(ti) 異位形成BCR-ABL1融合 

 

BCR-ABL1融合基因可以產(chan) 生一種*的基因產(chan) 物，即BCR-ABL1融合蛋白。該蛋白產(chan) 物包含一個(ge) 來自正常ABL1的酶促結構域，具有酪氨酸激酶催化活性；相對於(yu) 正常ABL1的激酶活性受到嚴(yan) 格調控，由於(yu) 與(yu) BCR部分融合，BCR-ABL1的激酶活性增高且呈組成型表達，這種失調控的酪氨酸激酶參與(yu) 了CML的發病機製。

BCR-ABL1融合基因多見於(yu) 95% 以上的 CML， 根據BCR基因的斷裂位點不同，可分為(wei) 主要斷裂 點簇集區（major，M-BCR，E13A2 或 E14A2，編碼 p210）、次要斷裂點簇集區（minor，m-BCR，E1A2， 編碼 p190）、微小斷裂點簇集區（micro，μ-BCR， E19A2，編碼 p230）。大多數 CML 表達 p210；極少 數表達 p230，其化療敏感性較低；約 2/3 的 Ph+ ALL 表達 p190。

圖2. BCR-ABL1融合的分型

 

圖3. BCR-ABL 激活的分子途徑的示意圖
 

BCR Tyr177的Bcr-Abl磷酸化對於(yu) BCR-ABL介導的白血病發生至關(guan) 重要。BCR-ABL/GRB2複合體(ti) 招募SOS，它與(yu) GRB2SH3結構域組成性相關(guan) 。BCR-ABL/GRB2/SOS複合物刺激非活性GDP結合形式的Ras轉化為(wei) 其活性GTP結合狀態，並激活支架接頭GAB2。因此，GRB2/GAB2/SOS複合物引起RAS下遊通路的組成型激活，從(cong) 而激活MEK1/2和MAPK蛋白並導致細胞增殖異常。

 

此外，BCR-ABL通過PI3K/AKT/FOXO4並最終通過mTOR的上調有效阻斷重要的細胞過程，如自噬。

 

BCR-ABL蛋白轉化活性的另一個(ge) 假定核靶標是原癌基因MYC，它在CML細胞中高水平表達。MYC激活似乎獨立於(yu) RAS途徑，但直接被ABLSH2區域上調。

 

盡管BCR-ABL激活的通路列表看似無休止地擴展，並且在這些通路中揭示的複雜性日益增加，但BCR-ABL的所有轉化功能似乎都取決(jue) 於(yu) 其酪氨酸激酶活性。這種先決(jue) 條件在開發更複雜的靶向治療方麵具有令人難以置信的內(nei) 在臨(lin) 床潛力。

 

BCR-ABL1的診斷
 

在NCCN指南和專(zhuan) 家共識中，推薦的診斷方法一般分為(wei) 3種，FISH、q-PCR、Sequencing，FISH可以定性的層麵發現BCR-ABL1的異位，同樣的也可以做核型分析，發現9號和22號的變化。Q-PCR側(ce) 重發現BCR-ABL1在mRNA水平的表達量變化，既能定性，也能定量。測序技術的發展能很好的幫助BCR-ABL1的檢測，不管是一代測序還是二代測序，可以從(cong) cDNA層麵發現，也可以用gDNA層麵發現目的基因的變化。

 

標準品
 

科佰生物作為(wei) 一家專(zhuan) 業(ye) 提供分子診斷標準品的公司，提供關(guan) 於(yu) BCR-ABL1多種形式的產(chan) 品（gDNA、RNA、ctDNA、FFPE等等），涉及多種技術平台，對整個(ge) 流程做質控管理，也適合LDT和IVD的開發驗證。

表1. 常見BCR-ABL1的分子診斷標準品

 部分數據展示 

圖4. Sanger sequencing of BCR(E14)-ABL1(E2) for RNA



圖5. Sanger sequencing of BCR(E13)-ABL1(E2) for RNA



圖6. Sanger sequencing of BCR(E14)-ABL1(E2) Translocation for gDNA
 

BCR-ABL1的藥物開發
 

伊馬替尼是第一個(ge) 上市的BCR-ABL1的TKI，可選擇性抑製 c-ABL1、c-KIT 及 PDGFRα/β的酪氨酸激酶活性，但是一線治療後，還是出現了BCR-ABL1依賴性和不依賴性的耐藥。

圖7. BCR-ABL的TKI在cell-based assay中對WT和不同的耐藥突變的IC50（nM）

藥物靶點模型
 

針對BCR-ABL1及其常見的耐藥位點，科佰生物開發了多種cell-based kinase assay模型，可以用於(yu) TKI的in vitro和in vivo的活性檢測，適合早期的化合物測活篩選，也適合後期的產(chan) 品放行QC。

表2. 部分常見的BCR-ABL1的藥物研發模型
 

其他更多的位點（比如M244V，G250E，D276G，P465S，V468F，I502L，P223S，K294E， E355G等等），正在開發中。
 

 部分數據展示 

圖8. Anti-proliferation assay of three reference compounds on the BCR-ABL1/BaF3 Stable Cell Line.



圖9. Anti-proliferation assay of three reference compounds on the BCR-ABL1[T315I]/BaF3 Stable Cell Line.


圖10. Anti-proliferation assay of three reference compounds on the BCR-ABL1[T315I Q252H]/BaF3 Stable Cell Line.