ABL1
ABL1(Abelson murine leukemia viral oncogene homolog 1)是由人类 9 号染色体上的 ABL1 基因编码的一种非受体酪氨酸激酶(nRTK)。在正常细胞中,ABL1 穿梭于细胞核与细胞质之间,受自身 N 端“帽子”结构的严格自抑制,参与细胞骨架重塑、DNA 损伤修复和细胞凋亡等过程。
然而,ABL1 在肿瘤学中的显赫地位源于一种特定的染色体易位事件——费城染色体(Philadelphia Chromosome)。当 ABL1 基因与 22 号染色体上的 BCR 基因融合时,产生具有持续激酶活性的 BCR-ABL 融合蛋白。这种“致癌基因成瘾”机制是慢性粒细胞白血病(CML)和部分急性淋巴细胞白血病(Ph+ ALL)的根本病因,也催生了人类历史上第一款小分子靶向药物——伊马替尼(Imatinib)。
理解 ABL1 致癌机制的关键在于理解其“自抑制”(Autoinhibition)机制的丧失:
- 野生型 ABL1(受控态): 其 N 端包含 SH3 和 SH2 结构域。在静息状态下,SH3 结构域会像扣子一样折叠回来,结合在激酶结构域上,像“刹车”一样锁死酶活性。
- BCR-ABL 融合蛋白(失控态): 在 t(9;22) 易位中,ABL1 的 N 端(包括那个起刹车作用的“帽子”)被切断,替换成了 BCR 基因的序列。BCR 包含一个卷曲螺旋(Coiled-coil)结构域,不仅破坏了自抑制构象,还强行介导蛋白形成二聚体/四聚体。
- 后果: 酪氨酸激酶活性被永久性激活(Constitutive Activation),持续磷酸化下游的 STAT5、RAS/MAPK 和 PI3K/AKT 通路,导致白细胞无限增殖。
针对 ABL1 激酶域的药物研发史,就是一部精准医学的进化史。
| 药物代次 | 代表药物与机制特点 |
|---|---|
| 第一代 (ATP竞争) |
• 伊马替尼 (Imatinib/Gleevec):
结合在 ABL1 激酶的 ATP 结合口袋,且必须结合在“非活性构象”(DFG-out)。它将 CML 患者的 5 年生存率从 30% 提升至 90%。
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| 第二代 (更强效) |
• 尼洛替尼 (Nilotinib) / 达沙替尼 (Dasatinib):
针对一代耐药患者。达沙替尼能结合“活性构象”(DFG-in),结合力比伊马替尼强 300 倍。
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| 第三代 (克制突变) |
• 普纳替尼 (Ponatinib):
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| 第四代 (变构抑制) |
• 阿辛米尼 (Asciminib): STAMP 抑制剂。
它不抢占 ATP 口袋,而是结合在 ABL1 激酶域远端的肉豆蔻酰口袋(Myristoyl pocket),模拟天然的“自抑制”机制,强行把激酶锁死。这是真正的“双靶点”策略。
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虽然 TKI 几乎治愈了慢性期的 CML,但在费城染色体阳性的急性淋巴细胞白血病(Ph+ ALL)或急变期 CML 中,单纯 TKI 往往不足以清除所有癌细胞。
目前的前沿方案是联合治疗:使用第三代 TKI(如普纳替尼)强力压制 BCR-ABL 活性,同时联用 CD19 CAR-T 细胞疗法或双特异性抗体(Blinatumomab),以清除残留的耐药克隆,特别是那些躲在骨髓微环境中的白血病干细胞。
关键文献
[1] Rowley J D. (1973). A new consistent chromosomal abnormality in chronic myelogenous leukaemia identified by quinacrine fluorescence and Giemsa staining. Nature.
[历史时刻]:Janet Rowley 首次发现费城染色体并非染色体缺失,而是 9 号和 22 号染色体的易位(t(9;22)),奠定了癌症遗传学基础。
[2] Druker B J, et al. (2001). Efficacy and safety of a specific inhibitor of the BCR-ABL tyrosine kinase in chronic myeloid leukemia. NEJM.
[临床突破]:报道了伊马替尼(STI571)的 I 期临床试验结果,创造了癌症治疗史上最快获批的奇迹。
[3] Réa D, et al. (2021). A Phase 3, Open-Label, Randomized Study of Asciminib, a STAMP Inhibitor, vs Bosutinib in CML-CP. Blood.
[最新进展]:证实了变构抑制剂阿辛米尼在多重耐药 CML 患者中的卓越疗效。