作者：潘登

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FLT3（Fms-like tyrosine kinase，FMS样的酪氨酸激酶3）属于III型受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase III，RTKIII）家族成员，其表达于短期造血干细胞、祖细胞和树突状细胞表面（图1，绿色区域）^[1]。

图1

约30%的急性髓系白血病（AML）患者伴随FLT3突变，且已被证实其与AML发生发展及不良预后密切相关。目前，已有多种针对FLT3分子靶点的小分子抑制剂（FLT3-TKI）被批准应用于临床或处于临床试验阶段。因此，深入了解FLT3的分子结构和功能对理解FLT3突变对AML疾病发生发展的影响和不同类型FLT3-TKI的临床应用有帮助作用。

一、FLT3的生理结构及功能

FLT3的编码基因位于13号染色体长臂1区2带2亚带，共97.3Kb，包含24个外显子（exon），转录为3842bp的RNA；FLT3分子由993个氨基酸组成，根据其功能依次为信号肽（SP）、Ig样区（Ig-like）、跨膜区（TM）、近膜区（JMD）、酪氨酸激酶1区（TKD1）、激酶插入区（KI）、酪氨酸激酶2区（TKD2）、C末端（CT）（图2）^[2]。

图2

FLT3分子经内质网上的核糖体翻译表达后，在高尔基体修饰成熟成为非激活状态的FLT3分子，并被转运至细胞膜（图3）^[3]。此时的FLT3分子：JMD绑定由TKD构成的N-lobe和C-lobe保持非激活的空间构象，信号底物和ATP无法进入（图4）^[4]。

图3

图4

FLT3的配体（FL）是造血干细胞生长因子家族成员，包括集落刺激因子-1（CSF-1）和干细胞因子（SCF）等。当FL同时与两个FLT3分子胞外第3个Ig样区结合后形成二聚体，FLT3分子进入激活状态（图5）^[2]；JMD（红色）解除对TKD的自抑制，A-Loop环（蓝色）构象由DFG-in变为DFG-out（DFG指A-loop环中的三个氨基酸残基asp-phee-gly），信号底物和ATP（黄色）分别进入TKD区域的结合位点（图6），多处TKD酪氨酸残基被ATP磷酸化而进一步磷酸化信号底物^[5]。

图5

图6

综上，FLT3分子的生理活化经历四种状态变化（图7A）^[5]：

（I）FLT3自抑制状态是通过JMD绑定TKD，将JM-B嵌入催化位点阻止ATP和信号底物进入来实现的。

（II）FL结合FLT3胞外区引起的JMD磷酸化，解除自抑制状态。此时FLT3已激活但仍处于非活化状态，ATP可以进入TKD区域的ATP结合位点。

（III）活化环（A-Loop）旋转DFG从“out”到“in”构象变化，不再阻止下游信号底物进入催化位点，此时FLT3处于活化状态。

（IV）磷酸化下游信号底物同时磷酸化A-Loop，稳定了DFG-in构象以维持FLT3一直处于活化状态。

图7

FLT3磷酸化激活细胞内信号级联（RAS/RAF/MAPK、PI3K/AKT/mTOR和JAK/STAT）。这些通路调控细胞增殖、存活和凋亡（图8）^[6]。

图8

二、FLT3的突变类型及其对FLT3活化的影响

FLT3-ITD突变：14/15外显子非移码插入3-1236bp碱基序列（3bp=1氨基酸），导致JMD插入一段长度不等的氨基酸序列，使JMD无法对TKD构成的N-lobe和C-lobe进行自抑制（图9，绿色云区）^[7]；JMD的非移码插入突变，破坏了JM-B嵌入催化位点的FLT3自抑制状态，导致FLT3分子非依赖FL激活（图7B）^[4,5]。

FLT3-TKD突变：主要指发生在20外显子的碱基点突变，导致激酶区个别氨基酸的替换（图9，五角星区）^[7]；90.5%的TKD突变出现在TKD2的A-Loop环上（特别是D835/I836），会导致DFG-out构象不稳定非常容易变为DFG-in构象（图7C）^[4,5]。

图9

三、FLT3-TKI分类及其差异

FLT3抑制剂的研究进程中，最初是将已有的具有FLT3抑制作用的TKIs拿来研究，评估其在临床试验中的疗效和安全性，这些TKIs被称为第一代FLT3抑制剂，包括Tandutinib、Lestautinib、舒尼替尼、米哚妥林、索拉非尼；由于第一代FLT3抑制剂最初并没有筛选对激活FLT3激酶的敏感性和选择性，因此，开发了更具选择性和抑制活性的第二代FLT3抑制剂，主要包括吉瑞替尼、奎扎替尼（Quizartinib）和Crenolanib（表1）^[8]。

表1

既往常用IC50评估药物的抑制活性，但IC50不能反映FLT3抑制剂的抑制活性，因为FLT3抑制剂在血中多与蛋白结合，导致发挥抑制作用的游离分子较少。研究显示，第一代FLT3在血浆中的GI50是培养基中的几十甚至几百倍，实际抑制活性较弱；第一代FLT3抑制剂均为多靶点抑制剂，容易造成脱靶效应，增加不良反应。

I型FLT3-TKI结合FLT3催化中心的ATP结合位点，并且不需要占据的底物结合区（图10B）；II型FLT3-TKI结合FLT3需要占据ATP结合位点和催化中心的底物结合区，而FLT3在DFG-in状态下（活化构象）A-loop占据的底物结合区，阻止了II型FLT3-TKI结合FLT3（图10A）^[5]。

图10

FLT3-ITD突变使JMD失去自抑制作用，不依赖FL而进入DFG-out向DFG-in转变的活化环节，提升磷酸化下游信号的FLT3分子数量；FLT3-TKD突变加速DFG-out向DFG-in转变，导致FLT3分子磷酸化下游信号能力增强；I型FLT3-TKI可以结合DFG-out和DFG-in状态的FLT3分子，对FLT3-ITD和FLT3-TKD带来的FLT3分子异常活化均有抑制作用；II型FLT3-TKI只可以结合DFG-out状态的FLT3分子，仅对FLT3-ITD带来的FLT3分子异常活化有抑制作用。这一现象在细胞抑制试验中也得到了证实（表2）^[5]。

表2

FLT3-TKI已在国内临床实践中被广泛应用，但由于FLT3突变位点及类型的多样性，很多临床医生在不同类型的FLT3-TKI的选择中仍存在疑问，希望本文能从机制上给予解答。