Abstract B-cell receptor (BCR) signaling is aberrantly activated in chronic lymphocytic leukemia (CLL). Bruton tyrosine kinase (BTK) is essential to BCR signaling and in knockout mouse models its mutation has a relatively B cell–specific phenotype. Herein, we demonstrate that BTK protein and mRNA are significantly over expressed in CLL compared with normal B cells. Although BTK is not always constitutively active in CLL cells, BCR or CD40 signaling is accompanied by effective activation of this pathway. Using the irreversible BTK inhibitor PCI-32765, we demonstrate modest apoptosis in CLL cells that is greater than that observed in normal B cells. No influence of PCI-32765 on T-cell survival is observed. Treatment of CD40 or BCR activated CLL cells with PCI-32765 results in inhibition of BTK tyrosine phosphorylation and also effectively abrogates downstream survival pathways activated by this kinase including ERK1/2, PI3K, and NF-κB. In addition, PCI-32765 inhibits activation-induced proliferation of CLL cells in vitro, and effectively blocks survival signals provided externally to CLL cells from the microenvironment including soluble factors (CD40L, BAFF, IL-6, IL-4, and TNF-α), fibronectin engagement, and stromal cell contact. Based on these collective data, future efforts targeting BTK with the irreversible inhibitor PCI-32765 in clinical trials of CLL patients is warranted.

Background Patients with chronic lymphocytic leukaemia (CLL) with TP53 aberrations respond poorly to first-line chemoimmunotherapy, resulting in early relapse and short survival. We investigated the safety and activity of ibrutinib in previously untreated and relapsed or refractory CLL with TP53 aberrations. Methods In this investigator-initiated, single-arm phase 2 study, we enrolled eligible adult patients with active CLL with TP53 aberrations at the National Institutes of Health Clinical Center (Bethesda, MD, USA). Patients received 28-day cycles of ibrutinib 420 mg orally once daily until disease progression or the occurrence of limiting toxicities. The primary endpoint was overall response to treatment at 24 weeks in all evaluable patients. This study is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01500733, and is fully enrolled. Findings Between Dec 22, 2011, and Jan 2, 2014, we enrolled 51 patients; 47 had CLL with deletion 17p13.1 and four carried a TP53 mutation in the absence of deletion 17p13.1. All patients had active disease requiring therapy. 35 enrolled patients had previously untreated CLL and 16 had relapsed or refractory disease. Median follow-up was 24 months (IQR 12·9–27·0). 33 previously untreated patients and 15 patients with relapsed or refractory CLL were evaluable for response at 24 weeks. 32 (97%; 95% CI 86–100) of 33 previously untreated patients achieved an objective response, including partial response in 18 patients (55%) and partial response with lymphocytosis in 14 (42%). One patient had progressive disease at 0·4 months. 12 (80%; 95% CI 52–96) of the 15 patients with relapsed or refractory CLL had an objective response: six (40%) achieved a partial response and six (40%) a partial response with lymphocytosis; the remaining three (20%) patients had stable disease. Grade 3 or worse treatment-related adverse events were neutropenia in 12 (24%) patients (grade 4 in one [2%] patient), anaemia in seven (14%) patients, and thrombocytopenia in five (10%) patients (grade 4 in one [2%] patient). Grade 3 pneumonia occurred in three (6%) patients, and grade 3 rash in one (2%) patient. Interpretation The activity and safety profile of single-agent ibrutinib in CLL with TP53 aberrations is encouraging and supports its consideration as a novel treatment option for patients with this high-risk disease in both first-line and second-line settings. Funding Intramural Research Program of the National Heart, Lung, and Blood Institute and the National Cancer Institute, Danish Cancer Society, Novo Nordisk Foundation, National Institutes of Health Medical Research Scholars Program, and Pharmacyclics Inc.