王玉东教授解读肿瘤治疗：从PARP抑制剂到DNA损伤应答

专家简介

王玉东教授

主任医师

博士生导师、副院长

上海交通大学附属国际和平妇幼保健院（中国福利会国际和平妇幼保健院）

从事妇科良性、恶性肿瘤微创手术及肿瘤内分泌治疗

2013年上海市卫生系统优秀学科带头人

中国优生科学协会肿瘤生殖分会主委

中国医师协会微无创专业委员会妇科肿瘤分会副主委

中国医师协会微无创专业委员会智能医学分会副主委

中国医师协会整合医学专业委员会盆底整合分会副主委

上海市医学会妇产科分会副主委

中国妇幼保健协会青年分会副主委

中国非公协妇产科分会副主委

中国中西医结合妇科学会常委

中国妇幼保健协会微创分会常委

中国医师协会内镜医师分会委员

中国医师协会妇产科分会委员

上海市医学会妇科肿瘤学会委员

医学参考报妇产科副主编

中国实用妇科与产科杂志编委

中国妇产科临床杂志编委

1

背景介绍

基因组不稳定是肿瘤特征之一。这种不稳定性主要来自肿瘤细胞中癌症基因导致的复制压力。这些复制压力可以绕过保护DNA保真度的细胞周期检查点从而导致更多变异。

除了复制叉压力，DNA损伤可以来自各种外源（如酶反应，化学修饰，复制错误）或内源因素（如紫外线，电离辐射，化学物质）。DNA损伤应答（DDR）系统由一个蛋白质网络构成，主要用于感知，传递信号，和/或修复DNA损伤。DDR通过DNA修复协调细胞周期进展，将传递给子代细胞的DNA损伤降至最低。如下图所示，参与DNA损伤到细胞周期检查点和DNA修复通路信号传递的关键蛋白包括ATM蛋白激酶，ATR激酶，DNA依赖性蛋白激酶（DNA-PK）,DNA-PKcs激酶。参与应答通路的修复机制包括（1）修复单链DNA的碱基切除修复（2）修复DNA附加物的核苷酸切除修复（3）错配修复主要针对错配的碱基（4）修复双链DNA损伤和链间/链内交联的同源重组修复（HRR）（5）通过末端重连的同源末端连接NHEJ（6）选择性非同源末端连接修复用于DNA双链修复，但不常用（图1）。如果DNA损伤太严重或不可修复,DDR检查点会引发细胞凋亡。反应路径反应过弱或过强也会导致不可修复的损伤和细胞死亡。PARP抑制剂就是利用HRR缺陷开发的。通过DDR抑制从而影响复制压力的抗癌靶点也在开发中。大约有450个基因编码的蛋白质参与了DDR，本文主要介绍了一些PARP抑制剂以及一些重要的DDR靶点。

2

PARP抑制剂作用机制

自PARP1/2发现以来,与PARP1催化结构域相似的17个PARP酶家族成员已被确认。PARP抑制剂不仅抑制PARP酶活性,而且还通过捕获DNA链上的 PARP1发挥作用。目前缺乏临床头对头比较，但体外数据显示,各种PARP抑制剂的肿瘤致死能力更多与PARP捕获相关，这种捕获作用导致复制叉的停滞和后续的双链DNA损伤（图A1）。

3

PARPi在卵巢癌适应症的相关数据

多达50%的高级别浆液性卵巢癌携带HRR相关的遗传或表观遗传缺陷 (导致同源重组修复缺陷，HRD)。BRCA1和BRCA2是最常被提及的2个突变基因，其他同源重组基因,如RAD51C，RAD51D, ATM, BARD1, PALB2, BRIP1约占10%的HRD。另外HRD与铂敏感之间的相关性很高，这也能解释为什么铂敏感已经成为选择PARP抑制剂治疗的临床指标。

尼拉帕利，奥拉帕利和Rucaparib均被批准用于铂敏感复发(PSR)卵巢癌的维持治疗。对于g/sBRCA突变的PSR患者，接受PARPi维持能显著延长PFS（关键性三期研究中PARPi对比安慰剂PFS范围：16.6-21个月vs 5.4-5.5个月）。SOLO2仅纳入了gBRCA突变患者，但尼拉帕利NOVA，Rucaparib ARIEL-3，以及奥拉帕利II期study19证明PARPi对于BRCA野生型患者同样获益，不同分子亚组HR值在0.38-0.58之间。Rucaparib获批用于既往接受≥2线的g/sBRCA突变的单药治疗，奥拉帕利获批用于既往接受≥3线gBRCA突变的单药治疗（表1）。SOLO1数据显示对于g/sBRCA突变的初治卵巢癌患者，奥拉帕利能显著延长PFS，在36个月随访时，奥拉帕利组中位PFS还未达到，安慰剂组为13.8个月，HR=0.30（表1未列出）。

4

PARP抑制剂的未来

1.  筛选合适的患者

• BRCA突变的患者在临床已经能较准确的筛选出来，但这部分患者群较小。

• 与HRD表型相关的基因伤疤和突变标签检测能找到更广泛的DDR靶点获益人群。HRD相关的分子标签和相应的生信分析尚未达到临床应用。伴随诊断,如MyChoice HRD检测和Foundation杂合性缺失检测能帮助找到更多PARPi获益人群,但不能确定非获益人群。

• 铂敏感已经被证明是HRD的替代标记物，但铂敏感和PARPi应答也不是完全一致，提示了内在DNA修复机制的差异。遗传性BRIP1、BARD1、CHEK2、RAD51C和ATM基因突变带来的风险都可能增加肿瘤风险,但这些基因导致HRD的程度尚不清楚。

• 另一个可能的检测方式是确定non-BRCA1/2 HRR蛋白质,如通过免疫荧光检测核RAD51转化灶。RAD51在HRR中至关重要,RAD51同HRD，化疗和PARP抑制剂的治疗反应相关。最近,这种分析已经可以在石蜡包埋组织块中进行，未来可能应用到临床帮助确定PARPi获益的HRD人群

• 谈到病人如何选择,治疗前了解肿瘤先天基因突变情况,将这些信息和评估PARPi敏感度的生信分析结合，能帮助确定患者的个体化治疗方案。

2. 了解耐药

• 虽然基础研究显示了几种PARPi获得性耐药的机制，但目前临床数据仅显示HRR恢复和BRCA1亚等位基因形成是相关机制。通过BRCA逆转突变能重建开放阅读框和BRCA1 BRCA2、PALB2或RAD51C（铂耐药相关）功能。值得注意的是，报道的BRCA1逆转突变的患者表现出MMEJ信号，提示POLQ（MMEJ必需）会驱动耐药。

• HRR基因的表观遗传变化也被证明和PARPi的敏感性和耐药相关。如BRCA1基因的甲基化和RAD51C赋予PARP抑制剂敏感性，随后的去甲基化与蛋白质再表达以及耐药相关。

• 根据胚系或其他突变或其他因素，如不同的肿瘤发生或前序治疗，在别的肿瘤可能会出现不同的耐药机制。这些突变可能包括PARP1表达缺失；通过53BP1,MAD2L2/Rev7或Shieldin复合物缺失破坏末端切除规律；通过CHD4缺失激活DNA跨损伤合成，从而允许低效率HRR的进行。

• 稳定复制叉，上调药物外排基因相关PgP转运体也被认为是新的耐药途径

5

从PARP到DDR

1.  基于合成致死机制的开发

基于合成致死机制的抗肿瘤探索并未停止，如MMEJ通路上，POLQ是必需的。在HRR缺陷细胞中，POLQ表达上调，MMEJ作为替补发挥修复作用。在HRR缺陷细胞中引入POLQ抑制剂能产生合成致死的效果。也有研究显示在前列腺癌和慢性淋巴细胞白血病中，RNASEH2B确实能增加PARP捕获能力，也能作为一种治疗靶点

2.  未来的DDR治疗策略

• 在PARPi之后，DDR抑制剂主要在两个方向进行研发：DNA损伤信号和DNA修复。ATM和DNA-PKs被DSB招募并分别执行检查点信号和DNA修复；ATR能被复制压力激活，从而稳定和重启复制叉。CHK1和CHK2是在ATR和ATM下游起作用的激酶；WEE1是一种典型的检查点激酶，对有丝分裂进行负调节。RAD51和POLQ分别直接参与双链DNA修复的同源重组修复和MMEJ。PARG是一种酶，参与分解PARP酶家族（图3）。

• 其中一些分子已经在HRD肿瘤或与化疗和靶向药物联合使用中进入临床开发阶段（表3）。总的来看，若作为单药治疗，DDR抑制剂的疗效将取决于肿瘤DDR相关的特定遗传背景，如在ATM缺陷肿瘤中应用ATR抑制，在细胞周期蛋白E（cyclin E）或MYC扩增的肿瘤中应用WEE1；在HRD或NHEJD肿瘤中应用POLQ抑制剂。通过CHK1/2和WEE1抑制剂使G2/M检查点沉默，目前正在联合化疗进行临床试验。联合治疗的效果主要取决于联合用药的时机，给药方案，降低毒性并维持治疗效果。

• 需注意的是，DDR通路虽然有很多新的治疗靶点，但治疗的窗口期和以上这些靶点的biomarker检测手段依然有限。

  

3.  DDR靶点联合治疗机遇

• 联合的主要方向包括*

  DDR抑制剂间联合：如奥拉帕利联合ATR抑制剂（NCT02264678）

  DDR抑制剂同抗血管生成药物联合：如尼拉帕利联合贝伐单抗的AVANOVA研究（NCT02354131），奥拉帕利联合西地尼布的ICON9（NCT03278717）

  DDR抑制剂联合免疫治疗：如尼拉帕利联合免疫的TOPACIO（NCT02657889）和FIRST研究（NCT03602859）

  *可从原文找到更多研究介绍

6

DDR抑制剂面临的挑战

• 了解不同PARP抑制剂作用机理的差异以及特定BRCA突变对疗效的影响对未来DDR抑制剂开发同样重要

• 耐药同样是DDR抑制剂开发要面临的问题，联合治疗可能是一个选择。最终的目标是希望找到对特定人群或特定耐药有效的DDR靶点

• 很重要的问题在于如何从基因和表观遗传水平确定HRD?如何将HRD biomarker同PARP抑制剂敏感性关联？肿瘤分子异质性如何影响治疗方案和耐药？

• DDR抑制剂和化疗或其他药物治疗的顺序还不清楚，仍需更多探索。

专家点评

• PARP抑制剂已被批准用于所有铂敏感复发卵巢癌的维持治疗。现有检测手段有限，铂敏感也可以作为PARP抑制剂敏感性的替代指标。

• 针对DDR通路的靶点研究很多，也很值得期待。精准医疗的大方向下，作为临床医生，我们应该多关注一些肿瘤研究的进展，包括基础研究，对患者的基因突变有更深入的认识，才能帮助我们选择更合理的治疗手段，从而帮助患者从这些新的药物中最大获益。

OC资讯公众号

每周更新妇瘤领域最新内容