李鈺偉,于靜萍
1大連醫(yī)科大學(xué)研究生院,遼寧 大連 116044
2南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州市第二人民醫(yī)院放療科,江蘇 常州 213000
臨床常見(jiàn)的抗惡性腫瘤治療,是通過(guò)損傷腫瘤細(xì)胞的DNA 以達(dá)到殺滅腫瘤的目的。然而,細(xì)胞DNA 的損傷可以通過(guò)激活DNA 損傷應(yīng)答機(jī)制得以修復(fù),使抗腫瘤治療未能達(dá)到預(yù)期療效甚至產(chǎn)生耐藥。因此,DNA損傷反應(yīng)過(guò)程是抗腫瘤治療的一個(gè)重要研究領(lǐng)域,可能導(dǎo)致更好的療效。近年來(lái)隨著腫瘤精準(zhǔn)治療的提出,DNA損傷通路中的一些關(guān)鍵因子逐漸成為腫瘤治療中的新靶點(diǎn)。其中聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(poly ADP-ribose polymerase,PARP)作為近年來(lái)研究最熱門(mén)的分子之一,在DNA 損傷修復(fù)、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡等方面發(fā)揮重要作用。PARP 抑制劑能夠抑制腫瘤細(xì)胞DNA 損傷的修復(fù),從而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞DNA 損傷的敏感性。Farmer 等通過(guò)臨床前研究同源重組修復(fù)(homologous recombination repair,HRR)缺陷的乳腺癌易感基因(breast cancer susceptibility gene,BRCA)1/2 突變細(xì)胞對(duì)PARP 抑制劑具有高度敏感性,證實(shí)了PARP抑制劑促進(jìn)了HRR缺陷(BRCA1
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突變)腫瘤的合成致死性。除BRCA
突變之外,其他機(jī)制也可能導(dǎo)致HRR 途徑改變,推進(jìn)PARP 抑制劑在臨床上更為廣泛地應(yīng)用。如今,關(guān)于PARP 抑制劑抗惡性腫瘤治療的臨床試驗(yàn),無(wú)論是單藥維持治療還是聯(lián)合其他抗腫瘤治療,均顯示出一定的優(yōu)越性。本文回顧了近年來(lái)PARP抑制劑在各種惡性腫瘤中的應(yīng)用研究,探討了能從PARP 抑制劑中受益的潛在人群,為以后優(yōu)化PARP抑制劑的應(yīng)用提供參考。PARP 是一類(lèi)存在于多數(shù)真核細(xì)胞內(nèi),參與DNA修復(fù)、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄等多種細(xì)胞功能的蛋白酶。到目前為止,PARP 家族共包括17 名成員,其中PARP1 是PARP 家族中最重要的成員。在堿基切除修復(fù)(base excision repair,BER)介導(dǎo)的DNA 單鏈斷裂(single strand break,SSB)修復(fù)途徑以及其他DNA 損傷修復(fù)(DNA damage repair,DDR)途徑中都起到一定的作用。
目前PARP 抑制劑主要作用于PARP1,阻止細(xì)胞DNA 損傷修復(fù)的機(jī)制主要有以下兩個(gè):首先,PARP 抑制劑直接抑制PARP 的酶活性。當(dāng)DNA出現(xiàn)損傷,PARP1/2 作為DNA 損傷傳感器,其DNA結(jié)合區(qū)域中鋅指結(jié)構(gòu)能與受損DNA 結(jié)合,導(dǎo)致自身構(gòu)象變化,抑制輔因子煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)與ADP-核糖轉(zhuǎn)移酶(ADP-ribosyl transferase,ART)結(jié)合的狀態(tài)發(fā)生改變,PARP 的酶活性得以激活,裂解NAD+為煙酰胺和ADP-核糖。在ART 的催化激活下于PARP1 受體蛋白上形成聚ADP-核糖長(zhǎng)鏈,為DNA 修復(fù)招募關(guān)鍵蛋白,如DNA 聚合酶β和X 射線(xiàn)交錯(cuò)互補(bǔ)修復(fù)基因1(X-ray repair cross complementing 1,XRCC1)。PARP 抑制劑與PARP1/2 催化域中NAD+的結(jié)合位點(diǎn)相互作用,通過(guò)抑制酶活性導(dǎo)致DNA 損傷修復(fù)失敗。同時(shí),PARP 抑制劑阻止PARP1 從DNA 結(jié)合處脫落以及自身PAR 化,在損傷部位“捕獲”P(pán)ARP。DNA 修復(fù)蛋白無(wú)法在DNA 缺口位點(diǎn)結(jié)合完成修復(fù)過(guò)程,PARP 介導(dǎo)的SSB 修復(fù)無(wú)法完成,在進(jìn)入下一復(fù)制周期后則轉(zhuǎn)變?yōu)殡p鏈斷裂(double strand break,DSB)。DNA DSB的修復(fù)主要通過(guò)HRR 途徑完成,HRR 修復(fù)的DNA雙鏈擁有較高的還原度。若HRR 通路中的關(guān)鍵因子如BRCA1
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發(fā)生突變,細(xì)胞不能有效啟動(dòng)HRR修復(fù),則選擇非同源末端連接(non-homologous end joining,NHEJ)等方式進(jìn)行修復(fù)。這些方式修復(fù)的DNA 同源性不高,DNA 序列常錯(cuò)誤修復(fù),導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定,最終細(xì)胞死亡。由上可知,細(xì)胞HRR 修復(fù)缺失,即導(dǎo)致細(xì)胞DNA 損傷無(wú)法正常完成。利用PARP 抑制和HRR 缺陷共同作用導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡,即所謂的“合成致死”效應(yīng)。BRCA1
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缺陷卵巢癌治療有效的藥物。而Niraparib 無(wú)需檢測(cè)BRCA 或其他生物標(biāo)志物可直接用于臨床治療。這些PARP 抑制劑盡管作用于相同的結(jié)合位點(diǎn),但化學(xué)結(jié)構(gòu)、藥物效力及治療劑量不盡相同。在捕獲PARP 的能力方面,Niraparib 大于Olaparib 和Veliparib,而目前觀察到捕獲能力最強(qiáng)的為T(mén)alazoparib。BRCA1
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突變的腫瘤。除了BRCA1
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突變外,HRR 修復(fù)缺陷也可以由通路中其他分子如重組蛋白A(recombination protein A,Rad51)、共濟(jì)失調(diào)-毛細(xì)血管擴(kuò)張突變蛋白(ataxia telangiectasia-mutated,ATM)、共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張Rad3 相關(guān)蛋白(ATM and Rad3 related,ATR)功能缺失所介導(dǎo)。存在這些異常的散發(fā)腫瘤與攜帶BRCA1
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突變的腫瘤有某些共同的表型及共性表現(xiàn),被稱(chēng)為“BRCAness”,同樣對(duì)PARP 抑制劑敏感。除此之外,PARP 抑制劑作為一種治療增敏劑,與腫瘤細(xì)胞DNA 損傷療法(如放療和化療)聯(lián)合使用,通過(guò)削弱DNA 損傷修復(fù)的能力增強(qiáng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。大量臨床前證據(jù)表明PARP 抑制劑能發(fā)揮化療增敏作用,同時(shí)還可以逆轉(zhuǎn)耐藥過(guò)程的發(fā)生。最佳藥物組合、作用劑量與時(shí)間都需要進(jìn)一步研究探討。放療與細(xì)胞毒性藥物一樣,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞DNA 損傷,在體內(nèi)產(chǎn)生大量的SSB。DNA 斷裂后啟動(dòng)的修復(fù)過(guò)程很大程度上導(dǎo)致了輻射抵抗的發(fā)生。PARP 抑制劑可以延緩輻射誘導(dǎo)的DSB 的修復(fù),并增加內(nèi)源性單鏈斷裂向DSB 轉(zhuǎn)化。另外,腫瘤在缺氧狀態(tài)下抑制同源重組通路基因的表達(dá)??寡苌伤幬锱cPARP 抑制劑組合可能會(huì)改善非BRCA
突變腫瘤的治療反應(yīng)。研究表明,PARP 抑制劑介導(dǎo)的DNA 損傷能改善免疫微環(huán)境,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)蓄積的雙鏈DNA(double-stranded DNA,dsDNA)通過(guò)激活環(huán)狀GMP-AMP 合成酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)-干擾素基因刺激蛋白(stimulator of interferon gene,STING)-TANK 結(jié)合激酶1(TANK-binding kinase 1,TBK1)-干擾素調(diào)節(jié)因子3(interferon regulatory factor 3,IRF3)途徑,增強(qiáng)免疫細(xì)胞殺瘤活性,同時(shí)增加腫瘤突變負(fù)荷及程序性死亡受體配體1(programmed cell death 1 ligand 1,PDCD1LG1,也稱(chēng)PD-L1)的表達(dá)。這提示PARP 抑制劑可能改善免疫檢查點(diǎn)抑制劑(immune checkpoint inhibitor,ICI)對(duì)腫瘤治療的反應(yīng)。BRCA1
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突變的鉑敏感復(fù)發(fā)性卵巢癌患者二線(xiàn)維持治療的療效。結(jié)果顯示Olaparib 組患者的中位無(wú)進(jìn)展生存期(progressionfree survival,PFS)為19.1 個(gè)月,明顯長(zhǎng)于安慰劑組的5.5 個(gè)月。隨后Rucaparib 在ARIEL3 試驗(yàn)中也顯著改善了鉑敏感型卵巢癌患者的PFS。在新診斷的晚期BRCA
突變卵巢癌患者中,接受Olaparib 維持治療表現(xiàn)出比安慰劑低70%的疾病進(jìn)展或死亡風(fēng)險(xiǎn)。而在Niraparib 對(duì)晚期卵巢癌患者的維持治療中觀察到,無(wú)論是否存在HRR 缺陷,PFS均明顯長(zhǎng)于安慰劑組。除了維持治療的應(yīng)用,SOLO-3 研究顯示PARP 抑制劑能為復(fù)發(fā)性卵巢癌患者帶來(lái)比化療更大的收益。Olaparib 組單藥治療相比化療提高客觀緩解率(objective response rate,ORR)(72.2%vs
51.4%),同時(shí)延長(zhǎng)中位PFS(13.4 個(gè)月vs
9.2 個(gè)月)。3.1.2 聯(lián)合應(yīng)用 有關(guān)研究顯示,在標(biāo)準(zhǔn)化療基礎(chǔ)上加用Veliparib 并維持用藥與單用化療相比,患者臨床獲益更大。最終在BRCA
突變患者中,加用Veliparib 組的患者中位PFS 為34.7 個(gè)月,較單用化療組患者長(zhǎng)12 個(gè)月。即使意向治療組也延長(zhǎng)至23.5 個(gè)月,改善了患者預(yù)后。然而試驗(yàn)并沒(méi)有研究Veliparib 維持治療對(duì)化療聯(lián)合Veliparib 組是否有單獨(dú)益處,在化療中加入Veliparib 而不進(jìn)行維持治療的獨(dú)立價(jià)值尚不清楚。新診斷晚期卵巢癌的患者在接受貝伐珠單抗聯(lián)合Olaparib/安慰劑維持治療后,結(jié)果顯示Olaparib 組與安慰劑組患者中位PFS 分別為22.1 個(gè)月及16.6 個(gè)月。尤其在BRCA
突變患者中Olaparib 組相比安慰劑組中位PFS 明顯延長(zhǎng)(37.2 個(gè)月vs
21.7 個(gè)月)。同樣在鉑敏感型復(fù)發(fā)性卵巢癌中,患者中位PFS 在Niraparib 和貝伐珠單抗的聯(lián)合治療后也有明顯改善,與單用Niraparib 相比中位PFS 延長(zhǎng)1倍。目前正在計(jì)劃進(jìn)行的一項(xiàng)隨機(jī)Ⅲ期臨床試驗(yàn),比較Niraparib 聯(lián)合貝伐珠單抗與化療聯(lián)合貝伐珠單抗治療鉑敏感復(fù)發(fā)性卵巢癌的療效。Niraparib 聯(lián)合程序性死亡受體1(programmed cell death 1,PDCD1,也稱(chēng)PD-1)抑制劑Pembrolizumab 治療鉑耐藥復(fù)發(fā)性卵巢癌的研究中,患者總體ORR 為25%,疾病控制率(disease control rate,DCR)為68%。MEDIOLA 試驗(yàn)采用Olaparib 聯(lián)合Durvalumab 治療BRCA
突變的鉑敏感復(fù)發(fā)性卵巢癌,可評(píng)估的32 例患者28 周DCR 為65.6%,ORR 為71.9%,整體顯示出良好的中位PFS(11.1 個(gè)月)和中位緩解持續(xù)時(shí)間(duration of response,DOR)(10.2 個(gè)月),但在既往化療較少的患者中未達(dá)到中位PFS 和中位DOR,間接反映患者可能從聯(lián)合治療中獲益更大。以上PARP 抑制劑與ICI 的聯(lián)合應(yīng)用展現(xiàn)出可觀的臨床數(shù)據(jù)。這種不用化療的聯(lián)合治療值得進(jìn)一步探索。BRCA
突變、人表皮生長(zhǎng)因子受體2 陰性的轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中,Olaparib組患者中位PFS 長(zhǎng)于標(biāo)準(zhǔn)治療組(7.0 個(gè)月vs
4.2 個(gè)月),ORR為59.9%。而OlympiAD 研究提供的數(shù)據(jù)顯示,Olaparib 與卡培他濱/艾瑞布林/長(zhǎng)春瑞濱治療患者的中位生存期無(wú)差異。同樣,Talazoparib 與化療相比,將BRCA
突變晚期患者的ORR 提高至62.6%,但EMBRACA 試驗(yàn)最終結(jié)果表明Talazoparib 對(duì)患者生存期并無(wú)顯著改善。3.2.2 聯(lián)合應(yīng)用 Han 等進(jìn)一步比較了Veliparib聯(lián)合替莫唑胺(VT)或卡鉑/紫杉醇(VCP)與安慰劑聯(lián)合卡鉑/紫杉醇(PCP)對(duì)BRCA
突變的晚期乳腺癌人群的安全性和有效性。VCP 和PCP 組患者的中位生存期分別為28.3 個(gè)月和25.9 個(gè)月,ORR分別為78.0%和61.3%;與PCP 相比,接受VCP 治療的患者ORR 顯著提高,PFS 和生存期均延長(zhǎng)。在隨后進(jìn)行的第3 階段試驗(yàn)旨在進(jìn)一步比較Veliparib/安慰劑與卡鉑+紫杉醇的療效。與第2 階段試驗(yàn)不同的是,患者停止化療后可以繼續(xù)使用Veliparib/安慰劑單劑維持治療,其中Veliparib 組與安慰劑組患者相比PFS 得到了一定改善。具有炎性反應(yīng)、局部晚期或轉(zhuǎn)移性三陰性乳腺癌患者或手術(shù)后有殘留的三陰性乳腺癌患者,在接受胸部或胸壁50 Gy 放療的同時(shí)聯(lián)合Olaparib 進(jìn)行Ⅰ期評(píng)估,結(jié)果顯示患者耐受性良好,可接受Olaparib 的最大劑量為每日2 次,每次200 mg,未觀察到劑量限制毒性。淋巴細(xì)胞減少為最常見(jiàn)的不良反應(yīng),但由于評(píng)估時(shí)間短,晚期不良反應(yīng)待進(jìn)一步隨訪評(píng)估。其他PARP 抑制劑Rucaparib 和Niraparib 在三陰性乳腺癌患者中聯(lián)合放療的Ⅰ期試驗(yàn)(NCT03542175 和NCT03945721)目前正在進(jìn)行中。另外還有針對(duì)新輔助化療反應(yīng)不完全的患者術(shù)前予 Veliparib 聯(lián)合放療的臨床試驗(yàn)(NCT01618357),皆在探索聯(lián)合治療的安全性及初步療效結(jié)果。
Domchek 等報(bào)道了Olaparib 聯(lián)合Durvalumab治療BRCA1
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突變的轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的安全性和有效性,30 例患者12 周的DCR 為80%,28 周的DCR 為50%,總體中位DOR 為9.2 個(gè)月;其中三陰性乳腺癌亞組患者中位PFS 為4.9 個(gè)月,中位生存期為20.5 個(gè)月;激素受體陽(yáng)性亞組患者中位PFS 為9.9 個(gè)月,中位生存期為22.4 個(gè)月。BRCA1
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或ATM
突變患者中位PFS 長(zhǎng)于對(duì)照組一倍(7.4 個(gè)月vs
3.6 個(gè)月)。在客觀有效率、疼痛進(jìn)展時(shí)間等其他方面均有明顯改善。TOPARP-B 試驗(yàn)進(jìn)一步將人群擴(kuò)大至有DDR
基因異常的mCRPC 患者,評(píng)估Olaparib 的抗腫瘤活性。除了單藥治療外,mCRPC 患者接受Olaparib 聯(lián)合阿比特龍內(nèi)分泌治療的試驗(yàn)(NCT01972217)顯示,聯(lián)合應(yīng)用與單用阿比特龍相比,患者中位PFS 有明顯延長(zhǎng)。BRCA1
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突變的轉(zhuǎn)移性胰腺癌中的維持效果進(jìn)行了評(píng)估,Olaparib 改善了患者中位PFS,使疾病進(jìn)展和死亡風(fēng)險(xiǎn)降低了47%;維持治療6 個(gè)月起,Olaparib 組患者生存率和無(wú)疾病進(jìn)展生存率是安慰劑組的兩倍多;患者發(fā)生第二次疾病進(jìn)展或死亡的中位時(shí)間為13.2 個(gè)月,長(zhǎng)于安慰劑組的9.2 個(gè)月。
3.4.2 聯(lián)合應(yīng)用 Veliparib 聯(lián)合5-氟尿嘧啶+奧沙利鉑(FOLFOX)方案治療轉(zhuǎn)移胰腺導(dǎo)管腺癌(metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma,mPDAC)的Ⅰ期劑量遞增研究中確定Veliparib 使用劑量為每天2 次,每次200 mg。在Ⅱ期療效分析中表明聯(lián)合治療mPDAC 是安全的,尤其是對(duì)攜帶HRR
-DDR
突變的鉑類(lèi)初治患者有較好的治療反應(yīng)。Veliparib 聯(lián)合放療的第1 例報(bào)告是在局部進(jìn)展期 胰 腺 癌(locally advanced pancreatic cancer,LAPC)中進(jìn)行的吉西他濱、放療和劑量遞增的Veliparib 的Ⅰ期試驗(yàn)(NCT01908478)。LAPC 患者在接受吉西他濱(400 mg/m)與放療(36 Gy/15 f)的同時(shí)服用Olaparib 的最大耐受劑量(maximum tolerated dose,MTD)為每天2 次,每次40 mg?!? 級(jí)不良反應(yīng)包括淋巴細(xì)胞減少(96%)和貧血(36%)。該方案患者有積極的臨床反應(yīng),總體中位PFS 和中位生存期分別為9.8、14.6 個(gè)月。
BRCA1
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缺失、ATM 下調(diào)的A549 細(xì)胞表現(xiàn)出高度的敏感性。該研究證實(shí)了PARP 抑制劑對(duì)HRR 缺陷肺癌的有效性,為NSCLC 中應(yīng)用PARP 抑制劑的可能性提供依據(jù)。目前,關(guān)于PARP 抑制劑在NSCLC 中的單藥應(yīng)用尚處于臨床前探索階段。3.5.2 聯(lián)合應(yīng)用 PARP 抑制劑在NSCLC 中更多的是作為一種增敏劑與其他抗腫瘤治療的聯(lián)合效應(yīng)。一項(xiàng)Veliparib 聯(lián)合卡鉑和紫杉醇治療晚期/轉(zhuǎn)移性NSCLC 患者的試驗(yàn)中,盡管聯(lián)合組與單化療組患者ORR 無(wú)明顯差異,但聯(lián)合組的反應(yīng)持續(xù)時(shí)間明顯長(zhǎng)于單化療組,其中多為鱗狀細(xì)胞癌患者。針對(duì)該組合治療晚期肺鱗狀細(xì)胞癌的第3 階段研究正在進(jìn)行。
在NSCLC 中開(kāi)展的PARP 抑制劑聯(lián)合放療的臨床試驗(yàn)最早應(yīng)用于腦轉(zhuǎn)移患者。Veliparib 聯(lián)合全腦放療的Ⅰ期試驗(yàn)患者中位生存期為10 個(gè)月,比預(yù)期值有明顯增加。然而后期研究顯示與單純?nèi)X放療相比,加入Veliparib 治療患者預(yù)后沒(méi)有顯著改變。荷蘭的一項(xiàng)對(duì)Olaparib 聯(lián)合根治性放療治療NSCLC、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌及乳腺癌的Ⅰ期試驗(yàn),探索Olaparib的最大耐受量,還包括加入小劑量順鉑三聯(lián)療法在NSCLC中的安全性評(píng)估。
關(guān)于PARP 抑制劑和ICI 在NSCLC 中聯(lián)合應(yīng)用的研究,目前有幾項(xiàng)正在進(jìn)行中,但尚未有公開(kāi)的數(shù)據(jù)。其中Olaparib 相關(guān)的試驗(yàn)中,有1 項(xiàng)在觀察與Durvalumab 聯(lián)合的維持療效。還有2 項(xiàng)研究其與Pembrolizumab 聯(lián)合在鱗狀細(xì)胞癌和非鱗狀細(xì)胞癌患者中的維持療效(NCT03976323 和NCT03976362)。另外還有Rucaparib 聯(lián)合Pembrolizumab 對(duì)非鱗狀細(xì)胞癌患者維持療效的評(píng)估(NCT03559049)。
BRCA1
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突變)腫瘤中利用DNA 修復(fù)途徑的雙重阻斷達(dá)到合成致死作用。在存在這些改變的惡性腫瘤中表現(xiàn)出顯著的臨床療效,改變了以往治療策略。另一方面,PARP 抑制劑與其他抗腫瘤治療聯(lián)合應(yīng)用,增強(qiáng)損傷腫瘤DNA 的作用。如何在聯(lián)合應(yīng)用中發(fā)揮PARP 抑制劑最大化的臨床益處,同時(shí)不增加相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)是臨床研究的重點(diǎn)。隨著對(duì)合理組合的探索,有望擴(kuò)大PARP 抑制劑應(yīng)用人群。這一新型藥物為惡性腫瘤治療開(kāi)辟了新道路,望將來(lái)可以通過(guò)與其他治療聯(lián)合給難治性腫瘤患者帶來(lái)希望。一系列臨床前及臨床研究正在有序進(jìn)行中,等待進(jìn)一步探索發(fā)現(xiàn)。