同源重组修复相关基因在子宫内膜癌中的研究进展

赵路阳,戴一博,王志启,王建六

(北京大学人民医院妇产科,北京 100044)

DNA双链断裂(DNA double strands breakage,DSB)是最致命的DNA损伤，主要通过具有“高保真”性的同源重组修复(homologous recombination repair，HRR)方式进行修复，其中关键基因异常或缺失可导致正常细胞死亡，促进肿瘤的发生与发展。近年，因多聚ADP核糖多聚酶(poly ADP-ribose polymerase，PARP)抑制剂的良好临床应用效果，携带乳腺癌易感基因1/2(breast cancer susceptibility gene 1/2,BRCA1/2)及同源重组修复缺陷(homologous recombination repair deficiency,HRD)基因的卵巢癌分子学和预后研究成为热点，也使HRR通路成为妇产科领域的关注焦点。子宫内膜癌(endometrial carcinoma,EC)是女性生殖系统三大恶性肿瘤之一，发病率居世界恶性肿瘤第四位，在组织学、遗传学、分子学上均表现出高度异质性。2013年，癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)项目应用多平台分析将内膜癌分为四种分子亚型，开启了EC病理联合分子分型诊疗的新时代。越来越多EC相关的生物分子信号通路被逐渐挖掘，HRD与内膜癌的相关性逐渐凸显。本文简要介绍了同源重组修复方式，总结了HRR相关基因在EC研究中的进展、PARP抑制剂等相关靶向药物在EC中的应用现状，为今后基础研究及临床应用提供参考。

1 同源重组修复通路概述

1.1 同源重组修复机制 同源重组修复是一种高保真的DSB修复方式，分为联会前、联会及联会后三阶段，涉及MRN(MRE11-RAD50-NBS1)复合物、RAD51、RAD52、RAD54、BRCA1/2、CtIP、ATM、ATR等多种因子参与[1]。在联会前阶段，MRN复合物募集并激活ATM，识别结合断裂部位启动修复，在BRCA1的促进下对5'端进行切割，形成RPA-3'ssDNA。在联会阶段，BRCA1-PALB2-BRCA2复合物将RAD51装载到ssDNA置换RPA配对形成D-Loop，并在RAD54协助下RAD51识别DNA同源序列从而进入联会后期。最后，侵入产生的D-Loop依赖于多种不同方式产生交换或非交换型的重组双链DNA完成修复。当其中相关因子异常，步骤中断所致HRD时，非同源重组末端连接(NHEJ)修复成为主要修复方式，染色体异位、重组等频率明显增加，最终导致细胞死亡。

1.2 合成致死 合成致死(Synthetic lethality)是指两个或以上基因同时突变、失活导致细胞死亡，但单独任意基因突变都不会引起细胞死亡[2]。2005年，Nature杂志公布重要研究成果，证明PARP抑制剂与BRCA1/2突变间存在合成致死效应，开启了肿瘤治疗的新大门。PARP是DNA单链断裂的感受器，通过催化NAD+合成PAR链参与DNA单链损伤修复过程。PARP抑制剂通过竞争结合PARP从而抑制PAR链的合成，导致未修复的单链断裂复制为双链断裂。若此时HRR中重要基因缺陷，双链断裂无法高保真修复，便可完成对HRD细胞的选择性致死作用[3](图1)。

1.3 同源重组修复与相关调控基因及通路 同源重组修复通路受多种调节因子及信号通路调节(图1B)。除通路自身关键因子发生异常外，干扰其调节因子或通路也可导致HRR失败，造成HRD表型。如有报道发现，CDK12抑制剂能在BRCA野生型乳腺癌细胞中抑制BRCA1/2、RAD51等基因的转录[4]。PI3K-PTEN-AKT-mTOR通路中重要转录因子PIK3CA下调可抑制BRCA1/2表达；PTEN缺失、AKT基因敲减可导致RAD51异常表达引起HRR失控[5]；mTOR抑制剂可通过下调参与DSB修复的组蛋白甲基转移酶SUV39H1的表达诱导HRD产生[6]。体外实验发现，EGFR抑制剂可干扰RAD51募集识别DNA同源序列从而抑制同源重组修复，与PARP抑制剂联用能显著降低三阴乳腺癌细胞的存活率[7]。备受关注的抑癌基因ARID1A可协助促使DSB末端处理生成RPA-3'ssDNA，维持ATR激活从而使HRR有效进行[8]。此外，缺氧状态可导致BRCA1和RAD51蛋白表达下调，而VEGF通路中的多个环节均可抑制血管生成，造成缺氧状态，从而抑制HRR过程[9]。近年来，研究人员利用不同信号通路中分子靶向药物人为造成HRD表型，使HRR基因正常的患者也能受益于PARP抑制剂的治疗，同时增强耐药患者对PARP抑制剂敏感性，成为部分肿瘤患者治疗的新策略。

图1 同源重组通路修复机制示意图

2 同源重组修复通路相关基因与子宫内膜癌

2.1 BRCA基因胚系突变与子宫内膜癌 EC是一种遗传相关性疾病，也是多种遗传性肿瘤综合征的表现。有证据表明，浆液性内膜癌及子宫肉瘤患者更易发现BRCA1/2体系突变，但对于携带BRCA突变与EC发病相关性的研究有限且有一定争议。Lavie等[10]检测了27例浆液性内膜癌患者，发现其中60%有一级亲属罹患卵巢癌及乳腺癌家族史，20%存在胚系BRCA1突变，提示浆液性内膜癌可能是BRCA突变综合征的一种表现。Thompson等追访了一万余例家族遗传型BRCA基因携带者后发现携带BRCA1基因突变的女性患EC的风险是正常人群的2.65倍，而携带BRCA2基因患内膜癌的风险无显著差异[11]。Shu等发表的一篇多中心前瞻性队列研究报道了在1083例BRCA 1/2突变携带者中共有8例在观察期罹患EC(预期为4.3例)，而其中5例浆液性癌患者中有4例为BRCA1携带者，明显高于预期观察值。该研究者建议对于BRCA1突变的携带者可在进行降低风险的输卵管卵巢切除术同时讨论子宫切除术的潜在风险和益处[12]。Kwon等[13]对3例携带BRCA1胚系突变的IVB期EC患者(2例浆液性内膜癌，1例子宫肉瘤)进行了3.3～12.6年的随访发现3例患者均存活并无复发，由此猜测BRCA突变携带者可能预后较好。

2.2 子宫内膜癌体系同源重组修复相关基因异常 2013年，Nature杂志发表的TCGA项目采用全基因组及转录组测序技术对307例子宫内膜样癌、53例浆液性癌、13例混合性癌进行了测序，鉴别出至少216个驱动致病基因，同时结合微卫星不稳定性和拷贝数分析，将EC分为四个亚型：(1)POLE超突变型；(2)微卫星不稳定型(microsatellite instability，MSI)；(3)低拷贝数型(CN-L)；(4)高拷贝数型(CN-H)。前三组分型多见于子宫内膜样癌，预后相对较好，其中PTEN、PIK3CA、PIK3R1、ARID1A等调节HRR通路的相关基因以不同组合频繁发生突变。有研究报道，PI3K调节通路异常可见于93%的子宫内膜样癌[14]，而PTEN功能丧失是子宫内膜样癌发病中的早期事件，其基因突变可见于55%的子宫内膜增生患者、80%的内膜癌患者[15]，在低拷贝数和高拷贝数型内膜癌中也可观察到RAD50的差异性表达。无论是ProMisE分型中p53突变型亦或是TCGA分型中CN-H型，其体细胞突变谱均与高级别浆液性卵巢癌及基底细胞样乳腺癌这两类具有典型BRCA突变的肿瘤相似[16]。De Jonge等通过RAD51电离辐射诱导聚焦点的方法对36例子宫内膜癌进行检测发现其中46%的浆液性内膜癌发生了HRD，而随后他们对TCGA数据库进行了二次分析发现在132例非内膜样子宫内膜癌中，BRCA相关基因组瘢痕可达48%[17]。Heeke等[18]对5万余例肿瘤样本进行了HRR相关基因检测，发现子宫内膜癌HRR基因突变率高达34.4%，居于21种肿瘤榜首。其中ARID1A突变最常见，其后依次为ATM、ATR、BRCA2和BRCA1。综上，大量证据表明子宫内膜癌是携带高HRR突变基因的一类肿瘤并广泛见于各类分子分型，而CN-H型/p53突变型携带BRCA基因突变更为常见。但遗憾的是，目前HRD与子宫内膜癌的关注度并不高，HRR相关基因突变能否导致HRD的状态缺乏研究证实，其与子宫内膜癌临床病理特征、预后的关系也有待后续研究探索。

3 同源重组修复异常与内膜癌的治疗

2014年奥拉帕利(Olaparib)获得欧洲EMA批准，成为全球第一个上市的PARP抑制剂，常见的PARP抑制剂还包括尼拉帕利(Niraparib)、鲁卡帕尼(Rucaparib)等。SOLO-1研究是一项评价奥拉帕利用于携带BRCA1/2突变的晚期卵巢癌含铂化疗后一线维持治疗的大型Ⅲ期临床研究，证实了奥拉帕利在多国人群的疗效与安全性。PAOLA-1和PRIMA临床试验的成功使HRD阳性乃至所有卵巢癌患者均可从PARP抑制剂治疗中获益。现阶段，PARP抑制剂已获得NCCN卵巢癌指南推荐，在中国、美国等多个国家用于铂敏感复发性卵巢癌的维持治疗。如前所述，EC是一种高HRR基因突变疾病，其患者可能成为PARP抑制剂的潜在获益人群。

目前，使用PARP抑制剂单药治疗子宫内膜癌的治疗研究基本集中在个案或招募中的临床试验，权威数据较少，尚处于起步阶段。2011年，Forster等报道了1例58岁复发、转移性子宫内膜样腺癌患者的案例，经多线化疗后出现脑转移，使用奥拉帕利作为试验用药10周后脑转移瘤的体积明显缩小并伴有症状改善。在用药8个月后，患者肿瘤出现进展，病灶活检提示该患者PTEN基因缺失但BRCA 1/2均为野生型[19]。2018年，Gockley等[20]报道了1例BRCA2体系突变的Ia期子宫内膜样癌患者多次复发经多线治疗效果欠佳，接受奥拉帕利单药治疗10个月后肿瘤明显缩小并维持稳定长达15个月。同年，一项法国的多中心、随机、双盲II期临床试验(NCT03745950)启动招募，计划对纳入的147例铂敏感复发、转移性子宫内膜癌使用奥拉帕利单药口服(对比安慰剂)进行维持治疗，预计于2024年公布试验结果。此外，一项来自美国的单中心II期临床试验(NCT03617679)也在同期开展，计划对纳入的138例1～2线治疗后复发或转移性内膜癌进行鲁卡帕尼和安慰剂的随机、双盲对照维持治疗，目前该项研究仍在招募中。另有多项PARP抑制剂联合各类靶向药物、免疫治疗药物的临床试验正在进行中。Westin等在2018年ASCO会议上报道了一项奥拉帕利与Vistusertib(AZD2014，mTOR通路抑制剂)联合治疗多种妇科复发性恶性肿瘤的Ⅰ期临床研究(NCT02208375)，初步结果显示复发性子宫内膜癌的客观有效率为27%，临床获益率达50%。一项来自美国多州的II期临床试验(NCT03476798)计划使用贝伐单抗及鲁卡帕尼组合治疗复发性宫颈癌及子宫内膜癌患者，现阶段33例患者已全部完成招募。小分子高效VEGF受体酪氨酸激酶抑制剂西地尼布(Cediranib)联合奥拉帕利治疗晚期、复发、转移性内膜癌的II期临床试验(NCT03660826)于2018年启动，正在补充对照组资料。此外，还有研究发现DNA修复通路的缺陷可增加免疫检查点抑制剂的活性，在临床治疗中二者间几乎没有重叠副反应，可能在临床应用发挥潜力。鲁卡帕尼联合纳武尤利单抗(Nivolumab)(NCT03572478)、奥拉帕利联合Durvalumab(NCT03951415)、尼拉帕利联合TSR-042(NCT03016338)治疗晚期复发性/转移性子宫内膜癌的II期临床研究均已在陆续开展中，将在近年逐步公布结果。还有很多靶向小分子抑制剂，如CYT-0851(RAD51抑制剂)、AZD0156(ATM抑制剂)、VE821(ATR抑制剂)等均可诱导产生HRD表型，有望和PARP抑制剂结合应用于肿瘤治疗的临床试验，其最终临床疗效及安全性值得我们密切关注。

4 结 语

随着肿瘤基因组学等技术的发展，越来越多的"致病及治病"相关基因将被进一步发掘和探索。分子分型理论的普及将把内膜癌的基因研究及靶向治疗的关注度推向高潮。EC携带高HRR突变基因已被认可，但HRR突变基因与临床病理特征、预后的关系，以及不同分子分型是否存在特异HRD基因谱仍待后续研究挖掘。此外，晚期、复发类型的EC的临床研究正相继展开，首批临床试验疗效及安全性值得我们关注。未来，如何筛选最佳临床获益人群，选择最优治疗组合及卫生经济学效益也需要我们进一步探讨。希望通过这些研究为子宫内膜癌患者的抗肿瘤治疗带来新的希望。