PARP 抑制剂在上皮性卵巢癌中的耐药机制及解决策略
2024-05-07张文洋汪希鹏
张文洋,汪希鹏
上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer,EOC)起源于卵巢上皮组织,是最常见的恶性组织类型,临床确诊时绝大多数已处于临床晚期,表现为腹腔内广泛播散转移。目前对于初诊EOC 患者,临床一线治疗方案是满意的肿瘤细胞减灭术联合铂类药物为基础的化疗。然而,仍有约70%的患者在2 年内出现肿瘤复发或耐药。近年来,多腺苷二磷酸核糖聚合酶[poly(ADP-ribose)polymerase,PARP]抑制剂的出现为EOC 患者的精准治疗带来了新方向。根据国内外相关指南,PARP 抑制剂在临床上主要用于EOC 的一线维持治疗、铂敏感复发后的维持治疗和后线治疗。除此之外,PARP 抑制剂的其他适应证如新辅助治疗、联合治疗等也在研究中。随着PARP 抑制剂在临床上的广泛应用,其耐药问题随之而来。如何逆转PARP 抑制剂耐药是现阶段亟须解决的问题。现主要对PARP 抑制剂的作用机制、临床应用及其耐药性进行综述,旨在为PARP 抑制剂治疗EOC 提供理论基础,并对逆转耐药提供参考思路。
1 PARP 抑制剂概况
1.1 DNA 损伤与PARP 的修复当细胞受到有害因子的攻击时,可能发生DNA 损伤,如DNA 单链断裂(single-strand breakage,SSB)和DNA 双链断裂(double-strand breakage,DSB)。正常细胞可通过同源重组修复(homologous recombination repair,HRR)、非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)和碱基切除修复(base excision repair,BER)等多种机制修复损伤的DNA。乳腺癌相关基因1/2(breast cancer-related gene 1/2,BRCA1/2)是一类抑癌基因,参与HRR 途径的DNA 修复,该基因突变可抑制DNA损伤后的正常修复能力,引起同源重组缺陷(homologous recombination deficiency,HRD),进而导致癌变。PARP是一类真核细胞中催化靶蛋白或其自身ADP-核糖基化的细胞核酶,主要通过BER 在DNA 断裂修复中发挥重要作用。目前已知PARP 家族包括18 个成员,其中PARP1 占细胞内PARP 总活性的85%~90%,是该家族中研究最多的成员。DNA 损伤后,PARP1的锌指结构域迅速识别并结合在损伤位点,构象改变并激活PARP1 催化活性,催化β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(β-nicotinamide adenine dinucleotide,β-NAD+)分解为ADP-核糖和烟酰胺,随后以分解产生的ADP-核糖为底物,将核受体蛋白进行多聚ADP-核糖基化修饰[poly(ADP-ribosyl)ation,PARylation],募集下游DNA 损伤修复相关蛋白迅速迁移至损伤部位,重塑受损的DNA[1]。
1.2 PARP 抑制剂的作用机制PARP 抑制剂的作用机制主要包括以下2 个方面[2]。①合成致死(synthetic lethality)效应:合成致死是指单独干扰任意单个基因不会引起细胞死亡,但同时干扰2 个或2 个以上基因时,基因之间发生合成致死相互作用,导致细胞死亡。PARP 抑制剂通过抑制PARP 与BER 相关蛋白的结合从而抑制SSB 的修复,未修复的SSB 可在DNA 复制过程中转变成DSB。BRCA1/2 基因突变后HRR 途径也受到抑制,DNA 损伤得不到修复,DNA复制叉崩溃,最终导致细胞死亡。即HRR 和BER 途径同时存在缺陷会导致肿瘤细胞合成致死。②PARP“捕获”(PARP trapping):PARP 抑制剂能与PARP 的NAD+结合位点相结合,干扰PARP 发生PARylation,使其不能从DNA 上解离,形成稳定的PARP-DNA复合物,抑制DNA 的后续修复过程。PARP“捕获”不仅能抑制SSB 修复,还能使停滞的DNA 复制叉降解为DSB,故PARP“捕获”造成的细胞毒性高于单纯的PARP 缺失或功能抑制。目前临床上的PARP 抑制剂“捕获”PARP 的能力从强到弱的排名为:尼拉帕利>奥拉帕利=卢卡帕利[1]。在上述两方面的共同作用下,PARP 抑制剂还能间接刺激NHEJ 所需的DNA 依赖性蛋白激酶底物的磷酸化,促进这种易出错的修复途径发生。需要注意的是,除了BRCA1/2 外,其他HRR 基因如RAD51、共济失调毛细血管扩张突变基因(ataxia telangiectasia-mutated gene,ATM)、共济失调毛细血管扩张突变基因Rad3 相关激酶(ataxia telangiectasia-mutated and Rad3 related kinase,ATR)、第10 号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因(phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome ten gene,PTEN)、EMSY 和FANCA 等的损伤或缺失也会导致HRD[3]。
1.3 PARP 抑制剂的发展过程1964 年Chambon等首先发现了PARP,随后证实PARP 参与DNA 损伤后的修复过程,并进行了PARP 抑制剂的大量临床开发。最初的开发集中于恶性肿瘤的放化疗增敏,但试验过程中发现联合治疗的药物毒性过大。2005年,首次报道了PARP 抑制剂与BRCA1/2 突变之间的合成致死效应[4]。随后PARP 抑制剂的开发进入了精准治疗时代。2009 年,一项Ⅰ期临床试验首次证实了奥拉帕利在BRCA1/2 突变卵巢癌等肿瘤患者中具有显著疗效,且安全性良好,这是第一项PARP 抑制剂在BRCA 突变人群中应用的临床试验[5]。2014 年,美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准奥拉帕利用于既往≥3 次化疗失败的胚系BRCA(germ line BRCA,gBRCA)突变的晚期卵巢癌患者的维持治疗。随后,尼拉帕利、卢卡帕利等药物批准用于EOC 的治疗,且药物的适应证逐步扩大。PARP 抑制剂经历了3 次更新迭代,第3 代PARP 抑制剂以复合物单晶结构为基础,选择性更强,代表药物包括奥拉帕利、尼拉帕利和卢卡帕利等[6]。
2 PARP 抑制剂治疗EOC 的应用现状
目前,美国FDA 批准的PARP 抑制剂包括奥拉帕利、尼拉帕利和卢卡帕利。中国国家药品监督管理局(National Medical Products Administration,NMPA)批准的PARP 抑制剂包括奥拉帕利、尼拉帕利、氟唑帕利和帕米帕利。BRCA 基因突变或HRD 阳性是目前PARP 抑制剂应用的常用生物标志物。近年研究表明,其他特征的EOC,如铂敏感、杂合性缺失等,也可从PARP 抑制剂的治疗中获益。“BRCAness”描述了缺乏gBRCA1/2 基因突变,但表现出以HRD 为特征的肿瘤。这种表型可由体细胞突变、启动子异常甲基化和其他表观遗传学改变导致。“BRCAness”表型的EOC 对PARP 抑制剂表现出高度敏感性。
根据《卵巢癌PARP 抑制剂临床应用指南(2022版)》[6],推荐奥拉帕利、尼拉帕利用于完全缓解(complete remission,CR)或部分缓解(partial remission,PR)的Ⅱ~Ⅳ期卵巢癌、输卵管癌和原发性腹膜癌的一线治疗;其中,高级别浆液性卵巢癌(high-grade serous ovarian carcinoma,HGSOC)和子宫内膜样卵巢癌不论生物标志物状态如何均适用,而其他组织学类型卵巢癌,则要求同时存在BRCA1/2 突变。对于含铂化疗后达到CR 或PR 的铂敏感复发卵巢癌患者,推荐奥拉帕利、尼拉帕利和氟唑帕利维持治疗,不同生物标志物状态的患者获益程度不同。PARP 抑制剂在EOC 后线治疗中的证据等级较低,在新辅助治疗方面的应用仍处于临床试验阶段。PARP 抑制剂应用过程中的不良反应以轻度或中度为主,呈剂量相关性,且大多出现在服药早期,随用药时间延长,不良反应逐渐减弱,故患者耐受性较高。疲劳、血液学毒性和胃肠道毒性是PARP 抑制剂最常见的不良反应。
3 PARP 抑制剂的耐药机制
PARP 抑制剂的耐药机制主要包括HRR 恢复、药物靶点变化及致死性DNA 损伤减少。不同的耐药机制之间相互交叉,相辅相成。
3.1 HRR 恢复包括回复突变、53BP1 基因的表达缺失、BRCA 基因去甲基化以及BRCA 基因的杂合性缺失(loss of heterozygosity,LOH)。①回复突变:回复突变指二次突变重新激活相关基因(BRCA1/2、RAD51C、RAD51D、PALB2 等)的功能,从而激活HRR 通路,恢复肿瘤细胞DNA 修复功能。其中BRCA1/2 的回复突变是PARP 抑制剂耐药的最主要机制。回复突变发生于肿瘤细胞内,故可以通过肿瘤组织或循环肿瘤DNA 检测发现。一项分析肿瘤患者中回复突变的研究共纳入经铂类药物或PARP 抑制剂治疗后进展且gBRCA 突变的卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌和前列腺癌患者共327 例,结果表明总体回复突变率为26%,BRCA1 和BRCA2 的回复突变率分别为22.0%和30.7%[7]。②53BP1 基因的表达缺失:NHEJ 是除HRR 外参与DSB 修复的另一重要通路。HRR 通路在细胞周期的S 期和G2 期启动修复,受BRCA 基因调控;而NHEJ 修复通路发生在整个细胞周期,受53BP1 基因调控,两种通路之间相互抑制。在BRCA1 基因突变的HRD 肿瘤中,53BP1 基因缺失可以重新激活HRR,导致细胞对PARP 抑制剂耐药,且这种影响仅发生于BRCA1 基因突变的肿瘤细胞中[8]。③BRCA 基因去甲基化:BRCA 启动子的高甲基化导致BRCA mRNA 及蛋白的表达下调,而BRCA 启动子去甲基化促进BRCA mRNA 及蛋白的表达,从而恢复HRR 通路。也有研究表明,BRCA 基因甲基化的卵巢癌患者,即使没有BRCA 突变,也可能从PARP 抑制剂中获益[9]。④BRCA 基因LOH:肿瘤中等位基因的特异性缺失或等位基因的强度失衡称为LOH。卵巢癌等BRCA 基因突变的肿瘤细胞中存在LOH,即BRCA1/2 位点的野生型等位基因丢失。这些BRCA 基因LOH 肿瘤具有完整的HRR 通路,对PARP 抑制剂等DNA 损伤剂原发性耐药。体外及动物试验表明,BRCA 杂合突变细胞对PARP抑制剂的敏感性显著低于纯合突变细胞[10],进一步证实了以上结论。
3.2 药物靶点变化包括药物外排蛋白过表达、PARP1 基因突变或表达下降和多聚ADP-核糖水解酶[poly(ADP-ribose)glycohydrolase,PARG]缺失。①药物外排蛋白过表达:P-糖蛋白(P-glucoprotein,P-gp)是一种跨膜蛋白,是ATP 结合盒亚家族B 成员1(ATP-binding cassette sub-family B member 1,ABCB1)基因的编码产物,可以利用ATP 水解产生的能量将与其结合的底物(如PARP 抑制剂等各种药物)转出质膜。肿瘤细胞中ABCB1 表达的上调导致P-gp 外排泵的活性增加,促进PARP 抑制剂外排,引起药物浓度降低,从而产生耐药。Vaidyanathan 等[11]研究发现,PARP 抑制剂耐药卵巢癌细胞的ABCB1 表达增加。②PARP1 基因突变或表达下降:卵巢癌细胞中PARP1 的表达与PARP 抑制剂的敏感性密切相关。PARP1 突变可以降低其与PARP 抑制剂的亲和力,或在两者结合时保留酶的内源性功能,进而导致肿瘤细胞对PARP 抑制剂的耐药。Pettitt 等[12]发现,PARP1的DNA 结合锌指域突变使PARP1 被PARP 抑制剂捕获的能力下降,导致原发性耐药。由于PARP1 和BRCA1 功能联合丧失的合成致死作用,PARP1 突变只能在HRR 通路正常细胞或具有BRCA1 低效突变的细胞中产生PARP 抑制剂抗性。③PARG 缺失:DNA 损伤后,PARP1 被迅速募集到DNA 缺口,诱导损伤DNA 的二磷酸腺苷核糖多聚化,从而合成多聚ADP-核糖[Poly(ADP-ribose),PAR]链,而PARG 可以降解PAR。Gogola 等[13]发现,PARG 的缺失通过恢复PAR 链形成、控制DNA 复制叉进程和募集下游DNA修复因子,导致BRCA2 基因突变的卵巢癌细胞对PARP 抑制剂耐药。
3.3 致死性DNA 损伤减少包括复制叉稳定性恢复和微小RNA(microRNA,miRNA)调控DNA 损伤的修复基因。①复制叉稳定性恢复:DNA 损伤后会引起复制应激和复制叉停滞。在BRCA1/2 基因突变的肿瘤细胞中,PARP 抑制剂诱导复制叉的破坏和解体,增加药物的细胞毒作用。复制叉的稳定性受多种因素影响,破坏PARP 抑制剂作用的任一机制将导致复制叉的稳定性恢复,诱导肿瘤细胞对PARP抑制剂的耐药,如MRE1 染色质修饰复合物调节因子缺失、复制叉重塑调节蛋白缺失、RAD51 负调控因子缺失、染色质重塑蛋白缺失及细胞周期检查点相关蛋白表达上调等[14]。而且复制叉稳定性恢复的同时也有利于HRR 恢复。②miRNA 调控DNA 损伤的修复基因:miRNA 是一种小的非编码RNA,通过促进mRNA 的降解、抑制核糖体对mRNA 的翻译来调节转录后基因。多项研究表明,miRNA 在PARP抑制剂的耐药中扮演双重角色,即某些miRNA 通过上调DNA 损伤修复基因的表达导致肿瘤细胞的耐药,而某些miRNA 则通过其他途径恢复肿瘤细胞对药物的敏感性。在BRCA2 基因突变的卵巢癌细胞中,miR-493-5p 通过保护复制叉免受核酸酶降解而维持基因组稳定,诱导肿瘤细胞对PARP 抑制剂的耐药[15]。而Vescarelli 等[16]的研究表明,miR-200c 可以通过靶向神经纤毛蛋白1,使奥拉帕利耐药的卵巢癌细胞恢复敏感性。
4 逆转PARP 抑制剂耐药的临床策略
4.1 PARP 抑制剂联合DNA 损伤修复抑制剂在DNA 损伤修复过程中,除PARP 外,其他相关蛋白也参与损伤修复,PARP 抑制剂与DNA 损伤修复抑制剂的联合治疗可能是逆转前者耐药的一种可行策略。DNA 损伤修复抑制剂是目前较为新兴的抗癌药物,也是各类肿瘤的研究热点,部分药物已进入临床试验阶段。未来需要更多的研究专注于卵巢癌的同时,更需要进一步探索药物的用法用量、适应证及不良反应,进而进一步探索DNA 损伤抑制剂在逆转PARP 抑制剂耐药中的临床应用。
4.1.1 热休克蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)抑制剂 HSP90 是一种ATP 依赖性分子伴侣,介导DNA 损伤应答(DNA-damage response,DDR)所需的几种关键蛋白的成熟和稳定,如BRCA1、BRCA2、RAD51 和MRE11。抑制HSP90 可以损害HRR 和NHEJ 修复途径,逆转肿瘤细胞对PARP 抑制剂的耐药。研究表明,HSP90 抑制剂(Ganetespib)有效地破坏了DDR 途径的关键蛋白,使BRCA 野生型的卵巢癌细胞对他拉唑帕尼敏感[17]。一项Ⅰ期临床研究表明,HSP90 抑制剂(Onalespib)联合奥拉帕利治疗晚期实体瘤(包括卵巢癌18 例,子宫恶性肿瘤5 例,结肠癌2 例,乳腺癌、黑色素瘤和恶性孤立性纤维瘤各1 例)是可行的[18]。奥拉帕利300 mg+Onalespib 40 mg以及奥拉帕利200 mg+Onalespib 80 mg 的剂量水平安全可行,联合给药不影响两种药物的稳态药代动力学;在22 例进行了二次影像学检查的可评价患者中有7 例(32%)疾病稳定≥24 周,包括BRCA 突变和PARP 抑制剂获得性耐药的卵巢癌患者以及Rb 通路突变的肿瘤患者[18]。目前也有研究探索研发同时抑制PARP 和HSP90 的单一药物,即PARP 和HSP90的双靶点抑制剂:抑制PARP 可以阻断肿瘤细胞DNA单链损伤修复,而抑制HSP90 则减弱BRCA 水平,导致“BRCAness”,增强其针对肿瘤细胞的生物活性。Lin 等[19]通过一系列分子杂交技术,将奥拉帕尼与HSP90 抑制剂(姜黄素衍生物C0817)融合成具有新型骨架的双靶点抑制剂,并在体外评估了所有合成化合物的抗肿瘤细胞增殖活性,不同化合物的分子骨架结构不同,结果表明,其中一种化合物可以通过分子对接同时抑制PARP 和HSP90 的功能,可能是因其特定的吡啶环结构,该化合物的抗肿瘤活性也较高。与奥拉帕利相比,PARP 和HSP90 的双靶点抑制剂对肿瘤表现出更强的选择性细胞毒性。
4.1.2 细胞周期检查点抑制剂 在DNA 复制过程中,损伤的DNA 会激活细胞周期检查点,导致细胞周期停滞,以便损伤DNA 修复后重回细胞周期。细胞周期检查点抑制剂可以逆转PARP 抑制剂耐药的关键机制,包括恢复HRD、复制叉稳定、SLFN11 失活和PARG 表达丧失等[12]。多项临床前研究还表明,不论BRCA1/2 基因是否突变,PARP 抑制剂与细胞周期检查点抑制剂在治疗卵巢癌时均具有协同作用[20]。
DNA 复制应激可以激活ATR 相关蛋白,后者在稳定复制叉的同时,还能激活S 期和G2/M 期检查点以允许修复受损的DNA。CAPRI 研究评估了ATR抑制剂(Ceralasertib)联合奥拉帕利对复发性铂耐药EOC 患者的疗效,纳入的13 例患者为HRD 阳性且在既往PARP 抑制剂治疗期间出现疾病进展的复发性HGSOC,最终6 例患者达到PR,客观缓解率(objective response rate,ORR)为46%[21]。WEE1 通过抑制细胞周期蛋白依赖性激酶1(cyclin-dependent kinase 1,CDK1)和CDK2 激活G2/M 期检查点,导致细胞周期停滞,为DNA 损伤修复提供时间。EFFORT研究将PARP 抑制剂治疗时出现疾病进展的复发性EOC 患者随机分组进行WEE1 抑制剂(Adavosertib)单独治疗或与奥拉帕利联合治疗,ORR 分别为23%和29%,中位无进展生存期(progression free survival,PFS)分别为5.5 个月和6.8 个月[22]。细胞周期检查点激酶1/2(checkpoint kinase 1/2,CHK1/2)是在ATR下游起作用的激酶。一项Ⅰ期临床试验在PARP 抑制剂治疗后出现疾病进展的18 例HGSOC 患者中评估了CHK1 抑制剂(Prexasertib)与奥拉帕利联合治疗的疗效,最终4 例患者达到PR[23]。
4.1.3 靶向NAD+代谢的药物 PARP 抑制剂在PARP 的催化域与NAD+竞争,抑制PARP 催化活性和PAR 聚合物的形成,损伤SSB 的修复能力。烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADP)是一种NAD+的衍生物,在体内外均抑制PARylation,使肿瘤细胞对PARP 抑制剂更敏感。临床前研究表明,NADP 水平较高的卵巢癌细胞对PARP 抑制剂更敏感[24]。但上述结论目前还处于临床前研究阶段,有待进一步开展临床试验。烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyl transferase,NAMPT)是NAD+补救途径中的一种限速酶,通过调节PARP 等NAD+依赖性酶的活性,影响细胞的代谢,阻止细胞的衰老、死亡。NAMPT 通常在肿瘤组织中过表达,在肿瘤细胞代谢中发挥重要的作用,因此也是一个重要的抗癌靶点。NAMPT 抑制剂包括FK866、CHS828、GEN617 和OT-82 等,在三阴性乳腺癌、尤文氏肉瘤及一些血液系统肿瘤中,观察到NAMPT 抑制剂与奥拉帕利联合可以产生与BRCA 状态无关的合成致死效应,导致NAD+耗竭、PARylation 减少、DNA 损伤增加,诱导肿瘤细胞凋亡[25]。Sauriol 等[26]研究表明,在卵巢癌小鼠和类器官模型中,NAMPT 抑制剂(达珀利奈)与奥拉帕利具有协同作用,两者联合使用可耗尽肿瘤细胞内的NAD+,诱导DSB,并通过胱天蛋白酶-3(caspase-3)裂解促进细胞凋亡。此外,在获得性耐药和原发性耐药的卵巢癌细胞系中,达珀利奈与奥拉帕利联合使用均可以有效抑制肿瘤细胞的生长,表明抑制NAD+补救途径能有效规避PARP 抑制剂的获得性和原发性耐药;随后,试验又进一步将达珀利奈与其他PARP 抑制剂(尼拉帕尼或他拉唑帕尼)联合使用,或者将奥拉帕利与其他NAMPT 抑制剂(OT-82 或KPT-9274)联合使用,仍观察到相似的结果[24]。然而NAD+代谢调控药物与肿瘤细胞对PARP 抑制剂敏感性之间关系的研究仍处于起步阶段,需要更多的临床研究来探索两者之间的联系。
4.2 PARP 抑制剂联合抑制HRR 通路的药物HRR恢复是PARP 抑制剂耐药的主要机制之一,故联合抑制HRR 通路的药物可以从根源上解决PARP 抑制剂的耐药问题,是一种理论上切实可行的方案。抑制HRR 通路的药物包括组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)抑制剂、叉头框蛋白M1(forkhead box M1,FOXM1)抑制剂和DNA 聚合酶θ(POLQ)抑制剂等,其中部分药物已上市。
HDAC 是一种在DSB 修复中起重要作用的蛋白酶。HDAC 抑制剂可通过抑制肿瘤细胞中的HRR途径来降低DSB 的修复能力,从而增加肿瘤细胞对PARP 抑制剂的敏感性,还可以增加肿瘤细胞对放化疗的敏感性。恩替诺特是一种选择性HDAC1/2 抑制剂,可以增强奥拉帕利在HRR 正常卵巢癌中的作用[27]。FOXM1 可以上调HRR 通路相关基因的表达,该基因在大多数卵巢癌细胞中被活化。研究表明,高表达FOXM1 基因的卵巢癌细胞对奥拉帕利不敏感,敲除FOXM1 基因或应用FOXM1 抑制剂(硫链丝菌肽)可以恢复肿瘤细胞对奥拉帕利的敏感性[28]。NHEJ 包括“经典非同源末端连接”(classical nonhomologous end joining,C-NHEJ)和“替代非同源末端连接”(alternative non-homologous end joining,ANHEJ)。微同源末端连接(microhomology-mediated end-joining,MMEJ)属于A-NHEJ 的一种,在DNA 损伤修复过程中,无需像C-NHEJ 一样依赖Ku 异二聚体等蛋白。MMEJ 在缺乏典型修复途径(包括HRR和C-NHEJ 途径)的细胞中,通过诱导基因缺失、染色体重排等,破坏基因组的稳定性。但当C-NHEJ 或HRR 途径缺陷时,MMEJ 是一种强大且有效的替代修复选择。低保真度POLQ 是MMEJ 途径的驱动酶。POLQ 缺失与HRR 相关蛋白之间也存在合成致死效应。POLQ 抑制剂可降低MMEJ 引起的基因组不稳定性,对PARP 抑制剂耐药肿瘤有效,还可能预防或减轻肿瘤细胞对PARP 抑制剂耐药性。POLQ 抑制剂作为一种新型抗肿瘤药物仍处于药物开发初期及临床试验阶段,目前开发的POLQ 抑制剂包括ART4215、GSK4524101、ART6043、ART558、ART812和RP-6685 等,其中前3 种药物已进入临床试验阶段。ART4215 是第一个进入临床试验的POLQ 抑制剂,ART4215 联合他拉唑帕尼治疗BRCA 缺陷型乳腺癌的Ⅱ期临床研究目前正在进行中。新生霉素是一种抑制POLQ 的ATP 酶活性的抗生素,可以在体内外选择性地杀灭HRD 的肿瘤细胞,增强PARP 抑制剂的抗肿瘤疗效[1]。在卵巢癌患者来源的异种移植模型中,新生霉素可以单独或与奥拉帕尼联合用于治疗HRD 肿瘤,还可以杀灭PARP 抑制剂获得性耐药的HRD 肿瘤细胞[29]。Paes Dias 等[8]还发现,在暴露于PARP 抑制剂的BRCA1/53BP1 双缺陷细胞中,DNA 连接酶Ⅲ的缺失可以促进MRE11 介导的复制后单链DNA 间隙的形成,导致染色体异常的积累,逆转PARP 抑制剂的耐药。
4.3 PARP 抑制剂联合其他传统抗癌药物在EOC 的临床治疗中,PARP 抑制剂可以逆转部分传统抗癌药物的耐药,反过来,一些传统抗癌药物也可以逆转PARP 抑制剂的耐药。EOC 的传统抗癌方案包括抗血管生成药物、免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)及放化疗等,这些药物或方案在EOC 的临床治疗中已形成了较为成熟的体系,药物的用法用量及不良反应等较为确切,因而部分减轻了传统抗癌药物与PARP 抑制剂联合应用的临床试验难度;同时,2022 年美国临床肿瘤学会(American Society of Clinical Oncology,ASCO)指南《PARP 抑制剂在卵巢癌管理中的应用》也鼓励卵巢癌患者参与该类临床试验[30],故此类逆转机制值得临床医生的进一步关注。
4.3.1 PARP 抑制剂联合抗血管生成药物 血管生成在卵巢癌的生长、转移和腹水形成中起重要作用。抗血管生成药物主要通过抑制血管生成来减少肿瘤组织氧气和养分的供应,从而加重瘤内缺氧状态,导致细胞死亡。PARP 抑制剂可以抑制肿瘤的血管生成,还可以阻止低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1α)的积累,避免抗血管生成药物的耐药性产生,靶向缺氧诱导的细胞凋亡;同时,缺氧状态和血管内皮生长因子受体3(vascular endothelial growth factor receptor 3,VEGFR3)抑制剂可以诱导HRR 蛋白(如BRCA1/2 和RAD51)下调,从而增强PARP 抑制剂的敏感性[31]。西地尼布是一种酪氨酸激酶抑制剂,靶向作用于VEGFR1、VEGFR2 和VEGFR3。西地尼布阻断了促细胞生存和抗细胞凋亡的蛋白激酶B 信号传导,从而增强了奥拉帕利对BRCA 野生型EOC 的疗效。EVOLVE 是一项评估奥拉帕利联合西地尼布对PARP 抑制剂治疗失败的HGSOC 患者疗效的Ⅱ期临床试验,34 例患者中有4 例达到PR,18 例维持稳定,提示PARP 抑制剂治疗失败后联合西地尼布治疗HGSOC 是可行的[32]。
4.3.2 PARP 抑制剂联合ICIs ICIs 通过改善肿瘤周围免疫微环境,激活体内免疫细胞活性,达到抗肿瘤目的。目前美国FDA 获批的ICIs 包括程序性死亡受体1(programmed death-1,PD-1)、程序性死亡受体配体1(programmed death-ligand 1,PD-L1)以及细胞毒性T 淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyteassociated antigen-4,CTLA-4)。ICIs 可以重新诱导肿瘤细胞对PARP 抑制剂的敏感性,且两类药物具有协同作用。两者联合的主要作用机制包括:增加肿瘤突变负荷与新抗原、激活干扰素基因刺激物通路、上调PD-L1 的表达以及重编程免疫微环境。临床前试验表明,PARP 抑制剂与ICIs 的组合通常具有良好的耐受性,并且与ICIs 单一疗法相比ORR 提高[33]。
4.3.3 PARP 抑制剂联合放化疗 PARP 抑制剂与化疗药物联合使用具有协同增敏效果。化疗药物诱导细胞DNA 损伤,PARP 抑制剂阻断BER 和HRR通路,干扰DNA 损伤修复,两者联合使用产生合成致死效应,进而杀伤肿瘤细胞。上述理论提示化疗药物或许可以逆转肿瘤细胞对PARP 抑制剂的耐药性。PARP 抑制剂可以加重化疗药物引起的骨髓抑制,故多数联合治疗的临床试验都对PARP 抑制剂进行了减量处理,采用全量化疗联合剂量递增的PARP抑制剂。Yanaihara 等[34]发现,紫杉醇通过CDK1/BRCA1通路使HRR 正常的卵巢癌细胞对PARP 抑制剂敏感,紫杉醇通过抑制CDK1 的表达,导致卵巢癌OVISE 细胞的BRCA1 磷酸化受损,阻止DNA 损伤引起的HRR 通路的激活,增加肿瘤对PARP 抑制剂的敏感性。Gao 等[35]的研究比较了人卵巢癌细胞系中奥拉帕尼、顺铂和紫杉醇3 种抗癌药两两联合使用的协同效应,发现在A2780 和OVCAR-3 细胞系中,不论两种药物的浓度如何,顺铂和奥拉帕尼联合给药组的抑制作用均高于各单药组,且剂量减少指数(dose-reduction index,DRI)高于其他两种联合给药组,表明顺铂和奥拉帕尼协同作用最佳。PARP 抑制剂也可以作为放射治疗的增敏剂,增强电离辐射的细胞毒性,增加卵巢癌细胞的DNA 损伤。在肺癌、乳腺癌、结肠癌、子宫内膜癌等多种肿瘤中均证明了PARP 抑制剂可以增加放射治疗的敏感性[36],而卵巢癌方面仍需进一步研究。
4.4 PARP 抑制剂联合P-gp 抑制剂大多数PARP 抑制剂是P-gp 的底物,目前有大量临床前研究通过靶向P-gp 克服PARP 抑制剂的耐药。P-gp过表达的卵巢癌细胞对奥拉帕利具有耐药性,而Pgp 抑制剂(维拉帕米、Elacridar 等)可以逆转这种耐药[10]。但是现有的P-gp 抑制剂毒性大且特异性差,其临床应用受到一定的限制,还需要进一步的转化医学和临床研究数据来克服药物外流引起的肿瘤细胞对PARP 抑制剂的耐药性。
4.5 更换其他类型的PARP 抑制剂由于不同PARP抑制剂靶向的PARP 不同,不同PARP 抑制剂的特点(如捕获PARP 的能力、细胞穿透能力等)也不同;且不同PARP 抑制剂的化学结构也不同,具有不同的脱靶效应,如奥拉帕利和维利帕利是PARP1/2 的高选择性抑制剂,而尼拉帕利、卢卡帕利和他拉唑帕利是更广泛的PARP 抑制剂[37]。理论上可以通过更换不同类型的PARP 抑制剂来逆转耐药性。除此之外,不同PARP 抑制剂对P-gp 的亲和力也不同,奥拉帕利、尼拉帕利和卢卡帕利对P-gp 的亲和力较好,而维利帕利、尼拉帕利和AZD2461 对P-gp 的亲和力较差,可以避免P-gp 诱导的耐药性的产生[2]。OReO/ENGOT-Ov38 研究是一项评估EOC 在PARP 抑制剂维持治疗期间或之后肿瘤进展的研究,结果发现PARP 抑制剂初始维持治疗效果良好的患者在耐药后中断PARP 抑制剂治疗一段时间,重新应用相同的PARP 抑制剂维持治疗仍然可以显著受益[37]。目前暂无更换PARP 抑制剂的相关临床研究,期待未来进一步的研究探索。
5 结语与展望
PARP 抑制剂是目前EOC 治疗中的新型靶向药物,其安全性和有效性已得到证实。随着PARP 抑制剂在临床中的广泛应用,耐药问题成为其临床持续应用的挑战。如何逆转PARP 抑制剂耐药,使更多的EOC 患者从PARP 抑制剂治疗中获益,是临床上亟须解决的问题,上述的各种耐药机制及解决方案为这一困境提供了重要依据。未来PARP 抑制剂的相关研究在关注如何精准选择适应人群、减少药物不良反应的同时,更要避免耐药问题的出现,通过采取相关措施,维持或增强PARP 抑制剂治疗EOC 的疗效。