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PARP抑制剂在恶性肿瘤中的应用及耐药研究进展

  • 杨婉婉
  • 叶芳羽
  • 吴雨佳
  • 王昊辰
  • 赵丽
中国药科大学基础医学与临床药学学院,南京 211198

中图分类号: R979

最近更新:2022-11-03

DOI:10.11665/j.issn.1000-5048.20220503

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摘要

聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1(PARP-1)在生物体中发挥着强大的生理功能,包括DNA损伤修复,维持基因组稳定性,调节细胞增殖、分化、死亡,等。目前PARP抑制剂在乳腺癌易感基因BRCA1/2突变的肿瘤如乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和胰腺癌中得到了广泛应用。但对于其他恶性肿瘤以及对PARP抑制剂产生耐药的人群,PARP抑制剂有一定的局限性。本文通过分析总结PARP抑制剂在肺癌、肝细胞癌、胶质母细胞瘤、白血病及宫颈癌中的临床前及临床研究进展,同时针对PARP抑制剂耐药情况,总结其与其他抗肿瘤药物如DNA损伤修复抑制剂、免疫检查点抑制剂、抗血管生成药物以及其他化疗药物联用解决耐药的策略,为未来PARP抑制剂的临床应用提供参考依据。

聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase,PARP)是一类将ADP-核糖基团转移至靶标蛋白从而影响各种细胞过程的蛋白质超家族,由17种酶构成,它们在维持基因组稳定性和调节信号通路等方面发挥着不可替代的作用。其中PARP-1在细胞中表达高且响应快,能快速催化并修饰DNA修复因子,与它们相互作用参与各种DNA修复过程。因此针对DNA损伤修复缺陷的肿瘤细胞,PARP抑制剂应运而生。PARP抑制剂的主要作用机制有两种:(1)合成致死效应:PARP-1识别并修复DNA单链断裂(single-strand breakage,SSB)损伤,结合并捕获在断裂的DNA上,引起DNA单链损伤积累,导致更严重的DNA双链断裂(double-strand breakage,DSB),断裂的双链可以通过同源重组修复(homologous recombination repair,HRR),但在BRCA1/2突变后HRR途径受到抑制,DNA损伤得不到修复,最终导致细胞死亡。(2)PARP-DNA捕获理论:PARP抑制剂将PARP-1蛋白捕获在DNA上,长期存在的PARP-DNA复合物占据DNA损伤位点,导致细胞停滞在S期,PARP捕获的DNA不断积累,造成了毒性更强的DSB损伤,干扰DNA复制,导致复制叉的停滞和后续的双链DNA损伤,从而引起细胞死

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1 PARP抑制剂在肿瘤中的应用

1.1 PARP抑制剂在卵巢癌,乳腺癌,前列腺癌和胰腺癌中的应用

迄今为止,PARP抑制剂在伴有BRCA1/2突变的实体瘤中进行了广泛的研究,并被批准用于卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌和胰腺癌。目前美国食品药品监督管理局(FDA)批准的PARP抑制剂有奥拉帕利(olaparib)、尼拉帕利(niraparib)、卢卡帕利(rucaparib)和他拉唑帕利(talazoparib)。获批情况见表1。中国国家药品监督管理局(NMPA)批准的PARP抑制剂有奥拉帕利、尼拉帕利、氟唑帕利(fluzoparib)和帕米帕利(pamiparib

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表1  FDA批准的PARP抑制剂
药物名称(商品名)获批时间用 途获批适应证
奥拉帕利(Lynparza) 2014.12 后线治疗 既往经过3线或以上化疗的晚期gBRCA突变的卵巢癌患者
奥拉帕利(Lynparza) 2017.08 一线维持 BRCA突变或HRD阳性的晚期上皮性卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌患者,在一线含铂化疗方案达到完全缓解或部分缓解后的维持治疗;既往经过一线含铂化疗16周无进展的gBRCA突变的转移性胰腺癌患者
铂敏感复发维持 复发性上皮性卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌患者在含铂化疗达到完全缓解或部分缓解后的维持治疗
后线治疗 既往经过3线及以上化疗的晚期gBRCA突变的卵巢癌患者
后线治疗 既往经过内分泌治疗或被认为不适合内分泌治疗的gBRCA突变的HER2阴性转移性乳腺癌患者
后线治疗 既往经过enzalutamide或abiraterone治疗的HRR基因突变转移性去势抵抗性前列腺癌患者
卢卡帕利(Rubraca) 2016.12 铂敏感复发维持 对铂类化疗完全或部分反应的复发性上皮性卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌成年患者的维持治疗
后线治疗 既往经过2线及以上化疗的BRCA突变的上皮性卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌的成年患者
后线治疗 既往经过雄激素受体定向治疗和紫杉烷类化疗的BRCA突变的转移性去势抵抗性前列腺癌
尼拉帕利(Zejula) 2017.03 一线维持 对一线含铂化疗完全或部分反应的晚期上皮性卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌成年患者的维持治疗
铂敏感复发维持 对铂类化疗完全或部分反应的复发性上皮性卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌成年患者的维持治疗
后线治疗 既往经过3线及以上化疗并与HRD阳性状态相关的晚期卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌的成年患者
他拉唑帕利(Talzenna) 2018.10 一线维持 gBRCA突变的HER2阴性的局部晚期或转移性乳腺癌的成人患者

BRCA为乳腺癌易感基因;HRD为同源重组缺陷;HRR为同源重组修复;HER2为人表皮生长因子受体2

PARP抑制剂利用合成致死效应形成DNA双链损伤,HRR是DNA双链损伤的重要修复方式,起作用的关键蛋白是BRCA1和BRCA2,如果肿瘤细胞HRR功能异常(如BRCA突变),就会引起肿瘤细胞死亡。其他HRR相关基因(如RAD51、ATM、PALB2、MRE11、CHEK2等)发生突变、或BRCA基因启动子甲基化以及其他原因都会引起HRR功能异常(homologous recombination deficiency,HRD),因此在使用PARP抑制剂之前,有必要对患者进行HRD检测。HRD检测是针对HRR相关基因的检测,BRCA突变只是导致HRD的原因之一,虽然BRCA1/2突变是首选的PARP抑制剂敏感生物标志

3,但仅仅存在于约20%的患者中。通过HRR基因突变检测和基因瘢痕检测反映HRD状态可将PARP抑制剂的应用扩大至约50%的患者。Ⅲ期POLO试4、PRIMA试5、TOPARP-B6等表明HRD阳性患者使用PARP抑制剂能够延长患者生存期,HRR相关基因突变可不同程度预测PARP抑制剂对患者的疗效,这提示对于非BRCA突变患者,HRD检测可作为用药参考提高个体化治疗效果。

1.2 PARP抑制剂在其他恶性肿瘤中的应用

1.2.1 肺

癌 在常见恶性肿瘤中,肺癌的发病率和病死率均居首位。小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)主要与吸烟有关,约占所有肺癌的10% ~ 15%。SCLC基因组普遍存在TP53和RB1失活,这使肿瘤细胞更加依赖DNA损伤修复。研究发现SCLC中PARP-1表达高且对铂类化疗敏

7,提示DNA修复损伤在其中发挥重要功能,这与PARP抑制剂的治疗机制不谋而合。PARP抑制剂单药在SCLC中进行了初步探索,de Bono8探索了他拉唑帕利在HRD的晚期肿瘤患者中的安全性、药代动力学、药效学和初步疗效,发现在纳入的23 例广泛期SCLC 患者中,他拉唑帕利表现出单药抗肿瘤活性并且耐受性良好。虽然PARP抑制剂单药表现出良好活性,但作用仍十分有限,PARP抑制剂与化疗药物联用成为一种选择。两项Ⅰ期临床试9-10研究了维拉帕利(veliparib)与传统铂类化疗药物治疗SCLC的疗效和安全性。初步发现维拉帕利-卡铂(carboplatin)-依托泊苷(etoposide)组合是安全的。Ⅱ期临床试11评估了替莫唑胺(temozolomide)和维拉帕利在复发SCLC患者中的疗效和安全性,发现联合治疗组显著改善客观缓解率(objective response rate,ORR),并首次在临床试验中证明Schlafen家族成员11(Schlafen family member 11,SLFN11)是一种有前景的PARP抑制剂敏感性生物标志物。SLFN11是一种被招募到DNA损伤位点、抑制 HRR 并激活复制应激反应的蛋白质,其表达水平可预测 SCLC 对 PARP-1 抑制剂的敏感性,这提示以SLFN11为生物标志物,优化给药方案可实现精准治12。另一项奥拉帕利和替莫唑胺 联合治疗的Ⅰ/Ⅱ期临床试13发现在50例患者中,联用组ORR为41.7%,无进展生存期(progression free survival,PFS)为4.1个月,总生存期(overall survival,OS)为8.5个月,疗效良好。另外维拉帕利联合拓扑替康(topotecan)(NCT03227016),EP0057和奥拉帕利联合(NCT02769962)治疗SCLC等都正在研究中。PARP抑制剂不仅与化疗药物联用显示出显著疗效,也可以增加放疗的敏感性。研究发现维拉帕利和他拉唑帕利联合放疗可抑制SCLC移植瘤生长,而且PARP-1捕获可增强这种作用。与维拉帕利相比,他拉唑帕利表现出更强的PARP-1捕获活性,因此其放射增敏作用更14。提示PARP抑制剂联合放疗治疗肺癌的可行性。

表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)耐药已成为晚期肺癌的主要挑战。研究表明PARP-1在TKI敏感细胞中的表达低于抗性细胞,且TKI耐药细胞对PARP抑制剂的敏感性显著高于TKI敏感细胞,这在7 ~ 8个患者来源的肿瘤细胞中得到了验

15。进一步研究发现奥拉帕利和埃克替尼(icotinib)组合通过减少体内PARP-1表达和自噬发挥显著抗肿瘤作16。因此PARP抑制剂可作为克服TKI耐药的新策略。

1.2.2 肝细胞癌

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)系原发性肝癌最为典型的病理学分型之一,约占原发性肝癌的85% ~ 90%,其发生率世界排名第6位,致死率排名第4位。研究表明HRD与肝细胞癌的发生发展存在密切的关系。在分析27名HCC患者PARP-1表达差异时发现与非癌组织相比,癌组织中的PARP-1蛋白显著增加,且在分化程度较低的肿瘤中PARP-1的表达更

17。不仅如此,与癌旁组织相比,HRR和非同源末端连接(nonhomologous end joining,NHEJ)修复效率在HCC中显著上调,其中PARP-1和DNA依赖蛋白激酶(DNA-dependent protein kinase,DNA-PKcs)是导致该变化的关键基因。将奥拉帕利与NU7441(DNA-PKcs抑制剂)联合使用,可协同抑制小鼠和HCC患者衍生的异种移植模型的生18。除此之外,在用二乙基亚硝胺诱导的肝癌小鼠模型和异种移植瘤中,PARP抑制剂也显著抑制肿瘤的增殖和血管生19。在肝移植和放射治疗后,PARP-1被诱导上调并通过调节CXCL1/CXCR2信号传导,进而促进肝脏募集中性粒细胞,导致治疗后HCC复20。PARP1不仅在肝癌细胞DNA修复过程中发挥重要作用,在肝癌细胞增殖过程中也起着关键作用,本课题组在研究肝癌细胞恶性进展过程中发现过表达PARP1能够显著促进肝癌细胞的增殖。这提示PARP抑制剂应用于治疗HCC并缓解复发的可能性。

索拉菲尼(sorafenib)被FDA批准为晚期HCC的一线治疗药物。然而耐药性的发展通常会阻碍其长期疗效。研究发现在异种移植小鼠模型中用索拉菲尼治疗后,PARP-1被激活并通过维持“开放染色质”结构来促进DNA损伤修复。这导致肝癌细胞对索拉菲尼产生抗性。体内外实验也证实奥拉帕利和尼拉帕利可显著增加索拉菲尼的疗

17。提示PARP抑制剂与索拉菲尼联用解决耐药的可行性。

1.2.3 胶质母细胞瘤

胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)是最常见的侵袭性原发性恶性脑肿瘤,目前治疗主要包括手术切除后放疗和化疗。然而中位生存期仅略微延长,且复发肿瘤在数月内就会出现。研究发现PARP-1在GBM中过表达,且PARP-1的表达水平与肿瘤分级呈正相关,与患者存活率呈负相

21。患者来源的胶质瘤干细胞(glioma stem cells,GSC)对他拉唑帕利治疗表现出显著敏感22。虽然在GBM中BRCA突变并不常23,但携带着其他类BRCA标志物如异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)1/2、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)、磷酸酶和张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)、MYC原癌基因和雌激素受体β(estrogen receptor β,ERβ)等,这些生物标志物能够预测GBM对PARP抑制剂治疗的反应,实现精准治24。临床前实验发现在原位GBM小鼠模型中,奥拉帕利联合放疗显著延迟了体外和体内的复发​​,提高了小鼠的总体存活25。基于此,研究者研究了一131I标记的PARP-1治疗剂131I-PARP治疗剂和FDA批准的PARP抑制剂奥拉帕利具有相似的药理学特征,能通过肿瘤内对流增强递送实现局部给药,这为PARP抑制剂在脑肿瘤放疗的维持治疗提供了参21。Ⅰ期OPARATIC试验发现低浓度(100 ~ 1 000 nmol/L)下,奥拉帕利在测试的6个GBM细胞系中能够显著增加放疗敏感性,且奥拉帕利与低剂量替莫唑胺联合使用安全性和耐受性良好,值得注意的是,为减轻奥拉帕利的血液学毒性,需间歇减量给26。相关临床试验也在开展,Ⅱ期临床试验(NCT03212274)评估奥拉帕利在复发/进行性IDH1/2突变实体瘤包括GBM中的疗效,另一项Ⅱ期临床试验(NCT03561870)评估奥拉帕利在复发性IDH突变高级别GBM中的疗效。另外,肿瘤电场治疗(tumor-treating fields,TTFields)与尼拉帕利治疗复发性GBM的Ⅱ期临床试验(NCT04221503)也正在开展。

错配修复(mismatch repair,MMR)缺陷的出现是GBM对化疗药物替莫唑胺产生获得性耐药的常见机制。研究发现不依赖于O-6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(O-6-methylguanine DNA methyltranferase,MGMT)和PTEN,替莫唑胺联合PARP抑制剂可用于克服化疗药物获得性耐药

27。相关临床试验正在开展,Ⅰ期临床试验(NCT01390571)研究奥拉帕利和替莫唑胺治疗复发性GBM患者的不良反应和最佳剂量。另一项Ⅰ期临床试验(NCT03749187)研究帕米帕利和替莫唑胺治疗新诊断或复发的IDH1/2突变GBM患者的不良反应和最佳剂量。Ⅱ期临床试验研究维拉帕利、替莫唑胺联合放疗在治疗新诊断的没有H3K27M或BRAFV600突变的恶性GBM患者的疗效。Ⅱ/Ⅲ期临床试验(NCT02152982)研究替莫唑胺和维拉帕利在治疗新诊断的多形性GBM患者的疗效。

1.2.4 白血病

急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia,AML)是一种具有遗传多样性和侵袭性的血液恶性肿瘤。近年来不断有揭示白血病发生的分子机制,虽然在白血病中与DNA损伤修复相关的基因组突变频率较

28,但仍有其他基因突变使白血病对PARP抑制剂敏感。在AML中,研究发现c-kit原癌基因突变,IDH1/2突变,TP53和BCL6辅抑制因子(recombinant Bcl6 corepressor,Bcor)突变,Fms样酪氨酸激酶3基因内部串联重复(Fms-like tyrosine kinase 3 internal-tandem duplication,FLT3-ITD)和TET甲基胞嘧啶双加氧酶2(ten eleven translocation methylcytosine dioxygenase 2,TET2)缺失,基质抗原2(stromal antigen 2,STAG2)突变,这些基因改变均使患者对PARP抑制剂敏感。在急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)中,转录因子3-肝白血病因子(transcription factor 3-hepatic leukemia factor,TCF3-HLF),TET1突变使患者对PARP抑制剂敏感,尚未在ALL中发现阻碍PARP敏感性的基因改28。这为PARP抑制剂在白血病中应用可行性提供了理论基础。研究分析339例细胞遗传学正常的AML(cytogenetically normal acute myeloid leukemia,CN-AML)患者中PARP-1的表达,发现与正常骨髓细胞相比,CN-AML患者细胞中PARP-1表达显著增加,且PARP-1表达高的患者总生存期29。临床前研究发现维拉帕利可有效增强烷化剂替莫唑胺在AML中的疗效。基于此,Ⅰ期临床试验(NCT0113997030研究维拉帕利联合替莫唑胺治疗AML患者的不良反应和最佳剂量,安全性和耐受性良好。其他相关临床试验也在开展中,Ⅰ期临床试验(NCT05101551)研究他拉唑帕利与常规化疗拓扑替康+吉西他滨(gemcitabine)联合治疗AML患者的安全性,并确定联合使用时的最大耐受剂量(maximal tolerable dose,MTD)。Ⅱ期临床试验(NCT03953898)研究奥拉帕利在治疗复发、难治性或骨髓增生异常综合征的AML患者中的效果。

1.2.5 宫颈癌

宫颈癌(cervical cancer,CC)是常见的导致女性患癌死亡的癌种。研究发现CC中信号转导和转录激活因子1(signal transduction and activation of transcription 1,STAT1)可在转录和转录后水平上调节CC细胞中PARP-1的表达,使用PARP抑制剂可选择性提高抗性CC细胞对药物治疗的敏感性。GEPIA和TCGA数据库分析表明,CC中PARP-1 mRNA高于正常组织,并且PARP-1 mRNA表达水平的增加与CC患者不良预后相

31,这提示PARP抑制剂可能作为CC化疗后的维持治疗。Ⅰ期临床试验(NCT#0128185232研究了维拉帕利、紫杉醇(paclitaxel)和顺铂(cisplatin)联合治疗持续性和复发性CC患者时的不良反应和MTD,发现组合治疗剂量安全可行,29名可分析患者的ORR为34%。相关临床研究也在进行中,Ⅱ期临床试验帕博利珠单抗(pembrolizumab)联合奥拉帕利治疗CC(NCT04483544),卢卡帕利联合贝伐珠单抗(bevacizumab)治疗CC(NCT03476798)、第二代PARP抑制剂AZD5305与抗癌药联合治疗晚期实体瘤包括CC(NCT04644068)的研究正在开展,PARP抑制剂有望在CC治疗中发挥作用。

2 PARP抑制剂的耐药机制及解决策略

2.1 PARP抑制剂的耐药机制

PARP抑制剂虽然在恶性肿瘤的治疗中发挥重要的作用,但也不可避免地会产生耐药,这对靶向治疗造成了巨大阻碍。目前,PARP抑制剂的主要耐药机制有以下几点:(1)HRR的恢复:这是PARP抑制剂获得性耐药经典的机制之一,由于回复突变或NHEJ活性的抑制使HRR恢复,肿瘤细胞继续存活。回复突变指二次突变重新激活BRCA1/2,BRCA1/2的开放阅读框恢复,从而使其蛋白活性恢复,导致肿瘤细胞DNA损伤功能恢复,最早在被诊断患有BRCA突变的乳腺癌和卵巢癌患者中发

33。除此之外,对于DSB损伤,主要有NHEJ和HRR两种修复,P53结合蛋白1(p53-binding protein 1,53BP1)是一种参与NHEJ的蛋白质,在G1期保护DSB末端免受外切核酸酶处理。在BRCA突变细胞中,DSB主要通过NHEJ途径修复,53BP1的下调或缺失导致HRR功能部分恢复,从而引起耐34。(2)药物外排蛋白过表达:迄今为止开发的部分PARP抑制剂长期用药会导致P-糖蛋白和乳腺癌抗性蛋白水平上调使药物外排增加,引起药物浓度降低,从而产生耐药。(3)药物靶点的变化:PARP-1点突变、启动子甲基化均引起PARP-1蛋白水平降低,从而导致PARP抑制剂的获得性耐药。(4)致死性DNA损伤减少:复制叉稳定性增加使DNA链不能被降解,不能形成足够的致死性DNA损伤也导致对PARP抑制剂耐药。

2.2 PARP抑制剂耐药解决策略

2.2.1 PARP抑制剂与DNA损伤修复抑制剂联用

PARP抑制剂的功能决定了其耐药机制并不集中在靶标蛋白突变上,肿瘤细胞倾向于改变DNA损伤修复状态导致耐药。在DNA损伤修复过程中,除了PARP-1外,其他相关蛋白也参与损伤修复,如共济失调-毛细血管扩张突变蛋白(ataxia telangiectasia-mutated,ATM)被DSB招募并执行检查点信号和DNA修复;共济失调毛细血管扩张Rad3相关蛋白(ataxia telangiectasia-mutated and Rad3 related,ATR)能被复制压力激活,从而稳定和重启复制叉;细胞周期检查点激酶1/2(checkpoint kinase 1/2,ChK1/2)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,对有丝分裂负调节;磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)和细胞间质上皮转换因子(cellular-mesenchymal epithelial transition factor,c-Met)能够稳定HRR,控制DNA修复断裂。若作为单药治疗,这些靶点抑制剂的疗效取决于相关的生物学功能。由于每种抑制剂针对靶点的局限性,DNA损伤修复抑制剂之间联合治疗可能是一种可行的治疗策

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CDK4/6抑制剂帕博西尼(palbociclib)能与CDK4单独结合,抑制细胞周期从G1期进入S期从而使肿瘤细胞死亡,已获FDA批准治疗晚期乳腺癌。最近研究表明,帕博西尼和奥拉帕利联用可抑制三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)生长。在奥拉帕利耐药的乳腺癌细胞中,Wnt信号通路被激活并导致奥拉帕利抗性,通过与帕博西尼联合治疗可提高奥拉帕利的疗

36。在前列腺癌中也得到了一致效果。膀胱癌中也发现他拉唑帕利和帕博西尼组合可有效增强BRCA突变患者的疗37。除此之外,在TNBC中发现CDK12抑制剂也可以增加肿瘤细胞对PARP抑制剂的敏感38,提示联合PARP抑制剂和CDK抑制剂可能是一个有前景的策略。

WEE1是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族中的一员,是DNA损伤修复通路和细胞周期相关的重要激酶。研究表明在TNBC,SCLC和胰腺癌中,PARP抑制剂与WEE1抑制剂联用可增加治疗效果,减轻WEE1抑制剂的毒性作

39。AML和ALL中也发现WEE1抑制剂adavosertib和奥拉帕利的协同作用,AML鼠模型中得到证40。这给临床试验的可行性提供了基础。

ATR是磷脂酰肌醇3-激酶相关激酶蛋白家族成员,被激活后可调控细胞周期阻滞、启动复制叉和修复DNA损伤等。在小鼠皮下和原位肺癌模型中发现ATR抑制剂ceralasertib联合奥拉帕利大大增强了对皮下肿瘤的疗

41。在GBM中也发现ATR抑制剂berzosertib与PARP抑制剂联合可延长携带GSC衍生原位肿瘤的小鼠的生存期,即便对PARP抑制剂无反应或难治性肿瘤也有效42。除此之外,研究显示缺失ATM基因的前列腺癌患者对PARP抑制剂联合ATR抑制剂高度敏43。奥拉帕利联合ceralasertib在复发性高级别浆液性卵巢癌(high-grade serous ovarian cancer,HGSOC)中的临床试验(NCT03462342)也正在进行。

CHK1抑制剂prexasertib与奥拉帕利联合在HGSOC患者源性异种移植耐药模型中产生了显著的肿瘤抑制作

44。在此基础上,进一步发现CHK1抑制剂不仅可用于HR修复功能正常且对PARP抑制剂具有固有抗性的肿瘤,还可克服已恢复HR修复功能的BRCA突变性肿瘤对PARP抑制剂的耐药45。随后的临床试验研究了prexasertib联合奥拉帕利对PARP抑制剂耐药HGSOC患者的缓解作用。发现18名患者中有4名得到了缓解,显示联合治疗有初步疗46

PI3K在肿瘤细胞的生长转移与扩散中发挥着关键作用。在GBM中发现卢卡帕利和PI3K抑制剂buparlisib同时治疗具有协同抗癌作

47。在BRCA突变的TNBC中也发现buparlisib与奥拉帕利联合能够扩大奥拉帕利的应48。除此之外,buparlisib和他拉唑帕利在SCLC细胞系和异种移植瘤中显示出显著活49。这在临床试验中得到了验证,Ⅰ期临床试验研究了buparlisib和奥拉帕利联合给药对复发性乳腺癌或卵巢癌的疗效,发现在可评价的59名患者中,卵巢癌有效率为29%,乳腺癌有效率为28%,疾病稳定率近50%,总的疾病控制率(disease control rate,DCR)为76%50。提示联合给药的可行性。

c-Met是受体酪氨酸激酶家族成员。c-Met信号通路激活促使肿瘤形成、侵袭和转移。研究发现c-Met可通过磷酸化PARP-1增加其酶活,从而引起乳腺癌细胞对PARP抑制剂产生抵抗。联合使用c-Met和PARP抑制剂可以协同阻止乳腺癌细胞的生长,在小鼠的肺癌模型中也有一致的效

51。胃癌、HCC、前列腺癌、胰腺癌中也有相似的结果。卡博替尼(cabozantinib)和帕米帕利联合治疗实体瘤的临床试验(NCT05038839)正在进行,提示联合c-Met抑制剂和PARP抑制剂是一种有前景的策略。

2.2.2 PARP抑制剂与免疫检查点抑制剂联用

目前研究发现的免疫检查点有程序性死亡蛋白-1(programmed cell death protein-1,PD-1)、程序性死亡配体-1(programmed death ligand-1,PD-L1)以及细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(cytotoxic tlymphocyte associated antigen-4,CTLA-4)。针对这些靶点设计的免疫检查点抑制剂能够激活肿瘤免疫应答反应,实现抗肿瘤作用。研究发现尼拉帕利可上调卵巢癌细胞表面PD-L1的表达,增强CD8+T的比例和功能,对肿瘤微环境产生免疫抑制作

52。与免疫检查点抑制剂联合治疗可诱导肿瘤细胞对PARP抑制剂敏感,且联用比单用有更强的抗肿瘤活53,因此联合PARP抑制剂和免疫检查点抑制剂不失为一种有前景的策略。胰腺癌中发现与帕米帕利单药相比,帕米帕利联合PD-1/PD-L1抑制剂显著增强了治疗效果,且这种作用不依赖BRCA的状54。在乳腺癌、卵巢癌中也得到了一致的结果。基于此,相关临床试验已经开展并获得了不错的结果,Ⅰ/Ⅱ期临床试验(NCT0265788955评估尼拉帕利和帕博利珠单抗联合治疗TNBC或复发性卵巢癌患者的安全性和有效性,并确定了临床试验Ⅱ期推荐剂量(recommended phase Ⅱ dose,RP2D)。MEDIOLA试验(NCT0273400456评估奥拉帕利与度伐单抗(durvalumab)联合用于BRCA2突变的转移性乳腺癌和卵巢癌患者的安全性和活性,结果显示在32例卵巢癌患者中,28周DCR为65.6%,ORR为71.9%,其中7例患者达到了完全缓解(complete remission,CR)。在30例乳腺癌患者中,28周DCR为50%,缓解持续时间(duration of response,DOR)为9.2个月,PFS为8.2个月,OS为21.5个月,这提示PARP抑制剂联合免疫检查点抑制剂治疗实体瘤是可行的。除此之外,PARP抑制剂联合帕博利珠单抗(NCT02861573、NCT03834519)和度伐单抗(NCT03810105、NCT03810105)治疗晚期前列腺癌,奥拉帕利联合抗CTLA4抗体曲美木单抗(tremelimumab)(NCT02571725)治疗复发性卵巢癌,奥拉帕利联合度伐单抗(NCT02484404)治疗晚期实体瘤,这些临床试验均在开展中。

2.2.3 PARP抑制剂与抗血管生成药物联用

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)具有促进血管新生和再生的功能。VEGFR抑制剂通过抑制肿瘤细胞的血管生成,减少肿瘤细胞的营养获取,最终达到治疗目的。研究发现VEGFR3抑制剂能够诱导HRR相关蛋白质BRCA1/2和RAD51的下调,对增强PARP抑制剂的敏感性具有潜在价值,因此联合VEGFR抑制剂和PARP抑制剂治疗成为一种选择。在卵巢癌异种移植瘤中发现VEGFR抑制剂西地尼布(cediranib)能够增加奥拉帕利的敏感性,且这种作用和BRCA状态无

57。相关临床研究也给患者带来了希望。Ⅱ期EVOLVE研58(NCT02681237)评估了奥拉帕利联用西地尼布对PARP抑制剂治疗失败的HGSOC患者的疗效。34名患者分为3组:治疗后的铂敏感患者(PS组)、治疗后的铂耐药患者(PR组)、治疗中进展并再次化疗(PE组)。BRCA突变比例分别是9/11(PS组),8/10(PR组),7/13(PE组),共有4名患者治疗后有部分反应(PR组2名,PE组2名),18名患者维持稳定,一年后总生存率PS组为81.8%,PR组为64.8%,PE组为39.1%。提示PARP抑制剂治疗失败后联用西地尼布是可行的,这是目前评估PARP抑制剂治疗失败及相关组织基因组耐药机制的最大前瞻性临床试验。另一项Ⅱ期临床试验(NCT02354131)研究了尼拉帕利单药与尼拉帕利和贝伐珠单拉联合治疗铂敏感复发性卵巢癌的疗效,发现与单独使用尼拉帕利相比,联用组PFS显著提高(11.9个月 vs 5.5个月59。除此之外,其他相关的临床试验也给出了肯定的答复。Ⅰ期临床试验(NCT01116648)验证了西地尼布和奥拉帕利的组合在卵巢癌患者的可行性。其他相关临床试验正在进行中,如Ⅱ/Ⅲ期临床试验(NCT02502266)研究西地尼布和奥拉帕利联合在复发性卵巢癌中的疗效。Ⅱ期临床试验(NCT03117933)比较奥拉帕利单药、西地尼布联合奥拉帕利或紫杉醇在铂耐药乳腺癌患者中的疗效。

2.2.4 PARP抑制剂与其他化疗药物联用

大多数化疗药物的作用机制是直接或间接损伤DNA链从而杀伤肿瘤细胞,大量临床前数据表明PARP抑制剂联用化疗药物具有协同增效的作用。PARP抑制剂与烷化剂替莫唑胺或卡铂联合治疗实体瘤的临床前研究已有很多,临床试验也相继开

9112630。PARP抑制剂与拓扑异构酶(topoisomerase,Topo)抑制剂联合应用使肿瘤细胞合成致死的研究也有很多,Ⅰ期临床试验发现维拉帕利联合拓扑替康治疗AML60,维拉帕利联合伊立替康(irinotecan)治疗晚期实体61都是可行的,他拉唑帕利联合拓扑替康治疗AML患者(NCT05101551),维拉帕利联合拓扑替康治疗实体瘤(NCT01012817)的临床试验正在进行中。此外,蒽环类化疗药物多柔比星(adriamycin),抗代谢类化疗药物卡培他滨(capecitabine),蛋白酶体抑制剂类化疗药物硼替佐米(bortezomib)与PARP抑制剂也体现出良好的协同作用。

3 总结与展望

作为一种新型抗肿瘤药物,PARP抑制剂一方面在HRD的肿瘤治疗中起着重要的作用,另一方面,针对PARP抑制剂治疗局限性,采用PARP抑制剂与其他抗肿瘤药物联合应用也表现出良好的疗效,但PARP抑制剂仍面临着重大的挑战:(1)联合用药的安全性:在联用其他药物克服耐药性的同时,如何在保证疗效的同时减轻不良反应。(2)HRD检测手段:除了HRR基因突变检测和基因瘢痕检测,能否研究其他精确高效的手段或工具检测HRR相关基因的突变,降低患者检测成本。(3)PARP抑制剂敏感的生物标志物:随着PARP抑制剂临床研究及临床前研究的不断进行,有必要筛选出针对PARP抑制剂敏感的生物标志物。通过分析血液,尿液,粪便和肿瘤组织样本,确定对PARP抑制剂敏感的生物标志物,有利于实验精准治疗。这个艰巨的任务需要密切的多学科合作,才能最终应用于临床实践。(4)PARP抑制剂在其他癌种中的应用:目前PARP抑制剂在乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和胰腺癌中得到了广泛应用,这基于PARP1的合成致死效应。是否能从其他方面如PARP1对增殖、免疫、侵袭转移等的影响来探讨PARP抑制剂在其他非HRD癌种中应用的合理性值得思考。总之,PARP抑制剂有望给更多的恶性肿瘤患者带来希望。

References

1

Zhu HWei MYXu Jet al. PARP inhibitors in pancreatic cancer: molecular mechanisms and clinical applications[J]. Mol Cancer2020191):49. [百度学术] 

2

Wen H.Chinese expert consensus on management of adverse events of PARP inhibitor (2021 ed)[J]. Chin J Pract Gynecol Obstet(中国实用妇科与产科杂志)20213711):1119-1130. [百度学术] 

3

Hodgson DRDougherty BALai ZWet al. Candidate biomarkers of PARP inhibitor sensitivity in ovarian cancer beyond the BRCA genes[J]. Br J Cancer201811911):1401-1409. [百度学术] 

4

Golan TKindler HLPark JOet al. Geographic and ethnic heterogeneity of germLine BRCA1 or BRCA2 mutation prevalence among patients with metastatic pancreatic cancer screened for entry into the POLO trial[J]. J Clin Oncol20203813):1442-1454. [百度学术] 

5

González-Martín APothuri BVergote Iet al. Niraparib in patients with newly diagnosed advanced ovarian cancer[J]. N Engl J Med201938125):2391-2402. [百度学术] 

6

Mateo JPorta NBianchini Det al. Olaparib in patients with metastatic castration-resistant prostate cancer with DNA repair gene aberrations (TOPARP-B):a multicentre,open-label,randomised,phase 2 trial[J]. Lancet Oncol2020211):162-174. [百度学术] 

7

Byers LAWang JNilsson MBet al. Proteomic profiling identifies dysregulated pathways in small cell lung cancer and novel therapeutic targets including PARP1[J]. Cancer Discov201229):798-811. [百度学术] 

8

de Bono JRamanathan RKMinaet al. Phase I,dose-escalation,two-part trial of the PARP inhibitor talazoparib in patients with advanced germLine BRCA1/2 mutations and selected sporadic cancers[J]. Cancer Discov201776):620-629. [百度学术] 

9

Atrafi FGroen HJMByers LAet al. A phase I dose-escalation study of veliparib combined with carboplatin and etoposide in patients with extensive-stage small cell lung cancer and other solid tumors[J]. Clin Cancer Res2019252):496-505. [百度学术] 

10

Owonikoko TKDahlberg SEKhan SAet al. A phase 1 safety study of veliparib combined with cisplatin and etoposide in extensive stage small cell lung cancer:a trial of the ECOG-ACRIN Cancer Research Group (E2511)[J]. Lung Cancer2015891):66-70. [百度学术] 

11

Pietanza MCWaqar SNKrug LMet al. Randomized,double-blind,phase II study of temozolomide in combination with either veliparib or placebo in patients with relapsed-sensitive or refractory small-cell lung cancer[J]. J Clin Oncol20183623):2386-2394. [百度学术] 

12

Willis SEWinkler CRoudier MPet al. Retrospective analysis of Schlafen11 (SLFN11) to predict the outcomes to therapies affecting the DNA damage response[J]. Br J Cancer202112512):1666-1676. [百度学术] 

13

Farago AFYeap BYStanzione Met al. Combination olaparib and temozolomide in relapsed small-cell lung cancer[J]. Cancer Discov2019910):1372-1387. [百度学术] 

14

Laird JHLok BHMa Jet al. Talazoparib is a potent radiosensitizer in small cell lung cancer cell lines and xenografts[J]. Clin Cancer Res20182420):5143-5152. [百度学术] 

15

Marcar LBardhan KGheorghiu Let al. Acquired resistance of EGFR-mutated lung cancer to tyrosine kinase inhibitor treatment promotes PARP inhibitor sensitivity[J]. Cell Rep20192712):3422-3432.e4. [百度学术] 

16

Zhang ZMLian XJXie Wet al. Role of PARP1-mediated autophagy in EGFR-TKI resistance in non-small cell lung cancer[J]. Sci Rep2020101):20924. [百度学术] 

17

Yang XDKong FEQi Let al. PARP inhibitor olaparib overcomes sorafenib resistance through reshaping the pluripotent transcriptome in hepatocellular carcinoma[J]. Mol Cancer2021201):20. [百度学术] 

18

Wang CTang HYGeng AKet al. Rational combination therapy for hepatocellular carcinoma with PARP1 and DNA-PK inhibitors[J]. Proc Natl Acad Sci U S A202011742):26356-26365. [百度学术] 

19

Lin LZhang YDChen ZYet al. The clinicopathological significance of miR-149 and PARP-2 in hepatocellular carcinoma and their roles in chemo/radiotherapy[J]. Tumour Biol2016379):12339-12346. [百度学术] 

20

Wang SYang FJWang Xet al. PARP-1 promotes tumor recurrence after warm ischemic liver graft transplantation via neutrophil recruitment and polarization[J]. Oncotarget2017851):88918-88933. [百度学术] 

21

Jannetti SACarlucci GCarney Bet al. PARP-1-targeted radiotherapy in mouse models of glioblastoma[J]. J Nucl Med2018598):1225-1233. [百度学术] 

22

Wu SFGao FZheng SYet al. EGFR amplification induces increased DNA damage response and renders selective sensitivity to talazoparib (PARP inhibitor) in glioblastoma[J]. Clin Cancer Res2020266):1395-1407. [百度学术] 

23

Boukerroucha MJosse CSegers Ket al. BRCA1 germLine mutation and glioblastoma development:report of cases[J]. BMC Cancer201515181. [百度学术] 

24

Xavier MARezende FTitze-de-Almeida Ret al. BRCAness as a biomarker of susceptibility to PARP inhibitors in glioblastoma multiforme[J]. Biomolecules2021118):1188. [百度学术] 

25

Ghorai AMahaddalkar TThorat Ret al. Sustained inhibition of PARP-1 activity delays glioblastoma recurrence by enhancing radiation-induced senescence[J]. Cancer Lett202049044-53. [百度学术] 

26

Hanna CKurian KMWilliams Ket al. Pharmacokinetics,safety,and tolerability of olaparib and temozolomide for recurrent glioblastoma:results of the phase I OPARATIC trial[J]. Neuro Oncol20202212):1840-1850. [百度学术] 

27

Wu SFLi XLGao Fet al. PARP-mediated PARylation of MGMT is critical to promote repair of temozolomide-induced O6-methylguanine DNA damage in glioblastoma[J]. Neuro Oncol2021236):920-931. [百度学术] 

28

Padella AGhelli Luserna Di Rorà AMarconi Get al. Targeting PARP proteins in acute leukemia:DNA damage response inhibition and therapeutic strategies[J]. J Hematol Oncol2022151):10. [百度学术] 

29

Li XLi CYJin JRet al. High PARP-1 expression predicts poor survival in acute myeloid leukemia and PARP-1 inhibitor and SAHA-bendamustine hybrid inhibitor combination treatment synergistically enhances anti-tumor effects[J]. EBioMedicine20183847-56. [百度学术] 

30

Gojo IBeumer JHPratz KWet al. A phase 1 study of the PARP inhibitor veliparib in combination with temozolomide in acute myeloid leukemia[J]. Clin Cancer Res2017233):697-706. [百度学术] 

31

Raspaglio GButtarelli MFilippetti Fet al. Stat1 confers sensitivity to radiation in cervical cancer cells by controlling Parp1 levels:a new perspective for Parp1 inhibition[J]. Cell Death Dis20211210):933. [百度学术] 

32

Thaker PHSalani RBrady WEet al. A phase I trial of paclitaxel,cisplatin,and veliparib in the treatment of persistent or recurrent carcinoma of the cervix:an NRG Oncology Study (NCT#01281852)[J]. Ann Oncol2017283):505-511. [百度学术] 

33

Yamashita NKanno YSaito Net al. Aryl hydrocarbon receptor counteracts pharmacological efficacy of doxorubicin via enhanced AKR1C3 expression in triple negative breast cancer cells[J]. Biochem Biophys Res Commun20195163):693-698. [百度学术] 

34

Noordermeer SMAdam SSetiaputra Det al. The shieldin complex mediates 53BP1-dependent DNA repair[J]. Nature20185607716):117-121. [百度学术] 

35

Shi JYBai YPeng KWet al. Research progress of PARP-1 inhibitors in combination with other drugs to overcome drug resistance[J]. J China Pharm Univ(中国药科大学学报)2019505):523-530. [百度学术] 

36

Wang SPLi YHuang SHet al. Discovery of potent and novel dual PARP/BRD4 inhibitors for efficient treatment of pancreatic cancer[J]. J Med Chem20216423):17413-17435. [百度学术] 

37

Klein FGGranier CZhao YLet al. Combination of talazoparib and palbociclib as a potent treatment strategy in bladder cancer[J]. J Pers Med2021115):340. [百度学术] 

38

Johnson SFCruz CGreifenberg AKet al. CDK12 inhibition reverses de novo and acquired PARP inhibitor resistance in BRCA wild-type and mutated models of triple-negative breast cancer[J]. Cell Rep2016179):2367-2381. [百度学术] 

39

Fang YMcGrail DJSun CYet al. Sequential therapy with PARP and WEE1 inhibitors minimizes toxicity while maintaining efficacy[J]. Cancer Cell2019356):851-867. [百度学术] 

40

Garcia TBSnedeker JCBaturin Det al. A small-molecule inhibitor of WEE1,AZD1775,synergizes with olaparib by impairing homologous recombination and enhancing DNA damage and apoptosis in acute leukemia[J]. Mol Cancer Ther20171610):2058-2068. [百度学术] 

41

Tran Chau VLiu WGerbé de Thoré Met al. Differential therapeutic effects of PARP and ATR inhibition combined with radiotherapy in the treatment of subcutaneous versus orthotopic lung tumour models[J]. Br J Cancer20201235):762-771. [百度学术] 

42

Ning JFStanciu MHumphrey MRet al. Myc targeted CDK18 promotes ATR and homologous recombination to mediate PARP inhibitor resistance in glioblastoma[J]. Nat Commun2019101):2910. [百度学术] 

43

Neeb AHerranz NArce-Gallego Set al. Advanced prostate cancer with ATM loss:PARP and ATR inhibitors[J]. Eur Urol2021792):200-211. [百度学术] 

44

Parmar KKochupurakkal BSLazaro JBet al. The CHK1 inhibitor prexasertib exhibits monotherapy activity in high-grade serous ovarian cancer models and sensitizes to PARP inhibition[J]. Clin Cancer Res20192520):6127-6140. [百度学术] 

45

Gralewska PGajek AMarczak Aet al. Participation of the ATR/CHK1 pathway in replicative stress targeted therapy of high-grade ovarian cancer[J]. J Hematol Oncol2020131):39. [百度学术] 

46

Do KTKochupurakkal BKelland Set al. Phase 1 combination study of the CHK1 inhibitor prexasertib and the PARP inhibitor olaparib in high-grade serous ovarian cancer and other solid tumors[J]. Clin Cancer Res20212717):4710-4716. [百度学术] 

47

Zhang SLPeng XLi XFet al. BKM120 sensitizes glioblastoma to the PARP inhibitor rucaparib by suppressing homologous recombination repair[J]. Cell Death Dis2021126):546. [百度学术] 

48

Li YWang YTZhang WPet al. BKM120 sensitizes BRCA-proficient triple negative breast cancer cells to olaparib through regulating FOXM1 and Exo1 expression[J]. Sci Rep2021111):4774. [百度学术] 

49

Cardnell RJFeng YDiao LXet al. Proteomic markers of DNA repair and PI3K pathway activation predict response to the PARP inhibitor BMN 673 in small cell lung cancer[J]. Clin Cancer Res20131922):6322-6328. [百度学术] 

50

Matulonis UAWulf GMBarry WTet al. Phase I dose escalation study of the PI3kinase pathway inhibitor BKM120 and the oral poly (ADP ribose) polymerase (PARP) inhibitor olaparib for the treatment of high-grade serous ovarian and breast cancer[J]. Ann Oncol2017283):512-518. [百度学术] 

51

Du YYamaguchi HWei YKet al. Blocking c-Met-mediated PARP1 phosphorylation enhances anti-tumor effects of PARP inhibitors[J]. Nat Med2016222):194-201. [百度学术] 

52

Meng JYPeng JFeng Jet al. Niraparib exhibits a synergistic anti-tumor effect with PD-L1 blockade by inducing an immune response in ovarian cancer[J]. J Transl Med2021191):415. [百度学术] 

53

Jiao SPXia WYYamaguchi Het al. PARP inhibitor upregulates PD-L1 expression and enhances cancer-associated immunosuppression[J]. Clin Cancer Res20172314):3711-3720. [百度学术] 

54

Wang YLZheng KXiong Het al. PARP inhibitor upregulates PD-L1 expression and provides a new combination therapy in pancreatic cancer[J]. Front Immunol202112762989. [百度学术] 

55

Konstantinopoulos PAWaggoner SVidal GAet al. Single-arm phases 1 and 2 trial of niraparib in combination with pembrolizumab in patients with recurrent platinum-resistant ovarian carcinoma[J]. JAMA Oncol201958):1141-1149. [百度学术] 

56

Domchek SMPostel-Vinay SIm SAet al. Olaparib and durvalumab in patients with germLine BRCA-mutated metastatic breast cancer (MEDIOLA):an open-label,multicentre,phase 1/2,basket study[J]. Lancet Oncol2020219):1155-1164. [百度学术] 

57

Bizzaro FFuso Nerini ITaylor MAet al. VEGF pathway inhibition potentiates PARP inhibitor efficacy in ovarian cancer independent of BRCA status[J]. J Hematol Oncol2021141):186. [百度学术] 

58

Lheureux SOaknin AGarg Set al. EVOLVE:a multicenter open-label single-arm clinical and translational phase II trial of cediranib plus olaparib for ovarian cancer after PARP inhibition progression[J]. Clin Cancer Res20202616):4206-4215. [百度学术] 

59

Mirza MRÅvall Lundqvist EBirrer MJet al. Niraparib plus bevacizumab versus niraparib alone for platinum-sensitive recurrent ovarian cancer (NSGO-AVANOVA2/ENGOT-ov24):a randomised,phase 2,superiority trial[J]. Lancet Oncol20192010):1409-1419. [百度学术] 

60

Pratz KWRudek MAGojo Iet al. A phase I study of topotecan,carboplatin and the PARP inhibitor veliparib in acute leukemias,aggressive myeloproliferative neoplasms,and chronic myelomonocytic leukemia[J]. Clin Cancer Res2017234):899-907. [百度学术] 

61

LoRusso PMLi JBurger Aet al. Phase I safety,pharmacokinetic,and pharmacodynamic study of the poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitor veliparib (ABT-888) in combination with irinotecan in patients with advanced solid tumors[J]. Clin Cancer Res20162213):3227-3237. [百度学术]