DNA錯配修復基因在CRPC精準治療的臨床應用進展

王勇 綜述，牛遠杰 審校

（天津醫科大學第二醫院泌尿外科，天津市泌尿外科研究所，天津300211）

前列腺癌目前居全球男性腫瘤發病率的第2位[1]。中國前列腺癌的發病率近年來呈逐年升高趨勢，目前居男性腫瘤發病率的第6位[2]。雄激素剝奪治療（androgen deprivation therapy,ADT）是晚期前列腺癌患者的重要治療方案，但經過18～24個月的治療，大部分患者進展為去勢抵抗性前列腺癌（castration-resistant prostate cancer,CRPC）[3]。前列腺癌發生、發展的遺傳因素復雜，存在顯著的腫瘤異質性，特別是進入CRPC階段，腫瘤在基因組、表觀遺傳學等分子水平上存在很大的差異，這種差異導致了CRPC患者對藥物治療的反應及效果不一致。目前研究顯示CRPC的形成機制包括：（1）雄激素受體（AR）相關機制（AR基因擴增及突變、AR剪切變體、AR共調節因子的異常表達和功能異常、AR翻譯后修飾的異常、AR信號通路的旁路激活及腎上腺雄激素和腫瘤內雄激素的合成）。（2）腫瘤干細胞機制。（3）治療誘導的神經內分泌性改變[4]。隨著檢測技術的進步，DNA錯配修復基因在CRPC形成中的作用越來越受重視。

1 DNA錯配修復基因與CRPC

隨著第二代測序技術（next generation sequenc ing,NGS）的發展及在腫瘤臨床診療中的廣泛的應用，前列腺癌的治療進入精準治療時代。精準診治策略也使越來越多的患者受益。基因檢測有助于評估患者預后，對疾病進展風險分層；提示治療藥物的敏感性，協助制定治療方案；同時，完善我國前列腺癌患者的基因突變譜及相關特征；理解與CRPC進展相關的分子機制，幫助尋找治療及新藥開發的靶點[5-6]。

DNA錯配修復通路主要參與維持基因穩定性，從而防止變異基因傳遞給自帶，同時扮演著抑制腫瘤的作用。mCRPC患者檢測到DNA錯配修復基因缺陷，如乳腺癌1/2號基因（breast cancer 1/2,BRCA1/2）和共濟失調毛細血管擴張突變基因（ataxia telangiectasia-mutated，ATM）的改變，以及錯配修復（mis-match repair,MMR）途徑基因（MLH1或MSH2）的高突變[7-8]。BRCA1/2突變是mCRPC患者DNA錯配修復基因缺陷最常見的類型。Pritchard等[9]研究發現，82例CRPC患者中存在16個DNA錯配修復基因，共84個突變位點的胚系突變，占總人數的11.8%；其中，最常見的突變位點是BRCA2，此外，還有ATM、細胞周期檢查點激酶2基因（checkpoint kinase2,CHEK2）、BRCA1、重組酶 RAD51D （DNA repair RAD51-like protein D）和乳腺癌易感基因相關蛋白2（partner and locaizer of BRCA2，PALB2）等相關基因的突變。一項國內的對DNA修復基因缺陷的研究中納入316例前列腺癌患者。研究發現，9.8%的前列腺癌患者存在DNA同源重組修復基因缺陷，包括6.33%的受試者攜帶BRCA2和0.63%的受試者攜帶BRCA1及0.63%的受試者攜帶ATM基因胚系致病變異[10]。對2 019例前列腺癌患者（61例BRCA2突變攜帶者、18例BRCA1突變攜帶者及1 940例未攜帶突變者）進行分析研究發現，BRCA1/2突變與前列腺癌的侵襲性增強、淋巴結受累及遠處轉移增多有相關性，且BRCA1/2突變患者的中位總生存期明顯縮短[11]。BRCA1/2胚系突變在前列腺癌的發生、發展中起一定的作用。隨著疾病進展，部分患者出現體細胞的BRCA1/2突變。患者一旦發生BRCA1/2突變，其疾病進展及發生其他侵襲性疾病的風險也會更高，預后不良[12]。

2 相關的精準治療藥物臨床應用

2.1 多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶（poly ADP-Ribose polymerase,PARP）抑制劑 提到PARP抑制劑就涉及一個重要的概念“協同致死”。Calvin Bridges于100多年前在黑腹果蠅實驗中觀察到協同致死效應這一現象。研究發現，如果一個細胞或生物體中，兩個基因有一個缺陷，幾乎對其無重大影響；如果兩個基因同時發生突變，則會引發致死性的后果。協同致死作用是機體依賴的一種重要特性，如在腫瘤細胞中，當一個基因變異時，如抑癌基因突變，不影響腫瘤細胞的生存。通過尋找可能產生協同作用的第二個基因，并通過藥物將其抑制，則會導致腫瘤細胞死亡，但正常的細胞不受影響。因此，協同致死可以選擇性的作用于癌細胞，而避免對正常細胞的殺傷。

PARP在細胞單鏈DNA斷裂修復中起重要作用。抑制PARP會使細胞損傷的單鏈DNA積累并可能導致DNA雙鏈斷裂。雙鏈DNA斷裂是通過同源重組修復（homologous recombination repair,HRR）進行修復，涉及的重要蛋白質包括BRCA1和BRCA2。在HRR缺陷的腫瘤細胞中，通過非同源末端連接進行替代性DNA修復，這是一種低保真修復途徑，最終會導致細胞死亡。當細胞DNA因各種原因（如輻射、氧化劑或化療藥物等）導致損傷時，PARP-1的鋅指結構迅速識別并結合至DNA損傷處，PARP-1自身發生共價修飾，形成有活性的同型二聚體，進一步催化β-NAD+轉化成為尼克酰胺和ADP核糖，然后以ADP核糖為底物合成聚腺苷二磷酸核糖（PAR），使組蛋白及 PARP-1自身等多種核受體蛋白發生聚ADP核糖基化而改變其功能，引發染色體松弛，然后PAR被聚腺苷二磷酸核糖水解酶裂解，使PARP-1從損傷部位游離，從而促進DNA修復酶及XRCC1和DNA連接酶Ⅲ等修復因子與損傷部位的結合，修復損傷DNA[13-15]。攜帶BRCA突變的腫瘤細胞出現HR缺陷，PARP抑制和BRCA功能異常會產生協同致死作用，從而造成雙鏈DNA的斷裂，導致腫瘤細胞死亡。

相關的藥物臨床試驗TOPARP-A旨在評估奧拉帕利對mCRPC患者的療效。研究結果顯示，奧拉帕利在非選擇人群中的抗腫瘤活性，總體反應率為33%，在攜帶DNA同源重組修復相關基因突變人群中反應率為88%。在上述試驗基礎上，TOPARP-B研究進一步評估奧拉帕利在DNA同源重組修復相關基因異常mCRPC患者不同基因突變亞組中的療效，結果顯示，BRCA1/2突變組反應率最高（83.3%），其次是PALB2突變組（57.1%）、ATM突變組（36.8%）及細胞周期蛋白依賴性激酶12（cyclin dependent kinase 12,CDK12）突變組（25.0%）。基于 TOPARP等研究中單藥奧拉帕利用于BRCA1/2或PALB2基因突變的mCRPC治療取得良好的效果，2016年1月FDA授予奧拉帕利突破性療法資格[16-17]。

尼拉帕利是另一種對PARP1/2 DNA修復聚合酶具有高選擇性的PARP抑制劑。近期FDA授予尼拉帕利為攜帶BRCA1/2突變的mCRPC治療的突破性療法，GALAHAD研究對尼拉帕利在內分泌治療和多西他賽治療失敗后雙等位基因DNA修復通路缺陷（包括BRCA1/2、ATM、FANCA、PALB2、CHEK2、BRIP1或DAC2）的mCRPC患者中的安全性和有效性進行分析。結果顯示，相對于非BRCA1/2基因突變組，尼拉帕利明顯提高BRCA1/2基因突變組的完全緩解率（63%vs.17%）及部分緩解率（41%vs.9%），提高中位影像學無進展生存期（8.2個月vs.5.3個月）[18]。

TOPARP-A研究中，奧拉帕利單一療法對HRR基因突變的mCRPC患者的療效得到肯定。另外有研究顯示，奧拉帕利與阿比特龍的協同作用可能導致患者處于臨床的DNA錯配修復基因突變狀態，從而治療受益。這一雙重協同作用模式的基礎首先是PARP參與雄激素受體依賴性轉錄，而PARP抑制則削弱了這一過程。另外，雄激素受體調節DNA修復基因的轉錄。因此，抑制雄激素會減弱HRR，產生所謂的BRCAness表型，該表型容易受到PARP抑制[19]。尼拉帕利聯合阿比特龍與阿比特龍用于mCRPC的一線治療的Ⅲ期臨床研究MAGNITUDE也正在進行中，其目標患者人群相對于GALAHAD研究也更為廣泛。

2.2 免疫檢查點抑制劑 免疫檢查點中的程序性死亡受體-1（programmed cell death-1,PD-1）表達于T細胞表面和初級B細胞表面，調節細胞的分化和凋亡。PD-1的配體有兩種，分別是程序性死亡配體（programmed cell death-ligand 1,PD-L1）（B7-H1）和PD-L2（B7-DC）。PD-1主要表達于活化的T細胞、B細胞、巨噬細胞，以及內皮細胞和上皮細胞。PD-L1在頭頸部腫瘤、肺癌、消化道腫瘤、泌尿系統腫瘤以及白血病等中表達。腫瘤微環境可以誘導腫瘤細胞表達PD-L1。腫瘤中的PD-L1與T細胞上的PD-1相互作用，抑制T細胞介導的有效抗腫瘤免疫應答。此外，PD-1/PD-L1相互作用誘導T細胞凋亡[20-22]。

相對于正常前列腺細胞，前列腺癌細胞中PDL1表達增多，且前列腺腫瘤微環境中的CD8+T細胞高表達PD-1[23-24]。目前相關臨床試驗顯示PD-1/PD-L1抑制劑在前列腺癌中有實際的臨床意義，特別是對于基于二代基因測序發現存在高微衛星不穩定（microsatellite instability-high，MSI-H）或錯配修復缺陷（mismatch repair-deficient,dMMR）的患者是潛在獲益人群。攜帶上述基因突變的患者往往具有較高的總體基因突變數量。目前，免疫檢查點抑制劑存在的問題是適用人群的選擇及療效和不良反應的評估[25-26]。國內的相關研究納入316例前列腺癌患者，研究結果顯示攜帶MSH6、MSH2基因胚系致病變異的患者比例均為0.63%，未發現攜帶MLH1、PMS2基因胚系致病變異患者[12]。

KEYNOTE-199研究中顯示Pembrolizumab對攜帶BRCA1/2或ATM基因突變mCRPC患者的疾病控制率為 22%[27]。KEYNOTE-028研究證實Pembrolizumab治療后患者的中位無進展生存時間及中位生存期分別為3.5個月和7.9個月，且對于晚期的PD-L1陽性的前列腺癌患者是很好的選擇[28]。2017年，Pembrolizumab被FDA批準用于治療在MMR中具有突變和（或）在腫瘤中表現出MSI的前列腺癌，推薦在使用或排除其他可用的有效治療（如sipuleucel-T、阿比特龍、恩扎盧胺、多西他賽、卡巴他賽、鐳-223等）之后，可考慮使用Pembrolizumab。PD-1/PD-L1抑制劑主要的不良反應為體內激活的T細胞引起的炎性組織損傷，主要表現為腹瀉、結腸炎、皮疹、瘙癢、肝炎、垂體炎和甲狀腺炎等[29]。

3 其他

mCRPC患者之間和患者內的基因組存在很高的異質性。迄今為止mCRPC治療還沒有納入分型治療。國內外針對CRPC的分型治療仍處于臨床研究階段，其重點是探索CRPC治療方式選擇及預后的標志物，例如AR的剪切變體、AR信號調節因子、AR翻譯后修飾的異常及AR信號通路的旁路激活在去勢抵抗性前列腺癌發病中的作用的研究。血液活檢中發現AR-V7陽性的患者對阿比特龍及恩扎盧胺的治療效果不佳，但不影響多西他賽的療效[30-33]。研究顯示，轉移性前列腺癌中最常見的突變基因是TP53、PTEN以及RB1。針對mCRPC活檢組織的全外顯子組和轉錄組測序發現TP53、PTEN以及RB1的突變在CRPC中明顯富集，這證實前列腺癌中抑癌基因功能的喪失在促進疾病的侵襲性生物學中起著關鍵作用[34]。mCRPC組織中AR、TP53、PI3K/Akt信號轉導通路、Wnt信號轉導通路、細胞周期通路及MAPK信號轉導通路的突變在腫瘤進展中起重要作用。但是，由于藥物研發及相關靶向藥物在前列腺癌臨床應用中的證據有限，對上述基因突變檢測的意義仍有待進一步確認。此外，CRPC患者合并前列腺導管內癌的情況下，對多西他賽治療療效差[35]。攜帶同源重組修復基因突變可能提示對鉑類化療敏感[17]。

CRPC是前列腺癌的一個重要階段，CRPC的治療是前列腺癌治療的難點。在高通量測序結果指導下，隨著研究的深入，將為CRPC的治療提供更多的理論依據，CRPC患者將會得到個體化、精準、有效的治療方式，從而延長患者生命，提高患者的生活質量。雖然將精準治療轉化為有效的臨床決策仍有很長的一段路要走，但是CRPC精準治療及個體化治療是未來發展的趨勢且前景光明。