Rucaparib在卵巢癌中的研究進(jìn)展

江思思，孔露陽 ，王嘉寧，王紅莉，郭軍威，徐 營 (嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院，浙江 嘉興 314000)

卵巢癌是最常見的婦科生殖系統(tǒng)腫瘤，雖然在婦科腫瘤中發(fā)病率不是最高，但死亡率一直位居榜首，因此針對卵巢癌的新型有效藥物或治療策略備受研究者關(guān)注。聚腺苷二磷酸核糖聚合酶 (PARP) 抑制劑是一類新型靶向治療藥物，其主要通過影響DNA復(fù)制，進(jìn)而介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞自噬與死亡，美國FDA已批準(zhǔn) PARP抑制劑 Rucaparib用于BRCA突變卵巢癌患者的單藥治療。本文將對Rucaparib的作用機(jī)制、臨床研究、未來發(fā)展進(jìn)行介紹。

1 PARP及Rucaparib簡介

聚ADP核糖聚合酶〔poly(ADP-ribose)polymerase，PARP〕于1963年被首次報道，是一種依賴DNA的聚腺苷酸合成核酶的核蛋白，其參與基因轉(zhuǎn)錄、炎癥、有絲分裂、細(xì)胞死亡和代謝等多種細(xì)胞生理過程[1]。其中PARP-1占PARP活性的90%，被認(rèn)為是DNA堿基切除修復(fù)和DNA單鏈斷裂修復(fù)的關(guān)鍵分子[1-2]。因PARP在DNA修復(fù)中的重要作用，PARP抑制劑(PARPi)能有效抑制腫瘤細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡，為腫瘤治療提供新思路。目前批準(zhǔn)上市用于臨床治療和正處于臨床試驗階段的PARPi主要有talazoparib、olaparib(奧拉帕利)、veliparib(維利帕尼)、niraparib(尼拉帕利)、rucaparib(蘆卡帕利)等。

Rucaparib(原名CO-338、AG-14699和pf-01367338)分子式C19H18FN3O，分子量421.36，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1，是PARP1/2/3的有效抑制劑，由Clovis生物科技公司開發(fā)，商品名為Rubraca[3]。目前的研究表明Rucaparib具有“合成致死性”，同時PARPi與化療藥物結(jié)合治療具有良好的協(xié)同作用，不僅能提高滅瘤能力，同時還降低耐藥率[4]。Rucaparib雖然不是藥物效價上最強(qiáng)的PARPi，但在足夠的治療窗口中，相較而言其對非腫瘤細(xì)胞的毒性最小[5]。

圖1 Rucaparib化學(xué)式

2 PARP生理作用與PARPi的藥物機(jī)制

2.1PARP的生理作用:PARP 家族共有 17 個亞型，其中PARP-1表達(dá)最豐富且最具特異性，本段即以PARP-1為例介紹PARP作用機(jī)制(圖2)。

圖2 PARP-1生理作用

2.1.1介導(dǎo)DNA修復(fù):PARP-1在結(jié)構(gòu)上主要分為三部分：識別DNA單鏈損傷位點并與之結(jié)合的鋅指結(jié)構(gòu)域，富含谷氨酸的自我修飾域，含有CAT催化結(jié)構(gòu)的NAD+ 結(jié)合域[6]。當(dāng)DNA發(fā)生損傷時，PARP-1通過鋅指結(jié)構(gòu)域與DNA受損部位結(jié)合后形成構(gòu)象異構(gòu)激活自身催化活性；激活后的PARP-1以NAD+為ADP供體，在多種蛋白質(zhì)底物上形成聚ADP-核糖(也稱“PAR 化”)，產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)，如核心組蛋白的“PAR 化”可改變核染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，使染色質(zhì)解旋；拓?fù)洚悩?gòu)酶、DNA連接酶Ⅲ、DNA聚合酶β和支架蛋白(XRCC 1)等DNA修復(fù)蛋白的募集和“PAR 化”可使其激活并最終修復(fù)DNA損傷。值得指出的是，“PAR 化”是一種可逆的、生物進(jìn)化保守的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄后修飾過程，一旦DNA修復(fù)完成，蛋白的“PAR 化”即會被特定酶所清除，并使 PARP-1恢復(fù)活性，尋找下一個DNA 斷裂點[7]。

2.1.2介導(dǎo)細(xì)胞自噬與死亡:另一方面，PARP-1若在DNA損傷后被過度激活，導(dǎo)致NAD+ 耗竭，細(xì)胞能量衰竭，可致細(xì)胞死亡[8]。其特征是NAD+ /ATP的耗竭、鈣失衡、線粒體功能障礙和細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)因子的釋放，同時PARP-1又是細(xì)胞凋亡核心成員胱天蛋白酶(caspase)的切割底物，可作為細(xì)胞凋亡的標(biāo)記分子。由此可見，PARP-1在DNA損傷修復(fù)與細(xì)胞凋亡中都發(fā)揮著重要的作用。

2.2PARP抑制劑(PARPi)的抗癌機(jī)制:PARPi抗癌機(jī)制包含許多，如染色質(zhì)重塑、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、血管生成、腫瘤轉(zhuǎn)移等[9]，但主要是合成致死和捕獲機(jī)制(圖3)。

圖3 PARPi作用機(jī)制

2.2.1合成致死:DNA鏈由于體內(nèi)外多種因素可引起斷裂，主要分為單鏈斷裂(SSB)和雙鏈斷裂(DSB)。SSB能迅速以雙鏈DNA完整鏈為模板重新合成，其經(jīng)典的修復(fù)方式為堿基切除修復(fù)(BER)。但DSB在原位修復(fù)的幾率很小，通常認(rèn)為DSB與細(xì)胞致死性有直接的聯(lián)系，其主要的修復(fù)方式為高忠實性的同源重組修復(fù)(homologous recombination repair,HRR)和可存在一定錯配的非同源末端連接的重組修復(fù)(Non-homologous End Joining，NHEJ)。NHEJ方式修復(fù)的DNA序列可存在一定差異，可使細(xì)胞出現(xiàn)功能障礙，甚至死亡。

由PARP-1的生理作用可知，PARP-1在細(xì)胞內(nèi)承擔(dān)著重要的SSB修復(fù)作用，PARP-1的抑制可導(dǎo)致SSB修復(fù)失敗，持久性SSB 使DNA復(fù)制叉的停滯和崩潰而形成DSB。若同一細(xì)胞中存在同源重組修復(fù)缺陷(HRD)，如BRCA表達(dá)量減少或ATM、CHK1/2、PALB2、PAD51、PTEN等HRR相關(guān)基因缺陷[10]，DSB會傾向忠實性低的NHEJ修復(fù)途徑，易致染色體不穩(wěn)定、細(xì)胞周期阻滯或凋亡。在該過程中，若只有HRR通路阻滯或PARP抑制兩者中一者存在，細(xì)胞存活可幾乎不受影響，但當(dāng)兩者同時存在，即可導(dǎo)致細(xì)胞死亡，此即合成致死理論(synthetic lethality)[6]。該理論為目前PARPi藥物對腫瘤細(xì)胞高度選擇性和高效致死性的主流機(jī)制學(xué)說。

2.2.2捕獲:前文中提到PARP-1以NAD+ 為ADP供體，使靶蛋白“PAR化”。而目前已知的 PARPi化學(xué)結(jié)構(gòu)均與NAD+中的煙酰胺結(jié)構(gòu)相似，PARPi可以此結(jié)合到PARP-1的 NAD+ 結(jié)合袋，使PARP-1形成構(gòu)象異構(gòu)，從而抑制PARP-1從DNA損傷處釋放。之后便與“合成致死”機(jī)制殊途同歸，由于 DNA-PARP復(fù)合物長期存在，細(xì)胞長期處于 S 期，持久性SSB可導(dǎo)致DNA復(fù)制叉的停滯和崩潰而形成DSB，促進(jìn)細(xì)胞死亡。該過程被稱為 DNA-PARP 復(fù)合物的“捕獲(trapping)”，目前臨床PARPi捕獲 DNA 的能力大小為 talazoparib≥niraparib > olaparib = rucaparib≥veliparib[11-12]。

3 臨床前和臨床研究

2016年12月美國食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)Rucaparib用于治療攜帶有害生殖細(xì)胞BRCA(GBRCA)或體細(xì)胞BRCA(SBRCA)突變的高級別卵巢癌(high-grade ovarian cancer，HGOC)患者。下文即對 Rucaparib相關(guān)臨床試驗作一歸納總結(jié)(表1)。

臨床前實驗中，Rucaparib在BRCA突變以及其他HR相關(guān)基因敲除(eg, RAD51, FANCM, PALB2, ATR)的細(xì)胞系、異種移植物中顯示出良好的減瘤活性，以此確認(rèn)了合成致死假說[13]，另一條機(jī)制“PARP誘捕作用”也在臨床前實驗中被發(fā)現(xiàn)[14]。Ihnen M等[15]在體外實驗中證明Rucaparib與化療藥物有協(xié)同作用。Wilson RH等[16]在Ⅰ期臨床試驗(NCT01009190)中研究PARPi與化療藥物的協(xié)同作用，發(fā)現(xiàn)化療與PARPi聯(lián)合使用會導(dǎo)致毒性增加。同時藥物代謝動力學(xué)表明，Rucaparib的半衰期為12 h，生物利用度良好(36%)，不受靜脈化療的影響。

Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗中，NCT00664781以BRCA突變類型(BRCA1/2)和腫瘤類型(卵巢癌)將患者分為4組，靜脈間斷vs.持續(xù)給予單藥Rucaparib。結(jié)果表明連續(xù)用藥、卵巢癌、長PFI(platinum-free interval，末次鉑類藥物化療給藥時間與腫瘤進(jìn)展的時間間隔)患者受益最大[17]。另一臨床試驗Study10(NCT01482715)在于確定PR2D和Rucaparib初步療效，共分為三部分。第一部分遞增藥量(92 mg od - 600 mg bid)，確定PR2D為 600 mg bid。第二部分研究Rucaparib對gBRCAmut、鉑敏感/不敏感HGOC患者的療效，2A部分選取的42位患者在每天服用兩次600 mg rucaparib 之后，客觀緩解率(ORR)達(dá)到了60%(25/42患者)，反應(yīng)期中位數(shù)(DOR)為7.8個月[18]，2B部分的結(jié)果仍在等待中。第三部分研究大劑量片劑Rucaparib(300 Mg)在g/sBRCAmutHGOC患者的藥物代謝動力學(xué)和安全性，該部分結(jié)果尚未公開[19]。

Ⅱ期臨床試驗中，ARIEL2(NCT01891344)是一項多中心、兩部分的開放研究，旨在評估Rucaparib在復(fù)發(fā)HGOC中的作用。第一部分的隊列分為3組：①BRCA突變(BRCAmut)組、②BRCA野生型和高LOH(BRCAwt/LOHhigh)組、③BRCA野生型和低LOH(BRCAwt/LOHlow)組。第一組患者中，RECIST(實體腫瘤的反應(yīng)評價標(biāo)準(zhǔn))客觀緩解率為80.0%(32/40患者)，中位DOR為11.2個月，中位無進(jìn)展生存期(PFS)為12.8個月；第二組患者中，RECIST總體反應(yīng)率為28.0%(23/82患者)，中位DOR為11.0個月，中位PFS為5.7個月；第三組患者中，根據(jù)RECIST 1.1的ORR為10.0%(7/70患者)，中位DOR為5.8個月，中位PFS為5.2個月。結(jié)果表明LOH是預(yù)測BRCA野生型腫瘤對Rucaparib反應(yīng)的有力指標(biāo)，敏感性為78%。但部分BRCAwt/LOHlow患者也可從PARPi中受益，而LOH對該部分患者預(yù)示作用不佳。此外，該實驗還在血漿樣本中檢測到循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)TP53突變，提示ctDNA作為預(yù)測因子的可能性[20]。

Ⅲ期臨床試驗中，ARIEL 3(NCT01968213)是一項多中心、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照的第三階段研究，評估Rucaparib作為維持治療的有效性和安全性。將鉑敏感HGOC患者以HRD狀況、倒數(shù)第二鉑基化療、放射治療前PFI(6～12個月vs.12個月)和對最后一次鉑基治療反應(yīng)進(jìn)行分層。實驗確認(rèn)在鉑敏感、復(fù)發(fā)性卵巢癌患者中，PARPi作為化療后維持治療，安全有效[21]。其他正在進(jìn)行的臨床試驗有ARIEL2第2部分(NCT01891344)，旨在探討Rucaparib在PFI中的作用，并進(jìn)一步評估LOH評分在篩選敏感人群中的作用；ARIEL4(NCT 02855944)是第一個將Rucaparib與標(biāo)準(zhǔn)化療方案相對照，比較療效和安全性的臨床試驗。若該試驗結(jié)果陽性，將有充分證據(jù)證明Rucaparib能夠成為BRCA突變的復(fù)發(fā)性晚期卵巢癌患者除化療外的另一有效選擇。

4 未來發(fā)展和小結(jié)

盡管目前對卵巢癌的認(rèn)識及治療取得了較大進(jìn)展，但因其癥狀出現(xiàn)較晚，死亡率仍高居不下。手術(shù)聯(lián)合化療的傳統(tǒng)療法雖有效，但復(fù)發(fā)和耐藥一直是困擾臨床的難題。Rucaparib作為PARPi中的一種新藥，可對復(fù)發(fā)性晚期卵巢癌患者進(jìn)行維持治療，但其長期不良反應(yīng)還未明確。除能抑制PARP1/2/3外，對其他酶也有一定的抑制作用，這也是Rucaparib的特殊之處，但此特性在臨床方面還未得出明確結(jié)論。目前Rucaparib雖已批準(zhǔn)上市，但在卵巢癌治療應(yīng)用中仍面臨著許多挑戰(zhàn)：①上市時間短，潛在的長期毒性、長期不良反應(yīng)和繼發(fā)性致癌作用尚不明確，需要進(jìn)一步的臨床試驗和上市后的隨訪數(shù)據(jù)；②目前為止所進(jìn)行的實驗并未顯著顯示0S(總生存期)的延長[22]；③Rucaparib對于卵巢癌的最佳治療策略尚未確定[23]；④仍需探索更加成熟敏感的生物標(biāo)志物，預(yù)測卵巢癌患者對Rucaparib治療的反應(yīng)[24]；⑤對Rucaparib有效人群的篩選方法需要進(jìn)一步的改進(jìn)與簡化。隨著研究的深入，相信一些正在進(jìn)行的臨床試驗結(jié)果會讓人拭目以待。

表1 Rucaparib臨床試驗

期別實驗對象條件結(jié)論Ⅰ期NCT01009190實體瘤iv/oral+不同化療方案良好生物利用度,不受靜脈化療影響Ⅰ期/Ⅱ期NCT006647811卵巢癌(gBRCAmut+ukBRCA)iv 4-18mg/m2×5d q3wRP2D為18 mg/m22間斷vs連續(xù)iv 18 mg/m2oral 92 mg od -600 mg bid1、連續(xù)用藥,卵巢癌,長PFI獲益最大2、最大耐受劑量為600 mg bid,連續(xù)21 dStudy 101實體瘤oral 40～500 mg od/240～840 mg bid1、最大耐受劑量為600 mg bid2、可空腹食用2A HGOC+gBRCAmut+2-4基礎(chǔ)化療+鉑敏感oral 600 mg bid對卵巢癌+HGOC+gBRCA+鉑敏感患者效果良好B HGOC+gBRCAmut+2-4基礎(chǔ)化療+鉑敏感/不敏感//3實體瘤、g/sBRCAmut高劑量片劑(300 mg)Ⅱ期ARIEL21HGOC+≥1基礎(chǔ)化療+鉑敏感(BRCAmut,BRCAwt/LOHhigh,BRCAwt/LOHlow)oral 600 mg bid每28天1、LOH是BRCAwt腫瘤對Ruca-parib反應(yīng)的優(yōu)良預(yù)測指標(biāo),敏感性為78%3、ctDNA有望成為另一預(yù)測指標(biāo)2HGOC+3-4基礎(chǔ)化療+鉑敏感/不敏感//Ⅲ期ARIEL3/HGOC+鉑敏感(BRCAmut,HRD,ITT)oral 600 mg bid vs 安慰劑,每28天1、鉑敏感卵巢癌復(fù)發(fā)后維持治療有良好療效2、PARPi對非BRCAmutHRD也有效3、部分BRCAwt/LOHlow患者也可受益,但LOH預(yù)示作用不佳

縮寫: iv, 靜脈注射; RP2D(recommended Phase II dose)第二階段推薦劑量; g(germline)生殖細(xì)胞; mut(mutant)突變; uk(unknown)未知; wt(wild-type)野生型; LOH(loss of heterozygosis)雜合性缺失; q3w, 每3周; od,1次/d; bid,1次/2 d; ITT(intention-to-treat population)期望治療人群