DNA錯(cuò)配修復(fù)基因在CRPC精準(zhǔn)治療的臨床應(yīng)用進(jìn)展

王勇 綜述，牛遠(yuǎn)杰 審校

（天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)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(fā)病率的第2位[1]。中國(guó)前列腺癌的發(fā)病率近年來(lái)呈逐年升高趨勢(shì)，目前居男性腫瘤發(fā)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(jīng)過(guò)18～24個(gè)月的治療，大部分患者進(jìn)展為去勢(shì)抵抗性前列腺癌（castration-resistant prostate cancer,CRPC）[3]。前列腺癌發(fā)生、發(fā)展的遺傳因素復(fù)雜，存在顯著的腫瘤異質(zhì)性，特別是進(jìn)入CRPC階段，腫瘤在基因組、表觀遺傳學(xué)等分子水平上存在很大的差異，這種差異導(dǎo)致了CRPC患者對(duì)藥物治療的反應(yīng)及效果不一致。目前研究顯示CRPC的形成機(jī)制包括：（1）雄激素受體（AR）相關(guān)機(jī)制（AR基因擴(kuò)增及突變、AR剪切變體、AR共調(diào)節(jié)因子的異常表達(dá)和功能異常、AR翻譯后修飾的異常、AR信號(hào)通路的旁路激活及腎上腺雄激素和腫瘤內(nèi)雄激素的合成）。（2）腫瘤干細(xì)胞機(jī)制。（3）治療誘導(dǎo)的神經(jīng)內(nèi)分泌性改變[4]。隨著檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，DNA錯(cuò)配修復(fù)基因在CRPC形成中的作用越來(lái)越受重視。

1 DNA錯(cuò)配修復(fù)基因與CRPC

隨著第二代測(cè)序技術(shù)（next generation sequenc ing,NGS）的發(fā)展及在腫瘤臨床診療中的廣泛的應(yīng)用，前列腺癌的治療進(jìn)入精準(zhǔn)治療時(shí)代。精準(zhǔn)診治策略也使越來(lái)越多的患者受益。基因檢測(cè)有助于評(píng)估患者預(yù)后，對(duì)疾病進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)分層；提示治療藥物的敏感性，協(xié)助制定治療方案；同時(shí)，完善我國(guó)前列腺癌患者的基因突變譜及相關(guān)特征；理解與CRPC進(jìn)展相關(guān)的分子機(jī)制，幫助尋找治療及新藥開(kāi)發(fā)的靶點(diǎn)[5-6]。

DNA錯(cuò)配修復(fù)通路主要參與維持基因穩(wěn)定性，從而防止變異基因傳遞給自帶，同時(shí)扮演著抑制腫瘤的作用。mCRPC患者檢測(cè)到DNA錯(cuò)配修復(fù)基因缺陷，如乳腺癌1/2號(hào)基因（breast cancer 1/2,BRCA1/2）和共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張突變基因（ataxia telangiectasia-mutated，ATM）的改變，以及錯(cuò)配修復(fù)（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(cuò)配修復(fù)基因缺陷最常見(jiàn)的類型。Pritchard等[9]研究發(fā)現(xiàn)，82例CRPC患者中存在16個(gè)DNA錯(cuò)配修復(fù)基因，共84個(gè)突變位點(diǎn)的胚系突變，占總?cè)藬?shù)的11.8%；其中，最常見(jiàn)的突變位點(diǎn)是BRCA2，此外，還有ATM、細(xì)胞周期檢查點(diǎn)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(guān)蛋白2（partner and locaizer of BRCA2，PALB2）等相關(guān)基因的突變。一項(xiàng)國(guó)內(nèi)的對(duì)DNA修復(fù)基因缺陷的研究中納入316例前列腺癌患者。研究發(fā)現(xiàn)，9.8%的前列腺癌患者存在DNA同源重組修復(fù)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(duì)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(jìn)行分析研究發(fā)現(xiàn)，BRCA1/2突變與前列腺癌的侵襲性增強(qiáng)、淋巴結(jié)受累及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移增多有相關(guān)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?cè)谇傲邢侔┑陌l(fā)生、發(fā)展中起一定的作用。隨著疾病進(jìn)展，部分患者出現(xiàn)體細(xì)胞的BRCA1/2突變?；颊咭坏┌l(fā)生BRCA1/2突變，其疾病進(jìn)展及發(fā)生其他侵襲性疾病的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)更高，預(yù)后不良[12]。

2 相關(guān)的精準(zhǔn)治療藥物臨床應(yīng)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(gè)重要的概念“協(xié)同致死”。Calvin Bridges于100多年前在黑腹果蠅實(shí)驗(yàn)中觀察到協(xié)同致死效應(yīng)這一現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，如果一個(gè)細(xì)胞或生物體中，兩個(gè)基因有一個(gè)缺陷，幾乎對(duì)其無(wú)重大影響；如果兩個(gè)基因同時(shí)發(fā)生突變，則會(huì)引發(fā)致死性的后果。協(xié)同致死作用是機(jī)體依賴的一種重要特性，如在腫瘤細(xì)胞中，當(dāng)一個(gè)基因變異時(shí)，如抑癌基因突變，不影響腫瘤細(xì)胞的生存。通過(guò)尋找可能產(chǎn)生協(xié)同作用的第二個(gè)基因，并通過(guò)藥物將其抑制，則會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡，但正常的細(xì)胞不受影響。因此，協(xié)同致死可以選擇性的作用于癌細(xì)胞，而避免對(duì)正常細(xì)胞的殺傷。

PARP在細(xì)胞單鏈DNA斷裂修復(fù)中起重要作用。抑制PARP會(huì)使細(xì)胞損傷的單鏈DNA積累并可能導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂。雙鏈DNA斷裂是通過(guò)同源重組修復(fù)（homologous recombination repair,HRR）進(jìn)行修復(fù)，涉及的重要蛋白質(zhì)包括BRCA1和BRCA2。在HRR缺陷的腫瘤細(xì)胞中，通過(guò)非同源末端連接進(jìn)行替代性DNA修復(fù)，這是一種低保真修復(fù)途徑，最終會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。當(dāng)細(xì)胞DNA因各種原因（如輻射、氧化劑或化療藥物等）導(dǎo)致?lián)p傷時(shí)，PARP-1的鋅指結(jié)構(gòu)迅速識(shí)別并結(jié)合至DNA損傷處，PARP-1自身發(fā)生共價(jià)修飾，形成有活性的同型二聚體，進(jìn)一步催化β-NAD+轉(zhuǎn)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(fā)生聚ADP核糖基化而改變其功能，引發(fā)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(jìn)DNA修復(fù)酶及XRCC1和DNA連接酶Ⅲ等修復(fù)因子與損傷部位的結(jié)合，修復(fù)損傷DNA[13-15]。攜帶BRCA突變的腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)HR缺陷，PARP抑制和BRCA功能異常會(huì)產(chǎn)生協(xié)同致死作用，從而造成雙鏈DNA的斷裂，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡。

相關(guān)的藥物臨床試驗(yàn)TOPARP-A旨在評(píng)估奧拉帕利對(duì)mCRPC患者的療效。研究結(jié)果顯示，奧拉帕利在非選擇人群中的抗腫瘤活性，總體反應(yīng)率為33%，在攜帶DNA同源重組修復(fù)相關(guān)基因突變?nèi)巳褐蟹磻?yīng)率為88%。在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上，TOPARP-B研究進(jìn)一步評(píng)估奧拉帕利在DNA同源重組修復(fù)相關(guān)基因異常mCRPC患者不同基因突變亞組中的療效，結(jié)果顯示，BRCA1/2突變組反應(yīng)率最高（83.3%），其次是PALB2突變組（57.1%）、ATM突變組（36.8%）及細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶12（cyclin dependent kinase 12,CDK12）突變組（25.0%）?；?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(duì)PARP1/2 DNA修復(fù)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(duì)尼拉帕利在內(nèi)分泌治療和多西他賽治療失敗后雙等位基因DNA修復(fù)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(jìn)行分析。結(jié)果顯示，相對(duì)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(xué)無(wú)進(jìn)展生存期（8.2個(gè)月vs.5.3個(gè)月）[18]。

TOPARP-A研究中，奧拉帕利單一療法對(duì)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(xié)同作用可能導(dǎo)致患者處于臨床的DNA錯(cuò)配修復(fù)基因突變狀態(tài)，從而治療受益。這一雙重協(xié)同作用模式的基礎(chǔ)首先是PARP參與雄激素受體依賴性轉(zhuǎn)錄，而PARP抑制則削弱了這一過(guò)程。另外，雄激素受體調(diào)節(jié)DNA修復(fù)基因的轉(zhuǎn)錄。因此，抑制雄激素會(huì)減弱HRR，產(chǎn)生所謂的BRCAness表型，該表型容易受到PARP抑制[19]。尼拉帕利聯(lián)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(jìn)行中，其目標(biāo)患者人群相對(duì)于GALAHAD研究也更為廣泛。

2.2 免疫檢查點(diǎn)抑制劑 免疫檢查點(diǎn)中的程序性死亡受體-1（programmed cell death-1,PD-1）表達(dá)于T細(xì)胞表面和初級(jí)B細(xì)胞表面，調(diào)節(jié)細(xì)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(dá)于活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞，以及內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞。PD-L1在頭頸部腫瘤、肺癌、消化道腫瘤、泌尿系統(tǒng)腫瘤以及白血病等中表達(dá)。腫瘤微環(huán)境可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表達(dá)PD-L1。腫瘤中的PD-L1與T細(xì)胞上的PD-1相互作用，抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的有效抗腫瘤免疫應(yīng)答。此外，PD-1/PD-L1相互作用誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡[20-22]。

相對(duì)于正常前列腺細(xì)胞，前列腺癌細(xì)胞中PDL1表達(dá)增多，且前列腺腫瘤微環(huán)境中的CD8+T細(xì)胞高表達(dá)PD-1[23-24]。目前相關(guān)臨床試驗(yàn)顯示PD-1/PD-L1抑制劑在前列腺癌中有實(shí)際的臨床意義，特別是對(duì)于基于二代基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)存在高微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatellite instability-high，MSI-H）或錯(cuò)配修復(fù)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(shù)量。目前，免疫檢查點(diǎn)抑制劑存在的問(wèn)題是適用人群的選擇及療效和不良反應(yīng)的評(píng)估[25-26]。國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究納入316例前列腺癌患者，研究結(jié)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(fā)現(xiàn)攜帶MLH1、PMS2基因胚系致病變異患者[12]。

KEYNOTE-199研究中顯示Pembrolizumab對(duì)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(shí)Pembrolizumab治療后患者的中位無(wú)進(jìn)展生存時(shí)間及中位生存期分別為3.5個(gè)月和7.9個(gè)月，且對(duì)于晚期的PD-L1陽(yáng)性的前列腺癌患者是很好的選擇[28]。2017年，Pembrolizumab被FDA批準(zhǔn)用于治療在MMR中具有突變和（或）在腫瘤中表現(xiàn)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(yīng)為體內(nèi)激活的T細(xì)胞引起的炎性組織損傷，主要表現(xiàn)為腹瀉、結(jié)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(nèi)的基因組存在很高的異質(zhì)性。迄今為止mCRPC治療還沒(méi)有納入分型治療。國(guó)內(nèi)外針對(duì)CRPC的分型治療仍處于臨床研究階段，其重點(diǎn)是探索CRPC治療方式選擇及預(yù)后的標(biāo)志物，例如AR的剪切變體、AR信號(hào)調(diào)節(jié)因子、AR翻譯后修飾的異常及AR信號(hào)通路的旁路激活在去勢(shì)抵抗性前列腺癌發(fā)病中的作用的研究。血液活檢中發(fā)現(xiàn)AR-V7陽(yáng)性的患者對(duì)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(zhuǎn)移性前列腺癌中最常見(jiàn)的突變基因是TP53、PTEN以及RB1。針對(duì)mCRPC活檢組織的全外顯子組和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)TP53、PTEN以及RB1的突變?cè)贑RPC中明顯富集，這證實(shí)前列腺癌中抑癌基因功能的喪失在促進(jìn)疾病的侵襲性生物學(xué)中起著關(guān)鍵作用[34]。mCRPC組織中AR、TP53、PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、細(xì)胞周期通路及MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的突變?cè)谀[瘤進(jìn)展中起重要作用。但是，由于藥物研發(fā)及相關(guān)靶向藥物在前列腺癌臨床應(yīng)用中的證據(jù)有限，對(duì)上述基因突變檢測(cè)的意義仍有待進(jìn)一步確認(rèn)。此外，CRPC患者合并前列腺導(dǎo)管內(nèi)癌的情況下，對(duì)多西他賽治療療效差[35]。攜帶同源重組修復(fù)基因突變可能提示對(duì)鉑類化療敏感[17]。

CRPC是前列腺癌的一個(gè)重要階段，CRPC的治療是前列腺癌治療的難點(diǎn)。在高通量測(cè)序結(jié)果指導(dǎo)下，隨著研究的深入，將為CRPC的治療提供更多的理論依據(jù)，CRPC患者將會(huì)得到個(gè)體化、精準(zhǔn)、有效的治療方式，從而延長(zhǎng)患者生命，提高患者的生活質(zhì)量。雖然將精準(zhǔn)治療轉(zhuǎn)化為有效的臨床決策仍有很長(zhǎng)的一段路要走，但是CRPC精準(zhǔn)治療及個(gè)體化治療是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)且前景光明。