“合成致死”抗腫瘤新療法實(shí)踐者——PARP抑制劑

       細(xì)胞之所以能夠長(zhǎng)久的維持生存并將遺傳信息給下一代，靠的是穩(wěn)固的DNA。如果DNA發(fā)生突變、斷裂，細(xì)胞很可能不能行使正常的功能乃至凋亡。作為延續(xù)生命的DNA，自然有辦法免受傷害，即使不幸發(fā)生斷裂現(xiàn)象，也可快速祭出“利器”——DNA修復(fù)蛋白進(jìn)行修復(fù)。所謂“利器”卻是一把雙刃劍，可能被“壞人”——腫瘤細(xì)胞利用，使腫瘤細(xì)胞免于凋亡。為了消滅腫瘤細(xì)胞，人們提出“合成致死”的概念，而PARP抑制劑正是“合成致死”抗腫瘤新療法的實(shí)踐者。

       DNA鏈的修復(fù)

       修復(fù)的方式有兩種：（1）精確無(wú)誤的同源重組修復(fù)（Homologous recombination，HR），（2）容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的非同源染色體粘合修復(fù)（nonhomologous end-joining，NHEJ），第一種修復(fù)方式的常見(jiàn)于DNA單鏈斷裂時(shí)，第二種修復(fù)常見(jiàn)于雙鏈DNA斷裂情況。HR主要作用于細(xì)胞周期的S期與G2期，而NHEJ則作用于G1期。而只有經(jīng)過(guò)HR修復(fù)的DNA才能準(zhǔn)確無(wú)誤地復(fù)原原來(lái)的DNA鏈。

       BRCA1與BRCA2是早期被發(fā)現(xiàn)的兩種抑癌基因，在1990年由Hall等人發(fā)現(xiàn)。之后被多個(gè)實(shí)驗(yàn)室證實(shí)這兩個(gè)基因與乳腺癌、卵巢癌的發(fā)生有關(guān)。而這兩種基因在HR修復(fù)過(guò)程中起著重要的作用，當(dāng)DNA發(fā)生斷裂時(shí)，BRCA1與BRCA2表達(dá)的蛋白與DNA重組酶RAD51結(jié)合，完成DNA修復(fù)過(guò)程。對(duì)于一些腫瘤細(xì)胞中，BRCA1與BRCA2基因發(fā)生突變，導(dǎo)致細(xì)胞不能很好地完成DNA修復(fù)，并使破損DNA在細(xì)胞中大量積累。

       而所謂的PARP酶其全名為聚二磷酸腺苷核糖聚合酶 [poly(ADP-ribose) polymerase，簡(jiǎn)稱(chēng)PARP]。PARP包括 18 種亞型，它們具有很高的同源性，結(jié)構(gòu)相似且能對(duì)許多核蛋白進(jìn)行 PAR 修飾。PARP酶是DNA修復(fù)酶，負(fù)責(zé)DNA斷裂單鏈的修復(fù)，目前研究最廣泛的是PARP1、PARP2、PARP3及其抑制劑。

       PARP修復(fù)DNA機(jī)制

       PARP抑制劑是如何抗腫瘤的？

       首先不得不提什么是“合成致死”。早在20世紀(jì)初，就有科學(xué)家觀測(cè)到，兩個(gè)基因同時(shí)突變，會(huì)使果蠅造成死亡，而這兩個(gè)基因不同時(shí)突變時(shí)，果蠅則不會(huì)死亡。但是直到1946年，“合成致死”這個(gè)概念才由Dobzhansky確定下來(lái)，概括地說(shuō)，合成致死就是兩個(gè)非致死基因同時(shí)被抑制導(dǎo)致細(xì)胞死亡的現(xiàn)象。

       腫瘤細(xì)胞更容易導(dǎo)致合成致死：（1）腫瘤細(xì)胞瘋狂生長(zhǎng)，同時(shí)DNA復(fù)制狀態(tài)也比正常細(xì)胞活躍；（2）腫瘤細(xì)胞的DNA修復(fù)機(jī)制比較單一，或由于基因突變（如乳腺癌細(xì)胞的BRCA1、BRCA2）的緣故已經(jīng)被損壞。假如對(duì)腫瘤細(xì)胞施加DNA修復(fù)抑制劑，就會(huì)殺死腫瘤細(xì)胞，而正常細(xì)胞可能不會(huì)死亡。畢竟正常細(xì)胞有多條修復(fù)通路，而腫瘤細(xì)胞因?yàn)樾迯?fù)通路被抑制而死亡（如下圖所示）。所以，在缺失BRCA基因的腫瘤細(xì)胞（如乳腺癌細(xì)胞）上施加PARP抑制劑，使腫瘤細(xì)胞大量堆積受損DNA，進(jìn)而誘發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡。

       給予DNA修復(fù)抑制劑，正常細(xì)胞可以存活，腫瘤細(xì)胞死亡

      已上市的PARP抑制劑

       奧拉帕尼

       奧拉帕尼 (olaparib，商品名：Lynparza) 由AstraZeneca公司研發(fā)，于2014年12月由美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，是第一款批準(zhǔn)上市的口服PARP抑制劑。其膠囊劑用于既往接受過(guò)三線(xiàn)以上化療的BRCA突變晚期卵巢癌的治療。2017年8月，奧拉帕尼的片劑可以用于對(duì)鉑類(lèi)藥物化療有應(yīng)答的成人復(fù)發(fā)性上皮性卵巢癌、輸卵管或原發(fā)性腹膜癌的二線(xiàn)維持治療。2018年12月，奧拉帕尼成為首個(gè)獲準(zhǔn)用于 BRCA 突變卵巢癌一線(xiàn)維持治療的 PARP 抑制劑。奧拉帕尼對(duì)PARP酶（包括PARP-1、 PARP-2和PARP-3）具有很強(qiáng)的抑制作用，可以選擇性抑制腫瘤細(xì)胞系體外生長(zhǎng)，增加對(duì)腫瘤細(xì)胞的**和抗腫瘤活性。其誘導(dǎo)細(xì)胞**可能涉及抑制PARP酶活性，促進(jìn)形成PARP-DNA復(fù)合物，從而導(dǎo)致細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞死亡的中斷。2018年奧拉帕尼的銷(xiāo)售額已將近4億美元，并占據(jù)了該類(lèi)抑制劑64%的市場(chǎng)，未來(lái)幾年有望成為重磅藥物。

       奧拉帕尼的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

       蘆卡帕利

       蘆卡帕利（rucaparib，商品名：Rubraca）由Clovis公司研發(fā)，美國(guó)FDA于2016年12月19日批準(zhǔn)Rubraca用于治療晚期卵巢癌，適用于經(jīng)過(guò)2次或2次以上化療且出現(xiàn)BRCA基因突變的晚期卵巢癌患者。FDA 還授予 Rubraca 的上市申請(qǐng)突破性療法資格及優(yōu)先審評(píng)資格，也獲得了孤兒藥資格。該藥于2018年5月獲得歐盟EMA批準(zhǔn)，是首個(gè)經(jīng)EMA批準(zhǔn)上市的PARP抑制劑。在批準(zhǔn)Rubraca的同時(shí)，F(xiàn)DA還批準(zhǔn)了由Foundation Medicine, Inc.公司研制的一種名為Foundation Focus CDx BRCA的檢測(cè)試劑，用于檢測(cè)卵巢癌患者的腫瘤組織是否已經(jīng)發(fā)生BRCA基因突變。只有存在BRCA基因突變的卵巢癌患者才可接受Rubraca治療。

       蘆卡帕利的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

       尼拉帕利

       尼拉帕利（Niraparib，商品名：Zejula）是由Merck Sharp & Dohme與Tesaro共同研發(fā)，于2017年3月被美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，用于復(fù)發(fā)性上皮性卵巢，輸卵管或原發(fā)性腹膜癌的成年患者的維持治療，該藥不同于前兩個(gè)被批準(zhǔn)的藥物，它是美國(guó)FDA批準(zhǔn)的首個(gè)無(wú)需BRCA突變或其他生物標(biāo)志物檢測(cè)，即可用的PARP抑制劑，其沒(méi)有BRCA變異限制，適用人群更為廣泛。雖然該藥不要檢測(cè)BRCA突變，但對(duì)有沒(méi)有BRCA突變的治療效果是不一樣的，攜帶BRCA突變的患者，經(jīng)過(guò)尼拉帕利治療后，中位數(shù)無(wú)進(jìn)展生存期從5.5個(gè)月提高到了21.0個(gè)月，疾病進(jìn)展或死亡風(fēng)險(xiǎn)降低了73%；而沒(méi)有突變的患者，中位數(shù)無(wú)進(jìn)展生存期也能從3.9個(gè)月提高到9.3個(gè)月，疾病進(jìn)展或死亡風(fēng)險(xiǎn)可以降低55%，可見(jiàn)，尼拉帕利仍對(duì)攜帶BRCA突變的患者效果更好。

       尼拉帕利的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

       他拉唑帕尼

       他拉唑帕尼（talazoparib，商品名：Talzenna）最初由LEAD Therapeutics（2010年被BioMarin收購(gòu)）研發(fā)，2015年8月，Medivation從BioMarin獲得該藥的所有研發(fā)及商業(yè)化權(quán)利。后該藥被輝瑞收購(gòu)，且于2018年10月由美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，用于治療BRCA突變、HER2陰性晚期或轉(zhuǎn)移乳腺癌的患者，成為第二個(gè)治療該類(lèi)型患者的PARP抑制劑。他拉唑帕尼曾被吹噓為“最強(qiáng)抑制劑”，但體外實(shí)驗(yàn)中比同類(lèi)化合物的活性高的同時(shí)，**也相應(yīng)地上升了，后在關(guān)鍵性的三期臨床研究EMBRACA中表現(xiàn)還可以，且憑此結(jié)果獲得FDA的批準(zhǔn)。該研究結(jié)果顯示talazoparib組中位PFS為8.6個(gè)月，化療組中位PFS為5.6個(gè)月（HR 0.54, 95% CI: 0.41, 0.71; p<0.0001）；talazoparib組的客觀緩解率為62.6%，化療組的為27.2%。

       他拉唑帕尼的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

       PARP抑制劑作為新型治療腫瘤的靶向藥物，由于其藥效顯著，在多種腫瘤尤其是難治性的乳腺癌、卵巢癌等具有出色的表現(xiàn)，明顯提高患者的生存質(zhì)量，具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)PARP也是熱門(mén)的靶點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外多家藥企參與PARP抑制劑的研發(fā)，值得欣喜的是，國(guó)內(nèi)已有多款PARP抑制劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。

       參考資料：

       （1）DNA-Repair Defects and Olaparib in Metastatic Prostate Cancer.

       （2）PARP inhibitors: Synthetic lethality in the clinic.

       （3）Targeting DNA damage response in cancer –past, present and future.

       （4）Dancing with the DNA damage response: next-generation anti-cancer therapeutic strategies.

       （5） https://www.fda.gov

       （6）https://clinicaltrials.gov

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