BRCA、HRD与PARP抑制剂：卵巢癌临床研究中的相关问题与思考
BRCA、HRD与PARP抑制剂：卵巢癌临床研究中的相关问题与思考
来源：中国实用妇科与产科杂志2020-01-30
作者：张国楠，黄建鸣,电子科技大学医学院附属肿瘤医院
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DNA损伤修复功能异常是肿瘤发生发展的重要特点之一。乳腺癌易感基因 （Breast Cancer Susceptibility Genes， BRCA）包括BRCA1和BRCA2，通过同源重组（homologous recombination，HR）整合参与DNA双链断裂的修复。BRCA1/2基因作为HR修复的关键抑癌基因，其编码的蛋白参与DNA双链损伤的修复、细胞生长和防止异常细胞分裂导致肿瘤的发生。BRCA1/2基因突变意味着抑癌基因“刹车”失控，不能有效地抑制肿瘤细胞的增殖。BRCA1/2基因突变和其他HR修复缺陷与卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌及胰腺癌的发生发展密切相关。腺苷二磷酸核糖聚合酶（poly ADP-ribose polymerase，PARP）作为DNA断裂的感受器，在DNA损伤后被激活，识别并结合到DNA断裂部位，参与肿瘤细胞的DNA单链损伤修复。对于存在HR修复功能异常的肿瘤，PARP抑制剂（PARP inhibitor，PARPi）通过抑制PARP酶活性和增加PARP-DNA复合物的形成，导致肿瘤细胞DNA损伤修复障碍和促发肿瘤细胞凋亡。
卵巢癌（ovarian cancer）是死亡率最高的妇科恶性肿瘤。肿瘤细胞减灭术以及术后辅以铂类为基础的联合化疗是其标准的传统治疗方法，术后无肉眼残留病变或者极小的残留病变是最重要的预后因素。尽管如此，患者仍然存在复发率高，5年生存率低的问题。PARPi的出现无疑是卵巢癌治疗史上的一次革命。BRCA基因突变与否的患者临床治疗上均表现出良好的客观反应率（ORR）。最初，PARPi是基于BRCA1/2突变的患者研发的，但不断增加的临床数据已显示其在更广泛的卵巢癌群体中的益处；临床适应证也从BRCA突变，发展到同源重组缺陷（homologous recombination deficiency，HRD）再到铂敏感的卵巢癌患者，且显示了良好的研究结果。2018年和2019年的欧洲肿瘤大会（ESMO）先后公布了一系列PARPi治疗卵巢癌令人振奋的临床研究结果，未来还会在相当长的一段时期内持续掀起与保持PARPi在卵巢癌临床研究与应用的热潮。本文将从PARPi相关生物标志物的角度，评价其在临床应用中的一些相关问题，有助于指导临床实践。
1、BRCA检测的意义
BRCA1/2基因是评估卵巢癌、乳腺癌和其他相关肿瘤发病风险和影响患者个体化治疗方案选择的重要生物标志物。目前《指南》建议对卵巢癌患者进行BRCA1/2检测，其意义在于：（1）具有潜在诊断、预测治疗价值和判断预后的作用。卵巢癌患者，如果其肿瘤具有体细胞或遗传性BRCA1/2突变，则其从PARPi治疗的获益机会更高。（2）胚系致病性突变，对患者及其家属具有预测患病风险的临床意义。因此，检测BRCA是否突变对诊治有所获益，无论是在靶向治疗方面还是在降低家庭癌症风险方面，尤其是对未来女性的患病风险评估。对于卵巢癌复发或未控患者如先前未做基因检测，在开始治疗前最好行基因检测，至少包括BRCA1/2等基因。
正如所知，正常细胞可通过HR修复DNA双链断裂，然而BRCA1/2基因突变的肿瘤细胞HR修复功能缺陷，DNA双链断裂无法有效修复，DNA损伤不断积累导致细胞凋亡；铂类药物作用机制引起DNA损伤，破坏基因组稳定性导致细胞凋亡。BRCA1/2突变的癌细胞对于诱导DNA双链断裂的铂类等化疗药物极为敏感［13］。与化疗相比，PARPi靶向作用突出。当PARPi选择性抑制PARP1介导的DNA单链损伤修复途径时，未修复的DNA单链损伤经过复制后将转化为DNA双链断裂。对于卵巢癌患者来讲，BRCA1/2基因突变状态是一项重要的预后因子。携带BRCA1/2基因突变的卵巢癌患者相比于BRCA1/2基因野生型的患者有着更好的预后，无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）均高于野生型患者，且BRCA2突变相比于BRCA1的卵巢癌预后可能更好。BRCA1/2基因突变分为胚系突变（gBRCAm）和体系突变（sBRCAm）两种。gBRCA1/2突变起源于生殖细胞，存在机体的每一个细胞中，sBRCA1/2突变仅存在肿瘤细胞中，进行肿瘤组织检测可同时获得胚系及体细胞BRCA1/2突变信息。PARPi的Study19、NOVA和ARIEL3相关临床研究表明，gBRCAm和sBRCAm铂敏感复发卵巢癌患者从PARPi中获益相似，PFS疗效评估具有相似的风险比（hazard rate），sBRCAm患者也可长期获益于PARPi维持治疗。
2、PARPi与HRD的关系
HR通路参与DNA双链损伤修复，该通路上基因（包括BRCA基因）异常可导致HRD。PARPi对BRCA 1/2突变的卵巢癌的“合成致死”的作用机制已被大家所熟悉，即在HRD的肿瘤细胞中，使用PARPi可同时阻断DNA的单链损伤修复，从而造成肿瘤细胞的死亡，而对正常细胞无明显影响。
当使用PARPi靶向作用于单链修复中的PARP酶时，未经修复的DNA单链断裂可发展为DNA双链断裂。在HRD的肿瘤细胞中，PARPi可造成大量的DNA损伤，从而导致肿瘤细胞的凋亡。HRD并不能直接导致细胞凋亡，只有当PARPi作用于HRD细胞时，在两种主要的DNA修复机制同时失效的情况下，才会导致细胞死亡即“合成致死”。多项临床试验表明，PARPi能够使HRD患者获益，支持这一概念。
导致HRD最常见的原因是参与HR修复通路上的基因突变。突变可以发生在表观个体整体特征的胚系细胞中，也可以发生在只表现肿瘤细胞特征的体细胞中。gBRCA1/2突变是较为常见的导致HRD的原因之一。患者的胚系突变不仅是临床上确定治疗方案时考虑的原因之一，同时在遗传咨询方面也很重要（可评估亲属的患癌易感性和确定预防性干预措施）。当BRCA1/2野生型的患者与BRCA突变卵巢癌有着相同的临床特征以及对PARPi敏感时，这些没有BRCA突变的患者被称为“BRCAness”（BRCA表型）。BRCAness的可能机制之一是HR通路上其他基因突变。另一种机制可能涉及HR相关基因的表观遗传修饰，如BRCA1启动子甲基化。在BRCA1甲基化肿瘤中也观察到了与BRCA1突变肿瘤类似的基因表达特征。
从合成致死的原理上，PARPi可以在所有的HRD肿瘤细胞中发挥作用，即不仅仅限于BRCA1/2基因突变，目前PARPi适应证中的“铂敏感”的概念即与HRD密切相关，即所有的铂敏感患者能够从PARPi的维持治疗中获益。虽然目前HRD检测手段存在一定的局限性，但更好地理解PARPi适应证与HRD的关系，对未来卵巢癌精准靶向治疗是有益的。
3、评价HRD的方法
HRD在卵巢癌中的发生率比较高。进一步了解HRD从而识别BRCAness表型的存在可使更多的患者受益于PARPi的治疗。评价HRD的最佳方式依然有待确定。针对HRD的检测有3种策略：HR修复相关基因胚系突变的筛选、HR修复相关基因的体系突变筛选与“基因组瘢痕（scar）”所表示的HRD引起的基因组不稳定。HRD评分可依据杂合性缺失（loss of heterozygosity，LOH）、端粒等位基因不稳定以及大片段重排。胚系突变的筛选可利用二代测序（NGS）技术分析血液中的DNA，血液标本的获取较为简单，所以胚系突变的检测也使目前的遗传咨询成为可能。体系突变的检测是对肿瘤标本的DNA进行的筛查。体系检测分析可以评估HR基因的任何突变［胚系和（或）体系］。因此，是一种广泛的基因评估，这有助于确定治疗策略，如使用PARPi。然而，当用这种方法检出突变时，仍然需要对正常细胞进行胚系分析，以确定突变是胚系还是体系（仅存在于肿瘤中）突变。体系筛查的局限性包括肿瘤标本之间异质性和肿瘤本身异质性，这可能会影响标本的可代表性。最后，可以用功能学的评估方法来评价HRD。当HRD存在时，基因组变异累积，等位基因失衡可能导致“基因组Scar”，这样对HRD的评估可以不考虑潜在的遗传或表观遗传机制。例如，较高的LOH（≥14%～16%）表示HRD。在ARIEL2试验中，LOH高的临界值定义为14%。结果表明，Rucaparib能够使BRCA1/2野生型中LOH高的患者获益。LOH还可以与端粒等位基因不稳定和大片段重排一起评估，从而得到HRD评分。在NOVA研究中，HRD的定义为在MyChoice HRD 检测的得分≥42。尽管二代基因测序（NGS）在胚系和体系检测中能够评估许多基因，但某些基因的突变的含义尚不清楚。此外，由于表观遗传修饰等，NGS不能评估HRD。因此，对HRD的功能学评估有助于克服这些限制。
这些检测方案各有优缺点，选择一种方案时另一种方案可作为补充。今后对PARPi的研究应继续探索不同检测方案在评估HR方面的临床应用价值。
目前，有两种主要方法来确定可能对PARPi敏感的肿瘤患者。第一种方法是检测BRCAm或HRRm，来确定HRD的原因。第二种方法是通过HRD对细胞基因组产生影响的表征，直接确定HRD导致的结果，例如基因组瘢痕和临床治疗中对铂类的敏感。基因组瘢痕是由于HRD会引起基因组的特征性变化，如果观察到这种变化，可以假定它们的起源是HRD。对铂类的敏感是指经铂化疗后达到CR/PR，或者限定含铂化疗后病灶的大小（如只入组病灶＜2cm的PR患者）。
4、PARPi维持治疗研究进展与思考
对于新诊断的晚期卵巢癌，SOLO1研究是第1项评价奥拉帕利用于携带BRCA1/2突变的晚期卵巢癌含铂化疗后一线维持治疗的随机、双盲、安慰剂对照的国际多中心的大型Ⅲ期临床研究，中位随访40.7个月后，奥拉帕利组中位PFS 仍未达到，降低了疾病进展或死亡风险70%；奥拉帕利组患者的3年PFS达60.4%，SOLO1亚组分析显示，不同BRCA突变状态、不同手术时机、肿瘤负荷、化疗应答状态的患者也都能从奥拉帕利一线维持治疗中获益。2019年美国临床肿瘤学会（ASCO）报道SOLO1中国队列数据，疗效与安全性数据与总体数据一致，进一步证实奥拉帕利在中国人群的疗效与安全性。
对于铂敏感复发卵巢癌，SOLO2、NOVA及ARIEL3均证实，PARPi作为卵巢癌维持治疗可以显著延长患者PFS，且无论是否有BRCA突变。最近1项Meta分析提示，在复发卵巢癌的维持治疗中，PARPi疗效显著优于抗血管生成药物。而最新的PAOLA-1和PRIMA研究，则各自对以前研究中的不足进行了完善，均显示出PARPi对卵巢癌的良好的一线维持治疗作用。
4.1 PARPi是否能取代化疗
未来PARPi是否可以取代化疗，这是大家极为关注的问题，如此，卵巢癌患者将免去化疗带来的严重副反应，生活质量得到改善。当然这得从多线化疗后复发的患者开始进行研究。2019年ASCO报道的几项重要的研究做出了提示。SOLO3研究是奥拉帕利单药对比化疗用于gBRCA突变铂敏感复发卵巢癌的Ⅲ期研究，将266例患者2∶1随机至奥拉帕利组或医生选择非铂化疗方案组直至疾病进展，共入组250例患者。主要研究终点客观缓解率（ORR），奥拉帕利单药治疗组达72%，相比化疗组（ORR=51%）有更好的疗效，同时奥拉帕利组PFS也具有显著获益（13.4个月 vs. 9.2个月，P=0.013）。CLIO研究奥拉帕利单药对比化疗治疗铂耐药卵巢癌的随机Ⅱ期研究，奥拉帕利单药治疗在铂耐药多线化疗后的患者中ORR为18%，优于标准化疗的6%，其中奥拉帕利单药治疗组中BRCA野生型相对于化疗组也有获益，ORR为13%。以上两项研究初步表明奥拉帕利相比非含铂化疗方案具有显著优势，期待未来CLIO研究另一亚组奥拉帕利对比含铂化疗在铂敏感复发卵巢癌的随机对照研究的结果。
AVANOVA2研究了尼拉帕利联合贝伐单抗与尼拉帕利单药治疗铂敏感性复发性卵巢癌的疗效。目前铂敏感复发卵巢癌的标准治疗仍然是以铂类为基础的联合化疗±贝伐单抗，对化疗反应患者再使用PARPi维持治疗。既往OCEANS、GOG-213、CALYPSO28等研究中铂敏感复发卵巢癌标准含铂治疗的中位无进展生存期一般为8～11个月，添加贝伐单抗可延长至12～14个月，而AVANOVA2中11.9个月的中位PFS提示尼拉帕利联合贝伐单抗可以作为一个去化疗的治疗手段，尤其对于多线复发的患者，相较于化疗能获得更高的生活质量。
与奥拉帕利联合西地尼布的Study-4研究相似，PARPi联合抗血管治疗相较于PARPi单药治疗的获益主要来自于非BRCA突变人群的驱动，尼拉帕利联合贝伐单抗在非BRCA突变组中也看到了优于BRCA突变更显著的获益，然而不同的是当人群扩展到HRD时，无论HRD状态如何，尼拉帕利联合贝伐单抗都看到了显著的PFS获益。从目前的数据来看，PARPi在经过3线治疗后的患者中，可以取代非含铂化疗。对于是否能够取代含铂化疗，期待未来将有更多的研究数据来解答该问题。
4.2 BRCA未突变患者能否从PARPi治疗中获益
如何进一步提高BRCA野生型患者从PARPi中的获益？有研究提示抗血管生成药物造成的缺氧状态会下调HR修复通路相关蛋白的表达，为抗血管药物联合PARPi的使用提供了理论基础。在奥拉帕利与血管内皮生长因子受体（VEGFR）抑制剂西地尼布联用的Ⅱ期研究中，联用组PFS有着显著获益优于奥拉帕利单用组（17.7个月vs. 9个月），差异有统计学意义（P＜0.05）。在亚组分析中，BRCA野生型的患者从联合治疗中受益最大，PFS与OS均有显著性获益（PFS 16.5个月vs. 5.7个月，P=0.008；OS 37.8个月 vs. 23个月，P=0.047）。虽然胚系BRCA突变患者单用奥拉帕利疗效良好，但联合用药PFS仍有改善（PFS 19.5个月vs. 16.5个月）。2019年9月欧洲肿瘤内科学会（ESMO）公布的PAOLA-1研究是一项用于新诊断高级别卵巢癌患者在含铂化疗和贝伐单抗治疗后，奥拉帕利+贝伐单抗对比安慰剂+贝伐单抗联合作为维持治疗的Ⅲ期临床研究，结果两组的PFS分别为22.1个月与16.6个月，BRCA突变与HRD阳性患者的PFS获益明显（BRCA突变者分别为37.2个月与21.7个月、HRD阳性分别为37.2个月与17.7个月），且安全性良好。这对于BRCA野生型患者的联合用药的策略进一步提供了数据支持。
NOVA研究将尼拉帕利用于复发卵巢癌的维持治疗，结果所有患者均可获益，获益的大小为gBRCA突变患者＞HRD阳性（non-gBRCA突变）患者＞non-gBRCA突变患者＞HRD阴性患者。根据NOVA的研究结果，美国FDA批准尼拉帕利用于所有复发性卵巢癌的维持治疗，而无需考虑BRCA是否突变。PRIMA研究排除了晚期初次手术后R0患者，对高复发风险的卵巢癌患者应用尼拉帕利和安慰剂进行对照用于一线维持治疗，结果不论BRCA状态，只要HRD阳性，尼拉帕利则都取得了明显的疗效，而HRD阴性者也有一定获益。这预示着随着研究的深入，PARPi的适应证也在不断精准发展。
5 、结语
HRD在卵巢癌中的发生率比较高。进一步了解HRD从而识别BRCAness表型的存在可使更多的患者受益于PARPi的治疗。评价HRD的最佳方式依然有待确定，这对于PARPi的临床应用价值至关重要。目前，正在开展的利用PARPi联合细胞毒化疗药物、血管生成抑制剂、MEK抑制剂和免疫疗法的临床研究，基于有条件的“合成致死”来克服耐药性问题。这些联合疗法可以提高PARPi的治疗应答，在HRD阴性的患者也有着令人鼓舞的临床结果，最终可以进一步扩大从PARPi中获益的人群。随着PAOLA-1和PRIMA研究的问世，PARPi在卵巢癌的临床研究更加深入，将极大改善卵巢癌患者的预后。基于“合成致死”新突破和对HRD的深入认识，PARPi用于一线维持治疗有可能使卵巢癌成为临床治愈的恶性肿瘤。
参考文献略。
来源：张国楠，黄建鸣,BRCA、HRD与PARP抑制剂：卵巢癌临床研究中的相关问题与思考[J],中国实用妇科与产科杂志,2020,1:40-44.