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【前沿精粹 076】针对BRCA突变三阴性乳腺癌的PARP抑制剂联合治疗策略:克服耐药机制

毕凯今选  · 公众号  ·  · 2025-01-02 12:02

正文


针对BRCA突变三阴性乳腺癌的PARP抑制剂联合治疗策略:克服耐药机制


引言

引言

•  乳腺癌(BC)是全球最常见的癌症之一,2020年估计有约230万新病例和约685,000死亡病例。

•  三阴性乳腺癌(TNBC)是一种特别侵袭性的乳腺癌亚型,以年轻女性中发病率较高、快速转移和普遍预后较差为特征。

•  TNBC定义为缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)的表达,约占所有乳腺癌病例的15%。

•  TNBC患者由于缺乏受体表达,无法从激素治疗中获益,通常需要依赖传统化疗,但化疗效果受限,副作用严重,且易产生耐药性。



临床应用PARP抑制剂的理论依据

•  PARP1是一种修复单链DNA断裂(SSB)的关键酶,是DNA损伤响应(DDR)机制的重要组成部分。

•  PARP1检测到SSB后,会与之结合并发生自PARylation,即PARP酶与聚(ADP-核糖)[PAR]链的共价结合,这有助于DNA损伤修复。

•  如果自PARylation受到干扰或抑制,SSB会积累,触发复制依赖的DNA双链断裂(DSB)和“PARP陷阱”,其中PARP1无法从DNA损伤位点脱离。

•  DNA双链断裂(DSB)的修复主要通过两条途径:同源重组(HR)和易出错的非同源末端连接(NHEJ)途径。HR是一个高保真修复过程,依赖于BRCA1和BRCA2蛋白,主要在细胞周期的S和G2期活跃。

•  NHEJ主要在G1期运作。健康细胞和癌细胞都使用HR和NHEJ,但BRCA1/2突变的癌细胞HR能力受损,因此更依赖NHEJ,这可能导致基因组不稳定。


PARP抑制剂耐药机制

同源重组修复(HRR)的恢复:

•  最常见的PARP抑制剂耐药机制是HRR功能的恢复。基因逆转突变可以重新激活原本受损的HRR基因,如BRCA1和BRCA2,使癌细胞重新获得有效修复双链DNA断裂的能力,从而规避PARP抑制剂的合成致死效应。

•  研究已在乳腺癌患者中记录到BRCA1/2的逆转突变,导致对PARP抑制剂治疗产生耐药性。


稳定的复制叉:

•  BRCA1/2突变细胞对PARP抑制剂产生耐药性的另一种机制涉及复制叉的稳定。在正常情况下,BRCA1/2蛋白在DNA损伤修复期间保护停滞的复制叉。

•  在缺乏功能性BRCA1/2的情况下,其他因素如EZH2和PTIP促进核酸酶如MRE11和MUS81的招募到停滞的复制叉,导致叉崩溃和随后的细胞死亡。

•  当EZH2和PTIP的活性降低时,抑制了核酸酶的招募,导致复制叉的稳定。这一过程保护了癌细胞的基因组完整性,从而产生对PARP抑制剂的耐药性。


减少PARP1陷阱:

•  一些PARP抑制剂(如talazoparib, saruparib)部分通过“陷阱”PARP1酶在单链DNA上,从而破坏DNA修复过程。

•  PARP1的减少或多聚(ADP-核糖)糖基水解酶(PARG)的丧失可以减少PARP1在DNA复合体上的陷阱。特别是PARG的丧失导致PAR的积累,进而恢复PARP1依赖的DNA损伤信号,减少PARP1陷阱。

•  这种PARP1陷阱的减少降低了PARP抑制剂引起的DNA损伤程度,使癌细胞对治疗的敏感性降低。


药物外排:

•  长期使用PARP抑制剂能够增加P-糖蛋白(P-gp,也称为MDR1,由ABCB1基因编码)的表达,P-gp作为一种药物外排泵,能够将药物从细胞内运输到细胞外,导致PARP抑制剂在细胞内的浓度降低,减少其治疗效果,从而导致耐药性的发生。

•  P-gp的上调导致PARP抑制剂在细胞内的浓度降低,从而减少其治疗效果,导致耐药性。尽管与PARP抑制剂耐药性相关的P-gp外排泵表达增加的确切机制尚不完全清楚,但在与tariquidar(一种P-gp抑制剂)联合治疗时恢复PARP抑制剂的敏感性支持了药物外排在耐药性中的作用。

•  目前尚不清楚P-gp过表达是否足以引起完全的耐药性,或者它是否与其他耐药机制共同作用。可能存在其他未知的耐药机制与P-gp共同作用,导致对PARP抑制剂的耐药性。

•  需要进一步的研究来阐明P-gp过表达与PARP抑制剂耐药性之间的确切关系,以及如何通过抑制P-gp的活性或寻找不依赖于P-gp外排的药物,来克服或绕过这种耐药机制。探索其他可能的药物外排泵,如ABCG2和ABCC家族成员,它们也可能参与PARP抑制剂的耐药性。

图1. PARP抑制剂的耐药机制。

1.     基因逆转突变可以恢复HRR基因,如BRCA1/2和RAD51C/D,通过恢复HRR功能导致药物耐药。在PARP抑制剂治疗期间,失活NHEJ蛋白(例如53BP1)增强HRR效率,促进DNA修复和稳定性。Shieldin复合体、RIF1和REV7等因子提供支持。

2.     BRCA突变降低EZH2和PTIP减少核酸酶招募,导致复制叉稳定,从而产生药物耐药。稳定的复制叉减轻了PARP抑制剂诱导的复制应激期间的DNA损伤。减少的染色质重塑因子(HLTF、ZRANB3和SMARCAL1),这些因子有助于核酸酶依赖的复制叉降解,有助于这种耐药性降低复制应激。SLFN11通常调节复制叉的停滞,其缺失减少了PARP抑制剂的细胞毒性,进一步导致药物耐药。

3.     PARP的变化或减少可以减少PARP-1在DNA上的陷阱。这种降低的PARP陷阱有助于复制叉的稳定性,并进一步促进DNA修复信号,促进PARP抑制剂的耐药性。

4.     长期PARP抑制剂治疗增强了P-糖蛋白(P-gp)的表达,导致PARP抑制剂的细胞内浓度降低和PARP抑制剂耐药。



与PARP抑制剂联合治疗的进展

PARP抑制剂与化疗:

•  ARP抑制剂与化疗药物的联合使用,尤其是铂类药物,旨在利用BRCA突变肿瘤中DNA修复机制的缺陷,增强治疗效果。

•  在BROCADE系列试验中,veliparib与铂类药物化疗联合使用。II期BROCADE试验显示veliparib组与对照组在无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)上的差异无统计学意义,但总体缓解率(ORR)有显著提高(77.8% vs 61.3%)。

•  BROCADE 3试验,一项III期研究,显示veliparib组与标准化疗相比在PFS上有更一致的益处(14.5个月 vs 12.6个月;HR 0.71;95% CI 0.57–0.88;P = 0.0016)。

•  该研究还允许在化疗后继续使用veliparib单药治疗,导致持续的PFS益处,特别是在Kaplan-Meier曲线的延迟分离和veliparib组的长期尾部中明显。

•  SWOG S1416试验评估了veliparib与顺铂在TNBC患者中的联合使用,包括BRCA突变患者,并未显示出BRCA突变亚组在PFS或OS上的显著益处,这可能受到试验患者招募不足的影响。

•  尽管联合治疗显示出希望,但PARP抑制剂与化疗的结合并非没有挑战。PARP抑制剂的添加常常加剧了与化疗相关的毒性。例如,在I期试验中,将奥拉帕尼与卡铂和紫杉醇联合使用时,不良事件的频率、严重程度和持续时间显著增加,导致奥拉帕尼剂量减少。

•  尽管如此,veliparib作为较弱的PARP陷阱剂,显示出稍好的安全性,骨髓抑制较少,如在BROCADE 3试验中所见,常见的3级或更糟不良事件包括中性粒细胞减少症(81% vs 84%)、贫血(42% vs 40%)和血小板减少症(40% vs 28%)。

•  尽管出现了有希望的结果,PARP抑制剂与化疗的组合在一些情况下显示出抗肿瘤效果,但也出现了显著的不良效应,包括继发性癌症,如口腔鳞状细胞癌,引发了对这些组合长期安全性的担忧。

•  未来的研究需要确定最有效的组合和序列,平衡疗效和可管理的毒性。同时,需要进一步的研究来优化治疗方案,理解患者特定的反应,以推进这种治疗策略。


PARP抑制剂与免疫疗法:

•  TNBC的TME特征是肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)表达降低和免疫抑制细胞如调节性T细胞(Treg)和肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的增加,这种免疫抑制环境对化疗和靶向治疗产生负面影响。

•  研究表明,PARP抑制剂在消除特别是带有BRCA突变的乳腺癌肿瘤中,需要启动免疫反应。PARP抑制剂增加BRCA突变肿瘤的细胞DNA损伤,并通过cGAS-STING信号途径激活I型干扰素(IFN)途径,促进树突状细胞(DC)成熟,释放干扰素,并启动抗肿瘤T细胞免疫反应。

•  临床前研究强调了PARP抑制剂和免疫疗法之间的协同作用,这可以归因于PARP抑制剂诱导的DNA损伤和对T细胞反应的调节,增强了程序性死亡配体1(PD-L1)的表达。

•  MEDIOLA试验的II期研究评估了奥拉帕尼与durvalumab(一种抗PD-L1抗体)在BRCA突变的转移性HER2阴性乳腺癌患者中的联合疗法,报告了80%的疾病控制率(DCR)在12周和50%在28周。

•  尽管显示出潜力,PARP抑制剂和免疫检查点抑制剂(ICI)的组合也带来了挑战,包括免疫相关的不良事件,常见的毒性包括贫血、中性粒细胞减少和胰腺炎。

•  需要进一步的III期试验来验证PARP抑制剂与ICI在不同乳腺癌亚型和患者群体中的疗效和安全性。

•  最近的临床发现强调了PARP抑制剂和ICI(抗PD-L1和抗CTLA-4)联合疗法在治疗BRCA突变TNBC中的重要性,因为它们能够影响T细胞激活并促进癌细胞凋亡,显示出显著的临床益处。


PARP抑制剂与抗体-药物偶联物(ADC):

•  一个特异性结合肿瘤抗原的单克隆抗体(mAb)、一个诱导细胞死亡的细胞毒素,以及连接两者的链接子。这种结构增强了肿瘤特异性,改善了治疗指数,减少了非靶向毒性。

•  其中一个有前景的ADC是sacituzumab govitecan(Trodelvy),它结合了SN-38(伊立替康的活性代谢物)和一个针对Trop-2抗原的人源化单克隆抗体。Trop-2在许多上皮性肿瘤中过表达,包括乳腺癌亚型,特别是在TNBC中。

•  临床试验,如I/II期IMMU-132-01和III期ASCENT试验,已在转移性TNBC患者中显示出持久的反应,使sacituzumab govitecan成为包括PARP抑制剂在内的联合疗法的强有力候选药物。

•  正在进行的SEASTAR试验(NCT03992131)进一步探索了这种组合,评估rucaparib(一种PARP抑制剂)与sacituzumab govitecan的联合使用。尽管早期结果显示出希望,但由于开发优先级的变化,该试验被终止。

•  另一个有趣的ADC是datopotamab deruxtecan(Dato-DXd),它由一个针对Trop-2的IgG1单克隆抗体和一个通过稳定的四肽基链接子连接的强力拓扑异构酶I抑制剂组成。与sacituzumab govitecan相比,Dato-DXd提供了更稳定的结构、更长的半衰期和更低的血液学毒性。

•  正在进行的I/II期PETRA试验中,AZD5305(一种PARP1抑制剂)在初步分析中显示出安全性和活性,包括在BRCA突变的TNBC患者中,有25%的ORR和53%的DCR。这种药物正在被研究,无论是作为单药治疗还是与Dato-DXd联合治疗。

•  早期的临床数据支持将ADC与PARP抑制剂联合使用治疗TNBC等疾病的潜力,但需要更多的临床试验来确认AZD5305在BRCA突变TNBC患者中的疗效和安全性。未来的研究应该集中在优化剂量策略、最小化毒性,并阐明每个药物对观察到的抗肿瘤效果的贡献。这些努力对于推进这些新型治疗组合在临床实践中的应用至关重要。


PARP抑制剂与PI3K/AKT途径抑制剂:

•  PI3K/AKT途径在调节细胞生长、存活和代谢中起着关键作用,并且作为DNA双链断裂(DSB)在DDR机制中的感应器。

•  临床前研究表明,在BRCA野生型、PTEN突变的TNBC中沉默PIK3CA会导致磷酸化组蛋白-2AX(γ-H2AX)的积累,这是DNA损伤和复制应激的标记。

•  研究还表明,PI3K抑制会损害BRCA1/2的表达,并使BRCA1/2野生型的TNBC对PARP抑制剂敏感化。


将PARP抑制剂整合到BRCA突变

TNBC患者的治疗范式中

•  随着乳腺癌治疗领域的扩大,关于PARP抑制剂的最佳使用出现了新的问题,包括遗传测试的普及性和PARP抑制剂与现有(新)辅助疗法的整合问题。







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