編譯：微科盟-趙倩，編輯：微科盟悄咪咪、江舜堯。
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導讀細胞已經(jīng)進(jìn)化出一個(gè)復雜的生化通路網(wǎng)絡(luò )，統稱(chēng)為DNA損傷反應(DDR)，以防止有害的突變遺傳給他們的后代。DDR通過(guò)細胞周期檢查點(diǎn)激活和其他全局細胞反應來(lái)協(xié)調DNA修復。編碼DDR因子的基因經(jīng)常在癌癥中發(fā)生突變，導致基因組不穩定，這是許多腫瘤的一個(gè)內在特征，是其生長(cháng)、轉移和對造成DNA損傷的治療(如放療)作出反應的基礎。更深入了解遺傳DDR消除對治療反應影響的實(shí)例，是在BRCA1或BRCA2突變的腫瘤中。由于同源重組DNA修復受損，這些腫瘤依賴(lài)于替代修復機制，并且對聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)的化學(xué)抑制劑敏感，這種酶特異性殺死同源重組缺陷癌細胞，并已成為靶向癌癥治療的范例。現在很清楚，DDR基因之間存在許多其他合成致死關(guān)系。至關(guān)重要的是，在臨床上其中一些相互作用可以用于對PARP抑制劑產(chǎn)生耐藥的腫瘤的靶向治療。本文研究討論了應用小分子抑制劑使DDR失活的最新策略，并重點(diǎn)介紹目前正在進(jìn)行臨床評估的一些化合物。
原名：Targeting DNA damage response pathways in cancer譯名：癌癥中的DNA損傷反應通路
期刊：Nature Reviews Cancer
IF：69.8
發(fā)表時(shí)間：2022年12月
通訊作者：Andrew N. Blackford和Madalena Tarsounas
通訊作者單位：牛津大學(xué)
DOI號：10.1038/s41568-022-00535-5
DNA是一種相對穩定的有機分子，但其基因組不斷受到來(lái)自各種內源和外源性的攻擊。因此，細胞進(jìn)化出一套復雜的共同應對這種威脅的生化通路系統，稱(chēng)為“DNA損傷反應”(DDR)。在癌細胞和具有遺傳性癌癥傾向的個(gè)體 胚系中，發(fā)現了編碼DDR相關(guān)酶的基因突變，強調了DDR在人類(lèi)生理中的重要性。的確，DDR缺陷引起的基因組不穩定性是癌癥的一個(gè)標志，因為更大的突變負擔增加了致癌基因激活和抑癌基因失活的機會(huì )，導致腫瘤發(fā)生。腫瘤內癌細胞的基因多樣性也增加了放療或化療后出現耐藥克隆的機會(huì )，從而促進(jìn)癌變復發(fā)。然而，快速增殖的腫瘤固有基因組不穩定性，也為研究提供了靶向DDR通路治療的機會(huì )，從而通過(guò)額外的復制應激、外源性DNA損傷和/或DDR抑制，特異性殺死癌細胞。在很大程度上，這可能解釋了放療和各種破壞DNA的化療藥物(例如作為烷化劑和拓撲異構酶抑制劑)，在早期治療的成功。然而，這樣的藥物往往會(huì )不分青紅皂白地破壞健康組織，導致嚴重的副作用。在某些癌癥中，因為已經(jīng)確定了特定的遺傳脆弱性，目前處于一個(gè)獨特的位置，可以利用臨床中合成致死的概念，即失去一個(gè)細胞通路導致對另一個(gè)通路的高度依賴(lài)，這在正常情況下是不必要的(表1，2)。這也許是最好的例子，通過(guò)使用聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)抑制劑來(lái)特異性靶向缺乏同源重組(HR) DNA修復因子BRCA1或BRCA2(BRCA1/2)或HR受損的腫瘤(框1，2)。隨后，很明顯，一些具有野生型BRCA1/BRCA2基因的腫瘤也可以通過(guò)獨立于HR失活的機制對PARP抑制劑敏感。針對癌癥中的DDR，不限于PARP抑制劑(表2)，因為近年來(lái)確定了其他潛在的DDR靶點(diǎn)；一些靶點(diǎn)的小分子抑制劑已經(jīng)研發(fā)，其中一些正在進(jìn)行臨床試驗(表1)。在這篇綜述描述了主要的DNA損傷檢查點(diǎn)和修復通路，并討論了目前正在臨床評估使用的小分子抑制劑的DDR失活策略。此外，研究強調了DDR抑制劑耐藥的機制，以及如何通過(guò)理解和靶向耐藥腫瘤的分子通路來(lái)克服耐藥。表1|關(guān)于DDR抑制劑的部分臨床試驗。
表2|關(guān)于PARP抑制劑的部分臨床試驗。
1 DDR
1.1 DNA損傷激活由檢查點(diǎn)激酶介導的信號級聯(lián)
DDR從損傷識別和DNA修復通路的參與開(kāi)始。根據遺傳毒性應激的類(lèi)型和復雜性，可能會(huì )啟動(dòng)細胞信號級聯(lián)，改變周?chē)娜旧|(zhì)環(huán)境，激活細胞周期檢查點(diǎn)，并通過(guò)改變轉錄或翻譯修改基因表達。如果損傷不能快速修復，持久的DDR信號也可以通過(guò)促進(jìn)分化、衰老或程序性細胞死亡來(lái)改變細胞命運。從而，DDR保持了基因組穩定性，以最大限度地提高了將遺傳物質(zhì)完整無(wú)缺地傳給下一代的機會(huì )。ATM和ATR是負責協(xié)調細胞對DNA雙鏈斷裂(DSBs)和復制應激反應的激酶 (圖1)，包括DNA修復、檢查點(diǎn)激活、細胞凋亡、衰老以及染色質(zhì)結構的改變、轉錄和pre-mRNA剪接。為了實(shí)現這一目標，他們將數百種底物磷酸化，以應對DNA損傷。下游細胞周期檢查點(diǎn)激酶CHK1和CHK2分別是ATR和ATM的主要底物，并負責下調細胞周期蛋白依賴(lài)性激酶(CDKs)的活性，以響應基因毒性應激而停止細胞周期進(jìn)程。在細胞G1期中，ATM和CHK2通過(guò)p53的磷酸化和穩定化實(shí)現，導致CDKN1A的轉錄，從而編碼CDK抑制劑p21(圖1)。在DSBs，ATM被招募，并促進(jìn)組蛋白H2AX磷酸化，進(jìn)而招募DNA損傷檢查點(diǎn)蛋白1(MDC1)的介質(zhì)。在間期細胞，ATM募集和磷酸化MDC1，進(jìn)一步催化導致DNA損傷介質(zhì)蛋白53BP1和BRCA1募集的磷酸化和泛素化事件；然而，53BP1和BRCA1在有絲分裂期間均未被募集。相反，酪蛋白激酶2(CK2)依賴(lài)的MDC1磷酸化介導MDC1和DNA拓撲異構酶2結合蛋白1(TOPBP1) 相互作用，它與PP2A的細胞抑制劑(CIP2A)一起被招募到DSBs圖1)。TOPBP1和CIP2A一起形成絲狀結構，可以橋接兩個(gè)MDC1病灶，從而束縛兩個(gè)DSBs末端在一起。這確保了正確的染色體分離，直到DSBs在接下來(lái)的G1期被修復。
在細胞周期的S期和G2期，ATR及其下游靶點(diǎn)CHK1主要負責通過(guò)CDC25磷酸酶家族的磷酸化和失活來(lái)激活檢查點(diǎn)。這些會(huì )去除CDK1和CDK2的抑制性磷酸化，由激酶WEE1和WEE1樣激酶PKMYT1沉積 (圖1)。此外，ATR控制S-G2檢查點(diǎn)，可以防止在復制完成之前進(jìn)入有絲分裂。與ATM不同，ATM通過(guò)MRE11–RAD50–NBS1(MRN)與 DSBs的結合而激活，ATR由ATR相互作用蛋白(ATRIP)招募，ATRIP與復制蛋白A(RPA)包裹的單鏈DNA(ssDNA)結合，在停滯的復制叉處生成。然后，ATR被復制應激反應蛋白ETAA1或TOPBP1激活，它們分別在ssDNA上與RPA結合或在ssDNA–雙鏈DNA連接處與RAD9-RAD1-HUS1(9-1-1)復合物結合。因此， ATR在S期被激活，以應對廣泛的遺傳毒性損傷，包括停滯的復制叉、前導鏈或滯后鏈ssDNA間隙或切除的DSBs。圖1 |細胞周期依賴(lài)性DDR在DSBs的激活。MRE11-RAD50-NBS1 (MRN)復合物可感知DNA雙鏈斷裂(DSBs)，并在斷裂位點(diǎn)招募并激活ATM，以協(xié)調DNA損傷反應(DDR)信號。左圖：G1期間，ATM促進(jìn)RNF168的激活，其泛素化組蛋白H2A。這種修飾加上組蛋白H4 Lys20二甲基化標記導致53BP1的募集和ATM介導的53BP1磷酸化，這促進(jìn)了它與RIF1、REV7和shieldin復合體(SHLD)其他成員的相互作用。ATM激酶活化也控制p53的穩定性，從而在DNA損傷時(shí)觸發(fā)G1驟停。在S期，BRCA1-BARD1復合物被招募到DSBs上，并通過(guò)識別未甲基化的H4 Lys20和H2A Lys15泛素化來(lái)抵消53BP1，以促進(jìn)DNA端切除和RAD51加載到切除的DNA端。復制蛋白A (RPA)包裹的單鏈DNA也通過(guò)與ATR相互作用蛋白(ATRIP)相互作用招募ATR。在雙鏈DNA-單鏈DNA連接上，ETAA1結合到RPA包裹的單鏈DNA或拓撲異構酶2結合蛋白1 (TOPBP1)結合RAD9-RAD1-HUS1(9-1-1)復合體激活ATR，ATR磷酸化CHK1促進(jìn)CDC25A降解，從而阻止細胞周期依賴(lài)性激酶1 (CDK1)和CDK2的激活。激酶WEE1 (CHK1的磷酸化靶點(diǎn))和PKMYT1介導CDK1和CDK2的抑制性磷酸化，阻止細胞進(jìn)入有絲分裂。右圖：在有絲分裂中，ATM依賴(lài)的H2AX磷酸化激活DNA損傷檢查點(diǎn)蛋白1 (MDC1)的介質(zhì)，MDC1通過(guò)其酪蛋白激酶2 (CK2)介導的磷酸化結合TOPBP1和PP2A的細胞抑制劑(CIP2A)。TOPBP1和CIP2A形成絲狀結構，將DSBs兩端系在一起。1.2 多種DNA修復通路處理不同的DNA損傷
最常見(jiàn)的DNA損傷類(lèi)型是，只有一條DNA雙螺旋鏈受到影響，要么通過(guò)磷酸鹽骨架中的單鏈斷裂(SSB)或通過(guò)DNA堿基的化學(xué)修飾。大多數這樣的損傷是可以通過(guò)堿基切除修復或核苷酸切除修復通路識別和修復，或在復制過(guò)程中通過(guò)翻譯合成完全繞過(guò)。DNA復制期間，錯誤的核苷酸可以被合并，從而導致兩個(gè)不匹配的堿基；這些由錯配修復 (MMR)通路處理?；蛘?，核糖核苷酸可以代替脫氧核糖核苷酸進(jìn)入基因組；這些被核糖核酸酶H2(RNase H2)切除。偶爾，雙螺旋的兩條鏈可以交聯(lián)；取決于他們的化學(xué)性質(zhì)，這種DNA鏈間交聯(lián)可以通過(guò)Fanconi貧血通路、DNA糖基化酶NEIL3或其他不完全表征鏈間交聯(lián)修復通路進(jìn)行修復。蛋白質(zhì)還可以共價(jià)捕獲在DNA上，需要由特殊蛋白酶如SPRTN介導的DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)修復。SSBs，或單鏈切口，主要被酶PARP1或PARP2識別，催化聚(ADP-核糖)(PAR)鏈自身和相鄰的靶蛋白形成。PARP1及其在SSB上聚(ADP-核糖基)化 (PAR ylation)活化招募支架蛋白XRCC1，它引導DNA連接酶3(LIG3)和輔助修復因子重新連接斷裂。PARylation是高度動(dòng)態(tài)的，并且通常是瞬態(tài)過(guò)程，因為PAR鏈可以通過(guò)聚(ADP-核糖)糖水解酶(PARG)快速降解。PARG活化使PARPs和PARylated蛋白恢復到去(ADP-核糖基化)狀態(tài)，以促進(jìn)后續幾輪SSB的修復，而不僅僅是SSB修復的負調節因子。因此，PARG抑制，類(lèi)似于PARP抑制，能夠降低SSB修復率。
雖然SSB是最常見(jiàn)的DNA損傷，但它們相對很容易修復。相比之下，DNA DSBs對基因組完整性構成更大的威脅，修復起來(lái)要困難得多。人類(lèi)細胞中，有兩種主要的DSB修復通路(圖2)。第一個(gè)是非同源末端連接(NHEJ)通路，它修復了絕大多數的雙末端DSBs。相比之下，如果在S期形成單一末端DSBs時(shí)，DNA復制叉崩潰，NHEJ是有毒的，因為它可以通過(guò)重新連接不同的染色體DNA末端來(lái)產(chǎn)生染色體重排。因此，在復制叉，NHEJ被第二個(gè)主要DSB修復通路HR的組分積極抑制。HR在特定情況下也受到歡迎，例如Fanconi貧血通路的鏈間交聯(lián)修復或在減數分裂期間誘導的程序化DSBs修復，此時(shí)NHEJ會(huì )具有類(lèi)似的破壞性。圖2 | DSB修復的主要和備份途徑。DNA雙鏈斷裂(DSB)修復通路的選擇取決于細胞周期階段和DNA末端切除的程度。大多數DSBs通過(guò)非同源端連接(NHEJ)修復，由Ku70-Ku80異源二聚體與DNA端結合啟動(dòng)。伴隨DNA依賴(lài)的蛋白激酶催化亞基(DNA-PKcs)的募集和自磷酸化，將DNA末端聚集在一起，并允許它們與XRCC4-DNA連接酶4 (LIG4)以及XLF或PAXX一起連接。在S期，作為MRE11-RAD50-NBS1(MRN)復合體一部分的MRE11和CtIP共同啟動(dòng)切除以促進(jìn)同源定向修復。遠程切除需要BLM-DNA2解旋酶核酸酶或EXO1核酸酶活化，并導致復制蛋白A (RPA)包裹的單鏈DNA懸垂物的形成。同源重組(HR)需要BRCA1、PALB2和BRCA2協(xié)同作用，將RAD51加載到單鏈DNA上，取代RPA。RAD51核蛋白絲其作為DNA合成的模板，促進(jìn)入侵姐妹染色單體?；蛘?，廣泛切除產(chǎn)生單鏈退火(SSA)的底物，其中RAD52促進(jìn)每個(gè)單鏈DNA端同源序列的退火。通過(guò)ERCC1和XPF對3'端單鏈的后續處理，允許LIG1介導DNA連接。RAD52也參與斷裂誘導的復制，這與SSA不同，可能有助于HR缺陷細胞的基因組改變。相比之下，短距離切除足以激活替代末端連接(alt-EJ)，其中DNA聚合酶-θ (POLQ)促進(jìn)短同源序列的退火，隨后是DNA合成和依賴(lài)LIG1或LIG3的DNA末端重新連接。
NHEJ通常被認為是容易出錯的(例如，在通過(guò)CRISPR–Cas9進(jìn)行基因編輯的環(huán)境中)，因為它不使用同源基因模板進(jìn)行修復。實(shí)際上，大部分時(shí)間NHEJ都是非常高效且準確的，這解釋了為什么細胞進(jìn)化會(huì )優(yōu)先使用NHEJ。Ku，一個(gè)由Ku70和Ku80亞基組成的籃狀異二聚體蛋白復合物，識別并結合斷裂的DNA末端時(shí)，該通路啟動(dòng)(圖2)。Ku主要作為下游NHEJ組件的募集平臺，同時(shí)分別保護DNA末端免于細胞解旋酶和核酸酶的解旋和降解。Ku結合的DNA末端快速招募DNA依賴(lài)性蛋白激酶(DNA-PK)催化亞基(DNA-PKcs)，形成DNA-PK全酶，這對于NHEJ是必不可少的，部分是通過(guò)促進(jìn)DNA末端束縛，從而促進(jìn)DNA連接。有趣的是， NHEJ中DNA-PK激酶活化最著(zhù)名的底物是DNA-PKcs本身。這種自磷酸化對于修復過(guò)程仍然是必不可少的，因為它促進(jìn)DNA末端突觸和DNA-PK從DNA末端解離。隨后，由LIG4及其穩定合作伙伴XRCC4進(jìn)行DNA末端連接，這一步也需要XLF或PAXX，兩個(gè)部分冗余的NHEJ核心因子。NHEJ輔助因子，包括特異性核酸酶(例如，Artemis)和聚合酶(例如，DNA聚合酶-μ和DNA聚合酶-λ)，也在特定情況下促進(jìn)準確的DSB修復，但不是對所有NHEJ修復都是必須的。與NHEJ不同，HR通路使用同源DNA分子(通常是姐妹染色單體)作為修復模板。當核酸酶消化DSB位點(diǎn)的雙鏈DNA末端，以產(chǎn)生ssDNA懸垂時(shí)，HR啟動(dòng)(圖2)，這一過(guò)程稱(chēng)為“DNA末端切除'。這導致Ku從DNA末端去除并產(chǎn)生ssDNA束，這些束迅速被RPA包裹。在細胞周期中，DNA末端切除受到嚴格控制，因此它發(fā)生僅在S和G2期間，這是由于CDK依賴(lài)性CtIP的磷酸化(也稱(chēng)為RBBP8)造成的，一種已知可刺激末端切除的因子。這也防止二倍體細胞使用同源染色體，而不是姐妹染色單體作為修復的模板(否則可能導致雜合性丟失)。例外可能會(huì )發(fā)生在基因組的重復區域，例如核糖體或著(zhù)絲粒DNA，在G1期細胞中也可以發(fā)生切除和HR。在CtIP和MRN復合物產(chǎn)生初始ssDNA懸垂后，兩種截然不同但可能冗余的通路促進(jìn)了末端切除發(fā)生。第一條通路依賴(lài)于核酸酶EXO1，而第二個(gè)需要核酸酶DNA2和解旋酶BLM。切除后，RPA在ssDNA上被重組酶RAD51取代，這一步驟需要BRCA1和BRCA2。這是因為BRCA1通過(guò)與PALB2的相互作用，促進(jìn)BRCA2募集到DSB位點(diǎn)，后者將RAD51直接加載到ssDNA末端。RAD51在ssDNA上形成核蛋白絲，促進(jìn)鏈侵入和位移環(huán)(D環(huán))的形成。這種DNA結構允許使用姐妹染色單體作為模板跨斷裂位點(diǎn)合成DNA，以防止遺傳信息的改變。最后，入侵鏈可以通過(guò)合成依賴(lài)性鏈退火進(jìn)行位移和HR完成?；蛘?，如果發(fā)生第二末端捕獲，形成雙霍利迪結，該連接要么是被Bloom綜合征復合體(包含BLM和拓撲異構酶TOP3A)，要么由結構-特異性核酸酶SLX4–MUS81或GEN1溶解。DNA末端切除的程度決定了替代DNA修復通路的用途(圖2)，最顯著(zhù)的是單鏈退火和交替末端連接(也稱(chēng)為DNA聚合酶-θ(POLQ)-介導的末端連接或微同源介導的末端連接)，它們分別依賴(lài)于RAD52和POLQ。單鏈退火和選擇性末端連接在S階段和有絲分裂中起作用，分別作為HR失活時(shí)的備用修復通路。1.3 DNA損傷位點(diǎn)的染色質(zhì)修飾控制DNA修復通路的選擇
雖然細胞周期依賴(lài)性磷酸化事件(例如，CDKs對CtIP的磷酸化)能夠在細胞周期的S期和G2期啟動(dòng)DNA切除和HR，但NHEJ仍然是整個(gè)間期的主要的DSB修復通路。這部分是由于BARD1（BRCA1的穩定結合伙伴）和53BP1在染色質(zhì)水平上對DSB修復的調節，其分別競爭促進(jìn)末端切除和拮抗末端切除。BARD1和53BP1作為組蛋白H2A Lys15(H2AK15)泛素化，一種由RNF168沉積的DNA損傷誘導的組蛋白修飾(圖1)，和組蛋白H4 Lys20(H4K20)甲基化狀態(tài)的閱讀器。組蛋白H4 Lys20二甲基化是沉積在成熟染色質(zhì)上的組蛋白修飾，因此在S期中不存在新生的子代DNA鏈。通過(guò)直接結合含有H2AK15ub和H4K20me2的核小體，53BP1募集下游效應蛋白，包括RIF1和shieldin復合物，通過(guò)調節3D染色質(zhì)結構，保護DSB末端和/或募集DNA聚合酶-α以填補切除期間產(chǎn)生的ssDNA間隙，以抵消DNA末端切除、。因此，通過(guò)抑制ssDNA的產(chǎn)生，53BP1和它的結合伙伴確保有足夠的長(cháng)度RAD51絲無(wú)法組裝，從而抑制HR。53BP1介導的NHEJ在S期具有高度毒性，此時(shí)復制叉的崩潰導致單一末端DSBs產(chǎn)生。當連接來(lái)自不同染色體的兩個(gè)這樣的末端時(shí)，染色體易位發(fā)生。因此，在復制過(guò)程中發(fā)生的DSBs必須由HR修復，而不是NHEJ。這是通過(guò)BRCA1–BARD1復合體實(shí)現的，與53BP1一樣，識別RNF168-介導的組蛋白H2A Lys15泛素化標記(圖1)，但結合未甲基化組蛋白H4 Lys20，而不是二甲基化的組蛋白H4 Lys20。重要的是，復制叉附近的新生染色質(zhì)富集未甲基化的組蛋白H4 Lys20，與成熟的染色質(zhì)形成對比，成熟的染色質(zhì)復制后在H4K20上逐漸甲基化。這樣，細胞確保53BP1在成熟染色質(zhì)中發(fā)生DSBs的整個(gè)間期促進(jìn)NHEJ，而B(niǎo)RCA1被招募到DNA復制過(guò)程中發(fā)生的DSB附近的染色質(zhì)，并被HR修復。然而，要注意的是，在S期，53BP1仍然被招募到DSBs更遠端的染色質(zhì)位點(diǎn)。這有助于通過(guò)防止大范圍的遠距離切除來(lái)保持HR的準確性，而遠距離切除可能激活單鏈退火(圖2)，這是一種RAD52介導的會(huì )產(chǎn)生大量基因組缺失的修復過(guò)程。如果DNA末端未廣泛切除，則可選擇替代末端連接(圖2)用于修復DSBs。然而，可選的末端連接和單鏈退火通路都是高度突變的，僅當更準確的修復通路(NHEJ或HR)出現損害時(shí)才進(jìn)行備份。該模型得到了最近的證據支持，證據表明在細胞分裂發(fā)生之前直到有絲分裂開(kāi)始，依賴(lài)POLQ的DSB修復受到限制。這種最后的誘變DSB修復比未修復的DSB進(jìn)行有絲分裂更可取，在有絲分裂中，染色體分離可能導致微核和災難性的斷裂-融合-橋循環(huán)和染色體碎裂等事件，這是癌癥中染色體不穩定的兩個(gè)來(lái)源。2 PARP抑制劑在癌癥靶向治療中的應用
BRCA1或BRCA2中的胚系雜合突變，使受影響的個(gè)體易患多種類(lèi)型的癌癥，包括乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和胰腺癌。如前所述，BRCA1和BRCA2通過(guò)HR通路促進(jìn)準確的DNA修復，這對于在暴露后保持基因組完整性至關(guān)重要，如電離輻射或DNA間鏈交聯(lián)劑等DNA損傷治療。在沒(méi)有外來(lái)挑戰的情況下，BRCA1和BRCA2在DNA復制中對維持基因組穩定性至關(guān)重要。雖然復制本身不是必需的，但BRCA1和BRCA2通過(guò)防止核酸酶對新生DNA的降解和促進(jìn)受損復制叉的HR修復來(lái)促進(jìn)復制。當BRCA1或BRCA2被廢除時(shí)，由復制失敗引起的DNA損傷會(huì )積累。他們通過(guò)容易出錯的備份路徑進(jìn)行修復，從而產(chǎn)生基因組改變(插入、缺失和染色體重排)，對基因組完整性構成威脅，并且在長(cháng)期來(lái)看，促進(jìn)腫瘤發(fā)生。如前所述，PARP在SSB修復中起著(zhù)關(guān)鍵作用。因此，最初假設PARP抑制特異性殺死BRCA1/2缺陷細胞是由于SSB的積累，當它們被復制叉遇到時(shí)會(huì )轉換為DSBs。與復制相關(guān)的DSBs是單一末端的，因此必須是由HR修復，因為NHEJ會(huì )產(chǎn)生有毒的基因組重排。BRCA1/2缺陷和更普遍的HR缺陷細胞對PARP的抑制敏感，被認為是由于PARP依賴(lài)的SSB修復的抑制，導致復制過(guò)程中的DNA損傷(SSBs和DSBs)的積累。然而，這個(gè)模型并不能完全解釋BRCA1/2缺陷細胞對PARP抑制劑敏感的程度，與他們在DNA上“捕獲”P(pán)ARP的程度相關(guān)的觀(guān)察結果。實(shí)際上，ALC1(也稱(chēng)為CHD1L)、RNaseH2或ATPase p97(也稱(chēng)為VCP)等因子的缺失或抑制，增加PARP捕獲，BRCA1/2的丟失和對PARP抑制劑的敏感性增加會(huì )導致合成致死。此外，最近的研究表明，PARP抑制導致復制叉后面ssDNA間隙的積累，這起源于處理岡崎片段的缺陷。這些間隙轉化為需要BRCA1/2進(jìn)行修復的DSBs，需要通過(guò)有絲分裂和隨后的S期進(jìn)展。需進(jìn)一步的工作，來(lái)明確關(guān)于PARP抑制劑誘導BRCA1/2缺陷細胞致死的精確機制。然而，在PARP抑制和BRCA1/2缺陷之間合成-致死關(guān)系的發(fā)現，為在具有HR缺陷的腫瘤中選擇性靶向DDR因子建立了范例(框1)。盡管存在獲得性耐藥，這依然為未來(lái)的癌癥研究和臨床應用提供了一個(gè)令人興奮的方向， (框3)，仍然是臨床上使用PARP抑制劑的一個(gè)主要缺陷。確實(shí)，正如接下來(lái)的討論那樣，在已經(jīng)確定的DDR因子和路徑之間的新型合成-致死相互作用，其中一些已經(jīng)在早期臨床試驗中進(jìn)行了測試。3 靶向DDR激酶在臨床上的應用
3.1 ATM抑制劑
ATM是協(xié)調DSB修復的頂端DDR激酶，因此已開(kāi)發(fā)出多種化合物用于選擇性抑制(表1)。鑒于A(yíng)TM在DSB信號和修復中的關(guān)鍵作用，ATM抑制聯(lián)合放療是一種明顯且有吸引力的，用于根除腫瘤治療的組合，目前正在多項臨床試驗中探索。早前，有研究表明，特異性ATM抑制劑可用于增加DNA損傷劑的抗癌活性，如拓撲異構酶抑制劑或PARP抑制劑。此外，ATM缺乏會(huì )使癌細胞對拓撲異構酶1抑制劑或PARP抑制劑敏感。這具有臨床意義，因為ATM經(jīng)常在零星的癌癥中發(fā)生突變或失活，包括肺癌、乳腺癌、腦癌或胰腺癌。在機制上，PARP和拓撲異構酶1抑制劑會(huì )導致單一末端DSBs，這需要HR進(jìn)行準確的修復。ATM信號的丟失延遲末端切除，并將單一末端DSBs的修復引導至NHEJ，從而導致毒性染色體融合。相反， 對NHEJ至關(guān)重要的XRCC4、LIG4或XLF的缺失，促進(jìn)了ATM缺陷細胞對PARP或拓撲異構酶1抑制劑的耐藥性，因為單一末端DSBs可以被HR修復。然而，ATM抑制在BRCA1-53BP1缺陷或BRCA1-REV7缺陷小鼠細胞中逆轉PARP抑制劑耐藥性，這一效應由減少末端切除介導。因此，ATM抑制劑與PARP或拓撲異構酶1抑制劑的聯(lián)合可能是一種有前途的治療策略，目前正在臨床研究中(表1)。此外，先前的研究表明，在范可尼貧血通路中ATM抑制伴隨基因丟失而合成致死，最近在多個(gè)CRISPR–Cas9篩選中驗證了這項觀(guān)察結果。因此，在一種或多種缺陷的腫瘤中，超過(guò)20個(gè)范可尼貧血基因(例如，約5%的卵巢癌)帶有缺陷，可能是使用ATM抑制劑治療的有吸引力的候選者。盡管正在進(jìn)行多項臨床試驗(表1)，但ATM抑制劑的臨床療效，還有待證明。還值得注意的是，胚系雜合ATM突變易導致血液系統惡性腫瘤和其他癌癥類(lèi)型。因此，應仔細考慮，以確保ATM的治療益處超過(guò)了癌癥患者的風(fēng)險，因為隨著(zhù)暴露延長(cháng)，ATM抑制劑可能導致多個(gè)組織中新發(fā)腫瘤的形成。3.2 DNA-PKcs抑制劑
DNA-PKcs，全酶DNA-PK的催化亞基，也包括蛋白質(zhì)Ku70和Ku80，在整個(gè)細胞周期中，對于通過(guò)NHEJ進(jìn)行的DSB修復至關(guān)重要。與此一致，缺乏DNA-PKcs的細胞對DSB誘導劑敏感，用DNA-PKcs抑制劑治療可以重現這種效果。與ATM類(lèi)似，DNA-PKcs抑制聯(lián)合放療是一種有吸引力的抗癌策略。重要的是，響應DSBs的底物磷酸化中，因為ATM和DNA-PKcs僅顯示部分冗余，它們的伴隨損失是合成致死的。因此，DNA-PKcs抑制劑，尤其是那些目前正在臨床試驗中的抑制劑(表1)，可能對ATM缺陷型腫瘤也有效。這個(gè)概念可能不適用于XRD-0394等抑制劑，它是ATM和DNA-PKcs的雙重抑制劑，最近進(jìn)入I期臨床試驗，但尚未公開(kāi)其數據。3.3 ATR抑制劑
ATR激酶作用于S期，通過(guò)調節起始點(diǎn)火和分叉進(jìn)程確保進(jìn)行及時(shí)準確的DNA復制。因為癌細胞經(jīng)常積累停滯的復制叉，它們依賴(lài)ATR信號來(lái)維持DNA復制。由于p53缺陷或癌基因激活，G1-S轉化控制缺陷細胞同樣依賴(lài)于A(yíng)TR信號。因此，ATR是一個(gè)有吸引力的癌癥治療靶點(diǎn)，近年來(lái)開(kāi)發(fā)多種具有特異性和強效性的ATR抑制劑(表1)。ATR抑制劑增加復制叉停滯，并促進(jìn)染色體斷裂，導致細胞毒性。由于癌基因的過(guò)度表達，引起癌細胞復制應激，例如編碼細胞周期蛋白E1的癌基因對ATR抑制劑特別敏感。相似的結果在ALK和MYCN放大的神經(jīng)母細胞瘤的異種移植小鼠模型中觀(guān)察到，其中ATR抑制導致腫瘤生長(cháng)抑制。含有干擾DNA修復的ATM突變的癌細胞，也對ATR抑制劑敏感。ATR抑制劑使腫瘤對電離輻射敏感，并且它們的組合可有效對抗三陰性乳腺癌患者來(lái)源的異種移植物(PDX)模型。有趣的是，最近的研究已證明ATR抑制劑可增強輻射誘導的干擾素信號，表明ATR抑制劑與免疫療法的潛在治療組合可能。這個(gè)概念在去勢抵抗性前列腺癌的小鼠模型中是有效的，其中ATR抑制劑聯(lián)合靶向免疫檢查點(diǎn)分子PDL1的免疫療法顯示出協(xié)同抗腫瘤活性。ATR抑制劑和免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的組合，目前正在臨床試驗中進(jìn)行測試(表1)；例如，ATR抑制劑VE-822和抗PDL1免疫療法avelumab的組合，被用于治療帶有DDR基因突變的實(shí)體腫瘤。多項研究揭示了ATR抑制劑和現有抗癌藥物之間的協(xié)同作用，這些藥物干擾DNA復制或造成DNA損傷(例如，順鉑、吉西他濱和替莫唑胺)。重要的是，有研究指出，ATR抑制劑與PARP抑制劑能夠協(xié)同作用對抗BRCA1/BRCA2突變的腫瘤，從機制上講，在BRCA2缺陷細胞中，ATR抑制劑會(huì )加劇PARP抑制劑引起的一些病理，包括加速有絲分裂進(jìn)入、染色質(zhì)橋積累和斷裂和/或滯后的染色體，導致PARP抑制劑的細胞毒性增加。這兩種藥物之間的協(xié)同作用最近已擴展到野生型BRCA1/BRCA2腫瘤。ATR抑制劑最有希望的臨床應用之一，是它們治療PARP抑制劑耐藥腫瘤的潛力。在DSBs處，通過(guò)不依賴(lài)BRCA1的RAD51，BRCA1缺陷型癌細胞可以克服PARP抑制劑的毒性 (框3)。在體外，ATR抑制劑阻斷了這種不依賴(lài)BRCA1的功能，導致腫瘤細胞對PARP的抑制作用再敏感。此外，HR熟練和HR缺陷癌細胞中，ATR抑制劑逆轉了解旋酶SLFN11失活引起的PARP抑制劑耐藥。3.4 CHK1抑制劑
作為ATR的下游靶點(diǎn)，激酶CHK1同樣被DNA復制缺陷激活。CHK1抑制劑選擇性地殺死具有高水平復制應激的癌細胞。CHK1抑制劑顯示可增強DNA損傷劑的細胞毒性，例如p53缺陷癌細胞中的吉西他濱、順鉑和喜樹(shù)堿，以及p53缺陷的三陰性乳腺癌小鼠模型中的伊立替康。與ATR抑制劑類(lèi)似，CHK1抑制劑會(huì )加劇PARP抑制造成的DNA損害。此外， CHK1抑制劑prexasertib治療可激活I型干擾素信號，并且它與抗PDL1免疫療法的結合在小細胞肺癌小鼠模型中產(chǎn)生協(xié)同抗腫瘤作用。盡管一些CHK1抑制劑在初始臨床試驗階段表現出顯著(zhù)的毒性，幾種安全性更好的新型候選化合物目前正在臨床上進(jìn)行測試(表1)。3.5 WEE1和PKMYT1抑制劑
酪氨酸激酶WEE1負責CDK1的抑制性磷酸化，可防止有絲分裂進(jìn)入。因此，使用WEE1抑制劑治療會(huì )導致有絲分裂異常進(jìn)入，這是這些化合物的細胞毒性的基礎。S期，通過(guò)SLX4–MUS81復合物和DNA損傷的毒性積累，CDK1激活還導致停滯復制叉的裂解增強。重要的是，伴隨著(zhù)組蛋白H3 Lys36三甲基化(H3K36me3)缺失，WEE1抑制是合成致死的，這經(jīng)常在缺乏組蛋白甲基轉移酶SETD2或過(guò)度表達組蛋白賴(lài)氨酸脫甲基酶KDM4A的癌癥中發(fā)現。鑒于SETD2在癌癥中經(jīng)常發(fā)生突變，在異種移植模型和細胞系中獲得的結果，提供了使用抗H3K36me3抗體作為鑒定SETD2突變的生物標志物的理論依據，其對WEE1抑制劑敏感，目前正在接受臨床測試。最近，在CRISPR-Cas9篩選中發(fā)現，WEE1樣激酶PKMYT1與細胞周期蛋白E過(guò)度表達的合成致死相互作用。表達細胞周期蛋白E的癌細胞中，用PKMYT1抑制劑RP-6306觸發(fā)計劃外的CDK1激活，并且該抑制劑在異種移植物或PDX模型中，表現出有效的體內抗腫瘤活性，單獨使用或與吉西他濱聯(lián)合使用。這抑制劑目前正在實(shí)體腫瘤患者的I期臨床試驗中進(jìn)行測試 (表1)。
4 新興療法和新靶點(diǎn)
除了PARP1和本文前面討論的激酶外，它們已被驗證為癌癥治療的真正靶點(diǎn)(表1、2)，另外一些的DDR因子已被確定為特定腫瘤的潛在目標靶點(diǎn)。接下來(lái)，連同目前處于臨床開(kāi)發(fā)中的抑制劑化合物，將在以下小節中討論。4.1 POLQ抑制劑靶向HR缺陷腫瘤
POLQ在替代末端連接通路中起著(zhù)核心作用，該通路修復了具有內部微同源性的被切除的DNA末端 (圖2)。POLQ包含一個(gè)解旋酶樣的ATPase結構域，需要從切除的ssDNA末端取代RPA并解開(kāi)同源序列。在排列和退火后，POLQ的聚合酶活性填充間隙，隨后由LIG1或LIG3封閉。反映其在DNA修復中的關(guān)鍵作用，在一組不同體外腫瘤細胞系中POLQ抑制具有放射增敏作用。
發(fā)現POLQ與DNA修復基因的合成致死相互作用，包括BRCA1、BRCA2和ATM，強調了POLQ是消除伴有HR修復障礙的腫瘤的一個(gè)有希望的靶點(diǎn)。世界多個(gè)團隊的共同努力完成了對POLQ抑制劑的鑒定，鑒定出兩種化合物，在臨床前研究中顯示出療效，目前正在為其設計臨床試驗。小分子文庫篩選中，抗生素新生霉素被確定為一種特異且有效的POLQ抑制劑。新生霉素與POLQ的ATPase域的結合觸發(fā)BRCA1/2缺陷細胞的消除，并增強PARP抑制劑的毒性作用。重要的是，在三陰性乳腺癌基因工程小鼠模型中新生霉素抑制BRCA1缺失腫瘤的生長(cháng)，以及在PDX中，通過(guò)53BP1的丟失，獲得具有PARP抑制劑耐藥性，表明這種藥獨特的臨床潛力。此外，PARP抑制劑耐藥癌癥中，高POLQ mRNA水平可能作為新生霉素敏感性的預測生物標志物。第二種POLQ抑制劑，ART558，在體外顯示出納米摩爾級POLQ親和力，并特異性抑制BRCA2缺陷細胞的生長(cháng)，其概述了POLQ基因消融的效果。類(lèi)似于新生霉素，ART558對BRCA1?/?細胞和來(lái)自BRCA1突變的乳腺癌類(lèi)器官具有毒性，這些細胞已對PARP抑制劑產(chǎn)生耐藥性。雖然該抑制劑的體內數據還沒(méi)獲得，但同一公司開(kāi)發(fā)的另一種POLQ抑制劑ART812，在動(dòng)物模型中具有更高的生物利用度和較低的清除率，在大鼠中能夠抑制PARP抑制劑耐藥BRCA1-/-腫瘤的生長(cháng)。4.2 USP1抑制劑靶向BRCA1/2缺陷腫瘤
去泛素化酶USP1是翻譯合成（逆轉增殖細胞核抗原(PCNA) 的泛素化）的負調節因子。PCNA泛素化是翻譯合成進(jìn)行復制后DNA修復所必須的。USP1失活后使復制叉不穩定，單泛素化PCNA持續存在，變得依賴(lài)BRCA1。因此，癌細胞中USP1失活伴隨BRCA1丟失是合成致死的。最近開(kāi)發(fā)的USP1抑制劑KSQ-4279專(zhuān)門(mén)針對BRCA1/2缺陷癌細胞。重要的是，三陰性乳腺癌的PDX模型中，無(wú)論BRCA1/2狀態(tài)如何，其與PARP抑制劑聯(lián)合導致了抗腫瘤反應延長(cháng)。KSQ-4279目前正在對患有晚期實(shí)體瘤的患者進(jìn)行I期臨床試驗。4.3 RAD51抑制劑
RAD51是DSB修復HR通路的中心酶，對細胞存活至關(guān)重要。RAD51在被切除的DSBs上形成的ssDNA上組裝核蛋白絲，它催化鏈入侵轉化為同源DNA模板以啟動(dòng)HR修復。BRCA2是RAD51在DSB位點(diǎn)的加載子，并且正如預期的那樣，RAD51的廢除與PARP抑制是合成致死的。在體內外，發(fā)現了幾種調節RAD51活性并防止RAD51細絲形成和/或已確定抑制HR修復的化合物。RAD51抑制劑CYT-0851對活化誘導胞苷脫氨酶(AID)表達的慢性淋巴細胞白血病小鼠模型和人類(lèi)癌癥細胞具有選擇性細胞毒活性，目前正處于I/II期臨床試驗中，單獨或聯(lián)合使用化療，用于治療B細胞血液系統惡性腫瘤和晚期實(shí)體瘤。4.4 微衛星不穩定性癌癥中，靶向解旋酶WRN
微衛星不穩定性(MSI)是MMR缺陷癌癥的常見(jiàn)標志 (例如，MLH1、MSH2、MSH3或MSH6基因突變)，并且常見(jiàn)于胃(~28%)、子宮(~22%)和結直腸(~15%)癌癥。解旋酶WRN是MSI細胞中的合成致死靶點(diǎn)，特別是在遺傳性非息肉性結腸癌中。然而，僅MMR基因的失活不足以解釋觀(guān)察到的合成致死相互作用。相反，長(cháng)期MMR缺陷導致大量TA二核苷酸重復的積累，形成非B-DNA二級結構。在WRN缺失的情況下，SLX4–MUS81核酸內切酶復合物切割這些結構，導致染色體斷裂和細胞凋亡。所以，MSI陽(yáng)性癌癥人群，抑制WRN解旋酶活性可能是一種有效的可選擇的治療方法。
DDR網(wǎng)絡(luò )高度協(xié)調，以確保在涉及DNA代謝反應的細胞過(guò)程中染色體的完整性 (復制和修復)。鑒于這些活動(dòng)對于細胞生存和增殖來(lái)說(shuō)是必不可少的，很早就清楚的一點(diǎn)，即靶向DDR可能是抑制癌細胞生長(cháng)的可行策略胞。應用這種方法明顯存在的挑戰是在腫瘤中特異性靶向DDR，而正常組織不受影響。伴隨著(zhù)對促進(jìn)腫瘤生長(cháng)的特定基因改變的鑒定成功，在應對這一挑戰方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，同時(shí)在這種特定的遺傳背景下，使腫瘤容易受到具有選擇性毒性的DDR靶向治療的影響。作為腫瘤中BRCA1/BRCA2突變與PARP抑制劑之間合成致死相互作用的典型范例，說(shuō)明了這一概念。應用相同的原理，多個(gè)研究已經(jīng)確定了在癌癥中發(fā)生突變的其他DDR基因之間的合成致死相互作用，從而為攜帶這些突變的腫瘤提供潛在的藥物靶點(diǎn)。然而，事實(shí)證明，該方法很麻煩。這是因為BRCA1/BRCA2突變細胞和腫瘤對PARP抑制劑的顯著(zhù)超敏反應具有三個(gè)獨特的因素：(1)PARP抑制劑阻止未連接的岡崎片段加工，從而產(chǎn)生SSBs；(2)SSBs是癌癥中最常見(jiàn)的DNA損傷，并且需要PARP1修復；(3) 使用PARP抑制劑治療的BRCA1/2突變腫瘤中，未修復的SSBs會(huì )導致進(jìn)一步的DNA損傷，進(jìn)而觸發(fā)強大的先天免疫反應。因此，其他合成-致死相互作用有可能無(wú)法成功復制PARP抑制劑對HR缺陷腫瘤有效作用。此外，大多數用于鑒定新的藥物靶點(diǎn)的工具(例如，CRISPR-Cas9篩選) ，都在基因水平上監測合成致死相互作用。雖然這種方法可以鑒定新的藥物靶點(diǎn)(例如，BRCA1缺陷癌細胞中的RNase H)，靶蛋白的缺失可能不會(huì )具有與其化學(xué)抑制作用一樣強的抗癌作用。例如，PARP1抑制劑對HR缺陷癌癥的細胞毒性被認為是由PARP1捕獲介導的，而不是由PARP活性喪失介導的。在其他情況下，酶催化活性的喪失，比完全沒(méi)有這種蛋白質(zhì)更糟糕。例如，Atm基因敲除的小鼠雖然易患腫瘤，但仍能存活，而ATM催化位點(diǎn)突變的小鼠在胚胎期是致死的。DNA-PKcs激酶凋亡的小鼠也是如此，他們也是胚胎致死的，盡管缺乏DNA-PKcs的小鼠也可以存活。此外，DDR基因的失活會(huì )引發(fā)基因組不穩定，導致多個(gè)其他基因的改變，使其很難確定腫瘤的遺傳起源。精準醫學(xué)的出現，強調了在癌癥患者中發(fā)現的特定基因改變，與針對這種改變的靶向治療相匹配的好處。目的是最大限度地提高治療效果，同時(shí)減少不利影響(即毒性和耐藥性)。然而，近年來(lái)在精準醫療方面取得的進(jìn)展，也揭示了任務(wù)的復雜性。例如，雖然能夠對患者樣本進(jìn)行測序的技術(shù)很容易獲得，對基因組學(xué)和轉錄組學(xué)數據進(jìn)行反卷積和解釋仍然是主要障礙。DDR突變腫瘤中，基因組不穩定性的另一個(gè)后果是，盡管進(jìn)行了靶向治療，為了逃避藥物毒性，恢復腫瘤生長(cháng)，它們進(jìn)行基因構成的重新組合。這種現象被稱(chēng)為獲得性耐藥，至今仍是臨床上難以逾越的障礙。設計藥物組合，優(yōu)化時(shí)機和給藥方案，可降低毒性，限制或抑制耐藥性，可以解決這些問(wèn)題。在這個(gè)方面，DDR抑制劑與免疫檢查點(diǎn)阻斷聯(lián)合使用是一種很有前途的治療策略。DDR抑制劑造成的DNA損傷導致胞質(zhì)DNA片段的積累(例如，以微核的形式)，激活cGAS–STING軸并觸發(fā)抗腫瘤免疫反應。DDR和cGAS–STING通路與臨床應用之間的相互作用，已在最近的其他評論中討論過(guò)。如本評論中所討論的，最近已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種靶向DDR通路的新型化合物，以及正在患者中評估那些臨床前環(huán)境中顯示有希望的藥物。然而，重要的是要認識到，這種經(jīng)驗方法可能不適用于癌癥等復雜疾病。因此，當務(wù)之急是集中精力研究發(fā)現藥物開(kāi)發(fā)的新靶點(diǎn)，以及通過(guò)卓越的配方或方法鑒定可減少副作用的有效藥物組合，來(lái)優(yōu)化現有藥物并最大限度地提高臨床療效。| 自從發(fā)現聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)抑制和BRCA1/2不足兩者之間的合成致死相互作用以來(lái)，多項研究證明了PARP抑制劑的臨床獲益，特別是對于BRCA1/BRCA2突變的腫瘤患者。因此，六種不同的PARP抑制劑已獲準用于臨床，包括針對BRCA1/BRCA2突變癌癥的特定亞群：奧拉帕尼，盧卡帕利，尼拉帕尼，他拉佐帕利，氟唑帕利和帕米帕利。例如，美國食品和藥物管理局(FDA)已批準奧拉帕尼和他拉唑帕利用于治療晚期或轉移性HER2陰性乳腺癌患者。2022年3月，奧拉帕尼獲FDA批準用于輔助治療遺傳性BRCA1/BRCA2突變和HER2陰性高危早期乳腺癌患者。PARP抑制劑也用于治療患有BRCA1/BRCA2突變（胚系或體細胞突變）的卵巢癌患者，如維持治療(奧拉帕尼)或化療后的治療(奧拉帕尼和盧卡帕利)。此外，奧拉帕尼用于BRCA1/BRCA2突變的轉移胰腺癌患者的維持治療。盧卡帕利則作為伴隨BRCA1/BRCA2突變（胚系或體細胞突變）的轉移性耐去勢前列腺癌患者的二線(xiàn)治療方案。PARP抑制劑的臨床應用不僅限于BRCA1/BRCA2突變的腫瘤。奧拉帕尼和尼拉帕尼可用于靶向治療同源性重組缺陷相關(guān)的晚期卵巢癌，該缺陷不僅由BRCA1/BRCA2突變定義，也通過(guò)經(jīng)批準的伴隨診斷測試評估的基因組不穩定性定義 (框2)。此外，奧拉帕尼批準用于治療轉移性去勢抵抗前列腺癌患者，這些患者的腫瘤在抗雄激素治療后出現腫瘤進(jìn)展，并且在同源重組基因，包括BRCA1、BRCA2、PALB2、RAD51C、RAD51D和ATM中，存在胚系或體細胞突變。值得注意的是，PARP抑制劑也被批準用于復發(fā)或晚期卵巢癌(奧拉帕尼，盧卡帕利和尼拉帕尼) 患者的維持治療，這些患者不是根據已知的BRCA1/BRCA2突變或同源重組缺陷而選擇的。這些抑制劑也已被歐洲藥品管理局(EMA) 批準治療上文提到的某些腫瘤類(lèi)型。此外，中國國家藥品監督管理局(NMPA)已批準使用PARP抑制劑來(lái)治療BRCA1/BRCA2突變的復發(fā)性卵巢癌(氟唑帕利)或BRCA1/BRCA2突變的復發(fā)性晚期卵巢癌(帕米帕利)。然而，PARP抑制劑耐藥性的出現限制了它們的臨床療效(框2)。因為PARP捕獲介導PARP抑制劑的抗腫瘤活性和獲得性耐藥性，因此調節它們的捕獲能力可能會(huì )影響它們的臨床療效。因此，具有更高PARP捕獲能力的新型PARP抑制劑，例如最近開(kāi)發(fā)的維利帕尼衍生物，是有前途的臨床候選藥物。 |
框2 患者選擇的生物標志物和功能分析 患者分層在靶向抗腫瘤療法的開(kāi)發(fā)和臨床應用中具有關(guān)鍵作用，新型生物標志物的應用被用于確定患者是否會(huì )從給定的治療中受益。胚系或體細胞突變的存在是患者選擇的主要標準，如使用聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)抑制劑靶向BRCA1-、BRCA2-或ATM突變的腫瘤(框1，表1、2)。其他測量復雜“基因組疤痕”的伴隨診斷測試也被用來(lái)選擇符合條件的患者。例如，一項伴隨診斷測試測量雜合性的丟失，端粒等位基因失衡和大規模狀態(tài)轉換，并計算基因組不穩定性分數。 作為基因檢測的替代方法，測量RAD51灶形成的功能測定，作為同源重組活性的替代品，已被證明可以預測PARP抑制劑的體外反應。實(shí)際上，來(lái)自上皮性卵巢癌患者的細胞，在體外PARP抑制劑盧卡帕利進(jìn)行挑戰，同基因分析中RAD51病灶的形成與細胞的存活相關(guān)。最近的研究表明，在福爾馬林固定的石蠟包埋的腫瘤樣本中進(jìn)行RAD51病灶形成的可能性檢測，從而消除了分離活癌細胞和治療的需要。使用PARP抑制劑治療的BRCA1/BRCA2胚系突變患者的福爾馬林固定中的石蠟包埋腫瘤樣本，進(jìn)行功能同源重組分析，可預測臨床療效和耐藥性?？偠灾?，RAD51焦點(diǎn)的形成是那些可能受益于PARP抑制劑患者的一個(gè)很有前途的工具選擇。臨床上，遺傳和功能檢測可能成為選擇患者進(jìn)行常規DNA損傷反應抑制劑治療的方法。但是，功能分析僅適用于PARP抑制劑，未來(lái)的努力應該集中在預測其他DNA損傷反應靶向療法功效的功能分析的研發(fā)。 |
| 在臨床上，使用聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)抑制劑的主要缺點(diǎn)是耐藥疾病的出現。最近的體外研究，發(fā)現了幾種可能是導致PARP抑制劑耐藥的基因突變。然而，在患者中只發(fā)現了這些突變的一個(gè)子集。通過(guò)逆轉突變，恢復開(kāi)放閱讀框重新激活BRCA1基因或BRCA2基因，是臨床上PARP抑制劑耐藥最常見(jiàn)的原因之一。通常，這是部分開(kāi)放閱讀框的修復，足以維持BRCA1/2的一些關(guān)鍵活動(dòng)(例如，RAD51在雙鏈斷裂處加載)。散發(fā)性三陰性乳腺腫瘤中，BRCA1失活的一個(gè)常見(jiàn)機制是BRCA1啟動(dòng)子高甲基化，這是PARP抑制劑敏感性的預測因子。BRCA1沉默通過(guò)去甲基化被逆轉，這使得殘留轉錄足以引發(fā)耐藥性。已有研究表明，耐藥腫瘤重新表達BRCA1，同時(shí)保留BRCA1啟動(dòng)子超甲基化。其中一例是由染色體重排引起的，該重排將BRCA1基因置于異源活性啟動(dòng)子的控制下。針對BRCA1突變腫瘤的PARP抑制劑耐藥的另一種機制，是通過(guò)廢除53BP1或其相互作用的伙伴RIF1和shieldin復合體(即REV7、SHLD1、SHLD2和SHLD3)，進(jìn)行同源重組的恢復。BRCA1缺陷細胞中，廢除任何這些因素重新激活末端切除，并將雙鏈斷裂位點(diǎn)的RAD51負載提高到足以進(jìn)行部分同源重組修復的水平。這種機制具有臨床意義，因為在PARP抑制劑耐藥的三陰性人類(lèi)乳腺癌中發(fā)現了，編碼53BP1通路成分的基因突變或下調。癌癥患者中，獨立于同源重組再激活的PARP抑制劑耐藥機制也有報道。例如，聚(ADP-核糖)糖水解酶(PARG)的表達缺失，這種酶負責聚(ADP-核糖)鏈的降解，穩定聚(ADP-核糖基)鏈，并促進(jìn)BRCA1/BRCA2缺陷細胞和腫瘤中的PARP抑制劑耐藥。免疫組織化學(xué)檢測到PARG抑制可能與廣譜腫瘤相關(guān)。同樣，解旋酶SLFN11的丟失，在DNA復制和修復中具有難以捉摸的作用，促進(jìn)了BRCA1/2缺陷細胞中對PARP抑制劑的耐藥性。一名PARP抑制劑耐藥BRCA1缺失的轉移性乳腺癌患者，報告了SLFN11錯義突變。 |
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