卵巢癌是妇科常见恶性肿瘤，其致死率在女性肿瘤中居于第3位。2020 年全球新增卵巢癌患者313959 例，我国新发病例数55342例，占比为17.62%；全球死亡卵巢癌患者207252例，占女性肿瘤死亡人数的 4.7%，其中我国死亡病例数为37519，占比为18.10%[1, 2]。目前，针对复发性卵巢癌的药物治疗除更换化疗药物及抗血管生成药物外，聚二磷酸腺苷核糖聚合酶（poly adenosine diphosphate ribose polymerase，PARP）抑制剂（PARP inhibitor，PARPi）也进入了人们的视线。PARPi主要作用于存在同源重组修复（homologous recombination repair，HRR）功能缺陷的肿瘤细胞，通过捕获PARP并抑制其活性，使肿瘤细胞失去DNA损伤修复功能，进一步杀伤肿瘤细胞，这一现象被称为合成致死效应（synthetic lethality）。PAPRi显著提高了卵巢癌治疗和维持治疗的疗效。随着临床上应用 PAPRi的增多，更好地理解 PARPi耐药机制至关重要，【肿瘤资讯】特邀重庆大学附属肿瘤医院妇科肿瘤中心周琦教授对目前临床前及临床研究中报道的PARPi潜在耐药机制进行总结。
专家简介
重庆大学附属肿瘤医院
妇科肿瘤MDT首席专家
国际妇癌联盟（IGCS）教育委员会委员
中国抗癌协会妇科肿瘤专委会（CGCS）前任主任委员
中国抗癌协会内分泌专业委员会主任委员
中华医学会妇科肿瘤专业委员会第二、三届常委
中国临床肿瘤学会妇科肿瘤专家委员会副主任委员
中国科协第六批首席科学传播专家
重庆市医师协会肿瘤医师分会会长
重庆市肿瘤学学术技术带头人
重庆市医学首席专家
主要研究方向为妇科恶性肿瘤放化疗抗性研究，宫颈癌前病变逆转与干预治疗应用基础研究，肿瘤早期诊断方法研究，肿瘤的个体化靶向治疗、免疫治疗的相关临床与应用基础研究，肿瘤精准治疗及相关基因诊断研究。擅长妇科恶性肿瘤的手术、放疗和化疗，肿瘤遗传咨询和晚期妇科恶性肿瘤手术及挽救性治疗。
药物外排增加，肿瘤细胞内药物浓度降低
有研究提示，ABC转运蛋白（ATP-binding cassette transporter）为高度保守的一类跨膜蛋白，可转运的底物包括无机离子、单糖、聚糖、胆固醇、磷脂、氨基酸、肽、蛋白质、毒素、药物、抗生素和异源物质等。其中ABCB1基因的编码产物为P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp），肿瘤细胞中P-gp表达的上调会导致其外排泵的活性增加，对小分子药物由胞内向胞外转运增强从而降低药物的疗效（图1）[3]。在BRCA1表达缺失的乳腺癌小鼠模型中，无论是接受治疗剂量或维持剂量的PARPi后，药物转运体基因Abcb1a 与Abcb1b （分别可编码 MDR1/P-gp与Abcg2）均发生表达上调，并进一步导致对PARPi的耐药；在此基础上加用P-糖蛋白泵抑制剂则延缓肿瘤进展，提示PARPi的敏感性恢复[4]。同时，以上皮-间充质转化（EMT）表型为特征的间质癌肉瘤小鼠模型表现出特别高的PARPi耐药特征，研究发现在这类小鼠中Abcb1a/b呈高表达水平[5]。在PARPi耐药的人卵巢癌细胞系中也观察到了ABCB1的过表达，并且其对PARPi耐药可以通过联合使用P-gp抑制剂维拉帕米（Verapamil）和依克利达（Elacridar）逆转[6]。因此，P-糖蛋白抑制剂与PARPi联合使用是否可能是未来的治疗策略仍有待确定。EVOLVE研究中共纳入了34例在PARPi维持治疗/治疗过程中进展的卵巢癌患者，其中有15%的患者ABCB1基因表达上调，且这些患者对再次接受奥拉帕利（Olaparib）联合西地尼布（Cediranib）的应答较差[7]。上述发现推动了PARPi的发展，在我国上市的第4个PARPi-帕米帕利（Pamiparib）通过体外实验证实，是一款非P-糖蛋白底物的PARP抑制剂，具有潜在的抵抗由P-糖蛋白过表达引起的PARPi耐药。
图1. P-糖蛋白将药物泵出细胞外机制
PARP1和PARG蛋白表达下调或缺失
PARPi的主要靶标是PARP1和PARP2。由于靶点突变、缺失使得药物不能很好地结合和发挥抑制作用是小分子靶向药物发生耐药的主要因素。Pettitt等[8]使用CRISPR-Cas9技术，在BRCA1 缺陷的SUM149和COV362细胞系中诱导PARP1突变会导致PARPi耐药。其主要原因为PARP1的DNA结合锌指域内外突变造成PARP1被药物捕获能力的下降，从而引起肿瘤细胞对PARPi耐药。同时，在携带PARP1基因p.R591C位点突变的卵巢癌患者中证实了对Olaparib的原发耐药。Liu等研究发现维拉帕利(Veliparib)耐药的结肠癌细胞中PARP1基因呈现低表达状态[9]。
PARG（PAR glycohydrolase）负责PAR链的降解，因此PARG蛋白可以通过水解PAR链而实现逆转PAR化（PARylation）。因此，PARG与PARPi类似，可以防止PAR链在DNA损伤部位的积累。研究发现在BRCA2缺陷的小鼠细胞系中PARG表达缺失会导致对PARPi耐药[10]。
同源重组修复途径（HRR）的恢复
HRR相关基因的回复突变导致HR恢复
HRR恢复主要通过 BRCA1、BRCA2 及RAD51C、RAD51D、PALB2（partner and localizer of BRCA2）等基因的回复突变实现。Edwards 等[11]研究发现，由于基因开放阅读框（open reading frame，ORF）恢复，原先BRCA1/2 突变的肿瘤细胞中基因发生二级突变（secondary mutation），使得功能性BRCA1/2 基因继续翻译、转录，恢复原来的生物学功能，从而部分恢复DNA损伤修复能力，导致肿瘤细胞继续增殖。有些突变可以恢复到原来野生型BRCA1/2基因的二级突变（包括回复突变）是暴露于后PARPi形成获得性耐药的主要机制之一。Norquist等[12]对46例以铂类药物为基础的化疗后复发的卵巢癌患者BRCA基因突变情况进行检测，发现有28% 的患者可能存在BRCA基因功能及HRR活性恢复的二级突变，推测，二级突变不仅能导致铂耐药，还可能导致PARPi耐药。Kondrashova等[13]通过对高级别浆液性铂敏感复发卵巢癌的患者进行RAD51C、RAD51D 的一级和二级突变分析，发现二级突变恢复了除一级突变外大部分的ORF，恢复了HR修复过程，最终促进卢卡帕利（Rucaparib）耐药性产生。
切除抑制的丧失
在DNA损伤修复中，BRCA1和53BP1基因对DNA的切除修复起相反的作用，前者主要是激活HRR通路以修复复制叉，这种DNA修复的正确率较高，而后者则激活非同源性末端连接（NHEJ）通路，产生错误率高的DNA修复。有研究发现，存在BRCA1基因突变的卵巢癌细胞中，NHEJ调节蛋白53BP1表达缺失可以使肿瘤对PARPi产生耐药[14]。Jaspers等[15]对BRCA1突变的乳腺癌小鼠模型研究中发现在53BP1敲除后对PARPi耐药。这可能是由于53BP1基因的缺失促进了DNA受损末端的加工，为HRR通路修复双链DNA提供了可能，并进一步恢复了HRR通路的活性。
复制叉稳定性增加
当细胞存在复制压力时，细胞会停止生长，对损伤进行修复并重新进入细胞周期，如果无法克服复制障碍，则会出现细胞凋亡。对铂敏感复发性卵巢浆液性癌患者进行的研究显示，缺乏复制叉相关因子BRCA2、RAD51、FANCD2及FANCA基因的卵巢癌细胞，对PARPi比较敏感[16]。在缺乏MRE11基因的细胞中，通过恢复复制叉的稳定性，可以导致肿瘤细胞对PARPi耐药[17]。同时，复制叉的稳定与细胞周期紧密相关，细胞周期检查点能感知到DNA损伤信号，激活信号通路并停滞细胞周期。值得注意的是，Haynes等[18]总结了细胞周期检查点蛋白（例如ATR/CHK1及WEE1等）在稳定复制叉中的作用，并指出将PARPi与细胞周期检查点抑制剂联用能够减少耐药形成。
表1. PARPi耐药机制
更换其他PARPi
不同PARPi的细胞膜穿透性不同，而细胞膜穿透性决定了其在组织内药物浓度的差异。与奥拉帕利相比，尼拉帕利的表观渗透系数（apparent permeability, PAPP）较高，因而具有较强的细胞膜穿透性，因此尼拉帕利在卵巢癌组织及颅内的药物浓度更高，并当奥拉帕利更换为尼拉帕利后导致小鼠肿瘤体积进一步缩小[19]。另有一项体外实验对比了不同PARPi的表观渗透系数，帕米帕利、尼拉帕利、奥拉帕利的PAPP分别为30.3 cm/s x 10-6、12-18 cm/s x 10-6、3-9 cm/s x 10-6[20]。对应的，通过动物模型口服不同PARPi（帕米帕利10 mg/kg、尼拉帕利50 mg/kg以及奥拉帕利50 mg/kg），其在脑脊液浓度/血浆浓度（AUC1~4h）的百分比为18%、9%及2%。由此可见，相较于其他PARPi，帕米帕利具有较高透膜性，可较好地透过血脑屏障[21]。药物药理学方面的差异，可部分解释为什么一种PARPi耐药后，更换另一种PARPi可能仍会有效。
由于P-糖蛋白表达上调是PARPi潜在的耐药机制之一，因此选择一种非P-糖蛋白底物的PARPi可以避免由药物泵导致的细胞内药物浓度降低，从而减少耐药的发生。在BGB-290-102研究中，帕米帕利治疗携带胚系BRCA有害突变、≥2线铂敏感及铂耐药复发卵巢癌患者的客观缓解率（ORR）分别65%和32%，中位无进展生存期（mPFS）分别为15.2和6.2个月，中位缓解持续时间（mDOR）分别是14.5和11.1个月。帕米帕利是目前唯一一款非P-糖蛋白底物的PARPi， 具有一定的抗耐药性，其优异的肿瘤持续缓解数据可能与其独特的药物结构及药代动力学相关。目前，克服由于药物外排导致的肿瘤细胞PARPi耐药还需要进一步的转化医学与临床研究数据。
药物联合使用
与抗血管生成药物联用：大量的临床前数据显示了缺氧细胞中DNA修复和基因组不稳定性之间的关系，提示了PARPi与抗血管生成药物的联用机制。PAOLA-1、AVANOVA2、OVARIO等研究均显示出PARPi与抗血管生成药物联用在卵巢癌患者中的获益。
与免疫检查点抑制剂联用：在临床前及早期临床研究中发现PARPi通过抑制DNA修复产生DNA损伤、可促进新抗原释放、增加肿瘤突变负荷和提高PD-L1表达来增强免疫治疗的反应率，与免疫治疗起到相互协同的作用。MEDIOLA Ⅱ期篮子研究与TOPACIO研究初步显示出PARPi与免疫检查点抑制剂联用在卵巢癌中的疗效。
与细胞周期检查点抑制剂联用：Wee1 是细胞周期 G2/M 期检查点的调控分子，当被激活时，会导致G2/M细胞周期阻滞和Cdk1的磷酸化，从而阻碍了同源重组修复。临床前证据表明这种联合治疗具有协同作用。2021年ASCO报道了一项评价 Wee1抑制剂（Adavosertib）单药或联合PARPi治疗PARPi耐药的卵巢癌的Ⅱ期研究，结果显示联合组或单药组均对PARPi耐药的卵巢癌有效（ORR 29% vs 23%）。Chk1作为Wee1的激活蛋白，它是可与PARPi联合治疗的另一个靶点。Chk1抑制剂联合PAPR抑制剂治疗既往接受过PAPR抑制剂的BRCA突变的卵巢癌Ⅰ期临床试验也正在进行中（NCT03057145）。ATR是Chk1的上游通路，ATR存在于PARPi耐药的BRCA突变细胞中。2021 ASCO 报道了一项 PARPi+ATR抑制剂（Ceralasertib）治疗 PARPi获得性耐药复发卵巢癌的一项研究，结果显示出临床获益（ORR：46%）。
选择潜在的联合药物，是克服PARPi耐药的关键。针对PARPi耐药的患者人群最有效的联合药物方案，临床上仍没有确定的答案。预测和评估基因组或表观遗传变化的适应性应答，或许可以帮助合理地选择联合治疗方案和避免获得性耐药。改善卵巢癌的预后，优化基于特定肿瘤分子机制的联合治疗，实现药物的协同作用是靶向治疗的最终临床目标。
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