施錦渝，柏 英，彭珂文，張文慧，朱啟華，徐云根

(中國藥科大學(xué)藥物化學(xué)系，南京 211198)

聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly (ADP-ribose) polymerase,PARP)是存在于真核細(xì)胞中參與DNA損傷修復(fù)的一種多功能蛋白質(zhì)翻譯后修飾酶[1]。PARP通過識別并結(jié)合斷裂的DNA鏈，募集煙酰胺腺嘌呤二核苷(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)依賴的ADP核糖單位、組蛋白以及各種DNA修復(fù)相關(guān)酶，經(jīng)過一系列的催化調(diào)節(jié)反應(yīng)，完成DNA修復(fù)過程[2]。此外，PARP在細(xì)胞中還參與DNA的甲基化修飾和轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期調(diào)控以及細(xì)胞的有絲分裂等過程的調(diào)節(jié)。PARP家族包括:PARP-1、PARP-2、PARP-3、VPARP、Tankyrase-1和Tankyrase-2等18個亞型,它們具有高度的同源性，結(jié)構(gòu)相似且能對多種核蛋白進(jìn)行PAR修飾[3-4]。其中，PARP-1在真核細(xì)胞內(nèi)含量最高，對其結(jié)構(gòu)和功能的研究也最為深入，并且發(fā)揮著該家族90%以上的功能。

1 PARP-1抑制劑

PARP-1抑制劑作為一種新型抗腫瘤藥物，以其優(yōu)異的療效贏得世人矚目，其抗腫瘤作用主要是通過抑制PARP-1酶功能實(shí)現(xiàn)。DNA的單鏈損傷會激活PARP-1酶的大量活化并啟動修復(fù)功能，而PARP-1抑制劑將PARP-1酶限制在受損DNA位點(diǎn)，使其不能完成DNA的修復(fù)[5-6]。PARP-1抑制劑的主要作用機(jī)制就是協(xié)同致死性，因而同源重組基因缺失或突變的腫瘤細(xì)胞使用PARP-1抑制劑時治療活性最大，如BRCA1/2突變的腫瘤細(xì)胞使用PARP-1抑制劑阻滯單鏈DNA損傷修復(fù)時，就可形成協(xié)同致死性，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[7-8]。

目前已有多個PARP-1抑制劑被批準(zhǔn)上市或處于臨床研究(見圖1)。2014年12月，奧拉帕尼(olaparib)同時在歐盟和美國被批準(zhǔn)上市用于BRCA突變的晚期卵巢癌的治療，標(biāo)志著PARP-1作為抗腫瘤靶點(diǎn)和協(xié)同致死理論的可行性首次在臨床上得以確立。2016年12月，魯卡帕尼(rucaparib)在美國被加速批準(zhǔn)上市，用于BRCA基因突變且經(jīng)過兩種或兩種以上化療的晚期卵巢癌的治療。2017年3月，尼卡帕尼(niraparib)被FDA批準(zhǔn)上市用于復(fù)發(fā)性上皮卵巢癌、輸卵管癌和原發(fā)性腹膜癌患者的維持治療。除上述3個已經(jīng)上市的藥物，多種PARP-1抑制劑目前正處于臨床研究中。Abbive公司研發(fā)的veliparib目前處于臨床Ⅲ期試驗(yàn)，用于晚期乳腺癌和非小細(xì)胞肺癌的治療；輝瑞研發(fā)的talazoparib也處于臨床Ⅲ期階段，用于治療BRCA突變的乳腺癌，另外治療實(shí)體瘤的臨床Ⅰ期和Ⅱ期研究也在進(jìn)行中。雖然我國對PARP抑制劑的研究起步較晚，但也有多個品種進(jìn)入臨床研究。百濟(jì)神州研發(fā)的pamiparib(BGB-290)目前處于Ⅱ期臨床研究階段，用于卵巢癌的治療，其聯(lián)合放療或替莫唑胺用于局部晚期或轉(zhuǎn)移性實(shí)體瘤以及復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的研究分別處于Ⅰ/Ⅱ期臨床階段，未來將會與該公司抗PD-1單抗BGBA317聯(lián)用于腫瘤治療。上海藥物研究所研發(fā)的希明哌瑞(simmiparib)于2016年3月被批準(zhǔn)進(jìn)入臨床試驗(yàn)，擬開展晚期實(shí)體瘤的臨床試驗(yàn)。此外，江蘇豪森研發(fā)的氟唑帕利(fluzoparib)以及上海藥物研究所和辰欣藥業(yè)聯(lián)合研發(fā)的鹽酸美呋哌瑞(mefuparib hydrochloride)也相繼進(jìn)入了Ⅰ期臨床研究。

圖1 部分已經(jīng)上市或處于臨床的PARP-1抑制劑

2 PARP-1抑制劑的耐藥機(jī)制

PARP-1抑制劑的研究已經(jīng)取得了振奮人心的成果，尤其是用于三陰性乳腺癌和晚期卵巢癌的治療。但是，隨著研究的深入以及臨床試驗(yàn)結(jié)果的陸續(xù)發(fā)布，發(fā)現(xiàn)PARP-1抑制劑與其他靶向抗腫瘤藥物一樣存在耐藥性的問題，限制了其在臨床上的應(yīng)用[9-10]。

目前，研究發(fā)現(xiàn)PARP-1抑制劑產(chǎn)生耐藥的可能機(jī)制有以下幾種[11]：(1)抑癌基因BRCA1/2的二次突變，使得同源重組修復(fù)功能得以恢復(fù)，從而產(chǎn)生對PARP-1抑制劑的耐藥性[12]；(2)p53結(jié)合蛋白1(p53 binding protein1,53BP1)或病毒顆粒蛋白表達(dá)調(diào)節(jié)因子7(regulator of virion protein expression 7,REV7)的表達(dá)缺失，可以使BRCA1缺陷的腫瘤細(xì)胞重新獲得DNA末端切除功能，從而恢復(fù)同源重組修復(fù)能力，對PARP-1抑制劑產(chǎn)生耐藥性[13-16]；(3)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，如藥物轉(zhuǎn)運(yùn)泵P-糖蛋白(P-gp，又稱MDR1或ABCB1)的過度表達(dá)引起藥物外排增加也會引起PARP-1抑制劑的耐藥性[17-20]。明確并克服PARP-1抑制劑的耐藥問題，對于此類藥物的研究至關(guān)重要，因?yàn)榻邮躊ARP-1抑制劑治療的腫瘤患者最后都會出現(xiàn)腫瘤進(jìn)展。目前臨床上發(fā)展了多種合理的藥物組合治療方法來發(fā)揮協(xié)同抗腫瘤作用，從而在一定程度上克服PARP-1抑制劑單用出現(xiàn)的耐藥性問題。

3 PARP-1抑制劑與其他藥物的聯(lián)用

3.1 PARP-1抑制劑與化療藥物的聯(lián)用

化療藥物主要是通過直接或間接攻擊DNA鏈并阻止其有效修復(fù)，從而對腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒作用。臨床前期研究表明，PARP-1抑制劑與化療藥物的聯(lián)合應(yīng)用，既可以減輕化療藥物的不良反應(yīng)，又可以提高其治療效果，因而PARP-1抑制劑是許多化療藥物的有效協(xié)同者。鉑類藥物是目前臨床上應(yīng)用最廣泛的化療藥物之一，早期研究表明，PARP-1抑制劑能加強(qiáng)鉑類對耐藥卵巢腫瘤細(xì)胞和BRCA2基因缺失的乳腺腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。奧拉帕尼聯(lián)合卡鉑用于三陰性乳腺癌和晚期卵巢癌的研究已進(jìn)入Ⅰ期臨床(NCT00516724,NCT01237067)，veliparib與卡鉑(carboplatin)聯(lián)合用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌的研究已進(jìn)入Ⅲ期臨床(NCT02163694)，用于晚期實(shí)體瘤的治療處于Ⅰ期臨床(NCT01063816)。烷化劑替莫唑胺(temozolomide，TMZ)與PARP-1抑制劑veliparib聯(lián)合用于實(shí)體瘤已完成臨床Ⅰ/Ⅱ期試驗(yàn)[21-22]，并表現(xiàn)出很好的協(xié)同抗腫瘤作用。拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑喜樹堿衍生物拓?fù)涮婵?topotecan)聯(lián)合PARP-1抑制劑olaparib或veliparib的抗腫瘤研究已進(jìn)入臨床Ⅰ/Ⅱ期試驗(yàn)[23-24]。蛋白酶體抑制劑硼替佐米(bortezomib/Velcade，VEL)與PARP-1抑制劑veliparib聯(lián)合應(yīng)用治療多發(fā)性骨髓瘤也具有協(xié)同增效作用[25]，目前已進(jìn)入臨床研究。此外，蒽環(huán)類化療藥物如多柔比星(adriamycin)、抗代謝類化療藥物如5-氟脫氧尿苷(floxuridine)與PARP-1抑制劑PJ-34的聯(lián)用也表現(xiàn)出較好的協(xié)同作用。雖然PARP-1抑制劑與化療藥物聯(lián)用既可以降低不良反應(yīng)，又可以提高治療效果，但隨著研究的深入和臨床研究結(jié)果的陸續(xù)發(fā)布，PARP-1抑制劑與化療藥物聯(lián)合應(yīng)用中存在的問題和困惑也有待進(jìn)一步探討。

3.2 PARP-1抑制劑與VEGFR抑制劑的聯(lián)用

血管內(nèi)皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)是一類酪氨酸激酶跨膜糖蛋白，通過與VEGF結(jié)合刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移、促進(jìn)新生血管的生成，與多種常見腫瘤的發(fā)病及腫瘤的轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系[26]。研究發(fā)現(xiàn)，VEGFR抑制劑與PARP-1抑制劑聯(lián)用在卵巢癌和三陰性乳腺癌的治療中具有顯著的協(xié)同作用[27-28]。PARP-1抑制劑的使用可以促進(jìn)VEGFR-2的磷酸化，從而提高內(nèi)皮細(xì)胞的活性，而這種作用可以被VEGFR-2抑制劑逆轉(zhuǎn)[29]。一項(xiàng)Ⅱ期臨床研究表明，VEGFR抑制劑cediranib能顯著增強(qiáng)PARP-1抑制劑奧拉帕尼對鉑敏感的卵巢癌的治療效果，聯(lián)合使用奧拉帕尼和cediranib較單獨(dú)使用奧拉帕尼可以將無進(jìn)展生存期(PFS)從9個月延長到17.7個月，反應(yīng)率從48%提高到80%(NCT01116648)[30]。目前奧拉帕尼和cediranib的聯(lián)用已進(jìn)入Ⅲ期臨床(NCT02446600、NCT02502266)。

3.3 PARP-1抑制劑與CDK抑制劑的聯(lián)用

細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin dependent kinase，CDK)為細(xì)胞周期調(diào)節(jié)的關(guān)鍵激酶，包括20個不同的亞型，分別與相應(yīng)的調(diào)節(jié)亞基——細(xì)胞周期蛋白(Cyclin)結(jié)合形成有活性的異源二聚體，參與轉(zhuǎn)錄、代謝、神經(jīng)分化和發(fā)育等生理過程[31-34]。研究發(fā)現(xiàn)，CDK12在同源重組(HR)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用，CDK12抑制劑dinaciclib可以劑量依賴性的降低RAD51、BRCA1及BRCA-2的表達(dá)，從而抑制同源重組修復(fù)功能的恢復(fù)，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對PARP-1抑制劑的敏感性[35-38]。目前，CDK12抑制劑dinaciclib和PARP-1抑制劑veliparib聯(lián)合用于BRCA1/2突變的晚期實(shí)體瘤的研究正處于Ⅰ期臨床階段(NCT01434316)[39-40]。此外，Johnson等[41-42]提出，CDK1可以磷酸化BRCA-1，而且這種磷酸化作用是BRCA-1結(jié)合DNA損傷位點(diǎn)并激活檢查點(diǎn)的關(guān)鍵，同時抑制CDK1和PARP-1可以協(xié)同降低BRCA野生型腫瘤細(xì)胞的活性。

3.4 PARP-1抑制劑與WEE1抑制劑的聯(lián)用

WEE1激酶是一種細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白，能通過調(diào)控CDK1的磷酸化狀態(tài)來調(diào)節(jié)CDK1與細(xì)胞周期蛋白B復(fù)合物的活性，從而實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞周期的調(diào)控，且對DNA損傷檢查點(diǎn)具有重要的調(diào)節(jié)作用。WEE1在一些腫瘤中過表達(dá)，抑制或下調(diào)WEE1均能引發(fā)有絲分裂災(zāi)難，WEE1抑制劑在腫瘤的治療中起關(guān)鍵作用，尤其在p53缺失的腫瘤細(xì)胞中效果更佳[44]。研究表明，WEE1與PARP-1抑制劑聯(lián)用在胰腺癌、急性白血病以及KRAS突變的非小細(xì)胞肺癌等的治療中均表現(xiàn)出顯著的協(xié)同作用，WEE1抑制劑主要通過削弱同源重組修復(fù)的能力、增加DNA的損傷、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等途徑來增強(qiáng)PARP-1抑制劑的作用。WEE1抑制劑可以使CDK1過渡活化而間接抑制BRCA2的磷酸化，從而抑制同源重組修復(fù)的能力。WEE1抑制劑的使用將導(dǎo)致DNA損傷得不到及時修復(fù)而累積[45-47]。目前，WEE1抑制劑AZD1775與奧拉帕尼聯(lián)合用于卵巢癌、乳腺癌以及小細(xì)胞肺癌等的治療已進(jìn)入Ⅰ/Ⅱ期臨床研究階段(NCT02511795，NCT02576444)。

3.5 PARP-1抑制劑與PI3K抑制劑的聯(lián)用

磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)是細(xì)胞內(nèi)重要的信號傳導(dǎo)分子，在細(xì)胞存活、增殖和分化過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。PI3K信號通路能夠維持同源重組修復(fù)路徑的穩(wěn)定，控制DNA雙鏈損傷的修復(fù)過程[48]。研究發(fā)現(xiàn)，PI3K抑制劑與PARP-1抑制劑在腫瘤的治療中具有顯著的協(xié)同作用，抑制PI3K信號通路能夠激活ERK，提高ETS1的活性，進(jìn)而抑制BRCA1/2的表達(dá)，導(dǎo)致同源重組功能發(fā)生缺陷，從而增加腫瘤細(xì)胞對PARP-1抑制劑的敏感性[49-50]。目前，PI3K抑制劑buparlisib(BKM120)以及alpelisib(BYL719)與PARP-1抑制劑奧拉帕尼的聯(lián)合用藥已經(jīng)進(jìn)入臨床Ⅰ期研究，用于三陰性乳腺癌和高級別漿液性卵巢癌的治療(NCT01623349)[51]。

3.6 PARP-1抑制劑與MEK抑制劑的聯(lián)用

絲裂原活化的細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase,MEK)是一種可磷酸化靶蛋白上絲氨酸/蘇氨酸和酪氨酸殘基的雙特異性激酶，在細(xì)胞凋亡，細(xì)胞周期運(yùn)行，細(xì)胞遷移、分化、代謝和增殖等眾多過程的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)[52]，PARP-1與MEK抑制劑的聯(lián)合使用在RAS突變以及對PARP-1抑制劑耐藥的腫瘤細(xì)胞系中表現(xiàn)出顯著的協(xié)同作用。MEK抑制劑主要通過激活腫瘤抑制器FOXO3a發(fā)揮作用，可以逆轉(zhuǎn)使用PARP-1抑制劑導(dǎo)致的FOXO3a下調(diào)；而且MEK抑制劑可以抑制BRCA1/2和DNA檢查點(diǎn)的活性，降低同源重組修復(fù)的能力。PARP-1抑制劑與MEK抑制劑的協(xié)同作用并不依賴于BRCA1、BRCA2以及p53是否突變，表明這種二聯(lián)療法或許能夠作為一種潛在治療多種RAS突變腫瘤的新型組合性療法，同時還能夠有效治療對PARP-1抑制劑產(chǎn)生耐受性的腫瘤以及BRCA1、BRCA2和p53未發(fā)生異常的腫瘤細(xì)胞。Sun等[52]使用PARP-1抑制劑talazoparib和MEK抑制劑GSK-1120212B、AZD-6244在臨床前研究中充分驗(yàn)證了兩者之間的協(xié)同作用及作用機(jī)制，為聯(lián)合使用PARP-1與MEK抑制劑進(jìn)入臨床研究提供了理論基礎(chǔ)。

3.7 PARP-1抑制劑與c-Met抑制劑的聯(lián)用

c-Met是肝細(xì)胞生長因子(HGF)的高親和性受體，在多種惡性腫瘤組織中呈現(xiàn)出異常的高表達(dá)、突變或活性改變。HFG/c-Met信號通路異?；罨诙喾N腫瘤組織中被發(fā)現(xiàn)，而這種活化參與并調(diào)控腫瘤的發(fā)生、發(fā)展或轉(zhuǎn)移。由于c-Met是導(dǎo)致腫瘤形成及轉(zhuǎn)移的許多通路的交叉點(diǎn)，以c-Met為靶標(biāo)可相對容易地實(shí)現(xiàn)對許多通路的同時干擾。研究發(fā)現(xiàn)c-Met過表達(dá)能夠維持同源重組修復(fù)路徑的穩(wěn)定，控制DNA雙鏈斷裂的修復(fù)[53]。c-Met抑制劑的使用可以減少Rad51移入細(xì)胞核，進(jìn)而抑制同源重組修復(fù)路徑關(guān)鍵復(fù)合物Rad51-BRCA2的形成，最終抑制同源重組修復(fù)路徑，并且這種抑制是c-Met依賴性的[53]。另外有研究發(fā)現(xiàn)c-Met可以通過磷酸化PARP-1蛋白，從而增加PARP-1的酶活性并抑制其與PARP-1抑制劑的結(jié)合[54]，c-Met 的過表達(dá)能夠使得BRCA1突變的乳腺癌小鼠對PARP-1抑制劑奧拉帕尼治療不敏感[55]。因而，c-Met與PARP-1抑制劑的聯(lián)用，一方面可以降低DNA雙鏈損傷同源重組修復(fù)的能力，從而增強(qiáng)PARP-1抑制劑的療效；另一方面可以提高PARP-1抑制劑的敏感性以及拓寬適應(yīng)證。c-Met抑制劑ARQ197聯(lián)合PARP-1抑制劑veliparib用于三陰性乳腺癌的臨床前研究表明兩者確實(shí)具有顯著的協(xié)同作用，可以使三陰性乳腺腫瘤細(xì)胞對細(xì)胞毒藥物的敏感性明顯增加[56]。

4 總結(jié)與展望

PARP-1抑制劑是非常有前景的新型抗腫瘤藥物，其耐藥性的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了臨床上的長期療效。本文重點(diǎn)介紹了PARP-1抑制劑與其他藥物聯(lián)用克服耐藥性的研究進(jìn)展。目前已有多項(xiàng)Ⅲ期臨床正在驗(yàn)證PARP-1抑制劑與化療藥物聯(lián)用是否獲益。而PARP-1抑制劑與VEGFR、CDK、WEE1、PI3K、MEK、c-Met等激酶抑制劑的聯(lián)用表現(xiàn)出顯著的協(xié)同抗腫瘤作用，可以有效改善使用單一抑制劑易產(chǎn)生耐藥、適應(yīng)證窄等問題。這種治療策略在擴(kuò)增腫瘤細(xì)胞同源重組缺陷的同時，可以避免與化療藥物聯(lián)用誘導(dǎo)的骨髓抑制，并有可能使得PARP-1抑制劑用于治療BRCA野生型和同源重組功能正常的腫瘤患者，前景廣闊。然而，不同藥物之間的相互作用可能會降低療效、增強(qiáng)毒性，甚至造成藥源性疾病而危及生命。而多靶點(diǎn)藥物可以同時作用于同一疾病的多個病理環(huán)節(jié)、多種發(fā)病機(jī)制而產(chǎn)生協(xié)同作用效果，減少用藥量，避免藥物之間的相互作用及由此帶來的不良反應(yīng)，且具有均一的藥代動力學(xué)特性，便于在特定部位的腫瘤發(fā)揮協(xié)同增效作用。因此，開發(fā)PARP-1與其他相關(guān)靶點(diǎn)的雙重或三重抑制劑具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和潛在的應(yīng)用前景。