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尤因肉瘤还能这么治!PARP抑制剂与维生素C成搭档

文章出处:癌症药物网 人气:-发表时间:2024-03-14 11:29:00

  尤文肉瘤(尤因肉瘤,ES)是一种主要发生在年轻患者的骨和软组织肿瘤。尤文肉瘤的潜在病因是FET家族基因和ETS家族基因之间融合蛋白的形成。具有FET/ETS融合基因的肿瘤可能存在DNA损伤反应缺陷,并对PARP抑制剂(PARPi)敏感。然而,几项研究表明,单独使用PARPi不足以诱导有意义的抗肿瘤应答,需要将DNA损伤剂与PARPi联合使用才能产生疗效。因此,临床前研究报告了PARPi与DNA损伤药物(如替莫唑胺或伊立替康)联用后的显著应答。同样,之前也有报道称,静脉注射大剂量维生素C(IVC)可通过产生活性氧诱导DNA损伤。这提示IVC联合PARPi可能增加基因毒性应激,增强抗肿瘤反应。此外,与化疗药物不同,IVC可选择性地诱导癌细胞的DNA损伤,且副作用明显轻于化疗药物。ETS融合阳性ES缺乏可靠的DNA修复,部分原因是ETS融合产物与PARP1之间的相互作用,PARPi联合IVC似乎是治疗ETS融合阳性ES的一种合理且有效的组合。本文报告了2例转移性尤文肉瘤患者接受IVC(1-1.5 g/kg)联合PARPi(奥拉帕利300 mg BID或他拉唑帕利 1 mg/d)治疗后的显著缓解。这些观察结果凸显出晚期转移性ES患者的治疗需求尚未得到满足。在这些病例中,PARPi与选择性DNA损伤剂的联合治疗有效。这一病例经验表明IVC可以纳入基于PARPi的治疗策略中。当然,需要进一步研究来证实这一联合疗法在治疗伴有ETS融合的尤文肉瘤中的疗效。

尤文肉瘤

  研究背景


  尤文肉瘤(ES)是年轻人的第二常见骨肿瘤。ES通常是由FET和ETS家族基因之间的特征性融合事件引起的,这是该疾病的标志。常见的染色体重排是t(11;22)(q24;q12),导致EWSR1-FLI1融合的产生(80–90%);第二个常见的重排是t(21;22)(q22;q12),导致EWSR1-ERG(5-10%),被认为通过转录失调在ES的发病机制中起关键作用。然而,这些融合基因目前无法直接进行药物治疗,因此需要靶向这些肿瘤的间接脆弱性。虽然强化全身化疗和局部控制措施可使局部肿瘤患者的5年生存率提高至70%,但复发或转移性ES患者预后较差。对于这些患者的有效治疗,标准治疗尚未达成共识,而且完全缓解罕见。转移性ES患者的5年无事件生存率和总生存率仍然很低。因此,靶向FET-ETS融合驱动的肿瘤是治疗策略的关键部分。


  常见的染色体重排EWSR1-FLI和EWSR1-ERG融合具有相似的临床特征和共同的生物学特性。融合产物破坏细胞的常规转录程序,导致致癌基因上调和抑癌基因下调。EWSR1-FLI1和EWSR1-ERG融合导致的转录失调和染色质重塑是ES肿瘤发生的关键组成部分。


  PARP是DNA损伤修复系统的重要组成部分,而PARP1是PARP家族中活跃的酶。除了EWSR1-ETS融合基因破坏染色质重塑和转录活性外,ES细胞还表现出DNA修复机制的缺陷。从机制上讲,EWS招募到PARP1可以调节PARylated PARP1从DNA损伤位点的解离,这是通过EWS和PARP1之间的相互作用实现的,从而促进正常细胞中的DNA修复。因此,尤文肉瘤中EWS-PARP1相互作用的缺乏导致PARP1在DNA损伤位点积聚并损害DNA修复过程。另一方面,EWSR1-ETS融合蛋白导致PARP表达增加,PARP与EWSR1-ETS融合基因的N端部分结合,增加融合蛋白的转录活性,最终促进肿瘤发生。可以说,PARP和EWSR1-ETS融合基因之间存在正反馈作用。


  ES细胞缺乏DNA损伤修复能力,然而,PARPi的抗肿瘤功效在临床前和临床研究中均有限。尽管PARPi功效低下的根本机制尚不清楚,但临床前研究表明,将PARPi与化疗药物等基因毒性药物相结合可能是一种有前景的新策略。例如,在Stewart等人进行的一项研究中,在引入DNA损伤性化疗药物后,EWS细胞系对PARP抑制剂的敏感性提高了1000倍。然而,PARPi联合基因毒性化疗可能是一把双刃剑,会产生高水平的毒性。由于毒性风险较高,它们的联合使用受到限制。在癌细胞中诱导基因毒性应激的另一种方法是使用高剂量静脉注射维生素C(IVC)。从机制上讲,IVC已被证明对癌细胞具有多种有害作用。首先,通过产生过氧化氢(H2O2),IVC导致ROS的形成,从而选择性杀死癌细胞,因为非癌细胞表达过氧化氢酶,可将过氧化氢转化为水并阻止ROS的形成。其次,IVC可以增加10-11易位酶(TET)的活性,从而导致DNA去甲基化和表观遗传重编程,上调肿瘤抑制因子的表达。第三,IVC可能会抑制缺氧诱导因子1-α(HIF1α)活性,并通过增加HIF羟化酶、逆转上皮-间质转化并阻碍侵袭来抑制肿瘤生长。


  研究者假设在治疗ES时,PARPi的抗肿瘤活性可以通过与额外的DNA损伤剂结合来增强。由于基因毒性化疗联合PARPi的毒性局限,本病例研究中使用IVC作为基因毒性应激源与PARPi联合治疗了2名ES患者。2名患者经联合治疗后肿瘤均明显缩小。总的来说,本研究提示IVC联合PARPi可能为转移性和/或难治性ES提供一种新的临床解决方案。这2名患者的人口统计学数据、基因组变异和治疗方案见表。


  转移性和/或复发性ES仍然是一个挑战,患者的治疗选择有限、预后差且缺乏有效的标准治疗。在本病例报告中,研究者证明了2例转移性和难治性ES患者接受PARPi和IVC联合治疗后的显著缓解。2例患者对奥拉帕利(300mg bid)或他拉唑帕利(1mg/d)联合大剂量维生素C治疗的耐受性良好。2例患者均不需要降低剂量。每周2次评估肾功能和电解质(Na、Cl、K、Ca、Mg)水平。低镁血症和低钾血症是常见的不良事件,并给予了补充治疗。1例患者在全基因组图谱中发现了FANCD2基因突变。由于FANCD2基因第17外显子截断尚未被表征,其功能尚不清楚。FANCD2是HR修复DNA损伤的一个组成部分,FANCD2功能的丧失已被证明可使肿瘤细胞对PARP抑制剂敏感。外显子27编码的FANCD2 S561的单泛素化对于其在DNA损伤应答中的功能至关重要,外显子17截断不太可能直接影响FANCD2的单泛素化。此外,FANCD2外显子17没有已知的剪接位点,因此,FANCD2的转录可能是完整的。FANCD2外显子17(aa516-552)的变异与致病性无关。事实上,ClinVar将其中大多数归类为良性。据研究者所知,没有临床证据证明FANCD2变异的癌症患者对PARP抑制剂的敏感性。因此,虽然研究者不能完全排除FANCD2变异对患者应答的潜在影响,但它不太可能是对PARP抑制剂敏感性的主要决定因素。


  ES细胞对DNA损伤剂敏感。这部分是由于PARP1在损伤处聚集,因为ES细胞缺乏介导PARP1与DNA损伤位点解离的典型EWSR1-PARP1相互作用。此外,Gorthi等人表明EWSR1可抑制RNA聚合酶2的磷酸化,并阻止R环形成。在ES细胞中,EWSR1-FLI融合蛋白未抑制RNA聚合酶2的磷酸化,从而导致R环累积。综上所述,这些数据提示,EWSR1-ETS融合的存在主要通过降低PARP1与DNA的解离率和促进R环形成来使ES细胞对遗传毒性药物敏感。此外,R环的形成与“BRCAness”表型相关。因此,PARP抑制剂也应该具有协同作用。此外,EWS-FLI1融合蛋白通过与BARD1结合,破坏BRCA1和BARD1之间的相互作用,从而抑制HR,使肿瘤获得“BRCAness”表型。事实上,ES中EWSR1-ETS融合基因本身可能是导致DNA损伤修复缺陷的原因。简而言之,PARP1似乎是多种DNA损伤和修复通路的汇聚点,这使其成为ES中一个有吸引力的治疗靶点。Iniguez等人研究表明,在ES中,小分子THZ1和THZ531与PARPi联合使用时,可对彼此产生协同作用,而无明显毒性,因为这些小分子抑制CDK12,从而导致HR缺陷。IVC通过降低同源重组和非同源末端连接相关蛋白的表达水平来引起细胞死亡。一项临床前研究表明,携带野生型BRCA的卵巢癌细胞对奥拉帕利治疗无应答。然而,加用IVC后,由于BRCA1/2和RAD51基因下调和ROS生成,观察到肿瘤显著减少。Choy等人设计了一项II期研究,在既往接受过治疗的转移性ES患者中评估奥拉帕利单药治疗的疗效。没有观察到客观缓解,研究中记录的结局是疾病稳定。这一结果并不令人意外,因为临床前研究已经表明,单独使用奥拉帕利不足以达到客观缓解。此外,本研究的一例患者也有类似的经历,该患者在开始PARPi和IVC联合治疗时观察到显著缓解。然而,该患者在IVC停药且仅接受PARPi治疗时出现疾病进展。随后再次使用PARPi联合IVC,再次获得应答。


  这一联合治疗的主要局限性是无法确定IVC的剂量和使用频率。门诊患者每周2-4次IVC输注可能无法长期持续,因为这种情况会降低患者的生活质量和治疗依从性。可以维持高频率(每周3-4次)IVC输注,直到获得良好的反应。达到这一缓解后,可减少IVC的输注频率,并可添加其他DNA损伤剂(口服化疗药物等)以提高治疗依从性。在本文的2例患者中,在最初的4-8周治疗期间取得了良好的反应。如Di Tano及其同事之前所示,为了提高IVC在治疗期间的有效性,患者可以采用无毒副作用的模拟禁食饮食。


  总体而言,联合治疗在这两例患者中取得了显著的缓解。虽然PARPi可能在ES的治疗中发挥作用,但它们自身并不能诱导足够的抗肿瘤反应。因此,需要额外的DNA损伤剂来支持PARPi活性,而IVC就具有癌症特异性DNA损伤特性。近期研究发现IVC安全、耐受性好。IVC的癌症特异性使其能够与放疗、化疗、免疫治疗和酪氨酸激酶抑制剂联合使用。据研究者所知,这是证明IVC和PARPi联合治疗ES的临床病例报告。应该进行进一步的研究来评估IVC作为DNA损伤剂与PARPi联合的疗效。


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