合成致死，是繼分子靶向療法以來(lái)抗腫瘤藥物發(fā)現(xiàn)的又一重要方向。該方向成功的明星藥物當(dāng)屬“帕利”類(lèi)藥物，近年已有多個(gè)品種上市，且市場(chǎng)份額逐年攀升，在剛剛過(guò)去的2020年，帕利類(lèi)藥物已擁有近20~30億美元的市場(chǎng)份額。那么，在合成致死這一領(lǐng)域，除已被證實(shí)的帕利類(lèi)藥物PARP抑制劑外，未來(lái)還會(huì)擴(kuò)充哪些重磅靶點(diǎn)及品種呢？

       合成致死

       從概念到理論的證實(shí)

       合成致死（synthetic lethality，SL），其概念是從模式生物的遺傳研究中發(fā)現(xiàn)和提出的。Synthetic在古希臘語(yǔ)中意思是兩個(gè)實(shí)體形式組合成一個(gè)新的東西，因此合成致死可以定義為當(dāng)A基因和B基因當(dāng)中任何一個(gè)基因發(fā)生突變?nèi)杂猩婺芰?，但是?dāng)兩個(gè)基因同時(shí)發(fā)生突變就會(huì)引起死亡。

       1922年，在對(duì)果蠅基因組的研究中，合成致死現(xiàn)象首次被發(fā)現(xiàn)，并提出雜交黑腹果蠅中一些非等位基因中的基因組合同時(shí)突變是致命的；1964年，正式提出“合成致死”的概念，其是以描述染色體上不同基因之間的互補(bǔ)性致死作用，并利用該原理在酵母細(xì)胞中確定了大量與細(xì)胞極化、蛋白分泌、DNA修復(fù)等多種生理過(guò)程相關(guān)的基因；2001年，首次在人類(lèi)細(xì)胞中進(jìn)行了與藥物合成致死相關(guān)的基因篩選工作，并且證實(shí)該系統(tǒng)能闡述特定化學(xué)藥物與特定基因之間的關(guān)系，并與高通量掃描檢驗(yàn)方法結(jié)合之后還能高效地尋找與特定基因缺陷合成致死的藥物，尤其適用于有特定基因突變背景的腫瘤藥物研究。

       帕利類(lèi)藥物

       PARP抑制劑的演變歷史

       利用合成致死作用的原理，使用DNA修復(fù)抑制劑和/或細(xì)胞周期檢查點(diǎn)抑制劑，致單鏈DNA損傷修復(fù)與雙鏈DNA損傷修復(fù)同時(shí)被抑制，使腫瘤細(xì)胞喪失DNA損傷修復(fù)能力，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞損傷修復(fù)缺陷而死亡，這就是目前癌癥治療的一個(gè)很有前途的靶向治療方法。而基于合成致死原理治療腫瘤方面的研究，具有里程碑意義的是BRCA與PARP基因。

       乳腺癌易感基因(breast cancer susceptibility gene，BRCA)主要有兩種類(lèi)型，BRCAl和BRCA2基因；BRCAl、BRCA2基因具有腫瘤抑制和DNA修復(fù)功能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，BRCA1/2突變占總遺傳性乳腺癌約60％，帶有BRCAl胚系突變的個(gè)體一生中患乳腺癌的概率為40~85％，卵巢癌為25～65％，而B(niǎo)RCA2分別對(duì)應(yīng)40~85％和15~20％。

       聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（Poly ADP Ribose Polymerase，PARP），是一個(gè)酶家族，包含17個(gè)成員，其中PARP1和PARP2在DNA修復(fù)中起重要作用，對(duì)于細(xì)胞的穩(wěn)定和存活非常重要。PARP失去酶活力會(huì)加速細(xì)胞的不穩(wěn)定，尤其是PARP剪切被認(rèn)為是細(xì)胞凋亡的一個(gè)重要指標(biāo)。

       研究證實(shí)，存在BRCAl或者BRCA2基因突變的癌細(xì)胞對(duì)PARP抑制劑的作用敏感性非常高，甚至在某些細(xì)胞中，BRCA2突變細(xì)胞株的敏感性是BRCAl和BRCA2基因野生型細(xì)胞株的1000多倍，研究者將這一存在于PARP和BRCAl/2之間的相互作用關(guān)系歸并入合成致死現(xiàn)象。

       后續(xù)的層層研究當(dāng)中，許多PARP抑制劑獲FDA批準(zhǔn)用于臨床；且自首 個(gè)PARP抑制劑Olaparib于2014年獲批上市后，又相繼上市了Rucaparib、Niraparib、Talazoparib。

       2014年上市的Olaparib是FDA批準(zhǔn)的第一個(gè)PARPi，在一項(xiàng)II期臨床試驗(yàn)之后，該藥物被批準(zhǔn)用于卵巢癌的治療，其中34％的BRCA1/2突變患者表現(xiàn)出明確的應(yīng)答，且這些患者至少已接受了三輪化療，并單藥進(jìn)行后續(xù)治療。而隨后的臨床也證明，對(duì)于鉑類(lèi)敏感性高的患者，在使用PARPi后的總體緩解率更高，更加耐藥。

       繼Olaparib之后，F(xiàn)DA于2016年批準(zhǔn)的第二個(gè)PARPi為Rucaparib，同Olaparib主要的區(qū)別為副作用略不同，可以增加治療過(guò)程中的用藥選擇，適應(yīng)癥為單一療法用于接受過(guò)兩次及以上化療的BRCA突變的晚期卵巢癌患者的治療。2017年，第三個(gè)獲批上市的帕利類(lèi)藥物為Niraparib，被批準(zhǔn)用于復(fù)發(fā)性上皮卵巢癌、輸卵管癌、原發(fā)性腹膜癌以及對(duì)鉑化療完全或部分響應(yīng)的成人患者的維持治療。2018年，第四個(gè)帕利類(lèi)藥物Talazoparib也獲FDA批準(zhǔn)上市，用于治療BRCA突變/HER-2陰性轉(zhuǎn)移性乳腺癌。

       市場(chǎng)表現(xiàn)方面，2020年4個(gè)帕利類(lèi)藥物總市場(chǎng)份額已增長(zhǎng)到20~30億美元，而首 個(gè)藥物Olaparib的市場(chǎng)占比仍為其中最高，已增長(zhǎng)到17.76億美元，增幅近50%。PS：國(guó)內(nèi)恒瑞氟唑帕利已于2020年12月獲批上市，我國(guó)國(guó)內(nèi)也迎來(lái)了自主研發(fā)上市的首 個(gè)帕利類(lèi)藥物，且價(jià)格親民；在每盒3388元的售價(jià)基礎(chǔ)上，還制定了“2+2”的循環(huán)贈(zèng)藥政策。

       合成致死

       還有哪些可以期待的靶點(diǎn)和通路？

       自PARP抑制劑獲得成功后，國(guó)內(nèi)外大量資源投入到合成致死理論研究當(dāng)中，以期獲得更好的腫瘤治療藥物，而研究較為火熱的靶點(diǎn)主要有ATR、ATM兩條相應(yīng)的通路。

       毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)突變基因(ataxiat elangiectasia-mutated kinase，ATM)／檢查點(diǎn)激酶2 (checkpoint kinase 2，Chk2)和ATR(ATM and rad3· related kinase，ATR)／Chk 1(checkpoint kinase 1，Chk1)通路，是DNA的2條重要修復(fù)途徑。

       ATM可被電離輻射、放療和引起DNA雙鏈損傷的藥物激活，ATM可磷酸化和激活Chk2，Cdc25c磷酸酶的Ser216位點(diǎn)，生成一個(gè)能與特定蛋白結(jié)合的位點(diǎn)封閉cdc25c磷酸酶出入細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的進(jìn)出口，有效滅活cdc25c磷酸酶活性，使CDKl處于無(wú)功能狀態(tài)，CDKl/Cvclin B復(fù)合物亦無(wú)活性，細(xì)胞周期便不能進(jìn)入有絲分裂期。

       此外，ATR可依賴(lài)ATM激活而激活。發(fā)生在雙鏈DNA斷裂的過(guò)程中，ATR是負(fù)責(zé)磷酸化、激活Chkl的主要激酶，與Chk2相比，Chkl能被ATM和ATR同時(shí)激活，可發(fā)生在正常的細(xì)胞周期過(guò)程中或在響應(yīng)細(xì)胞復(fù)制壓力時(shí)(比如在復(fù)制叉停滯期)，Chkl可同時(shí)磷酸化、激活weel蛋白激酶和Cdc25c磷酸酶，weel蛋白激酶磷酸化CDKl/Cyclin B復(fù)合物CDKl的Tyrl5位點(diǎn)，使其失活，結(jié)果使細(xì)胞周期阻滯在G2期，進(jìn)行DNA修復(fù)。cdc25c磷酸酶可去磷酸化作用CDKl的Tyrl5位點(diǎn)，使其恢復(fù)活性，結(jié)果使細(xì)胞周期進(jìn)入M期。

       近年針對(duì)于上述相關(guān)靶點(diǎn)，已有多個(gè)品種進(jìn)入到臨床，且進(jìn)展較快，許多品種已進(jìn)入到臨床III期、II期，且開(kāi)發(fā)公司大都為全球化的的大型制藥公司，如阿斯利康、默沙東、輝瑞等；而國(guó)內(nèi)也有公司致力于合成致死領(lǐng)域的深挖，當(dāng)前已有品種進(jìn)入到臨床I期，以期能夠做到快速同步上市。

       小結(jié)

       PARP抑制劑的成功，讓研究者看到了合成致死潛在的臨床價(jià)值，尤其是其可以解決許多傳統(tǒng)靶向藥物所不能解決的臨床問(wèn)題。且不論是國(guó)外大型制藥公司，還是我國(guó)國(guó)內(nèi)上市的一些新型創(chuàng)新藥研發(fā)公司，均在這個(gè)方向上形成了產(chǎn)品及知識(shí)產(chǎn)權(quán)的布局。但，目前在研的品種還是相對(duì)比較集中，尤其是國(guó)內(nèi)的新藥研發(fā)，大都希望做到fast-follow，更具創(chuàng)造性的產(chǎn)品研發(fā)尚需要更進(jìn)一步，真正的向first in class挺近，還有一段距離。

       參考資料：

       EMBO,2017,36(14)：2161-2176.

       J. Med. Chem. 2020, 63, 14151?14183.

       curr Probl cancer,2017,4l(4)：302-315．

       J Biol chem,2017,292(30)：12424-12435．

       合成致死在精準(zhǔn)腫瘤學(xué)中的應(yīng)用.科學(xué)通報(bào),2018,63:1123-1129.