【佳学基因靶向药物】尼拉帕尼通过激活干扰素信号增强抗PD-1抗体的作用

尼拉帕尼是一种聚（ADP核糖）聚合酶（PARP）抑制剂。聚（ADP核糖）聚合酶（PARP）家族的酶是一种在体内促进身体内部特定生物化学变化过程的一种蛋白质。根据《人的基因序列变化与人体疾病表征》，聚（ADP核糖）聚合酶在蛋白质的合成过程中，对蛋白质的最后加工完成起修饰作用，用生命解码的专业属语，这个过程中叫做翻译后修饰。翻译后修饰有多种形式，而这种酶催化的形式叫做PARylization过程。PARP抑制剂尼拉帕尼通过损害肿瘤细胞修复DNA单链断裂的能力发挥作用。由于肿瘤细胞内的DNA修复能力受到这种药物的影响，使得肿瘤细胞内积累断裂后的双链断裂，从而导致基因组不稳定，无法完成同源重组修复的肿瘤细胞从而走向死亡过程。PARP抑制剂尼拉帕尼还与DNA上的PARP1/2结合，形成PARP-DNA复合物，进一步加剧DNA复制过程中产生的DNA损伤。PARP抑制剂显著改善了卵巢癌和乳腺癌患者的临床治疗效果，美国食品和药物管理局（FDA）批准了尼拉帕尼对卵巢癌和乳腺部品的治疗应用。在铂反应性高级别浆液性卵巢癌中，无论BRCA状态如何，PARP抑制剂靶向药物显著延长所有患者铂类化疗后的无进展生存期，BRCA突变患者的效果最好！。在乳腺癌中，不管是晚期局限性还是转移性的患者，具有BRCA突变胚系突变的患者，PARP抑制剂尼拉帕尼均有效果。尽管在临床上效果很好，但PARP抑制剂尼拉帕尼作为单一疗法的作用仍然受到肿瘤固有的或者是演变中获得的耐药性。因此，开发尼拉帕尼的联合用药治疗方案，以扩大适用于这个药物患者群体，或者使尼拉帕尼得到更持久的药物效果。

针对免疫检查点蛋白的治疗性抗体，如抗细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4（CTLA-4）、抗程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）或抗程序性死亡配体1（PD-L1），已成为治疗多种癌症的有希望的方法，包括黑色素瘤、非小细胞肺癌（NSCLC）、肾癌，子宫内膜癌和其他癌症。通过释放抗肿瘤免疫反应，针对抑制性免疫受体的检查点的抑制剂能够诱导前所未有的持久反应，在某些情况下，肿瘤完全消退，而副作用可控。然而，迄今为止，免疫检查点药物的治疗效果是有差别的，仅限于某些肿瘤类型（如黑色素瘤和NSCLC）的部分患者（如MSI高）。此外，相当一部分患者，甚至是那些罹患敏感肿瘤类型（如黑色素瘤和NSCLC）的患者，对免疫治疗没有反应。为了更多疾病类型和更多患者群体产生持久的治疗效果，迫切需要建立基于检查点抑制剂的联合用药策略，例如与能够建立良好肿瘤免疫微环境的治疗剂组合。例如，当抗PD-1/PD-L1药物与化疗药物联合使用时，可能会改变肿瘤的微环境而在临床上已经看到了有希望的治疗效果。除了直接的细胞毒性作用外，化疗药物被认为能促进炎症性肿瘤微环境并增加肿瘤免疫原性。

PARP抑制剂尼拉帕尼除了在诱导肿瘤细胞死亡中的作用外，基因解码还发现，它具有调节肿瘤免疫微环境的潜力。在BRCA1缺陷的卵巢同基因模型中，PARP抑制剂他拉唑帕利通过增加腹膜CD8⁺的数量来诱导抗肿瘤免疫效应T细胞和自然杀伤细胞。在乳腺癌细胞系的异种移植模型中，无论BRCA状态如何，PARP抑制剂均显示出以肿瘤固有方式上调PD-L1表达。此外，这两项研究还表明，当PARP抑制与检查点阻断相结合时，体内抗肿瘤作用增强。然而，尼拉普利与PD-1抑制剂联合应用的潜在益处及相应的作用机制尚未得到系统评价。

在这项研究中，基因解码研究了尼拉普利治疗对肿瘤微环境的影响，并评估了靶向药物尼拉普利和抗PD-1治疗在BRCA缺陷型和功能能型的肿瘤模型中的联合效益。研究结果显示，尼拉普利诱导肿瘤中Ⅰ型和Ⅱ型干扰素途径活化，增强T细胞浸润。更重要的是，无论BRCA状态如何，niraparib联合抗PD-1治疗在多种临床前肿瘤模型中均具有协同抗肿瘤活性。有趣的是，在尼拉帕瑞敏感模型中观察到完全消退后的肿瘤排斥反应，提示尼拉帕瑞单药治疗可能建立免疫记忆。总之，这些数据说明在临床中联合用用尼拉普利和免疫检查点的抑制剂的效果值得探索。

基因解码研究结果为PARP抑制剂靶向药物尼拉帕尼的免疫调节功能提供了新的思维角度，并证明了尼拉帕尼联合抗PD-1治疗在临床前实验动物中的治疗潜力。在研究中，通过全基因组转录组分析在尼拉帕瑞治疗的肿瘤中发现显著的干扰素作用分子的活化特征，包括I型和II型干扰素途径特征。与转录组分析的结果一致，肿瘤内免疫细胞的数量也显著增加，这表明尼拉帕瑞治疗后具有积极的抗肿瘤免疫反应。此外，根据培养细胞和免疫功能低下小鼠体内建立的肿瘤的结果，尼拉普利诱导的肿瘤免疫微环境的改变可能至少部分来源于肿瘤细胞。重要的是，尼拉普利诱导的肿瘤微环境改变有利于其与抗PD-1治疗的结合，其中尼拉普利和抗PD-1在BRCA突变体和BRCA野生型肿瘤模型中显示出协同抗肿瘤活性。我们的研究结果揭示了尼拉普利潜在的免疫调节功能，并支持尼拉普利与免疫治疗药物的联合应用。

在培养的MDA-MB-436细胞中的相关观察结果表明，尼拉普利刺激肿瘤细胞表达I型干扰素的机制之一是通过激活STING通路。在尼拉普利治疗后，基因解码发现Ser366的STING磷酸化增加，两个关键下游效应物p-TBK1（Ser172）和p-NF的磷酸化增加-κB p65（Ser356），两者都与I型干扰素产量的增加有关。cGAS/STING通路的激活可能是niraparib处理后MDA-MB-436细胞未修复DNA损伤累积的结果。DNA损伤通过多种机制与抗肿瘤免疫反应的激活有关，包括STING途径。其他基因解码表明，在共济失调毛细血管扩张症患者中，由于ATM功能障碍导致的未修复DNA损伤导致人类自发的I型干扰素（IFN）反应。ATM缺乏导致I型干扰素的持续产生，并通过激活免疫细胞中的cGAS/STING途径，增加免疫反应，启动先天免疫机制。在人类恶性肿瘤中，由依托泊苷或电离辐射等DNA损伤剂引起的内源性双链DNA断裂也可通过cGAS/STING触发干扰素刺激的基因表达诱导。此外，最近的研究表明，微核DNA作为促炎症分子发挥作用，微核定位的CGA/STING可感知DNA损伤的存在并诱导免疫反应。关于STING通路的激活和干扰素刺激基因的诱导的类似发现已在他拉唑帕利和鲁卡帕利（另外两种PARP抑制剂）中报道，提示其免疫调节作用主要是通过PARP1/2的抑制而非靶向活性介导的。此外，在一些模型中，Ⅱ型（γ）干扰素途径与Ⅰ型（α）干扰素途径在尼拉普利治疗后被激活，表明在尼拉普利治疗后肿瘤和肿瘤微环境中IFNγ表达可能升高。IFN-γ的产生是短暂的，仅限于某些免疫细胞，如T细胞和NK细胞，因此在体内实验中进行监测具有一定的难度。I型干扰素信号可能有助于II型干扰素信号将先天免疫与适应性免疫功能联系起来。在肿瘤细胞中，尼拉帕尼治疗后I型干扰素的产生增加，这至少可以部分解释尼拉帕肋治疗后II型干扰素途径的激活。

在这项研究中，通过激活干扰素途径，并观察尼拉普利治疗后，CD4+ 和CD8+ 在肿瘤组织内的增加，伴随干扰素途径活性升高，基因解码发现了靶向药物尼拉普利的免疫调节功能。以前，BMN 673抑制PARP可以增加腹膜CD8+以及NK细胞的数量和功能。然而，效应细胞的诱导伴随着FoxP3+ CD4+ Treg细胞增加。相比之下，本研究观察到尼拉普利治疗后Treg被诱导产生的趋势，但这一趋势在统计学上并不显著，表明不同PARP抑制剂之间的免疫调节作用存在潜在差异，这可能归因于它们对某些肿瘤模型中的免疫细胞或特定肿瘤免疫微环境的直接影响。进一步的研究是必要的，以充分了解这种潜在的不同。此外，基因解码研究结果表明，STING通路的激活可能是niraparib介导的免疫刺激效应的机制之一，提示STING通路的完整性可能影响niraparib诱导的免疫激活的可能性。因此，调节STING信号传导通路完整性的因素，如DNA外切酶Trex1，它能够降解细胞质DNA，导致STING途径和IFN的激活信号减弱，可能会影响某些患者群体的整体治疗效果。探索STING的作用以及调节STING和IFN信号传导的因素可能使得靶向药物基因检测中的检测指标可以更精确地选择更好从治疗中获益的患者。

通过PARP抑制剂诱导肿瘤细胞PD-L1的表达，已被报道是PARP抑制剂和抗PD-1治疗联合使患者获得较好效果的内在机制。在这项基因解码过程中，仅在两种肿瘤模型（SK6005和SA9003）中观察到PD-L1表达的诱导（数据未显示），但在其他检查的肿瘤模型中没有观察到，这表明PARP抑制剂提高PD-L1表达可能依赖于肿瘤细胞类型。例如，PD-1受体的其他配体可能有助于免疫检查点活性，这可能被抗PD-1疗法克服。在临床环境中，PD-L1的表达对于抗PD-1治疗的敏感性不是必需的，作为PD-L1阴性患者的一个亚组，抗PD-1疗法也有效果。在我们的研究和抗PD-1反应患者中，尼拉普利治疗缺乏PD-L1诱导也可能归因于PD-L1检测灵敏度不足或PD-L1的诱导是短暂的。相反，有报道称，无论PD-L1表达状态如何，肿瘤突变负荷、微卫星不稳定性和免疫遗传肿瘤微环境可能是抗PD-1治疗反应的更好的生物标记物。而肿瘤突变负荷、微卫星不稳定性及免疫遗传稳定性并不是所有的肿瘤靶向药物基因检测中被包括。而可以清楚地知道，由佳学基因提供的肿瘤850基因检测是包含这些检测指标的。

目前临床研究正在评估PARP抑制与抗PD-1治疗的结合，本次基因解码的结果支持这种治疗策略。下一步关键是通过肿瘤基因解码进一步了解患者群体，这些患者群体将从这一组合中获益最大。BRCA突变状态与卵巢癌中预测的新抗原、TIL浸润和PD-L1状态有关，提示BRCA1/2突变或同源重组缺失的肿瘤更可能受益于PARP抑制剂尼拉帕尼和免疫检查点抑制。在同源重组功能正常的人群中，临床治疗需求尚未得到满足，因此，评估PARP抑制剂是否能使这些肿瘤在临床环境中对免疫检查点抑制敏感具有重要意义。我们的结果显示，在11个BRCA功能正常的肿瘤模型中，有6个模型（未显示数据），为该联合治疗的临床开发提供了临床前证据。近年来，BRCA野生型EMT6乳腺癌模型中报告了PARP抑制和抗PD-L1治疗的联合作用，与我们在BRCA模型中的观察一致。此外，在第2阶段托帕西奥试验中，NIRAPRIB和抗PD-1联合治疗在广大患者群体中显示出临床效益，包括难治疗BRCA野生型铂耐药癌和铂难治性卵巢癌（2017 SGO摘要#2990）。深入的肿瘤病理学基因解码和临床肿瘤分析将为更广泛的患者群体中这种结合的未来发展提供信息基础。