文丨藥瘋
合成致死，合成是致死繼分子靶向療法以來抗腫瘤藥物發現的又一重要方向。該方向成功的抑制明星藥物當屬“帕利”類藥物，近年已有多個品種上市，劑市將分且市場份額逐年攀升，場攀在剛剛過去的合成2020年，帕利類藥物已擁有近20~30億美元的致死市場份額。那么，抑制在合成致死這一領域，劑市將分除已被證實的場攀帕利類藥物PARP抑制劑外，未來還會擴充哪些重磅靶點及品種呢？
合成致死
從概念到理論的合成證實
合成致死（synthetic lethality，SL），致死其概念是抑制從模式生物的遺傳研究中發現和提出的。Synthetic在古希臘語中意思是劑市將分兩個實體形式組合成一個新的東西，因此合成致死可以定義為當A基因和B基因當中任何一個基因發生突變仍有生存能力，場攀但是當兩個基因同時發生突變就會引起死亡。
1922年，在對果蠅基因組的研究中，合成致死現象首次被發現，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性致死作用，并利用該原理在酵母細胞中確定了大量與細胞極化、蛋白分泌、DNA修復等多種生理過程相關的基因；2001年，首次在人類細胞中進行了與藥物合成致死相關的基因篩選工作，并且證實該系統能闡述特定化學藥物與特定基因之間的關系，并與高通量掃描檢驗方法結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。
圖1.1：合成致死示意圖
（圖片源：J. Med. Chem. 2020, 63, 14151-14183）
帕利類藥物
PARP抑制劑的演變歷史
利用合成致死作用的原理，使用DNA修復抑制劑和/或細胞周期檢查點抑制劑，致單鏈DNA損傷修復與雙鏈DNA損傷修復同時被抑制，使腫瘤細胞喪失DNA損傷修復能力，導致腫瘤細胞損傷修復缺陷而死亡，這就是目前癌癥治療的一個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)主要有兩種類型，BRCAl和BRCA2基因；BRCAl、BRCA2基因具有腫瘤抑制和DNA修復功能。據統計，BRCA1/2突變占總遺傳性乳腺癌約60％，帶有BRCAl胚系突變的個體一生中患乳腺癌的概率為40~85％，卵巢癌為25～65％，而BRCA2分別對應40~85％和15~20％。
聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（Poly ADP Ribose Polymerase，PARP），是一個酶家族，包含17個成員，其中PARP1和PARP2在DNA修復中起重要作用，對于細胞的穩定和存活非常重要。PARP失去酶活力會加速細胞的不穩定，尤其是PARP剪切被認為是細胞凋亡的一個重要指標。
圖2.1 PARP作用途徑
（圖片源：J. Med. Chem. 2020, 63, 14151-14183）
研究證實，存在BRCAl或者BRCA2基因突變的癌細胞對PARP抑制劑的作用敏感性非常高，甚至在某些細胞中，BRCA2突變細胞株的敏感性是BRCAl和BRCA2基因野生型細胞株的1000多倍，研究者將這一存在于PARP和BRCAl/2之間的相互作用關系歸并入合成致死現象。
后續的層層研究當中，許多PARP抑制劑獲FDA批準用于臨床；且自首個PARP抑制劑Olaparib于2014年獲批上市后，又相繼上市了Rucaparib、Niraparib、Talazoparib。結構如下圖所示。
圖2.2 已上市的4個帕利類藥物結構
（圖片源：J. Med. Chem. 2020, 63, 14151-14183）
2014年上市的Olaparib是FDA批準的第一個PARPi，在一項II期臨床試驗之后，該藥物被批準用于卵巢癌的治療，其中34％的BRCA1/2突變患者表現出明確的應答，且這些患者至少已接受了三輪化療，并單藥進行后續治療。而隨后的臨床也證明，對于鉑類敏感性高的患者，在使用PARPi后的總體緩解率更高，更加耐藥。
繼Olaparib之后，FDA于2016年批準的第二個PARPi為Rucaparib，同Olaparib主要的區別為副作用略不同，可以增加治療過程中的用藥選擇，適應癥為單一療法用于接受過兩次及以上化療的BRCA突變的晚期卵巢癌患者的治療。2017年，第三個獲批上市的帕利類藥物為Niraparib，被批準用于復發性上皮卵巢癌、輸卵管癌、原發性腹膜癌以及對鉑化療完全或部分響應的成人患者的維持治療。2018年，第四個帕利類藥物Talazoparib也獲FDA批準上市，用于治療BRCA突變/HER-2陰性轉移性乳腺癌。
市場表現方面，2020年4個帕利類藥物總市場份額已增長到20~30億美元，而首個藥物Olaparib的市場占比仍為其中最高，已增長到17.76億美元，增幅近50%。PS：國內恒瑞氟唑帕利已于2020年12月獲批上市，我國國內也迎來了自主研發上市的首個帕利類藥物，且價格親民；在每盒3388元的售價基礎上，還制定了“2+2”的循環贈藥政策。
合成致死
還有哪些可以期待的靶點和通路？
自PARP抑制劑獲得成功后，國內外大量資源投入到合成致死理論研究當中，以期獲得更好的腫瘤治療藥物，而研究較為火熱的靶點主要有ATR、ATM兩條相應的通路。
毛細血管擴張性共濟失調突變基因(ataxiat elangiectasia-mutated kinase，ATM)／檢查點激酶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，生成一個能與特定蛋白結合的位點封閉cdc25c磷酸酶出入細胞核與細胞質的進出口，有效滅活cdc25c磷酸酶活性，使CDKl處于無功能狀態，CDKl/Cvclin B復合物亦無活性，細胞周期便不能進入有絲分裂期。部分ATM抑制劑及臨床試驗見下圖。
圖3.1 ATM抑制劑的部分臨床試驗清單
（詳見J. Med. Chem. 2020, 63, 14151-14183）
此外，ATR可依賴ATM激活而激活。發生在雙鏈DNA斷裂的過程中，ATR是負責磷酸化、激活Chkl的主要激酶，與Chk2相比，Chkl能被ATM和ATR同時激活，可發生在正常的細胞周期過程中或在響應細胞復制壓力時(比如在復制叉停滯期)，Chkl可同時磷酸化、激活weel蛋白激酶和Cdc25c磷酸酶，weel蛋白激酶磷酸化CDKl/Cyclin B復合物CDKl的Tyrl5位點，使其失活，結果使細胞周期阻滯在G2期，進行DNA修復。cdc25c磷酸酶可去磷酸化作用CDKl的Tyrl5位點，使其恢復活性，結果使細胞周期進入M期。部分ATR抑制劑的臨床試驗見下圖。
圖3.2 ATR抑制劑的部分臨床試驗清單
（詳見J. Med. Chem. 2020, 63, 14151-14183）
近年針對于上述相關靶點，已有多個品種進入到臨床，且進展較快，許多品種已進入到臨床III期、II期，且開發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；而國內也有公司致力于合成致死領域的深挖，當前已有品種進入到臨床I期，以期能夠做到快速同步上市。
小結
PARP抑制劑的成功，讓研究者看到了合成致死潛在的臨床價值，尤其是其可以解決許多傳統靶向藥物所不能解決的臨床問題。且不論是國外大型制藥公司，還是我國國內上市的一些新型創新藥研發公司，均在這個方向上形成了產品及知識產權的布局。但，目前在研的品種還是相對比較集中，尤其是國內的新藥研發，大都希望做到fast-follow，更具創造性的產品研發尚需要更進一步，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．
合成致死在精準腫瘤學中的應用.科學通報,2018,63:1123-1129.
來源：新浪醫藥。
