HDAC 抑制劑 會使三陰性乳癌細胞對 PARP 抑制劑及順鉑的治療產生敏感

血液腫瘤科/細胞治療中心/台灣細胞免疫醫學會 陳駿逸醫師

 

三陰性乳癌細胞接觸 HDAC 抑制劑後,會間接損害了三陰性乳癌細胞修復受損 DNA 的能力,並使三陰性乳癌細胞對PARP 抑制劑和順鉑的治療變得敏感,讓其部分乳癌患者中具有抗癌活性的療法。

 

某些人類的癌細胞會依賴完整的 DNA 修復途徑來存活。先前研究顯示,ATR、CHK1 和乳癌易感基因 1(BRCA1)等蛋白質是三陰性乳癌細胞面臨 DNA 損傷及其後續修復反應的損傷反應之重要部分,而這三種蛋白質都是由熱休克蛋白 90(HSP90)所控制或伴護。

 

而研究發現,使用 HDAC 抑制劑治療會使HSP90失活,從而阻礙了涉及 ATR、CHK1 和 BRCA1 基因面臨 DNA 損傷及其後續修復反應的損傷反應。

 

因此,HDAC 抑制會讓乳癌細胞的細胞內創造出類似於帶有 BRCA1 突變的的環境,亦即創造了一種『BRCAness』。當 BRCA1 基因存在有突變時,就能夠讓三陰性乳癌細胞對PARP 抑制劑及順鉑化學治療產生敏感度。生物資訊分析及多項實驗都已證明 PARP 與 HDAC 抑制劑在三陰性乳癌中會有協同的效應。

 

HDAC 抑制除了透過消耗 DNA損傷所需要之修復蛋白來抑制面臨DNA 損傷隨之而起的修復反應之外,HDAC 抑制劑還會誘發DNA 的損傷,「透過使用 HDAC 抑制劑,我們同時可以用這兩種機制來對抗癌症。

 

研究人員也測試了使用 HDAC 抑制劑中的 vorinostat 或 panobinostat ,其治療是否能使三陰性乳癌細胞對 PARP 抑制產生敏感性。任一HDAC 抑制劑與PARP 抑制劑 ABT888合用時候,均會導致不管有無 BRCA1 基因突變的三陰性乳癌細胞出現死亡。此外,vorinostat 治療會使三陰性乳癌細胞更容易接受順鉑的化療。

 

研究的這項發現可能對三陰性乳癌女性,甚至可能對卵巢癌患者會產生影響,因為卵巢癌的基因組成與三陰性乳癌相似。

 

機制上,PARP抑制劑與 HDAC抑制劑會誘導癌細胞內創造出類似於帶有 BRCA1 突變的的環境,亦即創造了一種『BRCAness』,如此可以恢復合成致死性,並促進細胞質的DNA 累積,進一步活化 cGAS–STING 途徑,並透過透過 cGAS–STING 途徑活化腫瘤的干擾素訊號,並誘導細胞激素的產生。此外,PARP抑制劑與 HDAC抑制劑會促進腫瘤新抗原的生成、上調抗原呈現基因及 PD-L1,如此可以讓免疫檢查點阻斷療法之使用來增強抗腫瘤免疫。這些結果顯示,新型雙重 PARP 與 HDAC 抑制劑在三陰性乳癌中具有抗腫瘤免疫調節功能。

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在HDAC 抑制劑作用機制的研究中,發現抑制了HDAC3會特異性地使HSP90 失活,進而抑制受損 DNA 的修復。目前可以使用的HDAC 抑制劑中,Tucidinostat是一種新型苯甲醯胺類組蛋白去乙醯化酶 (HDAC) 抑制劑,主要針對荷爾蒙受體陽性乳癌,透過抑制 HDAC1、2、3 和 10,促進組蛋白的乙醯化,進而重新活化抑癌基因,並克服荷爾蒙治療的抗藥性。

 

HDAC 抑制劑能夠降低 DNA損傷所需要之修復蛋白(包括 BRCA1 和 RAD51)的水平。對於原本不具備BRCA突變的癌症,HDAC 抑制劑的治療可以人為地讓乳癌細胞的細胞內創造出類似於帶有 BRCA1 突變的的環境,亦即創造了一種『BRCAness』,當誘導出「BRCAness」表型,就有機會對 Cisplatin化療產生敏感性。

 

儘管初期Cisplatin化療反應良好,但腫瘤可能透過產生「回補突變 (Reversion Mutations)」來修復 BRCA1 讀碼框,從而恢復 DNA損傷的修復能力,導致對 Cisplatin(順鉑)  的獲得性抗藥性。研究顯示HDAC 抑制劑與 Cisplatin 合用會具有協同殺傷作用,能夠進一步增加 DNA的損傷並觸發癌細胞凋亡。且對於已產生鉑類藥物抗藥性的癌細胞,HDAC 抑制劑被證明能夠透過下調特定路徑(例如 HDAC4/STAT1 軸)來重新恢復癌細胞對 Cisplatin 的敏感度。

 

治療組合 

作用機制

臨床價值

Cisplatin 單藥

利用 BRCA1 缺失導致的修復障礙

高 pCR 率與緩解率,是 BRCA1 突變乳癌的首選之一。

HDAC 抑制劑與 Cisplatin 合用

雙重抑制修復途徑、下調 BRCA1 表達

強化療效,並可能克服部分鉑類藥物抗性。

 

Olaparib 與順鉑的合併療法主要利用「合成致死 (Synthetic Lethality)」機制,藉由 Olaparib 抑制 PARP 酵素修復 DNA 單股斷裂,搭配 Cisplatin 直接造成 DNA的雙股損傷,使癌細胞因無法修復基因組而死亡。Olaparib 與 Cisplatin75 mg/m2合用不被認為可以耐受,可以改採用間歇性服用Olaparib(建議劑量為150mg錠劑,每日口服兩次,隨餐或空腹服用,每日總劑量300mg,第 1-5 天)搭配Cisplatin 60 mg/m2可提升耐受性。

 

針對BRCA1基因突變乳癌在PARP抑制劑治療失敗後的狀況,常見主因為癌細胞產生PARP抑制劑的抗藥性,機制多為「BRCA回補突變 (Reversion Mutations)」,腫瘤細胞產生新的突變,修復了原本的BRCA1缺陷,讓癌細胞恢復DNA損傷的修復能力。導致PARP抑制劑無法再達成合成致死效果。此時應考慮檢測回覆突變、更換化療(例如鉑類)或參與臨床試驗。 此外,PARP抑制劑治療失敗的其他機制,例如: 藥物外排泵(如P-gp)表達增加導致藥物濃度降低、53BP1蛋白丟失(導致DNA修復途徑改變)。

 

研究顯示,將PARP 抑制劑與HDAC抑制劑合用或順鉑聯合使用具有強大的協同作用:

PARP 抑制劑與HDAC抑制劑:HDAC抑制劑通過削弱同源重組(HRR)修復機制的能力,增強了 PARP 抑制劑 的合成致死效應,導致活性氧(ROS)增加和癌細胞凋亡。

 

PARP 抑制劑與順鉑合用:HDACi 能增加染色質的開放性,使順鉑更容易進入並損傷 DNA,同時阻斷癌症的細胞週期檢查點,防止受損之癌細胞修復。

 

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