HDAC 抑制劑為何可與PARP 抑制劑並用於癌症的治療?

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

 

 

多(腺苷二磷酸(ADP)-核糖聚合酶(PARP)家族包含了 17 個成員,當這些成員與受損 DNA 結合時可以被活化,且參與了單股 DNA 斷裂的修復。單股 DNA 斷裂後受損的 DNA會為 PARP蛋白提供了結合位點,PARP 以變構方式來誘導 PARP 催化活性,進而導致底物蛋白的多(ADP-核糖)化(PARylation)、DNA 修復蛋白複合體的招募、染色質的重塑,最終實現 DNA損傷後的修復。

 

PARP 抑制劑(PARPis)會結合 PARP 的催化結構域,將 PARP蛋白「套牢」於 DNA 損傷的結合位點,並抑制單股 DNA 斷裂後受損的 DNA修復。這些未被修復的斷裂單股 DNA,會在細胞週期的 S 期時轉換成 DNA 雙股斷裂。當DNA 雙股出現斷裂時則可以透過同源重組修復(HRR)機制來修復,而乳癌易感基因 1(BRCA1)與乳癌易感基因 2(BRCA2)蛋白皆為 同源重組修復(HRR)機制的關鍵組成部分。因此,PARP 抑制劑之olaparib已獲美國食品藥物管理局(FDA)批准,用於治療具有生殖細胞系 BRCA1 或 BRCA2 突變的乳癌及胰臟癌患者。

 

 

儘管PARP 抑制劑之療效有前景,PARP 抑制劑之使用仍存在先天或後天抗藥性的侷限,但經常有部分患者對PARP 抑制劑無治療反應,且單獨PARP 抑制劑很少具有持久的療效療效;此外,某些晚期癌症使用PARP 抑制劑,也會出現PARP 抑制劑的後天性抗藥性。這都促使開發新的治療或PARP 抑制劑在藥物組合策略中被迫切地需要,以提升癌細胞敏感或再敏感。抗血管新生的標靶藥物及 HDAC 抑制劑已被發現能夠誘導”BRCAness”,因而可以提升PARP 抑制劑療效

 

組織蛋白去乙醯化酶(HDAC)的抑制劑可透過下調同源重組修復(HRR)機制的關鍵蛋白以恢復合成致死力,提升PARP 抑制劑的效能。它們也能抑制PARP 蛋白所介導的 DNA修復蛋白的 PArylation,這成為PARP 抑制劑與HDAC抑制劑需要相互結合使用的理由。

 

近期研究報告指出,PARP 抑制劑會啟動環狀 GMP-AMP 合成酶(cGAS)-干擾素基因刺激因子(STING)的訊號通路,以誘導抗腫瘤的免疫力。PARP 抑制劑促進由DNA 雙股出現斷裂引起的細胞質內的DNA 片段累積,啟動 cGAS–STING 訊號途徑,進而產生第一型干擾素。這些干擾素會結合 I 型 干擾素受體,活化下游的 Janus 激酶(JAK)訊號轉導及轉錄活化因子(STAT)的訊號通路,導致數百個干擾素之刺激基因的表現,進而產生促發炎趨化激素,造成T淋巴細胞浸潤增加。此外,PARP 抑制劑會增加腫瘤的突變負荷(TMB),可能導致腫瘤新抗原的產生及抗癌 T 細胞免疫活性的增強。

 

HDAC抑制劑同時帶來多項免疫的調節活性,包括主要組織相容性複合體(MHC)第一類與第二類抗原加工與呈現基因的上調,以及誘導多種 T 細胞趨化因子(例如 CCL5、CXCL9 及 CXCL10)的表現。此外,PARP 抑制劑與HDAC抑制劑合用可以提升 PD-L1 的表現,該指標是免疫回饋調控的指標。因此,PARP 抑制劑與HDAC抑制劑合用已被證明能夠與 PD-L1 或 PD-1免疫檢查點抑制劑,可以在三陰性乳癌或其他癌症中產生協同效應,強效介導有效的免疫反應。整體而言,這些發現顯示單獨使用PARP 抑制劑與或HDAC抑制劑對實體癌症的治療,可能存在有抗藥性或治療效果有限,而 PARP 抑制劑與HDAC抑制劑合用則觀察到治療上的協同效應。一再顯示,PARP 抑制劑與HDAC抑制劑合用能夠介導免疫調的節功能,並可能成為治療 陰性乳癌的潛在策略。

 

 

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