最新：ATR抑制剂抗肿瘤治疗的研究新进展.docx

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1、最新：ATR抑制剂抗肿瘤治疗的研究新进展摘要DNA损伤应答(DNAdamageresponse,DDR)机制包括检测DNA损伤，阻滞细胞周期和启动DNA修复。共济失调毛细血管扩张和Rad3相关激酶(ataxiate1angiectasiaandRad3-re1ated,ATR)是DDR核心的关键激酶，负责感知复制应激(rep1icationstress,RS)并将其信号传导至S和G2/M检查点以启动DNA修复。在肿瘤细胞中G1检查点缺失和癌基因的激活，导致癌症细胞更多进入RS增加的S期。因此，肿瘤细胞更加依赖S和G2/M检查点，使其成为一个有吸引力的靶点。ATR抑制剂是目前抗肿瘤药物开发的热点

2、,部分ATR抑制剂目前已经进入临床试验阶段。本综述旨在总结支持ATR抑制剂作为单药以及与化疗、放疗和新型靶向药物(如PARP抑制剂)联合使用的临床试验数据,并讨论目前ATR抑制剂开发和生物标志物探索中面临的挑战。环境及细胞内多种因素都会引起DNA损伤并导致基因组不稳定。DNA损伤应答(DNAdamageresponse,DDR)整合多种细胞调控过程,对维持基因组的稳定性和整体性都是至关重要的1。在真核生物中，不同的DNA损伤引起应答蛋白的激活，这些蛋白主要包括一些超大分子量的蛋白激酶,如DNA依赖性蛋白激酶催化亚基(DNA-dependentproteinkinasecata1yticsubu

3、nit,DNA-PKcs),共济失调毛细血管扩张突变基因(ataxiate1angiectasia-mutatedgene,ATM基因)，共济失调-毛细血管扩张和Rad3-相关激酶(ataxiate1angiectasiaandRad3-re1atedfATR)以及FanconiAnaemia复合物,这些蛋白进一步激活DNA修复，细胞周期阻滞，细胞凋亡，衰老等多个信号通路2。DNA修复的过程发生在损伤位点附近的染色质区域，其过程非常复杂。这一过程的异常伴随多种肿瘤发生，因此相关蛋白也是重要的潜在的药物靶点。01、ATR在DDR中的作用ATR是DDR中的一个关键蛋白3,是一种属于磷脂酰肌醇3-激

4、酶样激酶(PIKK)家族的蛋白质，与也参与DDR的ATM同属于一个家族。在肿瘤细胞中由于癌基因的激活和G1检查点功能的缺失复制应激(rep1icationstress,RS)明显升高,在发生DNA损伤时,ATR的主要作用是作为RS的传感器,参与DNA单链断裂修复。当细胞内有RS或DDR产生时，复制相关蛋白A(RPA)包裹单链DNA(ssDNA)形成RPA-ssDNA复合物，并招募ATR激活所需的调控因子：ATRIPs9-1-1复合物(Rad9-Rad1-HusI)和拓扑异构酶结合蛋白1(TopBPI)等。ATR与其配体ATRIP结合并被招募到RPA-ssDNA上形成ATR-ATRIP复合物，同

5、时ATR在位点T1989发生自磷酸化。ATR一旦被激活，便会通过磷酸化CHK1和CHK2导致CDC25发生磷酸化并失活，从而不能激活CDK2。同时这些病变还直接或通过CHK1激活WEE1使CDK1和CDK2磷酸化并失活，从而阻滞G1/S或G2/M细胞周期进程,从而使细胞在进入有丝分裂前有更多的时间进行DNA损伤修复。如果损伤太广泛，便激活相应的衰老或凋亡途径4。ATM主要参与DNA双链断裂(doub1e-strandbreakxDSB)修复。在未受损的细胞中ATM以二聚体或低聚体的形式存在QNA双链断裂后,MRE11-RAD50-NBS1(MRN)复合物激活ATM,并在丝氨酸367(ser36

6、7丝氨酸1893(ser1893丝氨酸1981(ser1981)和丝氨酸2996(ser2996)处自动磷酸化。从而诱发被MRE11-RAD50-NBS1(MRN谟合体招募至IJDSB位点的p53(肿瘤抑制因子CHK1和CHK2等发生一系列复杂的磷酸化级联反应，并通过抑制CDK2的活性来阻滞G1/S或G2/M细胞周期进程5。ATM和ATR在一定程度上也会相互影响。1)ATM和ATR可以景乡响彼止匕在DNA损伤部位的募集。如在DSB中,ATM可以通过增强DNA末端切除来促进ATR的激活。ATR也被证明在DNARS下磷酸化H2AX,这可能会将ATM招募到与应激复制叉相邻的染色质中；2)ATM和AT

7、R可以直接相互磷酸化。研究表明，ATM在Ser1981可以被ATR磷酸化，以应对DNA复制应激；3)ATM和ATR可能会影响彼此通路中损伤反应蛋白的功能和募集。如ATM可以磷酸化TopBPI并促进其与ATR的相互作用；4)ATM和ATR在DDR通路中存在功能冗余。即使无ATM,缓慢切除DNA末端仍可以激活ATRe同样，当ATR通路失活时,DNARS也会激活ATM。ATM基因不是细胞存活必须的,人类ATM基因的突变会导致共济失调毛细血管扩张症的发生，其特点是小脑退化、免疫缺陷和癌症风险增加6。而ATR是至关重要的，有研究表明ATR双等位基因的丧失会导致早期胚胎致死7。因此，ATR的选择性抑制为肿

8、瘤治疗提供了新的思路，也为肿瘤研究提供了新的工具。02、ATR抑制剂（ATRi）肿瘤细胞更加依赖ATR分子通路调控细胞DDR促进细胞存活，而对正常细胞影响较小，使ATR成为有希望的癌症治疗靶标,ATRi有巨大的抗肿瘤潜力网。Rund1e等9证实ATR敏感细胞对各种具有DNA损伤作用的抗肿瘤药物产生耐受性，为开发针对ATR的小分子抑制剂提供了依据。目前在全球范围内，ATRi的药物开发落后于其他DDR蛋白，包括PARP和ATR本身的下游靶点CHK1等。一项原因是因为ATR需要与ssDNA-dsDNA连接束（不稳定结构）及所需的共活化蛋白例如RPA和ATRIP结合发挥作用，是个大分子，难以通过体外高

9、通量筛选；另一项原因是其结构特点缺乏晶体结构阻碍了其药物开发。ATRi的主要作用是抑制S期和G2/M细胞周期检查点导致RS增加并过早进入有丝分裂，最终导致有丝分裂危象10,还能引起S期和G2期DNA同源重组修复（homo1ogousrecombinationrepair,HRR齐口DSB11o有研究认为，携带TP53突变的细胞对ATRi更敏感，ATRi在TP53缺失细胞中显示出选择性疗效12,但这种疗效与TP53状态无关13。目前,ATRi主要是通过两条途径进行临床应用开发:第一条是通过寻找预测性生物标志物来识别对单药治疗特别敏感的肿瘤；第二条是探索与其他药物联合用药的策略。靶向ATR的几种化

10、合物目前正在临床前和临床开发中。2.1 ATRi单药应用目前，正在进行的随机临床研究中至少有5种ATRi显现出疗效：berzosertib(M6620VE822Cera1asertib(AZD6738e1imusertib(BAY18953441M1774和RP-3500o在评估Cera1aSertib单药治疗化疗进展的晚期实体瘤患者疗效的I期临床试验中Zcer1asertib起始剂量为80mg,最高剂量240mgo结果表明，Cer1asertib剂量限制性毒性包括血小板减少，全血细胞减少及淀粉酶升高，最大耐受剂量为160mgf1日2次，口服2周，停2周，不良反应耐受良好,客观缓解率(over

11、a11responserate,ORR)为7%14o期临床研究的初步结果表明，在ARID1A缺乏实体瘤患者中，Cera1asertib单药具有良好的抗肿瘤活性(160mg,1日2次，口服d114,28d为1个周期)，10例患者中有2例(均为子宫内膜癌)肿瘤达到完全缓解口5o另一项评估e1imusertib单药治疗晚期实体瘤患者疗效的I期临床试验结果ORR为19%(4/21),所有4例患者均同时携带ATM的缺失或变异，其中81.8%的患者出现ATRi的常见不良反应3级贫血，提示1例携带BRCA1致病突变，并对PARPi耐药的患者得到了长期缓解16。静脉注射ATRi,berzosertib的单药I

12、期试验结果显示,17例患者中有1例携带ATM缺失和ARID1A突变的结肠癌患者达到了完全缓解17。RP-3500在具有DDR基因变异的实体瘤患者中的I/U期临床试验结果显示在卵巢癌患者中ORR为25%(5/20),其中17例为粕类耐药,18例曾接受过PARPi治疗。2.2 ATRi与其他药物联合应用2.2.1 与吉西他滨联合有研究表明，吉西他滨能够诱导高水平的RS,并已在临床前研究中证实与ATRi联合应用有协同作用18o一项随机期试验比较了吉西他滨联合ATRi与吉西他滨单药治疗的疗效，在70例粕类耐药高级别浆液性卵巢癌(high-gradeserousovariancarcinoma,HGSO

13、C)患者中，按无粕间期(p1atinum-freeinterva1xPFI)分层(PFI3个月，PFI36个月)，结果显示吉西他滨联合berzosertib组的中位无进展生存期(medianprogression-freesurviva1zmPFS）为22.9周，而单独使用吉西他滨组为14.7周（HR=O.57）,主要在PFI3个月的亚组中观察疗效，其中吉西他滨联合berzosertib组的mPFS为27.7周,而单用吉西他滨组为9.0周19。2.2.2 与粕类联合粕化合物通过链内和链间交联的形成诱导RS和对ATR通路的依赖，从而导致复制叉的减慢/停滞。粕类是第一类与ATRi联合进行工期试验的

14、药物。berzosertib与卡粕联合应用17在1例粕类和PARPi耐药HGSoC患者中达到完全缓解。在Cera1asertib联合卡粕的I期试验中，36例ATM或S1FN11缺失或低表达的患者中，2例达到部分缓解20。另一项研究是在尿路上皮癌患者中进行的，患者被随机分配接受顺粕联合吉西他滨或顺粕、吉西他滨联合berzosertib治疗，结果显示ORR或无进展生存期（progression-freesurviva1zmPFS）无差异，试验组患者的3级或4级血小板减少症（59%vs.39%中性粒细胞减少症（37%vs.27%X中止治疗（24%vs.15%）的发生率较高，顺粕累积剂量较低,这可能解

15、释了为何联合berzosertib无获益。2.2.3 与拓扑替康、紫杉类联合ATRi与拓扑异构酶I抑制剂如拓扑替康的联合在临床前研究中也显示出协同作用21。一项I期试验评估了berz。Sertib联合拓扑替康的疗效与不良反应22,结果显示不良反应轻微，单药治疗组无剂量限制性不良反应事件，联合治疗组仅1例患者出现不良反应。5例粕耐药小细胞肺癌(sma11ce111ungcancer,SC1C)患者中有3例在10个月、6个月以上和7个月以上的时间里取得了部分缓解或长期稳定的疗效。在berzosertib联合拓扑替康治疗复发性SC1C的期临床研究中，berzosertib联合拓扑替康治疗复发性SC1

16、C疗效显著，ORR达36%(9/25),达到了主要疗效终点23。提示ATRi可能是治疗难治性SC1C22的一项有前景的方案。ATRi与紫杉类药物联合的策略是有理论依据的。这些机制中最明确的是ATRi绕过G2/M检查点并迫使具有DDR和RS的细胞进入有丝分裂，进一步增强紫杉类药物的活性。另一种机制可能与ATR在有丝分裂过程中控制染色体不稳定性的作用有关24,在有丝分裂过程中，AuroraA通过使其能够与着丝粒蛋白F结合，促进ATR定位于着丝粒，着丝粒蛋白质F将ATR募集到RPA包被的着丝粒R-环中，ATR激活AuroraB并确保有丝分裂过程中准确的染色体分离。因此，ATRi可能与抗有丝分裂剂协同作用，如紫杉类药物24。Cera1aSteb联合紫杉醇的I期临床研究结果显示，在免疫治疗耐药黑色素瘤患者中的有效率为33%,并且发现黑色素