HRD作为新兴的肿瘤分子标志物，在多种恶性肿瘤患者治疗管理中对PARP抑制剂疗效预测发挥着越来越重要的作用。《同源重组修复缺陷临床检测与应用专家共识（2021版）》指出：HRD临床检测在PARP抑制剂治疗晚期卵巢癌疗效预测中具有重要的应用价值，可对卵巢癌患者进行分层，优化相应治疗决策，最大限度扩大PARP抑制剂临床获益人群；在乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌中，其对PARP抑制剂或含铂类药物的临床应用可能也具有潜在的指导价值^[1]。《卵巢癌PARP抑制剂临床应用指南（2020版）》指出：HRD检测可以使PARP抑制剂敏感人群从占20%左右的BRCA突变人群扩大到占50%左右的HRD阳性人群^[2]。

关于HRD，本文将从DNA的损伤与修复开始逐步探讨。

01 DNA损伤与修复

DNA损伤（DNA damage）指的是由于机体内在因素或环境等外在因素所导致的DNA组成和结构的变化。DNA损伤具有双重生物效应：（1）DNA结构改变是生物进化的基础；（2）DNA损伤可以使细胞功能出现再生障碍，与多种疾病的发生息息相关。DNA损伤的表现形式主要包括：碱基损伤与糖基破坏、碱基错配、DNA单/双链断裂、DNA链的共价交联。在所有DNA损伤形式中，DNA双链断裂对细胞危害最大，若未得到及时修复，则可能引起复制受阻和染色体缺失等，进而导致细胞死亡或向肿瘤转化的有害结局。DNA修复（DNA repair）是机体维持DNA结构完整性与稳定性，保证生命延续和物种稳定的重要环节。

图1：DNA的单/双链损伤模式图

02 同源重组修复(HRR)与同源重组修复缺陷(HRD)

同源重组(Homologous recombination, HR)是减数分裂中一种引入遗传多样性的机制，通过来自父本和母本的配对染色体相互交叉，交换两条 DNA 链之间的遗传物质。HR也可以发生在有丝分裂中，它通过精确修复 DNA 双链断裂和正常细胞代谢过程中遇到的其他损伤来促进DNA的稳定性。HR是一个高度保守的过程，在DNA修复、DNA复制、减数分裂染色体分离和端粒维持中起着重要作用。这个过程不仅创造了遗传多样性，还保持了 DNA 序列的稳定性。

同源重组修复(homologous recombination repair,HRR)是DNA双链断裂的首选修复方式。它以未受影响的姐妹染色体作为模板，来修复丢失的DNA 序列。HRR是一条涉及多个步骤的复杂信号转导通路，其中关键蛋白为BRCA1/2基因所编码。BRCA1/2与多种其他DNA修复蛋白相互作用，形成DNA损伤修复的复杂系统，这些蛋白包括ATM、RAD51、PALB2、MRE11、RAD50、NBN、CDK12 和 ATR蛋白等等^[3]。

图2：DNA损伤的修复调控途径^[4]

同源重组修复缺陷(homologous recombination deficiency，HRD)通常指细胞水平上的HRR功能障碍状态，当HRD存在时，DSB会过度依赖非同源末端连接、微同源末端连接和单链退火途径等低保真、高易错的替代性DNA损伤修复途径，从而极可能造成核酸序列的插入/缺失，拷贝数异常，并引起染色体交联，造成基因组和染色体不稳定。

03 HRR与HRD的关系^[1-4]

HRD可由HRR相关基因胚系突变或体细胞突变以及表观遗传失活等诸多因素导致。HRR通路相关的基因突变是导致HRD的主要原因，卵巢癌中常见的HRR突变有BRCA1、BRCA2、ATM、BARD1、BRIP1、CHEK1、 CHEK2、FAM175A、MRE11A、NBN、PALB2、RAD51C、RAD51D等，其中BRCA1和BRCA2突变较为常见。

图3：导致HRD的因素及其影响

HRD是恶性肿瘤较为常见的分子标记，卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌发生率较高；HRD阳性卵巢癌、乳腺癌表现出一定的临床病理学特征，BRCA相关的遗传性乳腺癌和卵巢癌表现更显著。HRD的存在会使肿瘤细胞对诱发DNA交联的铂类药物高度敏感，同时应用PARP抑制剂可促发肿瘤细胞合成致死。

04 PARP抑制剂与HRD的关系 ^[1-4]

最初，PARP抑制剂是基于BRCA1/2突变的患者研发的，但不断增加的临床数据已显示其在更广泛的肿瘤群体中的益处，临床适应证也从BRCA1/2突变，发展到HRD。当使用PARP抑制剂靶向作用于单链修复中的PARP酶时，未经修复的DNA单链断裂可发展为DNA双链断裂。在HRD的肿瘤细胞中，PARP抑制剂可造成大量的DNA损伤，从而导致肿瘤细胞的凋亡。HRD并不能直接导致细胞凋亡，只有当PARP抑制剂作用于HRD 细胞时，在两种主要的DNA修复机制同时失效的情况下，才会导致细胞死亡即“合成致死”效应。

从合成致死的原理上，PARP抑制剂可以在所有的HRD肿瘤细胞中发挥作用，即HR通路上除了关键组分之一的BRCA1/2基因突变，还涉及到其他的HRR基因包括RAD51、ATM、MRE11、TP53等，HRR基因发生突变失活同样导致DNA双链损伤修复功能缺陷。

图4：PARP抑制剂作用机制图

PAOLA-1研究纳入新确诊的Ⅲ-Ⅳ期高级别浆液性或子宫内膜样卵巢癌、输卵管癌及原发性腹膜癌患者，实验组使用奥拉帕利+贝伐珠单抗联合治疗，对照组使用贝伐珠单抗单药进行维持治疗。结果显示，HRD阳性（包含BRCA突变）患者两组的中位PFS分别为37.2个月和17.7个月（HR =0.33）；HRD阳性（排除BRCA突变）患者两组的中位PFS分别为28.1个月和16.6个月（HR= 0.43）；HRD阴性/突变未知患者两组的中位PFS分别为16.9个月和16.0个月（HR=0.92）。HRD阳性患者（无论是否包含BRCA突变）接受奥拉帕利治疗的中位PFS远高于对照组，HRD是独立于BRCA突变预测奥拉帕利维持治疗疗效的指标^[5]。

图5：不同治疗方案下肿瘤患者的无疾病进展和死亡情况^[5]

05 目前NMPA批准的PARP抑制剂情况^[6]

目前，国家药品监督管理局（NMPA）批准的4种PARP抑制剂。

表1：NMPA批准的PARP抑制剂情况

06 HRD检测与判读

HRD会产生特定的、可量化的、稳定的基因组改变，其中包含可被鉴别的基因突变、插入/缺失模式，以及染色体结构异常、基因拷贝数变异等，这也是当前构建HRD临床检测方法的理论基础。HRD 检测采用 NGS 方法，通常包括两个部分，BRCA1/2 突变状态及基因组不稳定性状态的评分（genomic instability score，GIS），或称HRD 评 分（HRD score）。HRD评分可依据杂合性缺失（loss of heterozygosity，LOH）、端粒等位基因不平衡（telomeric allelic imbalance，TAI）、大片段迁移（large⁃scale state transition，LST），以量化基因组变异的程度。

目前，较为公认的HRD状态评估方法是通过BRCA1/2的致病性变异状态及GIS来评价，并且报告解读已有较明确的标准：“当BRCA1/2突变和（或）GIS评分≥42分时，即判定为HRD阳性”^[4]。

表2：HRD状态评估结果判读

07 HRD检测的临床应用

PARP抑制剂疗效预测：

NCCN卵巢癌指南(2022.V1)、上皮性卵巢癌PARP抑制剂相关生物标志物检测的中国专家共识（2020年）推荐：对于新诊断的卵巢癌患者、铂敏感复发的卵巢癌患者、既往接受过2线或以上含铂类药物化疗的铂敏感复发性卵巢癌患者需进行HRD状态（包括BRCA1/2和HRD score）检测（胚系和体系），以评估预测PARP抑制剂的治疗效果^[7-8]。

NCCN前列腺癌临床实践指南(2022.V4)推荐：所有转移性去势抵抗性前列腺癌需进行包括BRCA1/2在内的HRR基因检测（胚系和体系），以评估预测PARP抑制剂的治疗效果^[9]。

HRR突变用于肿瘤遗传风险评估：

乳腺癌和卵巢癌NCCN指南（2020.V3）推荐，评估乳腺癌与卵巢癌的家族遗传风险，需进行胚系检测的基因有BRCA1/2，TP53，PTEN，ATM, BRIP1, CDH1, CHEK2, NBN, PALB2, RAD51C, RAD51D, STK11等^[10]。

中国前列腺癌患者基因检测专家共识（2020年版）推荐：全部前列腺癌患者进行DNA修复基因（特别是BRCA2、 BRCA1、 ATM、PALB2、 CHEK2、 MLH1、 MSH2、 MSH6、PMS2）胚系检测，来进行遗传风险评估^[11]。

胰腺癌NCCN指南（2022.V1）推荐，胰腺癌患者应进行胚系检测的基因有BRCA1/2，PALB2, MLH1, MSH2, MSH6, PMS2, ATM, TP53等，以胰腺癌家族性高风险评估^[12]。

08 HRD检测意义

HRD检测在卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌等患者中，对于指导PARP抑制剂临床用药具有重要临床价值，可最大限度扩大PARP抑制剂临床获益人群。

参考文献

[1] 中国抗癌协会肿瘤标志专业委员会遗传性肿瘤标志物协作组等. "同源重组修复缺陷临床检测与应用专家共识(2021版)." 中国癌症防治杂志 2021年13卷4期, 329-338页 (2021).

[2] 中华医学会妇科肿瘤学分会. 卵巢癌PARP抑制剂临床应用指南[J]. 2020.

[3] Patrick G Pilié, et al. State-of-the-art strategies for targeting the DNA damage response in cancer. Nat Rev Clin Oncol. 2019 Feb;16(2):81-104.

[4] 二代测序临床报告解读肿瘤学专家组, 张绪超. 肿瘤二代测序临床报告解读共识[J]. 循证医学, 2022, 22(2):15.

[5] Fujiwara K ,  Harter P ,  Leary A , et al. Phase III PAOLA-1/ENGOT-ov25 trial: Olaparib plus bevacizumab (bev) as maintenance therapy in patients (pts) with newly diagnosed, advanced ovarian cancer (OC) treated with platinum-based chemotherapy (PCh) plus bev[J]. Annals of Oncology, 2019, 30:ix191-ix192.

[6] 温灏. PARP抑制剂不良反应管理的中国专家共识(2021年版).

[7] 中国抗癌协会妇科肿瘤专业委员会, 中华医学会病理学分会. 上皮性卵巢癌PARP抑制剂相关生物标志物检测的中国专家共识[J]. 中国癌症杂志, 2020, 30(10):841-848.

[8] Ovarian Cancer Including Fallopian Tube Cancer and Primary Peritoneal Cancer，Version 1.2022，NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology.

[9] Prostate Cancer, Version 4.2022, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology.

[10] Breast Cancer, Version 3.2020, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology.

[11] 中国抗癌协会泌尿男生殖系肿瘤专业委员会, 中国临床肿瘤学会前列腺癌专家委员会. 中国前列腺癌患者基因检测专家共识(2020年版).

[12] Pancreatic Adenocarcinoma, Version 1.2022, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology.