PARP抑制剂｜同源重组缺陷（HRD）检测产品开发与申报中的思考

肿瘤细胞依赖两大类DNA修复路径来保证其细胞基因组的稳定，即DNA单链修复（包括PARP等）和DNA双链修复途径，其中同源重组修复（HRR）途径是一种非常重要的双链修复途径（包括BRCA1/2等）。

所以，PARP抑制剂的原理就很好理解了，PARP负责DNA单链损伤修复，BRCA1/2所在同源重组修复（HRR）通路负责DNA双链损伤修复，若BRCA1/2基因发生功能缺失突变，在此基础上使用PARP抑制剂抑制PARP功能，通过合成致死效应（DNA断裂得不到修复，DNA损伤积累），进而引起肿瘤细胞的死亡。还不明白？给大家上个图：

HRD，即同源重组缺陷，指BRCA1/2或其他HRR基因发生功能缺失突变或BRCA1基因启动子高甲基化（导至BRCA1表达降低）或一系列尚不明原因引起的DNA双链断裂不能通过同源重组修复的基因组不稳定现象。所以BRCA1/2及HRR与HRD类似于因和果的关系。

BRCA1/2及HRR相关基因突变检测（常称为HRR基因panel）可以来判断HRD状态。此外，基因组瘢痕（Genomic scar）也可通过检测基因组损伤的模式（基因组不稳定性）来判断HRD的状态，它是一组评分，即HRD score，包括基因组杂合性缺失（LOH）、端粒等位基因不平衡（TAI）、大片段迁移（LST）。还不明白？给大家上个图：

“HRD”这个术语通常会与“BRCAness”互换使用，目前PARP抑制剂临床试验中的HRD检测方法多采用基因组瘢痕（Genomic scar）方法，它不仅可以检测BRCA1/2状态，还可以分析基因不稳定状态类型。¹ 一定程度上把HRD算法作为了Biomarker！

截至当前，国外有2款经过临床验证且获FDA批准的HRD检测产品：FoundationFocus CDx BRCA LOH Assay 和 Myriad Genetics myChoice HRD。国内则刚刚起步，尚没有NMPA批准的HRD检测产品，不过各大肿瘤基因检测公司也在积极布局HRD产品的开发与申报。

那么，HRD检测产品开发与申报中会遇到哪些问题呢？下面给大家分享中检院 黄杰 研究员带来的“同源重组修复缺陷（HRD）检测产品开发与申报中的思考”。（PPT内容来源于CSCO 2020线上卫星会，供大家参考）²

HRD与PARP抑制剂敏感性：HRD细胞使用PARPi抑制PARP功能，通过合成致死效应（DNA断裂得不到修复，DNA损伤积累），引起肿瘤细胞的死亡。

很多临床试验显示，HRD阳性卵巢癌患者可以从PARPi中显著获益，无论是PFS还是OS。

HRD的检测评估其实有HRR基因（包括BRCA1/2）和HRD评分（HRD score值）两种；HRR是一大类基因，包括BRCA1/2，根据AZ奥拉帕利在mCRPC中的伴随诊断（FoundationOne CDx）来看呢，包含了15个HRR基因，其中PPP2R2A基因可能对PARP抑制剂不敏感，所以有效的HRR基因仅有14个。

HRR基因分布广泛，与其他通路有交叉情况，现在国际国内对HRR的定义均不明确（不同的HRR基因通道纳入基因存在差异，缺乏公认的标准）。

HRD标志物选择的问题，很多原因或机制可以造成HRD的表现，比如HHR基因的突变，BRCA1基因启动子区域甲基化，拷贝数变异及最终形成HRD的表象（LOH、TAI及LST，非造成HRD的机制，比如HRD可以导至染色体末端连接异常，导至TAI的情况；HRD导至LST的畸变；HRD导至单亲二体或LOH）。

HRD相关的biomarker：

1）HR相关基因突变：BRCA1/2，其他HRR相关基因；

2）基因组瘢痕检测：基于array CGH，基于SNP（TAI，LST，LOH），突变信号；

3）转录表达标志物的检测：转录本分析，蛋白表达及功能分析等。

临床中具体使用哪种biomarker，HRD产品开发设计选择哪种biomarker，可以根据产品的具体情况来选择。

HRD检测已报道的不同标志物，技术和方法。

HRD不同的检测策略或技术路线：1）基于WGS/WES的检测路线；2）基于SNP的检测路线；3）基于HR基因的检测路线。

当然，各种检测技术路线都有一定的优缺点。基于SNP检测的话，需要考虑中外人群SNPs的差异，多数SNP位于内含子区域，捕获效率未知容易造成假阳性，多少SNPs才能满足？基于HR基因检测的话，HRR基因的选择存在差异，缺乏公认的标准；不同HRR基因的功能影响不同，缺乏量化指标；无法检测HRR基因表观遗传变异；大片段缺失（long indel）等变异类型需要开发及充分验证。

目前可以开发的HRD检测产品：

1）HR相关基因突变：

g/sBRCA突变，FDA批准作为伴随诊断；

HRR基因突变，FDA批准作为伴随诊断；

局限性：HRR基因突变的解读及回复突变会造成PARP耐药等。

2）基因组瘢痕检测：

FoundationFocus CDx BRCA LOH Assay：FDA批准作为补充诊断；

Myriad Genetics myChoice HRD：FDA批准作为伴随诊断等；

局限性：基因组瘢痕只能反映过去的基因组印记，对于重获HR功能（回复突变等）的情况不能准确评估，此外检测阴性也不能排除HRD。

3）实时标志物：

转录组及蛋白表达的检测等；

局限性：研究中，尚未开展临床应用

HRD产品biomarker选择和检测技术路线的考量有很多，选择HRR相关基因突变？选择基因组瘢痕检测？后者一定程度上把算法作为了biomarker，这种可靠性需要大量临时数据来支持的。

1）HRD cut-off值的选择、设立及验证方案？

2）产品的预期用途？不同肿瘤PARPi伴随诊断还是其他预期用途？

3）性能指标的合理性和可操作性也需要考量？

Myriad Genetics myChoice HRD检测产品，通过训练集和验证集进行一个相关性能的验证，HRD阳性的定义为：HRD值42分和/或BRCA1/2突变，但事实上，不同的肿瘤可能有不同的阈值。另外Myriad的临床研究也显示，其HRD的阳性值也可能会有所调整，比如从42调到33的情况。HRD阈值的确定非常重要！

不同的HRD检测路线和方法来看，不同方法之间的等效性是否可比？目前2020 ASCO公开的数据显示，不同的HRD评估方法是非等效的，那么在临床实践中，方法学不可互换？（涉及后期的一致性比较，药效一致性等差异）

不同癌肿的HRD cut-off值不同，比如卵巢癌中HRD的阈值为42分，在前列腺癌中，目前以HRR为标准，如果换HRD作为标志物，那么HR值可能就不是42，可能是33或其他的值。

那么HRD的cut-off值如何确定呢？

1）选择什么样的样本？选用BRCA1/2突变阳性样本还是选用疗效确切样本？

2）如选用BRCA1/2突变阳性样本需要注意单等位基因或多等位基因的问题？

3）Myriad临床研究也存在33和42两个阈值，未来临床如何确定？

目前来看，一个cut-off值不能通用所有癌肿，目前HRD仅卵巢癌获批，其他癌肿还需要探索验证；不同癌肿的cut-off值不同，特别是卵巢癌中高发BRCA1突变，而其他癌肿高发BRCA2，同时每一个癌肿，包括男、女、种族都需要考虑验证的。

HRD产品性能评价方面考量的话，需要重点关注产品预期用途；分析性能评价；临床性能评价及产品的局限性。

性能验证中可能遇到的困难问题：如何标准化？HRD一定程度上是个算法，这个标准化怎么做？

1）不同肿瘤阈值的标准化；

2）不同算法的标准化；

3）性能指标验证方法的可操作性。

如何验证呢？各家采用的方法都是不一样的，LOH、TAI、LST作为标志物或HRD算法作为标志物验证？标准品也很难找到，验证方法如何去选择？

产品评价参考品需要与各家申报机构和研发单位沟通，看如何选择可靠的一致性评价参照。

HRD检测产品技术方法、使用范围等的局限性：检测技术的局限性（基因组复杂性，中美人种的差异？）；肿瘤类型适用性（不同分型肿瘤，比如前列腺癌HRR批准，HRD可用？不同类型肿瘤，比如卵巢癌主要是高浆卵巢癌，其他卵巢癌也可用？）；检测性能指标的可靠性如何验证；缺少金标准验证方法。

HRD检测产品的开发，未来是否需要考虑将PARP抑制剂耐药的一些机制考虑进来，比如回复突变导至的PARP抑制剂耐药等。

目前，国内尚缺乏标准的HRD检测产品，还需要中国人群自己的数据支持，包括算法及阈值的制定等，如此才能保证临床的准确性和有效性。这就如同肿瘤免疫治疗的TMB阈值一样，不能完全照抄国外人群的阈值数据，还应该拿出自己的数据，更加真实可靠。

参考资料：

1.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 .中国医学前沿杂志（电子版）.2020,12(5):29-37.

2.黄杰.,同源重组修复缺陷（HRD）检测产品开发与申报中的思考，PPT，CSCO雅康博卫星会,20200924.