CDK12突變在前列腺癌發生和發展以及臨床診療中的研究進展

杜新星，夏斌彬，吳 凡，董柏君，薛 蔚

近年來，CDK12 突變被報道與前列腺癌基因組不穩定、疾病進展和免疫療法密切相關，并且可能成為不同治療方案的潛在療效預測標志物。本文對前列腺癌中CDK12 突變的數據和研究現況進行總結，討論了攜帶CDK12 突變的前列腺癌的分子和臨床特征以及對不同治療方案的反應，闡述了CDK12 突變在前列腺癌發生和發展以及臨床診療中的意義。

1 CDK12 突變前列腺癌的生物學和分子特征

1.1 CDK12 在前列腺癌中的突變頻率

2015 年的一項癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）研究通過對333 例原發性前列腺患者進行綜合測序分析，發現CDK12基因變異發生率為2%[1]。此后，有研究對TCGA和Nature Genetics 數據庫中局限性前列腺癌患者的DNA 測序信息進行分析，發現CDK12 突變頻率為1.5%。然而，晚期前列腺癌患者的CDK12 突變頻率明顯升高。一些研究對轉移性去勢抵抗性前列腺癌（metastatic castrationresistant prostate cancer，mCRPC）進行基因測序，發現CDK12 變異頻率為4.7～6%[2-5]。WU 等[6]對360 例mCRPC 患者的活檢組織樣本進行基因測序，發現25 例（6.9%）存在CDK12 突變，而在498 例原發性局限性前列腺癌患者中僅發現6例（1.2%）有CDK12 突變。由此可見，CDK12在mCRPC 患者中的突變頻率顯著高于原發性局限性前列腺癌患者。此外，有研究發現所有的CDK12 突變均為體系突變[6-9]。2021 年的一項單中心回顧性研究發現，前列腺癌（5.3%，100/1 875）和卵巢癌（4.2%，43/1 034）是CDK12 基因發生變異頻率最高的實體腫瘤，并且只有在前列腺癌和卵巢癌中觀察到CDK12 存在反復變異[10]，這從另一個方面表明CDK12 變異可能在前列腺癌和卵巢癌中發揮著獨特的作用。

既往研究發現，不同種族人群的前列腺癌流行病學存在顯著差異[11-12]。TONON 等[13]發現非洲裔前列腺癌患者的CDK12 缺失突變頻率顯著高于高加索人（4/10vs1/15），由此表明CDK12 突變頻率在不同種族的前列腺癌患者中可能存在差異。源于中國的一些研究發現，中國前列腺癌患者中的CDK12 突變頻率約為15%[8,14-15]；其中一項多中心研究采用多基因靶向測序技術對8 個中心的299 份ctDNA 樣本進行分析，結果發現CDK12 突變頻率為15.4%，顯著高于國外人群。由此可見，CDK12 突變在中國前列腺癌患者中可能具有更加重要的研究意義和應用價值。

1.2 CDK12 突變前列腺癌的分子異質性

CDK12 是CDK 家族中的一種細胞周期蛋白依賴性激酶，與細胞周期蛋白K 結合后形成異二聚體復合物，調節幾種關鍵的細胞生理過程，如調節轉錄和mRNA 剪接[16-17]。此外，CDK12基因通過調節BRCA1、ATM、ATR、FANCI和FANCD2 等DNA 缺陷修復（DNA damage repair，DDR）基因的表達水平參與DNA 修復，維持基因組的穩定性[16,18-19]。

雖然CDK12 曾被認為是一種同源重組DNA修復基因，但是隨著研究的深入，目前認為其在維持基因組穩定性方面發揮著獨特的作用。最近的幾項關于mCRPC 全基因組測序研究的結果表明，基因組結構變異源于特定的基因改變，CDK12 突變與存在廣泛串聯重復序列的基因組模式有關[6,20-21]，這種不穩定的基因組模式與DNA 同源重組修復缺陷相關的腫瘤基因組不同，前者很少有大的（染色體或手臂水平）擴增或缺失，也與先前報道的BRCA1 相關的短跨度串聯重復序列不同[22]。QUIGLEY 等[21]對101 例mCRPC 患者轉移瘤進行全基因組和轉錄組測序整合分析，發現CDK12 雙等位基因失活突變與雙峰長度分布的串聯重復序列顯著增加相關（P＝0.003）。同時，一些研究也證實CDK12 雙等位基因失活突變與串聯重復表型密切相關，這些結果也與之前發表的卵巢癌研究[23]的結果一致。

CDK12 缺失后導致的這種不穩定的基因組結構可能會促進腫瘤的發生和發展。VISWANATHAN 等[20]采用突變時相分析，結果發現在發生串聯重復事件后，基因組發生的突變較之前更多（P＝0.008），這表明CDK12 失活和串聯重復表型的發生是早期事件，隨后則出現基因組突變的增加。同時，該研究也發現在與CDK12 缺失相關的基因組串聯重復表型的背景下，一部分患者表現出AR或MYC增強子復制[20]。由此可見，CDK12 缺失可能通過串聯重復表型以增強癌基因的表達，從而直接促進腫瘤的發生和發展。

2 CDK12 突變是前列腺癌預后不良的重要因素

在精準醫療的大環境下，前列腺癌患者基因或基因組間的異質性對臨床診療決策具有重要意義。對具有特定基因改變的前列腺癌患者的臨床特征進行深入探究，有助于評估和判斷疾病的進展情況。

2.1 高Gleason 評分

MATEO 等[2]研究發現，在Gleason 評分為6～7 分的前列腺癌患者中，105 例中僅有1 例發生CDK12 突變，而在Gleason 評分≥8 分的前列腺癌患者中，353 例中有21 例發生CDK12突變，提示CDK12 突變富集于Gleason 評分≥8分的前列腺癌患者中。REIMERS 等[24]開展了一項納入317 例晚期前列腺癌患者的回顧性研究，結果發現在46 例發生CDK12 突變的患者中，Gleason 評分≥8 分的患者占88%，這一比例顯著高于其他的分子突變隊列（P＝0.009）。高Gleason 評分的前列腺癌患者的CDK12 突變頻率增加間接支持了CDK12 突變與更具侵襲性的前列腺癌之間的關聯[25]。

2.2 易發生轉移

REIMERS 等[24]發現，攜帶CDK12 突 變的局限性前列腺癌患者從診斷到發生轉移的時間（中位時間為34.9 個月）顯著短于其他基因組隊列（P＝0.014）。SCHWEIZER 等[26]的研究納入了52 例攜帶CDK12 突變的前列腺癌患者，該隊列的中位隨訪時間為8.2 年（95%置信區間：5.6～11.1 年），其中49 例（94.2%）在治療期間發生腫瘤轉移。最近的一項研究發現，與由局限性前列腺癌進展為轉移性前列腺癌的患者相比，確診時即有轉移灶的前列腺癌患者的CDK12 變異率更高（1%vs8%）[27]。

2.3 更快進展至CRPC

REIMERS 等[24]開展的回顧性研究比較了CDK12 突變的前列腺癌患者與典型的HR突變（即BRCA1、BRCA2 和ATM）和TP53 缺失的前列腺癌患者，結果顯示CDK12 突變的前列腺癌患者相較于其他分子亞型的患者，進展為CRPC 的時間顯著縮短（中位時間為24.6 個月，P＝0.005 6）。

在SCHWEIZER 等[26]的研究隊列中，48例臨床信息準確的患者中有45 例（94%）發生CRPC，從接受雄激素剝奪療法（androgen deprivation therapy，ADT）至發生CRPC 的中位時間為1.4 年（95%置信區間：1.1～1.8 年）。NGUYEN 等[10]發現，與CDK12 野生型相比，CDK12 變異的患者進展為去勢抵抗的時間較短（中位時間：10.8vs13.1 個月，95%置信區間：1.06～1.90；P＝0.026）。

2.4 生存不良

一項包含46 例中國前列腺癌患者的研究也發現，CDK12 突變的前列腺癌患者的無進展生存期明顯短于CDK12 野生型前列腺癌患者（P＝0.029）[15]。SCHWEIZER 等[26]的研究發現，攜帶CDK12 突變的患者，自發生轉移后其中位生存 期為3.9 年（95% 置信區間：3.2～8.1 年），自發生去勢抵抗后其中位生存期為3 年（95%置信區間：2.5～3.8 年）。NGUYEN 等[10]的 研究結果表明，存在CDK12 變異的前列腺癌與CDK12 野生型前列腺癌相比，前者發生轉移后的生存期更短（中位生存期：64.4vs74.9 個月），再調整已知的預后因素后，該差異依然存在。

上述研究的結果表明，攜帶CDK12 突變的前列腺癌具有更高的侵襲性，包括更高的Gleason 評分以及發生轉移和進展為CRPC 的時間更短，但CDK12 突變的前列腺癌作為單獨的臨床亞型的證據仍然有限[28]。目前已有的結果都來自回顧性研究，因此尚待開展前瞻性研究以證實攜帶CDK12 突變的晚期前列腺癌患者的臨床特征。

3 CDK12 突變前列腺癌對不同治療方案的反應

探究遺傳性或獲得性基因改變對臨床治療的影響具有重要意義，檢測和識別不同治療方式的預測生物標志物有助于選擇個體化治療方案，從而最大限度地實現臨床受益，并避免不合適的治療方式帶來的不良反應。

3.1 內分泌治療

REIMERS 等[24]的研究表明，攜帶CDK12突變的前列腺癌患者接受一線雄激素途徑抑制劑（阿比特龍或恩雜魯胺）治療后，其前列腺特異性抗原（prostate specific antigen，PSA）進展的中位時間為3.6 個月，明顯短于攜帶其他類型突變的患者。此外，ANTONARAKIS 等[29]開展了一項多中心回顧性研究，包含58 例攜帶CDK12缺失突變的晚期前列腺癌患者，以確定發生CDK12 功能缺失突變的晚期前列腺癌患者對不同治療方案的反應。在54 例接受ADT 的患者中，只有85%的患者的血清PSA 水平下降超過50%（PSA50），中位無進展生存期為11.8 個月，總生存期為40.8 個月（自ADT 開始）；在34 例接受mCRPC 一線治療（阿比特龍或苯扎魯胺）的患者中，只有47%的患者出現PSA50 反應，中位無進展生存期為4.3 個月。

SCHWEIZER 等[26]的研究發現，以阿比特龍和恩雜魯胺作為CRPC 的一線抗雄激素藥物，CDK12 突變患者的PSA50 反應率分別為65%和75%，其中阿比特龍的PSA 無進展生存期 和crPFS（clinical or radiographic progressionfree survival）分別為8.1 和8.2 個月，恩雜魯胺的PSA 無進展生存期和crPFS 分別為9.1 和10.6個月。

3.2 化療

ANTONARAKIS 等[29]的研究發現，在20例接受mCRPC 一線治療（紫杉烷類化療）的患者中，只有35%的患者出現PSA50 反應，中位無進展生存期為4.0 個月。對于攜帶CDK12 缺失突變的mCRPC 患者而言，新型內分泌治療和紫杉烷類化療的療效較差。SCHWEIZER 等[26]的研究發現，以多西紫杉醇作為CRPC 一線治療，CDK12 突變患者的PSA50 反應率為48%，其中位PSA 無進展生存期和crPFS 分別為4.2 和5.8個月。

3.3 PARP 抑制劑

在mCRPC 患者中，DDR 基因的變異可能會與PARP 抑制劑產生合成致死效應，CDK12-cyclin K 異源二聚體調節RNA 聚合酶Ⅱ[30]，并與同源重組修復基因的轉錄調控有關[18]。因此，CDK12 基因變異已成為潛在的PARP 抑制劑合成致死效應的靶向候選生物標志物[31]。

然而，初步的臨床證據表明，對于攜帶CDK12 突變的晚期前列腺癌患者而言，PARP 抑制劑治療可能在很大程度上是無效的。ABIDA等[7]對魯卡帕利的一項2 期臨床試驗（TRITON2）進行分析，發現15 例攜帶CDK12 突變的mCRPC 患者中僅有1 例（6.7%）出現PSA50反應，其中10 例接受評估的患者均未見放射學改變。此外，在一項奧拉帕利的多中心2 期臨床試驗（TOPARP-B）中，接受評估的20 例攜帶CDK12 突變的mCRPC 患者均未出現PSA50 或RECIST 反應[32]。同樣，ANTONARAKIS 等[29]在11 例接受PARP 抑制劑（10 例：奧拉帕利；1例：魯卡帕利）的攜帶CDK12 突變的mCRPC患者中，也沒有觀察到PSA50 反應。

3.4 免疫治療

除錯配修復缺陷的前列腺癌患者以外，免疫檢查點抑制療法在前列腺癌患者中的總體療效不佳，這可能是因為前列腺癌的腫瘤突變負荷相對較低[33]。然而，最近WU 等[6]的研究發現，CDK12 缺失突變的前列腺癌是一種可能受益于免疫治療的獨特分子亞型，攜帶CDK12 突變的前列腺癌幾乎不存在其他的原發性基因驅動致病因子（ETS融合、SPOP突變、HRD、ATM突變和錯配修復缺陷）。CDK12 突變前列腺癌存在廣泛的串聯重復序列，基因組中基因融合豐富，并且其基因融合負荷至少是同源修復缺陷或ATM變異前列腺癌的3 倍。該研究認為，這種基因融合將誘導新抗原的產生，并經新抗原預測方法證實，融合誘導產生的新抗原水平高于所有其他的前列腺癌分子亞類（除錯配修復缺陷的前列腺癌）。同時，CDK12 突變的前列腺癌的T 細胞浸潤水平和T 細胞克隆數均高于其他所有前列腺癌基因組亞型（錯配修復缺陷者除外）。此外，這些CDK12 突變的前列腺癌中的CCL18 和CXCL8 等趨化因子的表達增加，這些趨化因子支持樹突狀細胞遷移至腫瘤微環境中。該研究指出，CDK12 突變的前列腺癌是免疫原性的，被白細胞所浸潤，并且進化出趨化因子介導的免疫逃避機制[6]。

WU 等[6]還回顧性分析了4 例發生CDK12突變且常規治療無效的mCRPC 患者，當采用PD-1 抑制劑（派姆單抗）治療時，2 例患者的血清PSA 水平明顯下降，并且其中1 例出現放射學反應。在ANTONARAKIS 等[29]的研究中，8 例攜帶CDK12 突變的mCRPC 患者接受PD-1 抑制劑治療作為4～6 線治療，其中38%的患者出現PSA50 反應，中位無進展生存期為6.6 個月。

最近的一項多中心回顧性研究發現，19 例攜帶CDK12 突變的患者接受了免疫檢查點抑制劑治療后，11 例（58%）治療后出現血清PSA 水平下降，其中2 例出現PSA50 反應（均為100%PSA 水平下降）；中位crPFS 和PSA 無進展生存期分別為2.7 和2.8 個月[26]。值得注意的是，該研究發現未接受化療的CDK12 突變患者對免疫治療有更好的反應，經免疫治療后的PSA50 反應率（29%vs0%，P＝0.12）和PSA30 反應率（71%vs0%，P＝0.002）更高，并且免疫治療后的中位PSA 無進展生存期和crPFS 在未接受化療的患者中分別為8 個月（95%置信區間：4.2 個月～未達到）和未達到（95%置信區間：4.4 個月～未達到），高于之前接受化療的患者的2.1 個月（95%置信區間：1.4 個月～未達到；P＝0.003）和2.1個月（95%置信區間：1.7 個月～未達到；P＝0.004）。此外，當基于CDK12 等位基因狀態對這些結果進行分析時，CDK12 單等位和雙等位基因突變患者接受免疫治療后血清PSA 水平下降或crPFS 沒有顯著差異，但與CDK12 單等位基因突變相比，CDK12 雙等位基因突變患者的PSA 生存期略有改善[中位生存期：3.4 個月（95%置信區間：2.7 個月～未達到）vs1.7 個月（95%置信區間：1 個月～未達到）；P＝0.01][26]。

上述研究表明，免疫檢查點抑制劑治療可能對部分CDK12 突變的mCRPC 患者有效，但目前的研究結果顯示單純的CDK12 基因型不能有效地預測免疫檢查點抑制劑治療的療效。因此，如何準確篩選出適合免疫治療的CDK12 突變的前列腺癌患者，仍是當前面臨的一大難題。

CDK12 可能是目前免疫檢查點抑制劑治療的潛在基因組生物標志物，結合CDK12 突變相關的串聯重復序列的定量評估，可能提供CDK12 基因型之外的額外信息。CDK12 缺失突變中串聯重復表型會導致基因融合。SOKOL等[5]發現，導致潛在基因融合的串聯重復序列的比例與基因型無關，因此CDK12 缺失突變中串聯重復序列的富集可以用于預測基因融合的富集。結合CDK12 突變相關串聯重復序列的定量評估，可能會更好地預測CDK12 突變的前列腺癌患者接受免疫檢查點抑制劑治療的療效。然而，SCHWEIZER 等[26]的研究結果卻發現串聯重復序列與免疫檢查點抑制劑治療效果之間并沒有顯著的關聯，推測可能受限于樣本量過少，尚待進一步研究。此外，有研究報道了一組CDK12 雙等位基因突變的前列腺癌的免疫浸潤特征，結果顯示與非CDK12 雙等位基因突變組相比，其腫瘤浸潤淋巴細胞數量明顯增多，同時伴有CD4+CD8+的表達以及總T 細胞數量的增多。腫瘤局部免疫浸潤情況可能會更直觀地反映腫瘤免疫微環境狀態，與CDK12 突變情況相結合可能會更有效地預測其對免疫治療的療效。針對攜帶CDK12 突變的前列腺癌的臨床研究（NCT03570619、NCT04104893）已經如火如荼地開展起來，這2 項臨床研究均試圖探究免疫治療的療效。

4 小 結

近年來，中國前列腺癌發病率快速上升，并且在初治患者中，局部進展和轉移患者已占50%以上，這些患者主要接受以靶向雄激素受體信號通路的內分泌治療為主的系統性治療，但絕大多數患者都將進展為mCRPC。雖然目前已經開發出多種針對mCRPC 的治療方案，但因mCRPC進展迅速以及易發生治療抵抗，因此mCRPC 仍是一種極具威脅的致命性疾病。前列腺癌具有高度的生物學和分子異質性，隨著基因組學的發展，通過對其基因背景的深入了解，檢測及探究與腫瘤進展和治療相關的特定的基因改變，有助于實施更精確的臨床診療策略。

目前，CDK12 基因在mCRPC 中的突變頻率明顯高于早期局限性前列腺癌，并且中國前列腺癌患者的CDK12 突變頻率更高。多項研究已證實，卵巢癌和前列腺癌中的CDK12 突變與腫瘤基因組中的串聯重復序列密切相關，并且導致基因組不穩定。這種不穩定的基因組模式可能會導致更多的基因變異，影響原癌基因和抑癌基因的表達，從而引起腫瘤的進展。雖然REIMERS等[24]的研究發現攜帶CDK12 突變的前列腺癌發生轉移和進展為CPRC 的時間更短，并且Gleason 評分更高，但是CDK12 突變真正成為疾病進展的預測標志物還需要進一步的前瞻性研究予以證明。攜帶CDK12 的mCRPC 對新型內分泌治療、紫杉烷類化療以及PARP 抑制劑治療的療效都很差，而部分患者可能會受益于免疫檢查點抑制劑治療。目前的研究重點是從攜帶CDK12突變的mCRPC 患者中篩選出額外的確實能從免疫治療中獲益的患者的生物或分子信息，而不是僅僅依據CDK12 的突變狀態。