CDK4/6 抑制劑被人所熟知應該是其在乳腺癌領域的應用。乳腺癌素有“粉紅殺手”之稱，是女性中最常見的一類癌癥。據世界衛生組織國際癌癥研究機構（IARC）發布的 2020 年world癌癥負擔數據顯示，world乳腺癌新發病例高達 226 萬例，已超過了肺癌的 220 萬例，成為best大癌。而 CDK4/6 抑制劑的出現，迅速改變了晚期乳腺癌的治療格局，但這僅僅是其冰山一角。

靶向 cyclin D-CDK4/6 治療癌癥

       CDK4/6 與腫瘤的愛恨糾纏    

• 細胞周期蛋白過表達致癌

細胞周期素 D 基因 (CCND) 的基因組畸變常見于不同類型的腫瘤中。并且在多種惡性腫瘤中都可以看到 CCND 過表達，例如，13 - 20% 的乳腺癌，40% 的頭頸部鱗狀細胞癌及 30% 的食道鱗狀細胞癌中都有發現細胞周期蛋白擴增現象。 在動物實驗中，轉基因小鼠乳腺中細胞周期蛋白 D1 的靶向過表達會導致乳腺癌的發生；其他細胞周期蛋白 D2、D3、CDK4 的過表達和 P16INK4a 的缺失也會導致腫瘤的形成。與之相反，細胞周期蛋白基因缺失則可降低腫瘤敏感性。例如，CCND1 或 CDK4/6 缺失的小鼠對人類表皮生長因子受體 2 (HER2) 驅動的乳腺癌具有耐受性。而在小細胞肺癌 (NSCLC) 小鼠模型中，CDK4 的急性消融會抑制腫瘤細胞增殖并觸發腫瘤細胞衰老。

• CDK4/6 在癌細胞中的代謝功能

與代謝息息相關的是線粒體和溶酶體，抑制 CDK4/6 可增加線粒體和溶酶體的數量，激活 mTOR，并增加氧化磷酸化的速率。此外，CDK4/6 可以磷酸化和失活溶酶體生成的主要調節因子 TFEB，并通過這一機制減少溶酶體數量。

抑制 CDK4/6 會影響溶酶體和線粒體數量以及氧化磷酸化

• CDK4/6 抑制劑和抗腫瘤免疫反應

CDK4/6 抑制劑既作用于腫瘤細胞，也作用于腫瘤免疫環境。使用 Abemaciclib 治療乳腺癌小鼠或乳腺癌細胞時會激活腫瘤細胞內源性逆轉錄病毒因子的表達，提高雙鏈 RNA 水平，同時刺激III型干擾素的產生，增加腫瘤抗原的呈現。因此，CDK4/6 抑制劑可通過誘導病毒基因表達，觸發抗病毒免疫反應，幫助消除腫瘤。 

抑制 CDK4/6 影響抗腫瘤免疫

 CDK4/6 的抑制也通過阻礙 CD4+FOXP3+調節性 T 細胞 (Treg) 的增殖而影響免疫系統。由于 CDK4/6 抑制對細胞毒性 CD8+ T 細胞的影響較小，使用 Abemaciclib 治療可降低腫瘤內 T 細胞的 Treg/CD8+比值，促進細胞毒性 CD8+ T 細胞對腫瘤細胞的殺傷。同時，抑制 CDK4/6 還會降低活化的 T 細胞核內因子（NFAT）磷酸化，導致其核易位和轉錄活性增強，NFAT 靶標上調，從而 T 細胞活化，增強抗腫瘤免疫應答。Abemaciclib 治療還可誘導腫瘤中炎癥性和活化的 T 細胞表型，并上調 CD4+和 CD8+細胞免疫檢查點蛋白 CD137、PD-L1 和 TIM-3 的表達。 CDK4/6 抑制也可引起 PD-L1 在某些特定條件下的上調 。在機制上，CDK4/6 磷酸化并穩定 SPOP（泛素連接酶E3家族成員Cul3結合底物蛋白的接頭蛋白），從而促進 PD-L1 多聚泛素化和降解。Cyclin D-CDK4 也可以通過 RB1 抑制 PD-L1 的表達：具體來說，Cyclin D-CDK4/6 介導的 S249/T252 上 RB1 的磷酸化促進 RB1 與 NF-kB 蛋白 P65 的結合，抑制 NF-kB 調控的基因亞群的表達，包括 PD-L1。 實驗驗證，使用 CDK4/6 抑制劑和抗 PD-1/PD-L1 抗體治療患有自體乳腺癌或同種異體癌癥的小鼠，可以增強免疫檢查點fen suo的療效，并在很大比例的動物中導致腫瘤*消退。

目前主要的CDK4/6抑制劑

• 對 CDK4/6 抑制劑的耐藥性

盡管 CDK4/6 抑制劑在癌癥治療中是非常有效的藥物，但幾乎所有患者最終都會產生耐藥性并死于疾病。并且相當一部分腫瘤表現出對 CDK4/6 抑制劑治療的固有耐藥性。

癌細胞抵抗CDK4/6抑制的機制

CDK6 表達的擴增被證明是 CDK4/6 抑制劑獲得性耐藥性的基礎。例如，在抗 Abemaciclib  的 ER+乳腺癌細胞中可發現 CDK6 基因擴增和 CDK6 蛋白的過表達；在 Palbociclib +內分泌治療期間進展的 ER+乳腺癌患者的 ctDNA 中也能發現 CDK6 基因擴增和 CDK6 蛋白的過表達。并且，CDK4 蛋白過表達與 HR+乳腺癌對內分泌治療的耐藥性相關。 耐藥乳腺癌細胞可以通過 MicroRNA miR-432-5p 抑制 TGF-b/SMAD4 通路上調 CDK6 的表達。在這一機制中，miR-432-5p 的外泌體表達介導了相鄰細胞群之間耐藥性表型的轉移。同時，FAT1 癌基因的缺失也會導致 ER+乳腺癌中 CDK6 上調；FAT1 通過 Hippo 通路抑制 CDK6 的表達，其缺失會引起 CDK6 基因表達的上調，從而引發腫瘤細胞生成。 而非典型 Cyclin D1-CDK2 復合物的形成被證明是獲得性 CDK4/6 抑制劑耐藥性的另一種機制，在 Palbociclib 治療的 ER+乳腺癌細胞中可觀察到這種復合物。此外，自噬調節基因 AMBRA1 的缺失會促進 D cyclins 與 CDK2 相互作用，導致對 CDK4/6 抑制劑產生耐藥性。但這是否代表了人類腫瘤的內在或獲得性耐藥機制還有待觀察。 

• Cyclin E

遺傳分析顯示，細胞周期蛋白 E 基因的激活可以繞過 Cyclin D-CDK4/6 在腫瘤發生和發展中的需求。這就是說，細胞周期蛋白 E-CDK2 活性增加是導致對 CDK4/6 抑制劑產生固有性和獲得性耐藥性的主要原因。 幾種不同的機制可以在耐藥腫瘤細胞中激活 Cyclin E-CDK2 激酶:(i) KIP/CIP 抑制劑下調導致 cyclin E-CDK 活性增加。(ii) PTEN 表達缺失，激活 AKT 信號通路，導致 p27KIP1 在核上被排斥。它是由 p27KIP1 轉變為 CDK2，導致 CDK2 激酶活性增加。(iii) 激活 PI3K/AKT 通路導致 p21CIP1 水平降低。用 MDM2 抑制劑 (通過 p53 上調p21CIP1) 治療黑色素瘤 pxs，使耐藥腫瘤細胞對 CDK4/6 抑制劑敏感。(iv) Cyclin D1 水平的上調觸發 KIP/ CIP 抑制劑從 Cyclin E-CDK2 到 Cyclin D-CDK4/6 的隔離，從而激活前者。(v) CCNE1 基因的擴增和 Cyclin E1 蛋白水平的升高導致 Cyclin E-CDK2 激酶活性的升高。(vi) 在 KRAS 突變的胰腺癌細胞中，mTOR 信號可上調 Cyclin E1(和 D1)；在這種情況下，CDK2 活性對 CDK4/6 抑制劑耐藥至關重要。(vii) PDK1 的上調導致 AKT 通路的激活，從而增加 Cyclins E 和 A 的表達，激活 CDK2。(viii) 在 CDK4/6 抑制劑耐藥的黑色素瘤細胞中，高水平的 RNA 結合蛋白 FXR1 增加了氨基酸轉運蛋白 SLC36A1 的翻譯。SLC36A1 表達上調激活 mTORC1，進而增加 CDK2 的表達。盡管 CDK4/6 受到抑制，但所有這些病變都可能使細胞增殖，這是下游細胞周期激酶 CDK2 激活的結果。 此外，對 ER+乳腺癌患者 PALOMA-3 試驗的分析顯示，在接受 Palbociclib 加內分泌治療進展的 ER+乳腺癌患者的 ctDNA 中檢測到 CCNE1 基因擴增。在部分 CDK4/6 抑制劑耐藥的 HR+乳腺癌中也可見到 CCNE2 基因 (編碼 cyclin E2) 的擴增。 總的來說，這些分析表明，耐藥細胞可能在細胞周期進程中依賴于 CDK2。CDK2 的缺失或 CDK2 激酶活性的抑制與 CDK4/6 抑制劑聯合使用可阻斷 CDK4/6 抑制劑耐藥癌細胞的增殖。 最近還報道了兩種 CDK2 特異性抑制劑，PF-07104091 和 BLU0298。PF07104091 目前正與 palbociclib 聯合抗雌激素進行 2 期臨床試驗。而另一項研究發現了一種新型化合物 PF-3600，它可以抑制 CDK4/6 和 CDK2。PF3600 對 CDK4/6 抑制劑的固有和獲得性耐藥的異種移植模型具有強有力的抗腫瘤作用。Aphase 2 臨床試驗目前正在評估這種化合物作為單一藥物，并與 HR+/HER2- 乳腺癌和其他癌癥類型的患者聯合內分泌治療。 

正在進行的臨床試驗測試CDK4/6抑制劑的新組合
 另外，對 59 例接受 CDK4/6 抑制劑和抗雌激素治療的患者的 HR+/HER2 -轉移性乳腺腫瘤進行全外顯子組測序，結果顯示 8 種可能導致耐藥性的改變:

①RB1 丟失; ②CCNE2 擴增；③AURKA 擴增；④激活 AKT1 的突變或擴增；⑤激活 FGFR2 的突變或擴增；⑥激活 ERBB2 的突變或擴增；⑦激活 RAS 基因突變；⑧內質網表達缺失。癌基因 AURKA 的頻繁激活 (在 27% 的耐藥腫瘤中) 增加了結合 CDK4/6 抑制劑和 Aurora A 激酶抑制劑來克服耐藥的可能性。

      總結  

盡管 D-cyclins 和 CDK4/6 早在 30 年前就已被發現，但 Cyclin D-CDK4/6 在腫瘤細胞中的全部功能仍然未知，例如它們在抗腫瘤免疫中的作用直到現在才開始被挖掘。CDK4/6 抑制劑不僅能抑制腫瘤細胞增殖，還能影響腫瘤細胞和腫瘤環境，這些激酶可能在癌細胞中發揮的作用比目前所認識到的要廣泛得多。因此，CDK4/6 抑制對腫瘤發生的各個方面的影響需要進一步研究。未來幾年，我們無疑將見證新的CDK4/6抑制劑的開發和測試