CDK12突变在前列腺癌发生和发展以及临床诊疗中的研究进展

杜新星，夏斌彬，吴 凡，董柏君，薛 蔚

近年来，CDK12 突变被报道与前列腺癌基因组不稳定、疾病进展和免疫疗法密切相关，并且可能成为不同治疗方案的潜在疗效预测标志物。本文对前列腺癌中CDK12 突变的数据和研究现况进行总结，讨论了携带CDK12 突变的前列腺癌的分子和临床特征以及对不同治疗方案的反应，阐述了CDK12 突变在前列腺癌发生和发展以及临床诊疗中的意义。

1 CDK12 突变前列腺癌的生物学和分子特征

1.1 CDK12 在前列腺癌中的突变频率

2015 年的一项癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）研究通过对333 例原发性前列腺患者进行综合测序分析，发现CDK12基因变异发生率为2%[1]。此后，有研究对TCGA和Nature Genetics 数据库中局限性前列腺癌患者的DNA 测序信息进行分析，发现CDK12 突变频率为1.5%。然而，晚期前列腺癌患者的CDK12 突变频率明显升高。一些研究对转移性去势抵抗性前列腺癌（metastatic castrationresistant prostate cancer，mCRPC）进行基因测序，发现CDK12 变异频率为4.7～6%[2-5]。WU 等[6]对360 例mCRPC 患者的活检组织样本进行基因测序，发现25 例（6.9%）存在CDK12 突变，而在498 例原发性局限性前列腺癌患者中仅发现6例（1.2%）有CDK12 突变。由此可见，CDK12在mCRPC 患者中的突变频率显著高于原发性局限性前列腺癌患者。此外，有研究发现所有的CDK12 突变均为体系突变[6-9]。2021 年的一项单中心回顾性研究发现，前列腺癌（5.3%，100/1 875）和卵巢癌（4.2%，43/1 034）是CDK12 基因发生变异频率最高的实体肿瘤，并且只有在前列腺癌和卵巢癌中观察到CDK12 存在反复变异[10]，这从另一个方面表明CDK12 变异可能在前列腺癌和卵巢癌中发挥着独特的作用。

既往研究发现，不同种族人群的前列腺癌流行病学存在显著差异[11-12]。TONON 等[13]发现非洲裔前列腺癌患者的CDK12 缺失突变频率显著高于高加索人（4/10vs1/15），由此表明CDK12 突变频率在不同种族的前列腺癌患者中可能存在差异。源于中国的一些研究发现，中国前列腺癌患者中的CDK12 突变频率约为15%[8,14-15]；其中一项多中心研究采用多基因靶向测序技术对8 个中心的299 份ctDNA 样本进行分析，结果发现CDK12 突变频率为15.4%，显著高于国外人群。由此可见，CDK12 突变在中国前列腺癌患者中可能具有更加重要的研究意义和应用价值。

1.2 CDK12 突变前列腺癌的分子异质性

CDK12 是CDK 家族中的一种细胞周期蛋白依赖性激酶，与细胞周期蛋白K 结合后形成异二聚体复合物，调节几种关键的细胞生理过程，如调节转录和mRNA 剪接[16-17]。此外，CDK12基因通过调节BRCA1、ATM、ATR、FANCI和FANCD2 等DNA 缺陷修复（DNA damage repair，DDR）基因的表达水平参与DNA 修复，维持基因组的稳定性[16,18-19]。

虽然CDK12 曾被认为是一种同源重组DNA修复基因，但是随着研究的深入，目前认为其在维持基因组稳定性方面发挥着独特的作用。最近的几项关于mCRPC 全基因组测序研究的结果表明，基因组结构变异源于特定的基因改变，CDK12 突变与存在广泛串联重复序列的基因组模式有关[6,20-21]，这种不稳定的基因组模式与DNA 同源重组修复缺陷相关的肿瘤基因组不同，前者很少有大的（染色体或手臂水平）扩增或缺失，也与先前报道的BRCA1 相关的短跨度串联重复序列不同[22]。QUIGLEY 等[21]对101 例mCRPC 患者转移瘤进行全基因组和转录组测序整合分析，发现CDK12 双等位基因失活突变与双峰长度分布的串联重复序列显著增加相关（P＝0.003）。同时，一些研究也证实CDK12 双等位基因失活突变与串联重复表型密切相关，这些结果也与之前发表的卵巢癌研究[23]的结果一致。

CDK12 缺失后导致的这种不稳定的基因组结构可能会促进肿瘤的发生和发展。VISWANATHAN 等[20]采用突变时相分析，结果发现在发生串联重复事件后，基因组发生的突变较之前更多（P＝0.008），这表明CDK12 失活和串联重复表型的发生是早期事件，随后则出现基因组突变的增加。同时，该研究也发现在与CDK12 缺失相关的基因组串联重复表型的背景下，一部分患者表现出AR或MYC增强子复制[20]。由此可见，CDK12 缺失可能通过串联重复表型以增强癌基因的表达，从而直接促进肿瘤的发生和发展。

2 CDK12 突变是前列腺癌预后不良的重要因素

在精准医疗的大环境下，前列腺癌患者基因或基因组间的异质性对临床诊疗决策具有重要意义。对具有特定基因改变的前列腺癌患者的临床特征进行深入探究，有助于评估和判断疾病的进展情况。

2.1 高Gleason 评分

MATEO 等[2]研究发现，在Gleason 评分为6～7 分的前列腺癌患者中，105 例中仅有1 例发生CDK12 突变，而在Gleason 评分≥8 分的前列腺癌患者中，353 例中有21 例发生CDK12突变，提示CDK12 突变富集于Gleason 评分≥8分的前列腺癌患者中。REIMERS 等[24]开展了一项纳入317 例晚期前列腺癌患者的回顾性研究，结果发现在46 例发生CDK12 突变的患者中，Gleason 评分≥8 分的患者占88%，这一比例显著高于其他的分子突变队列（P＝0.009）。高Gleason 评分的前列腺癌患者的CDK12 突变频率增加间接支持了CDK12 突变与更具侵袭性的前列腺癌之间的关联[25]。

2.2 易发生转移

REIMERS 等[24]发现，携带CDK12 突 变的局限性前列腺癌患者从诊断到发生转移的时间（中位时间为34.9 个月）显著短于其他基因组队列（P＝0.014）。SCHWEIZER 等[26]的研究纳入了52 例携带CDK12 突变的前列腺癌患者，该队列的中位随访时间为8.2 年（95%置信区间：5.6～11.1 年），其中49 例（94.2%）在治疗期间发生肿瘤转移。最近的一项研究发现，与由局限性前列腺癌进展为转移性前列腺癌的患者相比，确诊时即有转移灶的前列腺癌患者的CDK12 变异率更高（1%vs8%）[27]。

2.3 更快进展至CRPC

REIMERS 等[24]开展的回顾性研究比较了CDK12 突变的前列腺癌患者与典型的HR突变（即BRCA1、BRCA2 和ATM）和TP53 缺失的前列腺癌患者，结果显示CDK12 突变的前列腺癌患者相较于其他分子亚型的患者，进展为CRPC 的时间显著缩短（中位时间为24.6 个月，P＝0.005 6）。

在SCHWEIZER 等[26]的研究队列中，48例临床信息准确的患者中有45 例（94%）发生CRPC，从接受雄激素剥夺疗法（androgen deprivation therapy，ADT）至发生CRPC 的中位时间为1.4 年（95%置信区间：1.1～1.8 年）。NGUYEN 等[10]发现，与CDK12 野生型相比，CDK12 变异的患者进展为去势抵抗的时间较短（中位时间：10.8vs13.1 个月，95%置信区间：1.06～1.90；P＝0.026）。

2.4 生存不良

一项包含46 例中国前列腺癌患者的研究也发现，CDK12 突变的前列腺癌患者的无进展生存期明显短于CDK12 野生型前列腺癌患者（P＝0.029）[15]。SCHWEIZER 等[26]的研究发现，携带CDK12 突变的患者，自发生转移后其中位生存 期为3.9 年（95% 置信区间：3.2～8.1 年），自发生去势抵抗后其中位生存期为3 年（95%置信区间：2.5～3.8 年）。NGUYEN 等[10]的 研究结果表明，存在CDK12 变异的前列腺癌与CDK12 野生型前列腺癌相比，前者发生转移后的生存期更短（中位生存期：64.4vs74.9 个月），再调整已知的预后因素后，该差异依然存在。

上述研究的结果表明，携带CDK12 突变的前列腺癌具有更高的侵袭性，包括更高的Gleason 评分以及发生转移和进展为CRPC 的时间更短，但CDK12 突变的前列腺癌作为单独的临床亚型的证据仍然有限[28]。目前已有的结果都来自回顾性研究，因此尚待开展前瞻性研究以证实携带CDK12 突变的晚期前列腺癌患者的临床特征。

3 CDK12 突变前列腺癌对不同治疗方案的反应

探究遗传性或获得性基因改变对临床治疗的影响具有重要意义，检测和识别不同治疗方式的预测生物标志物有助于选择个体化治疗方案，从而最大限度地实现临床受益，并避免不合适的治疗方式带来的不良反应。

3.1 内分泌治疗

REIMERS 等[24]的研究表明，携带CDK12突变的前列腺癌患者接受一线雄激素途径抑制剂（阿比特龙或恩杂鲁胺）治疗后，其前列腺特异性抗原（prostate specific antigen，PSA）进展的中位时间为3.6 个月，明显短于携带其他类型突变的患者。此外，ANTONARAKIS 等[29]开展了一项多中心回顾性研究，包含58 例携带CDK12缺失突变的晚期前列腺癌患者，以确定发生CDK12 功能缺失突变的晚期前列腺癌患者对不同治疗方案的反应。在54 例接受ADT 的患者中，只有85%的患者的血清PSA 水平下降超过50%（PSA50），中位无进展生存期为11.8 个月，总生存期为40.8 个月（自ADT 开始）；在34 例接受mCRPC 一线治疗（阿比特龙或苯扎鲁胺）的患者中，只有47%的患者出现PSA50 反应，中位无进展生存期为4.3 个月。

SCHWEIZER 等[26]的研究发现，以阿比特龙和恩杂鲁胺作为CRPC 的一线抗雄激素药物，CDK12 突变患者的PSA50 反应率分别为65%和75%，其中阿比特龙的PSA 无进展生存期 和crPFS（clinical or radiographic progressionfree survival）分别为8.1 和8.2 个月，恩杂鲁胺的PSA 无进展生存期和crPFS 分别为9.1 和10.6个月。

3.2 化疗

ANTONARAKIS 等[29]的研究发现，在20例接受mCRPC 一线治疗（紫杉烷类化疗）的患者中，只有35%的患者出现PSA50 反应，中位无进展生存期为4.0 个月。对于携带CDK12 缺失突变的mCRPC 患者而言，新型内分泌治疗和紫杉烷类化疗的疗效较差。SCHWEIZER 等[26]的研究发现，以多西紫杉醇作为CRPC 一线治疗，CDK12 突变患者的PSA50 反应率为48%，其中位PSA 无进展生存期和crPFS 分别为4.2 和5.8个月。

3.3 PARP 抑制剂

在mCRPC 患者中，DDR 基因的变异可能会与PARP 抑制剂产生合成致死效应，CDK12-cyclin K 异源二聚体调节RNA 聚合酶Ⅱ[30]，并与同源重组修复基因的转录调控有关[18]。因此，CDK12 基因变异已成为潜在的PARP 抑制剂合成致死效应的靶向候选生物标志物[31]。

然而，初步的临床证据表明，对于携带CDK12 突变的晚期前列腺癌患者而言，PARP 抑制剂治疗可能在很大程度上是无效的。ABIDA等[7]对鲁卡帕利的一项2 期临床试验（TRITON2）进行分析，发现15 例携带CDK12 突变的mCRPC 患者中仅有1 例（6.7%）出现PSA50反应，其中10 例接受评估的患者均未见放射学改变。此外，在一项奥拉帕利的多中心2 期临床试验（TOPARP-B）中，接受评估的20 例携带CDK12 突变的mCRPC 患者均未出现PSA50 或RECIST 反应[32]。同样，ANTONARAKIS 等[29]在11 例接受PARP 抑制剂（10 例：奥拉帕利；1例：鲁卡帕利）的携带CDK12 突变的mCRPC患者中，也没有观察到PSA50 反应。

3.4 免疫治疗

除错配修复缺陷的前列腺癌患者以外，免疫检查点抑制疗法在前列腺癌患者中的总体疗效不佳，这可能是因为前列腺癌的肿瘤突变负荷相对较低[33]。然而，最近WU 等[6]的研究发现，CDK12 缺失突变的前列腺癌是一种可能受益于免疫治疗的独特分子亚型，携带CDK12 突变的前列腺癌几乎不存在其他的原发性基因驱动致病因子（ETS融合、SPOP突变、HRD、ATM突变和错配修复缺陷）。CDK12 突变前列腺癌存在广泛的串联重复序列，基因组中基因融合丰富，并且其基因融合负荷至少是同源修复缺陷或ATM变异前列腺癌的3 倍。该研究认为，这种基因融合将诱导新抗原的产生，并经新抗原预测方法证实，融合诱导产生的新抗原水平高于所有其他的前列腺癌分子亚类（除错配修复缺陷的前列腺癌）。同时，CDK12 突变的前列腺癌的T 细胞浸润水平和T 细胞克隆数均高于其他所有前列腺癌基因组亚型（错配修复缺陷者除外）。此外，这些CDK12 突变的前列腺癌中的CCL18 和CXCL8 等趋化因子的表达增加，这些趋化因子支持树突状细胞迁移至肿瘤微环境中。该研究指出，CDK12 突变的前列腺癌是免疫原性的，被白细胞所浸润，并且进化出趋化因子介导的免疫逃避机制[6]。

WU 等[6]还回顾性分析了4 例发生CDK12突变且常规治疗无效的mCRPC 患者，当采用PD-1 抑制剂（派姆单抗）治疗时，2 例患者的血清PSA 水平明显下降，并且其中1 例出现放射学反应。在ANTONARAKIS 等[29]的研究中，8 例携带CDK12 突变的mCRPC 患者接受PD-1 抑制剂治疗作为4～6 线治疗，其中38%的患者出现PSA50 反应，中位无进展生存期为6.6 个月。

最近的一项多中心回顾性研究发现，19 例携带CDK12 突变的患者接受了免疫检查点抑制剂治疗后，11 例（58%）治疗后出现血清PSA 水平下降，其中2 例出现PSA50 反应（均为100%PSA 水平下降）；中位crPFS 和PSA 无进展生存期分别为2.7 和2.8 个月[26]。值得注意的是，该研究发现未接受化疗的CDK12 突变患者对免疫治疗有更好的反应，经免疫治疗后的PSA50 反应率（29%vs0%，P＝0.12）和PSA30 反应率（71%vs0%，P＝0.002）更高，并且免疫治疗后的中位PSA 无进展生存期和crPFS 在未接受化疗的患者中分别为8 个月（95%置信区间：4.2 个月～未达到）和未达到（95%置信区间：4.4 个月～未达到），高于之前接受化疗的患者的2.1 个月（95%置信区间：1.4 个月～未达到；P＝0.003）和2.1个月（95%置信区间：1.7 个月～未达到；P＝0.004）。此外，当基于CDK12 等位基因状态对这些结果进行分析时，CDK12 单等位和双等位基因突变患者接受免疫治疗后血清PSA 水平下降或crPFS 没有显著差异，但与CDK12 单等位基因突变相比，CDK12 双等位基因突变患者的PSA 生存期略有改善[中位生存期：3.4 个月（95%置信区间：2.7 个月～未达到）vs1.7 个月（95%置信区间：1 个月～未达到）；P＝0.01][26]。

上述研究表明，免疫检查点抑制剂治疗可能对部分CDK12 突变的mCRPC 患者有效，但目前的研究结果显示单纯的CDK12 基因型不能有效地预测免疫检查点抑制剂治疗的疗效。因此，如何准确筛选出适合免疫治疗的CDK12 突变的前列腺癌患者，仍是当前面临的一大难题。

CDK12 可能是目前免疫检查点抑制剂治疗的潜在基因组生物标志物，结合CDK12 突变相关的串联重复序列的定量评估，可能提供CDK12 基因型之外的额外信息。CDK12 缺失突变中串联重复表型会导致基因融合。SOKOL等[5]发现，导致潜在基因融合的串联重复序列的比例与基因型无关，因此CDK12 缺失突变中串联重复序列的富集可以用于预测基因融合的富集。结合CDK12 突变相关串联重复序列的定量评估，可能会更好地预测CDK12 突变的前列腺癌患者接受免疫检查点抑制剂治疗的疗效。然而，SCHWEIZER 等[26]的研究结果却发现串联重复序列与免疫检查点抑制剂治疗效果之间并没有显著的关联，推测可能受限于样本量过少，尚待进一步研究。此外，有研究报道了一组CDK12 双等位基因突变的前列腺癌的免疫浸润特征，结果显示与非CDK12 双等位基因突变组相比，其肿瘤浸润淋巴细胞数量明显增多，同时伴有CD4+CD8+的表达以及总T 细胞数量的增多。肿瘤局部免疫浸润情况可能会更直观地反映肿瘤免疫微环境状态，与CDK12 突变情况相结合可能会更有效地预测其对免疫治疗的疗效。针对携带CDK12 突变的前列腺癌的临床研究（NCT03570619、NCT04104893）已经如火如荼地开展起来，这2 项临床研究均试图探究免疫治疗的疗效。

4 小 结

近年来，中国前列腺癌发病率快速上升，并且在初治患者中，局部进展和转移患者已占50%以上，这些患者主要接受以靶向雄激素受体信号通路的内分泌治疗为主的系统性治疗，但绝大多数患者都将进展为mCRPC。虽然目前已经开发出多种针对mCRPC 的治疗方案，但因mCRPC进展迅速以及易发生治疗抵抗，因此mCRPC 仍是一种极具威胁的致命性疾病。前列腺癌具有高度的生物学和分子异质性，随着基因组学的发展，通过对其基因背景的深入了解，检测及探究与肿瘤进展和治疗相关的特定的基因改变，有助于实施更精确的临床诊疗策略。

目前，CDK12 基因在mCRPC 中的突变频率明显高于早期局限性前列腺癌，并且中国前列腺癌患者的CDK12 突变频率更高。多项研究已证实，卵巢癌和前列腺癌中的CDK12 突变与肿瘤基因组中的串联重复序列密切相关，并且导致基因组不稳定。这种不稳定的基因组模式可能会导致更多的基因变异，影响原癌基因和抑癌基因的表达，从而引起肿瘤的进展。虽然REIMERS等[24]的研究发现携带CDK12 突变的前列腺癌发生转移和进展为CPRC 的时间更短，并且Gleason 评分更高，但是CDK12 突变真正成为疾病进展的预测标志物还需要进一步的前瞻性研究予以证明。携带CDK12 的mCRPC 对新型内分泌治疗、紫杉烷类化疗以及PARP 抑制剂治疗的疗效都很差，而部分患者可能会受益于免疫检查点抑制剂治疗。目前的研究重点是从携带CDK12突变的mCRPC 患者中筛选出额外的确实能从免疫治疗中获益的患者的生物或分子信息，而不是仅仅依据CDK12 的突变状态。