细胞在正常代谢过程中因各种内、外因素如内源性活性氧等均可能导致DNA损伤，若细胞累积的DNA损伤得不到正确修复，则可能引起基因突变、癌基因激活、抑癌基因失活及染色体不稳定等，并引发细胞衰老、凋亡、代谢等调控异常，最终可能导致包括肿瘤在内的各种疾病。DNA保护机制使基因组免受环境因素或DNA代谢过程中自发产生的损伤破坏，这个过程主要包括DNA单链和双链断裂损伤修复。DNA单链断裂通过错配修复、碱基切除修复和核苷酸切除修复途径进行修复。DNA双链断裂通过非同源末端连接或同源重组修复途径进行修复。
DNA不断受到各种内源性和外源性因素的损伤
同源重组修复作为核心的DNA损伤修复方式之一，它主要发生在细胞周期的S和G2期，是维持基因组完整性确保遗传信息高保真传递的一种DNA修复机制。同源重组修复（homologous recombination repair, HRR）和PARP（poly(ADP-ribose)polymerase）是DNA损伤修复的两种重要机制，其中HRR参与DNA双链损伤修复，PARP负责DNA单链损伤修复。
DNA的损伤和修复
HRR是一条涉及到多个步骤的复杂的信号通路，其中关键蛋白为BRCA1和BRCA2。如果BRCA基因出现突变导致BRCA1和BRCA2蛋白失去功能，就会引起HRR功能异常（Homologous Recombination Deficiency, HRD）。另外，其它HRR相关基因，如 PALB2, CDK12，RAD51, CHEK2, ATM等发生突变、或BRCA1基因启动子发生甲基化、以及其他暂未明确的原因，都会引起HRD，导致基因组不稳定。肿瘤细胞往往会利用HRR使细胞免于凋亡，而当肿瘤细胞出现HRD，同时PARP被抑制时，就会产生“合成致死”效应，存在HRD的肿瘤对PARP抑制剂更敏感。大约有53.5%的卵巢癌患者存在同源重组修复缺陷（HRD）。除了乳腺癌和卵巢癌外，HRD还存在于前列腺癌、胰腺癌、肝癌等多个癌种中。
DNA损伤修复(DDR)网络（图片来自：sierraoncology）
HRD相关基因检测的临床意义
有同源重组缺陷（HRD）的肿瘤细胞对铂类药物或PARP抑制剂更敏感，如奥拉帕利，使用PARP抑制剂，可以使两种DNA损伤修复途径均出现障碍，进而促进肿瘤细胞的凋亡，发挥更强的抗肿瘤作用，即所谓的“合成致死”作用机制。HRD（+）患者与HRD（-）患者相比，对铂类以及PARP抑制剂有更好的响应。目前已有三种PARP抑制剂（尼拉帕利、奥拉帕利、芦卡帕利）获批用于铂敏感复发卵巢癌的维持治疗。2020年4月22日，FoundationOne CDx（F1CDx）卵巢癌报告中增加基因组杂合性缺失（gLOH）检测功能，成为国内首个可以判断同源重组修复缺陷（HRD）的商用NGS产品。F1CDx通过覆盖22条染色体上324个基因的3500个SNP，计算发生LOH的片段占整个基因组的比例。
然而，仅仅用BRCA1/2作为HRD的划分标准是不足够的，因为HRR涉及的基因已知的就已多达数十个，这些基因的异常也可能导致HRD表型。Pennington et al对390例卵巢癌的13个HRR相关基因进行胚系和体系突变测序，发现携带胚系或体系HRR相关基因突变的患者和铂类治疗敏感性以及良好的预后具有高度相关性。为此，Turner和Ashworth等学者提出“BRCAness”的概念，描述无BRCA突变，但具有和BRCA突变肿瘤类似表型的HRD。因此HRD的检测需要综合BRCA1/2和其他HR相关基因的检测，以更有效地筛选铂类/PARPi适用人群。
同源重组修复(HRR)相关基因
常见的与HRR通路相关的基因有：BRCA1, BRCA2, ATM, ATR, BARD1, BLM, BRIP1, CDK12, CHEK1, CHEK2, FANCA, FANCC, FANCD2, FANCE, FANCF, FANCI, FANCL, FANCM, MRE11, NBN, PALB2, RAD50, RAD51, RAD51B, RAD51C, RAD51D, RAD52, RAD54L, and RPA1
目前有不同的方法来鉴定存在同源重组修复缺陷的BRCA野生型肿瘤患者，具体方法有:
（1）记录大量基因组异常，即所谓的“基因组瘢痕”
（2）突变信号分析
（3）用DNA测序panel识别同源重组修复基因的点突变
近年来越来越多的证据表明，HRR通路紊乱是多种类型癌症的基础，其复杂的过程涉及多种基因，在多种肿瘤中发挥并扮演重要的角色，HRR能力强弱可能是体细胞突变及相应的多种类型肿瘤的主要诱因。如BRCA1/2与乳腺癌，卵巢癌；RAD54与非霍奇金淋巴瘤；RECQL4与骨肉瘤和皮肤癌。