KRAS是癌癥中最常見(jiàn)的基因突變之一，大約有三分之一的癌癥攜帶KRAS突變。然而，由于該靶點(diǎn)表面平滑且缺乏理想的小分子結(jié)合位點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)它一直被視為“不可成藥”的靶點(diǎn)。

       這一切在全球首 個(gè)KRAS抑制劑Sotorasib（AMG 510）獲得批準(zhǔn)上市后發(fā)生了歷史性的突破。但近期，其治療效果遭到美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）腫瘤藥物咨詢委員會(huì)（ODAC）的質(zhì)疑。ODAC提出，該藥物的主要研究終點(diǎn)——盲態(tài)獨(dú)立中心評(píng)估的無(wú)進(jìn)展生存期（PFS）數(shù)據(jù)難以令人信服。

       同時(shí)，Adagrasib（MRTX849）作為第二款全球上市的KRAS G12C抑制劑，歐洲藥品管理局（EMA）曾拒絕批準(zhǔn) adagrasib上市，原因是：缺乏具有有效性的全面數(shù)據(jù)。不過(guò)今年1月，歐盟最終還是附條件批準(zhǔn)了adagrasib上市。

       面對(duì)未來(lái)布滿未知和挑戰(zhàn)的道路，KRAS抑制劑的命運(yùn)仍懸而未決。在近幾年AACR會(huì)議上，有關(guān)KRAS的最新研究將嘗試突破這一僵局。本文將深入探討這些激動(dòng)人心的科學(xué)進(jìn)展。

       從0到1：

       KRAS G12C共價(jià)抑制劑簡(jiǎn)史

       上世紀(jì)80年代以前,人們對(duì)癌癥的成因知之甚少,唯一清楚的是某些病毒可引發(fā)癌癥。

       1982年,科學(xué)家從人類細(xì)胞系中獨(dú)立分離出第一批致癌基因序列,其中就包括KRAS基因。

       繼這一發(fā)現(xiàn)之后,科學(xué)家們開(kāi)始研究這些癌基因的功能。發(fā)現(xiàn)正常情況下RAS蛋白是通過(guò)與能量分子GDP/GTP的結(jié)合與解離調(diào)節(jié)其活性。但是,KRAS突變會(huì)使得RAS蛋白無(wú)法解離并永 久活化,從而持續(xù)激活下游信號(hào)通路,刺激細(xì)胞生長(zhǎng)。

       許多科學(xué)家花費(fèi)了三十年的時(shí)間試圖攻克它，卻都以失敗告終。KRAS 之所以難以被藥物鎖定，主要是因?yàn)樗砻婀饣?，缺少能夠讓抑制劑穩(wěn)定結(jié)合的“溝壑”。

       好在科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種特殊的 KRAS 突變G12C 突變(第12位甘氨酸Glycine突變?yōu)榘腚装彼酑ystine)，為藥物開(kāi)發(fā)帶來(lái)了新機(jī)遇。這種突變會(huì)在蛋白表面形成一個(gè)可結(jié)合小分子共價(jià)抑制劑的半胱氨酸位點(diǎn)。

       據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約有 13% 的非小細(xì)胞肺癌和 3% 的結(jié)直腸癌患者有 KRAS 突變，其中約一半是 G12C 突變?？梢?jiàn)，只要能搞定 KRAS G12C，就有望取得重大的治療進(jìn)展。

       圖1 KRAS藥物開(kāi)發(fā)里程碑

       圖片來(lái)源：參考資料1

       臨床前研究證實(shí),靶向KRAS G12C突變位點(diǎn)的小分子抑制劑能夠抑制KRAS下游信號(hào)傳導(dǎo)。基于此,多家制藥公司開(kāi)發(fā)出一系列KRAS G12C抑制劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)，并取得突破性進(jìn)展。

       AMG 510（sotorasib）是首 個(gè)進(jìn)入臨床的KRAS G12C抑制劑。I期臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,該藥物可使部分KRAS G12C突變的肺癌腫瘤縮小。

       MRTX849（adagrasib）是另一KRAS G12C小分子抑制劑,I期臨床試驗(yàn)中也觀察到部分肺癌和結(jié)直腸癌患者獲得局部緩解。除了單藥療效外,將MRTX849與其他治療方式聯(lián)合,如免疫檢查點(diǎn)抑制劑、靶向受體酪氨酸激酶、mTOR或細(xì)胞周期分子等,在多種腫瘤模型中顯示出增強(qiáng)的抗癌活性,特別是在單藥難以治療的腫瘤中。

       雖然靶向KRAS（OFF）狀態(tài)的 AMG 510和MRTX849為癌癥治療開(kāi)辟了新的途徑，但面臨的主要問(wèn)題是多種復(fù)雜的耐藥機(jī)制。近幾年AACR大會(huì)陸續(xù)報(bào)道了國(guó)內(nèi)外數(shù)個(gè)新一代KRAS廣譜抑制劑和靶向KRAS G12D的小分子有望突破已上市的KRAS抑制劑的局限性。

       KRAS G12D（ON）抑制劑：

       鎖定 KRAS蛋白“上膛”狀態(tài)

       以Revolution Medicines公司在研項(xiàng)目RMC-9805為例，它通過(guò)抑制處于“開(kāi)啟”狀態(tài)的 KRAS 蛋白發(fā)揮作用。

       Revolution 研究人員提供的數(shù)據(jù)顯示，作為單一療法，該藥物可以抑制胰腺導(dǎo)管腺癌 (PDAC) 和非小細(xì)胞肺癌 (NSCLC) 動(dòng)物模型中的腫瘤生長(zhǎng)。RMC-9805目前正在進(jìn)行一項(xiàng)涉及 NSCLC、PDAC、結(jié)直腸癌或其他實(shí)體瘤患者的 1 期臨床研究。

       Verastem公司的海報(bào)顯示，該公司與合作伙伴勁方醫(yī)藥（GenFleet Therapeutics） 正在開(kāi)發(fā)一種名為GFH375/VS-7375的口服 KRAS G12D （ON/OFF）抑制劑，可有效對(duì)抗小鼠的胰腺癌和結(jié)直腸癌。該藥物通過(guò)獨(dú)特機(jī)制作用于活化/失活狀態(tài)的KRAS G12D突變蛋白，選擇性抑制KRAS G12D突變腫瘤細(xì)胞內(nèi)的KRAS通路信號(hào)傳遞和細(xì)胞增殖。

       除了G12D之外，Quanta Therapeutics還展示了一張海報(bào)，其中的數(shù)據(jù)顯示，其針對(duì) KRAS G12V 的口服藥物 QTX3544 可抑制胃癌、胰腺癌、肺癌和卵巢癌小鼠模型中的腫瘤生長(zhǎng)。

       Frontier Medicines的KRAS G12C 抑制劑 FMC-376，新數(shù)據(jù)顯示，其減小了 NSCLC 和結(jié)直腸癌小鼠模型中的腫瘤大小。將 FMC-376 與 PD-1 抑制劑聯(lián)合使用還可增強(qiáng) PD-1 抑制劑在小鼠肺癌模型中的療效。與 Verastem的GFH375/VS-7375 一樣，F(xiàn)rontier的FMC-376 在“開(kāi)啟”和“關(guān)閉”狀態(tài)下均作用于 KRAS，但突變不同。FDA 批準(zhǔn)的兩種 KRAS G12C 抑制劑，Amgen 的 AMG510和 Mirati Therapeutics 的 MRTX849，僅在“關(guān)閉”狀態(tài)下對(duì)該分子起作用。

       圖2 KRAS 信號(hào)通路示意圖。如圖所示除了針對(duì) G12C 突變，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了一種“三聯(lián)抑制劑”，可以與上膛裝彈的 KRAS 蛋白結(jié)合，這就好比卡住了 KRAS 這把槍的扳 機(jī)，阻止它發(fā)射致癌信號(hào)。此外，還有一種 SOS1 抑制劑，能夠切斷 KRAS 獲取“子 彈”的能力，從而從根本上遏制 KRAS 蛋白的活性。

       圖片來(lái)源：AACR官網(wǎng)博客

       最后，關(guān)注一下Bridgebio公司的另一款針對(duì) KRAS（on）狀態(tài)的抑制劑BBO-8520，這款藥物并不是第一次出現(xiàn)在AACR舞臺(tái)，前幾年它就報(bào)道過(guò)自己與其他已知的KRAS G12C抑制劑不同，因?yàn)樗軌蛟贙RAS G12C的GTP結(jié)合（ON）和GDP結(jié)合（OFF）兩種狀態(tài)下都與其結(jié)合。這種特性使得BBO-8520在抑制KRASG12C的活性方面表現(xiàn)出更強(qiáng)的效力。

       按資料介紹BBO-8520通過(guò)與Switch II口袋共價(jià)結(jié)合，鎖定了GTP結(jié)合的KRAS G12C在狀態(tài)1的構(gòu)象中，這個(gè)構(gòu)象無(wú)法與效應(yīng)蛋白結(jié)合，從而快速且完全阻斷了效應(yīng)蛋白的結(jié)合。這種直接作用于KRAS G12C（ON）的能力導(dǎo)致在效應(yīng)蛋白（Raf1）結(jié)合測(cè)定中表現(xiàn)出強(qiáng)大的抑制作用（約30納摩爾），而其他僅作用于（OFF）狀態(tài)的抑制劑在這一測(cè)定中沒(méi)有表現(xiàn)出可測(cè)量的效力。相比之下，已上市的兩款共價(jià)抑制劑藥物如sotorasib和adagrasib通常只能與KRASG12C的GDP結(jié)合（OFF）狀態(tài)形成結(jié)合，因此在抗藥性出現(xiàn)時(shí)，它們的效果可能會(huì)減弱。BBO-8520的設(shè)計(jì)旨在通過(guò)同時(shí)抑制（ON）和（OFF）狀態(tài)來(lái)提供更全面的靶點(diǎn)覆蓋，并解決對(duì)當(dāng)前（OFF）狀態(tài)抑制劑的適應(yīng)性抵抗機(jī)制。

       圖3 BBO-8520與傳統(tǒng)KRAS抑制劑不同的作用機(jī)制。

       圖片來(lái)源：AACR會(huì)議截圖

       但需要注意的是KRAS藥物往往單藥的臨床效果并不理想，很多臨床試驗(yàn)都是聯(lián)合給藥。

       比如同時(shí)靶向KRAS和SHP2或者KRAS和PI3K。因?yàn)槿绻会槍?duì)KRAS，癌細(xì)胞可能會(huì)通過(guò)激活PI3K通路來(lái)繞過(guò)這一阻斷。但如果同時(shí)使用針對(duì)PI3K的藥物，這種逃避機(jī)制就會(huì)被削弱，從而增加治療成功的機(jī)會(huì)。

       不過(guò)PI3k激酶靶點(diǎn)毒副作用大，很考驗(yàn)小分子的選擇性。BBO-10203就選擇了別構(gòu)抑制劑的思路打斷PI3K和RAS的相互作用從而達(dá)到降低毒副作用的目的，不過(guò)究竟療效如何還是要看臨床的結(jié)果。

       目前在肺癌PDX模型上和AMG510的對(duì)比結(jié)果如下，BBO-8520的確潛力不錯(cuò)：

       圖4 BBO-8520和AMG510的腫瘤抑制效果對(duì)比。

       圖片來(lái)源：參考資料3

       下圖筆者比較了三款在研不同機(jī)理的KRAS抑制劑的結(jié)構(gòu)：

       MRTX1133是KRAS G12D 的高選擇性抑制劑，可逆性地與活化和失活的 KRAS G12D 突變體結(jié)合并抑制其活性。據(jù)報(bào)道，MRTX1133 對(duì) KRAS G12D 的特異性是野生型 KRAS 的 1000 倍以上。

       益方生物的D-1553是一種口服 KRAS G12C 抑制劑。它有望治療 KRAS G12C 突變的非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）。

       BBO-8520 則可在 KRAS G12C 的 GTP 結(jié)合態(tài)（ON）和 GDP 結(jié)合態(tài)（OFF）構(gòu)象中與開(kāi)關(guān) II 口袋共價(jià)結(jié)合，從而快速、強(qiáng)效地抑制 KRASG12C 的活性。

       圖5 KRAS在研抑制劑MRTX1133和D1553以及BBO-8520的結(jié)構(gòu)比較

       圖片來(lái)源：作者自制

       未來(lái)的挑戰(zhàn)與希望

       在醫(yī)藥江湖中，KRAS致癌基因如同指環(huán)王中的索隆惡魔，其變幻莫測(cè)的致癌手段讓無(wú)數(shù)英雄束手無(wú)策。KRAS巧妙利用癌細(xì)胞的突變異常狡猾多變，發(fā)展出各種耐藥機(jī)制，讓眾多靶向藥失去了效力。

       幸運(yùn)的是，隨著KRAS靶向治療的新思路，比如廣譜KRAS以及新一代非共價(jià)抑制劑，如同江湖傳來(lái)的一陣春風(fēng)，帶來(lái)了克服現(xiàn)有藥物耐藥性的新希望。獵藥人通過(guò)不懈的努力，終于讓這些新療法步入了臨床試驗(yàn)的階段，預(yù)示著未來(lái)可能大放異彩，為蒼生帶去福音。

       文章最后推薦兩篇文獻(xiàn)，KRAS廣譜非共價(jià)抑制劑去年5月刊登在《自然》的論文：PAN-KRAS抑制劑抑制致癌信號(hào)和腫瘤生長(zhǎng)。

       圖6 Pan-KRAS非共價(jià)抑制劑結(jié)合WT、G12C、G12D、G12V和G13D突變KRAS的共晶結(jié)構(gòu)及活性數(shù)據(jù)。

       圖片來(lái)源：參考資料5

       另一篇發(fā)表在自然子刊的川大華西聯(lián)合成都中醫(yī)大發(fā)布靶向“不可成藥”蛋白質(zhì)的最新進(jìn)展，包括KRAS等多個(gè)難以成藥靶點(diǎn)的共價(jià)抑制劑，變構(gòu)抑制劑以及蛋白質(zhì)相互作用抑制劑的開(kāi)發(fā)進(jìn)展,詳細(xì)總結(jié)了正在臨床階段的共價(jià)抑制劑結(jié)構(gòu)及相關(guān)機(jī)制，為廣大研究者提供了寶貴的知識(shí)和啟示。也期待這些新藥早日通過(guò)三期臨床，造福廣大癌癥患者。

       圖7包括KRAS，EGFR和p53多個(gè)癌癥相關(guān)難以成藥靶點(diǎn)的共價(jià)抑制劑開(kāi)發(fā)綜述。

       圖片來(lái)源：參考資料5