KRAS靶向治疗的现状和未来方向

G12C抑制剂与免疫检查点抑制剂的联用具有non-overlapping的毒性，而对上游和下游通路的共抑制可能受到毒性的限制[1]。

图1 RAS通路调控示意图[2]

 

 

01 概念验证成功，掀起KRAS/MAPK通路研发高潮

作为细胞通路的主要调节因子，KRAS基因编码KRAS蛋白，它像开关，告诉细胞什么时候分裂，什么时候停止。接收到GRFs的激活信号后（图1），KRAS在活性鸟嘌呤三磷酸（GTP）和非活性鸟嘌呤二磷酸（GDP）之间循环。

KRAS通过磷酸化调控MAPK通路的下游效应物，如RAF、MEK和ERKs（图2）。突变的KRAS保持构成性激活，这导致信号持续传递到下游蛋白，而下游蛋白又保持激活，以不受控制的方式引导几种不同的通路，导致不受控制的细胞生长和肿瘤的产生。

图2 RAS效应物及其生物学响应[2]

直到最近，RAS家族蛋白仍然是难以捉摸的，并且在很长一段时间里，这些蛋白被认为是不可作为靶标的，尽管早在20世纪70年代就被发现了。这主要是因为KRAS蛋白的无口袋结构（pocketless structure）很难和药物结合。针对上游激活剂如EGFR或下游效应剂RAF、MEK和ERK的策略要么无效，要么毒性太大。

然而，在过去的几年里，在靶向这种主要致癌基因方面取得了重大的新进展（图3）。下文中，主要讨论了KRAS治疗领域的一些最近的发展，并介绍最新的针对KRAS的新药和开发策略。

图3 KRAS/MAPK通路效应因子验证研究[3]

Kevin Shokat和同事在KRAS G12C蛋白中发现了共价抑制剂药物手柄，这种半胱氨酸只暴露在与GDP结合或不活跃的KRAS G12C蛋白中，并且易于与小分子药物结合。这促进了第一个KRAS的抑制剂Sotorasib/Lumakras™（Amgen R）最终获得美国FDA批准，用于G12C突变晚期转移性肺癌患者且之前至少接受过一次全身治疗。

Adagasib （Mirati Therapeutics）也具有类似的作用机制，有望获得成功FDA的批准。这些药物在含有G12C的肺癌、结肠癌和胰腺癌患者中显示出单药活性。

图4 PDAC中的KRAS突变[4]

尽管如此，人们很快意识到靶向突变KRAS并不像最初想象的那样简单。

首先，Sotorasib是KRAS G12C的特异性抑制剂，而G12C只是问题的一部分。另一种常见的突变，如G12D，在大多数胰腺肿瘤中被发现（图4）。还有一些罕见的突变，比如G12V和G12S等。

此外，包括KRAS、HRAS和NRAS的MAPK通路具有不同的overlapping信号和反馈机制，这些机制产生了非常狭窄的药物的耐药性。在临床中，Sotorasib和Adagasib的缓解率均不超过30-40%，无进展生存期（PFS）中位数改善约6个月。对于靶向突变的特异性治疗来说，这不是一个理想的数据，也不如其他靶向药物（如EGFR和ALK抑制剂）观察到的结果。

而8月3日安进公布的2022年H1业绩来看，Sotorasib在美国市场的销售预期低于安进下调后的5500万美元，销售收入仅有5100万美元，上半年全球收入7700万美元。

上述不太理想的反馈推动了研究，即专注于寻找更有效的方法来靶向KRAS通路。主要分为四个方面：

（1）确定一种新的KRAS突变亚型的靶向治疗药物，包括KRAS G12C以外的其他突变，如KRAS G12D，其在较大比例的胰腺癌中发现突变；

（2）通过研究KRAS的上游和下游靶点，确定MAPK通路中额外的可用药途径；

（3）利用此类上下游途径以及其他机制（如检查点抑制剂），开发联合用药策略以增强现有KRAS抑制剂的活性；

（4）提前识别KRAS突变以外的其他共突变的类型，以预测KRAS抑制剂的药效, 使治疗可以针对特定的患者量身定制（强化或弱化）。

 

02 靶向RAS新疗法的探索可能，毒性问题尤受关注

（1）KRAS G12D抑制剂的开发

Mirati公司研发的MRTX1133是一类KRAS G12D抑制剂，已被证明可以与非活化状态的GDP结合，MRTX1133的结构和专利早已公布，文章也已发表多时，但不知为何迟迟未临床开发，笔者猜测可能和临床有效性相关，MRTX1133的结构和MRTX849差异不大，也许也会存在缓解率比不上其他靶向药（EGFR和ALK抑制剂）的问题。

恒瑞开发的fast follow虽率先进入临床，但是以恒瑞11个创新药都是“创新药仿制化”的模式看，很难抱有太大的期待。而当前开发的KRAS G12D抑制剂因较差的口服生物利用度，均需要IP给药。

图5 MRTX1133的结构[5]

（2）RAS“on”抑制剂的开发

这是一类特殊的药物，需要一个伴侣蛋白亲环蛋白。这些药物与亲环蛋白形成二元复合物，亲环蛋白又与on-state状态的KRASG结合。

Revolution Medicine开发了FIC的RAS-ON抑制剂，属于三元复合物药物家族，包括RMC6291，G12C on抑制剂；RMC9805，G12D on抑制剂；RMC8839，一种G13C on抑制剂。该系统利用了癌细胞中大量的亲环蛋白和三元复合物阻断了KRAS与其下游信号因子之间的相互作用。因为三元复合物不受KRAS亚型突变的影响，可以成为一种阻断所有KRAS的策略。

RMC6236是一种三元复合物RAS-‘Multi’- on抑制剂，被描述为KRAS G12X抑制剂，其不仅对G12C有预期的活性，还包括其他亚型，如G12D、G12V和G12R。

当前RMC6291、RMC9805和RMC8839均在临床前开发，RMC6236处于一期临床，用于实体瘤。

图6 临床前和临床药物靶向KRAS通路[6]

（3）与SHP2的联用

除了KRAS突变特异性抑制剂，其他主要的疗法还包括与非受体酪氨酸磷酸酶（SHP2）抑制剂联用。SHP2在KRAS非活性形态和活性形态之间循环时能发挥作用。由于G12C抑制剂以不活跃的KRAS（或GDP-KRAS）为靶点，因此，对SHP2的抑制需要保持更多的GDP结合形式的KRAS，以便Sotorasib或Adagasib等药物发挥作用。

RMC4630（SHP2抑制剂）和Sotorasib的联合用药研究（NCT05054725）和诺华类似的研究正在进行[6]。风险仍然存在，诺华SHP2的单药临床研究已经因有效性不足而宣告失败，一些MNC公司也纷纷搁浅这个前两年火热的靶点。

（4）SOS蛋白抑制剂的联用

RAS激活复合物中有几种蛋白正被用于开发小分子药物，比如SOS蛋白，它是RAS复合体的一部分，在KRAS GDP转化为GTP的过程中起着重要作用。临床前和临床研究联合G12C和SOS抑制剂正在进行中。

BI公司开发了一种小分子药物BI1701963，这是一种SOS1抑制剂。SOS1是直接的KRAS相互作用蛋白，SOS1抑制剂也是靶向KRAS通路的一个非常有吸引力的靶点。但是, 靶向SOS和GRB2的抑制作用会带来毒性。

事实上，KRYSTAL 14的I期研究（NCT04975256） 联合Adagrasib和BI1701963，以及其他一些BI1701963的研究（NCT04111458、NCT04835714、NCT04627142）已被放弃或终止，原因都是毒性问题。我们必须仔细观察G12C抑制剂与SOS和GRB2抑制剂联用后，有效性和安全性的数据。

（5）KRAS通路下游的MEK、ERK、RAF

早期专注于靶向MEK抑制的研究促进了曲美替尼的开发。然而，这种方法矛盾地通过磷酸化重新激活MEK。因此，针对MEK上下游的联合方案正在被开发以阻止其再活化。

下游效应物的抑制剂如ERK已被探索。然而，针对ERK的老一代药物是有毒的，这阻碍了任何进一步的临床开发药物。新的方法是RAS钳夹策略，可以同时阻断RAF和MEK （VS-6766）。该策略显示了令人印象深刻的MEK磷酸化阻断，钳夹抑制剂的临床前和临床研究正在进行中（NCT05074810, NCT05375994）。

（6）其他耐药机制的研究

包括共突变对KRAS G12C抑制剂缓解率影响的分析。研究表明，P53突变、STK突变和KEAP突变与KRAS同时发生是导致患者预后不良的原因。有趣的是，由于这些突变，肿瘤的下游信号和免疫图谱也有很大的不同。

KRAS和P53突变的肿瘤具有高的MEK和ERK蛋白表达，这类肿瘤可以受益于MEK - ERK抑制剂联合用药，而KRAS和STK11共突变的肿瘤，它的MEK和ERK表达较低。KRAS和P53突变的肿瘤携带炎症特征，并被认为受益于免疫检查点抑制剂联合治疗，而KRAS和STK11突变的整个肿瘤是免疫惰性的。

此外，STK11和KEAP1共同突变的患者对G12C抑制剂的客观应答较差，如果患者只有STK11突变，他们往往会有更好的客观应答。

总的来说，这些基因组学研究表明，在采取一种定制的G12C单药治疗来选择对KRAS相应最好的患者之前，还有很长的路要走，以及确定哪些人将受益于更强化的联合用药也是如此。[7]

图7 SHP2参与到T细胞免疫抑制信号中[8]

（7）联合用药的毒性问题

G12C抑制剂与免疫检查点抑制剂的联合使用具有不相关联的毒性，对上游和下游通路的共抑制可能受到毒性的限制。KRAS与P53共同突变被认为携带炎症信号，并可能受益于免疫检查点抑制剂组合。

此外，SHP2也被证明影响肿瘤免疫微环境（图7），因为SHP2通过去磷酸化TCRζ抑制T细胞活化，这一过程涉及其在细胞质侧募集到PD-1和CTLA-4尾部。这些观察结果将KRAS和免疫治疗领域合并在一起。目前正在进行多项研究，以评估G12C抑制剂和免疫治疗（NCT04613596、NCT04185883、NCT04449874、NCT04699188、NCT04956640）的联合，以及确定SHP2抑制剂与免疫检查点抑制剂联合使用时的影响。

（8）其他疗法

除了小分子药物，其他领域的创新工作也在进行中，如KRAS靶向的mRNA疫苗、RNAi和adoptive T细胞疗法。

mRNA-5671/V941疫苗可靶向KRAS G12C、G12D、G12V和G13D （NCT03948763）。上述提到的adoptive T细胞治疗G12D和G12V也正在进行研究（NCT03745326、NCT03190941）。最近报道的新抗原T细胞受体基因治疗KRAS G12D突变型胰腺癌的研究也再次引发了人们的兴趣[9]。

这些策略也将为这个已经火热燃烧的KRAS靶向治疗领域增加新燃料。