在過去 40 年的藥物靶向研究中，KRAS (Kirsten Rat Sarcoma Viral Oncogene Homolog) 一直被認(rèn)為是 “不可成藥”靶點(diǎn)。近年來，針對 KRAS 的直接靶向藥物取得了令人驚訝的進(jìn)展，尤其是 KRAS ^G12C 抑制劑，如Sotorasib (AMG510)，Adagasib (MRTX849) 和Fulzerasib (GFH925)，在臨床試驗(yàn)中取得了令人鼓舞的結(jié)果。然而，與其他靶向治療相比，它們的療效有限。雖然 G12C 是非小細(xì)胞肺癌 (NSCLC) 中的主要 KRAS 突變亞型，但是，G12D 在結(jié)直腸癌 (CRC) 和胰腺導(dǎo)管腺癌 (PDAC) 中更為普遍存在。這些事實(shí)促使人們?nèi)ラ_發(fā)更多靶向非 KRAS ^G12C 突變的抑制劑。

Section.01
KRAS 突變和癌癥

KRAS 基因突變在癌癥中頻發(fā)，包括胰腺導(dǎo)管腺癌、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)直腸癌等 ^[1][2] 。最常發(fā)生的激活突變是在密碼子 12  (G12) 、13  (G13) 、和 61  (Q61) 上的單核苷酸置換，其中絕大多數(shù)突變發(fā)生在 G12 上，G12D、G12C 和 G12V 則是最常見的突變亞型 ^[2][3] 。G12C 突變阻斷 GAP 與 KRAS 的結(jié)合，從而抑制 GTP 水解并將 G12C 突變體 KRAS 鎖定在其活性狀態(tài)。活性 KRAS 通過 MAPK 和 PI3K 途徑誘導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)細(xì)胞增殖、生長和存活，從而促進(jìn)腫瘤發(fā)生 ^[1][4] 。G12V 是第二常見的 KRAS 突變，它會導(dǎo)致 MAPK 通路的異常激活，并促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。
 


圖 1. RAS 突變在各種主要癌癥類型中的發(fā)生率 ^[5] 。
A．不同主要癌癥類型中 KRAS (綠色)， HRAS (黃色)，和 NRAS (粉色) 突變頻率的分布情況。 B. KRAS 突變亞型在癌癥中的發(fā)生頻率：上為非小細(xì)胞肺癌；中為胰腺導(dǎo)管腺癌；下為結(jié)直腸癌。 

KRAS 屬于大鼠肉瘤病毒癌基因 (Rat sarcoma viral oncogene family, RAS) 的家族成員之一，可將 GTP 水解為 GDP。在正常生理條下，在非活性 GDP 結(jié)合狀態(tài)和活性 GTP 結(jié)合狀態(tài)之間循環(huán)，將細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)部。受體酪氨酸激酶  (RTK)  激活后，鳥苷酸交換因子 (GEF) 與 KRAS 結(jié)合并促進(jìn)結(jié)合的 GDP 交換為 GTP，從而將 KRAS 切換到活性狀態(tài)^[6]。GAPs 通過加強(qiáng) GDP 和 KRAS 之間的結(jié)合來維持 KRAS 的非活性狀態(tài)。
 


圖 2. RAS 信號通路 ^[5] 。
受體酪氨酸激酶（RTKs）通過促進(jìn) GEF（如 SOS1）將 GDP 換成 GTP 的過程來促進(jìn) RAS 蛋白的激活。活躍的 RAS 會驅(qū)動眾多促癌通路。

Section.02
成功靶向 KRAS  ^G12C

KRAS 體積較小，表面光滑，導(dǎo)致小分子難以與 KRAS 結(jié)合。KRAS 表面除了 GTP 結(jié)合袋外，沒有其他區(qū)域可以與小分子結(jié)合，但靶向 GTP 結(jié)合袋相當(dāng)困難 ^[1] 。因此長久以來 KRAS 都被認(rèn)為是 “不可成藥” 的靶點(diǎn)。

switch-II 口袋的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了臨床應(yīng)用的特異性 KRAS 抑制劑的發(fā)展，目前特異性 KRAS  ^G12C  的抑制劑已被引入臨床實(shí)踐，其中 Sotorasib  (AMG510)  和 Adagasib  (MRTX849)  分別于 2021 年和 2022 年被  FDA 批準(zhǔn)上市，  Fulzerasib  (GFH925)  在 2024 年首次獲得中國批準(zhǔn)。這 3 種藥物被用于 KRAS  ^G12C  突變的非小細(xì)胞肺癌  (NSCLC)  的治療。

Sotorasib 和 Adagasib 的單藥治療在結(jié)直腸癌中的客觀緩解率  (ORR)  均顯著低于非小細(xì)胞肺癌。研究表明 EGFR 的激活是導(dǎo)致結(jié)直腸癌緩解率較低的原因之一，而同時使用 EGFR 抑制劑與 BRAF 抑制劑聯(lián)合治療則能夠克服這一問題 ^[7] 。Sotorasib 與 Panitumumab  ( 一種 EGFR 抑制劑)  聯(lián)合使用可將無進(jìn)展生存期  (PFS)  提高至 5.6 個月，而接受 trifluridine-tipiracil  (三氟尿苷-替吡嘧啶)  或 Regorafenib  (多靶點(diǎn)受體酪氨酸激酶抑制劑，抑制 VEGFR1/2/3，PDGFRβ，Kit，RET 和 Raf-1)  治療的 KRAS  ^G12C  突變型晚期結(jié)直腸癌患者組的 PFS 僅為 2.2 個月 ^[8] 。Adagrasib 與 Cetuximab  (一種 EGFR 抑制劑)  聯(lián)合使用時，客觀緩解率也有所提高，達(dá)到 30.2% ^[9] 。基于這些發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)DA 于 2024 年批準(zhǔn)了這種聯(lián)合療法用于 KRAS  ^G12C  突變型結(jié)直腸癌。

此外，目前幾種間接的泛 KRAS 抑制劑（通過靶向調(diào)節(jié) KRAS 活性的蛋白來實(shí)現(xiàn)調(diào)控 KRAS 活性) 正在臨床開發(fā)階段。勃林格殷格翰宣布了一種 SOS1（一種鳥嘌呤核苷酸交換因子) 抑制劑 BI-1701963 正處于臨床一期試驗(yàn)階段，它可以破壞 SOS1 介導(dǎo)的 KRAS 的核苷酸交換。此外，鑒于 SHP2 在 KRAS 激活過程中發(fā)揮了不可或缺的作用，一些 SHP2 抑制劑（如 TNO155、 RMC-4630  和 JNJ-3068) 正在進(jìn)行早期臨床試驗(yàn)^[10]。

表 1. FDA 批準(zhǔn)的 KRAS ^G12C 抑制劑臨床試驗(yàn)


縮寫詞: objective response rate (ORR); progression-free survival (PFS); disease control rate (DCR); overall survival (OS).

Section.03
KRAS ^G12D  抑制劑

由于其他 KRAS 突變的高流行率，針對其他突變選擇性抑制劑以及泛 KRAS 抑制劑的開發(fā)也在進(jìn)行中，一部分新型 KRAS 抑制劑正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。特別是 KRAS  ^G12D  已成為開發(fā)新型抑制劑的方向，因?yàn)樵撏蛔冋妓?KRAS 突變的約 28%，并且是胰腺導(dǎo)管腺癌和結(jié)直腸癌中最常見的突變 ^[5] 。目前，還沒有獲得 FDA 批準(zhǔn)的針對 KRAS  ^G12D  的特異性抑制劑， KRAS  ^G12D  突變的癌癥代表著一個重要的未滿足的醫(yī)療需求。
 
圖 3. 臨床在研的 RAS 抑制劑 ^[5] 。

靶向 G12C 的抑制劑共價結(jié)合到 KRAS  ^G12C  突變體中的半胱氨酸殘基，使蛋白質(zhì)穩(wěn)定在非活性的 GDP 結(jié)合狀態(tài)。遺憾的是，這一策略不適用于 KRAS  ^G12D ，因?yàn)?KRAS  ^G12D  突變體中的天冬氨酸殘基的羧基親核性弱于半胱氨酸的巰基 ^[2] 。這種差異導(dǎo)致了如 MRTX849 等化合物對 KRAS  ^G12C  具有顯著作用，但對 KRAS  ^G12D  沒有影響。

由于無法直接靶向，Mirati Therapeutics 公司基于 MRTX849 的結(jié)構(gòu)將烯酰胺基團(tuán)替換為哌嗪基團(tuán)開發(fā)出了  MRTX1133 ^[2][3]。MRTX1133 的哌嗪基團(tuán)與 KRAS ^G12D 的天冬氨酸殘基之間形成離子鍵從而實(shí)現(xiàn)非共價結(jié)合。MRTX1133 與 KRAS ^G12D 的非共價結(jié)合阻止了核苷酸交換和效應(yīng) RAF 的結(jié)合，抑制了 KRAS 下游通路激活所必需的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用^[2][3]。由于 MRTX-1133 的設(shè)計(jì)是基于 MRTX849 的結(jié)構(gòu)，因此其他靶向 G12C 的藥物也可以經(jīng)過修飾，使其對 G12D 突變的癌癥具有反應(yīng)性。
 


圖 4. KRAS 突變抑制劑與 KRAS 結(jié)合示意圖 ^[2] 。
A. AMG510 與 KRAS  ^G12C  的 Switch-II 口袋（紫色）結(jié)合；B. MRTX1133 與 KRAS  ^G12D  結(jié)合。

RMC-9805  的開發(fā)策略與 MRTX1133 不同。RMC-9805 首先在 KRAS ^G12D 與親環(huán)素 A 之間形成非共價鍵，從而形成 KRAS、親環(huán)素 A 和 RMC-9805 的三元復(fù)合物，導(dǎo)致 RMC-9805 與天冬氨酸緩慢地共價結(jié)合，阻斷 KRAS 效應(yīng)蛋白的不可逆下游結(jié)合^[3]。這種相互作用通過破壞 KRAS ^G12D 的下游信號效應(yīng)分子 (如 RAF)，選擇性且持續(xù)地修飾 KRAS ^G12D，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并抑制細(xì)胞增殖。

在接受至少 14 周 RMC-9805 治療的 KRAS  ^G12D  突變的胰腺導(dǎo)管腺癌患者中，客觀緩解率  (ORR)  為 30%  (n=12) ，疾病控制率  (DCR)  為 80%  ( n=32) ^{[ 11]} 。此外，RMC-9805 顯示出了出色的安全性特征，并且在不同劑量下總體耐受性良好。這些結(jié)果表明，RMC-9805 具有令人鼓舞的臨床表現(xiàn)。
 


圖 5. RMC-9805 對胰腺導(dǎo)管腺癌患者具有抗腫瘤活性 ^[11] 。

MRTX1133 和 RMC-9805 只在 KRAS  ^G12D  (ON；GTP 結(jié)合)  處于活性狀態(tài)時與其結(jié)合。相比之下，VS-7375  (GFH375)  在活性狀態(tài)和非活性狀態(tài)  (OFF；GDP 結(jié)合)  下都能與 KRAS  ^G12D  結(jié)合。因此，與僅在活性狀態(tài)或僅在非活性狀態(tài)下抑制 KRAS  ^G12D  的化合物相比，VS-7375 更有可能更完全地抑制 KRAS  ^G12D  信號傳導(dǎo)和腫瘤生長。VS-7375 在體內(nèi)多種 KRAS  ^G12D  腫瘤模型中作為單藥或與包括 cetuximab 在內(nèi)的其他抗癌藥物聯(lián)合使用時都表現(xiàn)出良好的抗腫瘤活性 ^[12] 。這些結(jié)果支持對 VS-7375 用于治療 KRAS  ^G12D  突變癌癥患者的臨床評估。
  


圖 7. 使用 VS-7375 或 cetuximab 治療接種了 LS513, AsPC-1 或 LU876 細(xì)胞（KRAS  ^G12D  突變）的小鼠 ^[12] 。

其他 KRAS ^G12D 抑制劑包括  HRS-4642 、TH-Z835、JAB-22000 和 ERAS-4 等也正在開發(fā)。還有一種 KRAS ^G12D 降解劑 ASP3082 通過將 KRAS ^G12D 與 E3 泛素連接酶結(jié)合促進(jìn)蛋白降解^[3]。

Section.04
小結(jié)

特異性 KRAS  ^G12C  抑制劑改變了 KRAS 突變癌癥的治療格局，使許多 KRAS 突變癌癥患者受益。不幸的是，對 KRAS 抑制劑的先天和獲得性耐藥阻礙了它們的發(fā)展，使這些新藥的療效降低甚至無效。作為常見的 KRAS 突變之一。KRAS  ^G12D  驅(qū)動高度免疫抑制的腫瘤微環(huán)境，并表現(xiàn)出強(qiáng)大的致癌潛力。因此，開發(fā) KRAS  ^G12D  抑制劑以及其他泛 KRAS 抑制劑是 KRAS 靶向治療的新方向。
 

產(chǎn)品推薦

Sotorasib (HY-114277)  Sotorasib (AMG-510) 是一種有效的，口服生物可利用的，選擇性的 KRAS G12C 共價抑制劑。Sotorasib 將 KRAS G12C 鎖定在非活躍的 GDP 約束狀態(tài)。Sotorasib 導(dǎo)致 KRAS G12C 突變的局部晚期或轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌 (NSCLC) 的消退。

Adagrasib (HY-130149) Adagrasib (MRTX849) 是一種有效，口服可用，突變選擇性的 KRAS G12C 共價抑制劑，具有潛在抗腫瘤活性的。Adagrasib 在半胱氨酸 12 殘基處與 KRAS G12C 共價結(jié)合，將蛋白鎖定在非活性的 GDP 結(jié)合構(gòu)象中，并抑制 KRAS 依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

Fulzerasib (HY-152848) Fulzerasib (GFH925) 是一種不可逆的 KRAS G12C 抑制劑，與西妥昔單抗 (HY-P9905) 具有協(xié)同抗癌作用。

Opnurasib (HY-139612) Opnurasib (JDQ-443) (NVP-JDQ443) 是一種口服有效和選擇性的共價 KRAS G12C 抑制劑。Opnurasib 具有抗腫瘤活性。

D3S-001 (HY-160023) Elisrasib 是口服有效的 KRAS 抑制劑。Elisrasib 抑制 KRAS G12C 突變體 H358 和 MIA-PA-CA-2 的增殖，IC50 分別為 0.6 和 0.44 nM。Elisrasib 在多物種的肝細(xì)胞、肝微粒體、血漿和全血中表現(xiàn)出良好的代謝穩(wěn)定性。Elisrasib 在小鼠中表現(xiàn)出良好的藥代動力學(xué)特征和抗腫瘤活性。

 

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