「不可成藥靶點」KRAS的前世今生

肺癌是世界範圍內最常見的惡性腫瘤。在所有疾病階段，非小細胞肺癌（NSCLC）的總體5年生存率約為23％，而KRAS突變型NSCLC的預後更差，且目前尚無針對該分子亞型的靶向療法。本文將針對靶向KRAS突變型NSCLC治療的研究進展進行討論。

KRAS 概述

KRAS突變及其發病率

RAS基因家族包括NRAS、HRAS和KRAS三個基因，其編碼的是一種小型GTPase膜結合蛋白，在細胞生長調節的信號轉導中起主要作用。這些蛋白對二磷酸鳥苷（GDP）和三磷酸鳥苷（GTP）具有很高的親和力，與GDP結合時為失活狀態，與GTP結合時為激活狀態。

KRAS基因對人類癌症影響最大，在激活狀態下，KRAS將來自細胞表面受體的上遊信號傳遞給下遊途徑，包括RAF/MEK/ERK、PI3K/AKT/mTOR、RALGDS/RAL和TIAM1/RAC，以控制正常的細胞功能和增殖。

在NSCLC中，KRAS是最常見的突變性致癌基因之一，其中KRAS G12V突變約佔所有突變的20％-25％，其他突變包括KRAS G12D、KRAS G12A和KRAS G12S。KRAS突變會導致KRAS蛋白持續保持與GTP結合的活化狀態，啟動下遊信號傳導並導致不可控的細胞生長與增殖。

圖一 KRAS相關信號通路

KRAS突變與其他致癌基因突變、PD-L1表達和腫瘤突變負荷之間的關係

KRAS突變患者常常合併其他至少一種基因表達的變化（抑癌基因：CDKN2A、KEAP1、STK11、TP53；KRAS下遊效應基因：PIK3CA、BRAF和AKT1）。

KRAS突變型NSCLC細胞的PD-L1表達水平高於野生型細胞。PD-L1的表達水平似乎與KRAS突變亞型有關：KRAS G12D、KRAS G12V和KRAS G13C突變的PD-L1陽性率高於KRAS G12A和KRAS G12C突變。

KRAS突變型NSCLC患者的腫瘤突變負荷（TMB）高於野生型患者。即使對吸菸狀況進行了調整，KRAS突變疾病與TMB的關係仍然存在。

KRAS突變患者的治療選擇現狀

KRAS狀態和對化療的反應

KRAS突變可能與化療耐藥相關。KRAS G12C突變細胞對順鉑的敏感性低於野生型細胞。最近的數據表明，KRAS G12C突變患者和局部晚期或轉移性野生型疾病患者對化療藥的總體反應相似（約20％）。

KRAS狀態和對靶向治療的反應

2008年的一項薈萃分析確定了KRAS突變與對EGFR-酪氨酸激酶抑制劑（TKIs；主要是吉非替尼）無應答之間的關聯。一項納入968例晚期疾病患者的匯總分析顯示，KRAS突變患者的總體緩解率很低（1.3％）。

KRAS狀態和對免疫療法的反應

KRAS突變狀態與帕博利珠單抗等免疫檢查點抑制劑的良好結局相關，KRAS突變型晚期NSCLC的無進展生存期（PFS）優於與野生型疾病患者。在一項回顧性研究中，PD-L1的表達對免疫檢查點抑制劑在KRAS突變型NSCLC療效（大約87％的現吸菸者或前吸菸者） 的預測作用強於其他類型的NSCLC。

此外，有研究顯示NSCLC中不同的KRAS突變亞型對治療反應不一樣，有效靶向和抑制特定KRAS亞型的藥物是改善KRAS突變NSCLC患者預後的關鍵。

抑制KRAS的策略

抑制KRAS蛋白活性

KRAS蛋白廣泛表達，隨意抑制野生型和突變型KRAS蛋白可能會產生不可接受的毒性。

直接抑制KRAS活性的另一種方法為幹擾KRAS與脂膜外圍結合。法尼基轉移酶抑制劑(FTIs)是第一個開發的抑制RAS與脂膜結合的藥物，但其在KRAS突變肺癌的臨床試驗未顯示出滿意的結果。隨後有研究顯示1型香葉基香葉基轉移酶也能保持KRAS，而非HRAS與細胞膜結合，這種差異可能解釋了FTIs在RAS突變癌症中的不同結果。靶向KRAS與膜的結合可能相對非特異性，不太可能區分突變型蛋白與野生型蛋白，導致潛在的毒性問題。

抑制KRAS通路下遊關鍵分子

KRAS蛋白可調節眾多下遊效應分子，主要有RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR途徑。

既往研究顯示抑制RAF治療的失敗可能歸因於通路之間的反饋機制。全RAF抑制劑似乎不會引起RAF/MEK/ERK途徑的反常激活，因此在RAS突變疾病中可能更有效。同樣，抑制MEK被認為是潛在的治療靶標。但至今，MEK抑制劑的單一療法尚未顯示出臨床療效。因此，有研究觀察了MEK抑制劑聯合其他藥物的療效，早期結果表明在KRAS突變的NSCLC中抑制MEK可能與多西他賽（docetaxel）具有協同作用，但未得到隨後隨機對照研究的證實。最後，也有研究報導了抑制ERK的療效。儘管非針對NSCLC，但體外分析結果表明ERK可能是RAF/MEK/ERK途徑中的限速步驟。直接抑制ERK可能是一種有效的治療方法。但有研究認為抑制ERK可能會引起ERK DFG單胺基酸突變而產生耐藥性。

PI3K抑制劑和PI3K/mTOR雙重抑制劑可以抑制NSCLC的生長。但由於反饋機制，臨床試驗顯示的療效有限。

CDK4/6抑制劑（如abemaciclib）可在體外抑制細胞生長。雖然針對KRAS突變NSCLC的早期結果令人鼓舞，但隨後一項比較abemaciclib和厄洛替尼在先前接受過治療的患者中的療效的研究未顯示出療效。

FAK途徑是KRAS突變NSCLC的另一個信號傳導通路。在KRAS突變型NSCLC，FAK抑制劑defactinib具有適度的臨床活性。

PARP的小分子抑制劑可將PARP固定在染色質上以達到其細胞毒性作用。與WEE1抑制劑聯用可殺死25％-40％的KRAS突變型NSCLC細胞，但其臨床療效有待進一步研究揭示。

為了克服在KRAS突變的癌症中靶向單個下遊效應途徑時觀察到的上遊信號增加，可能需要針對多種下遊途徑的聯合治療。MEK抑制劑聯合EGFR抑制劑已證明可抑制KRAS突變NSCLC細胞的生長，但臨床試驗顯示出明顯的毒性且無任何臨床獲益。含有PI3K抑制劑的聯合治療在細胞和動物實驗顯示出療效，目前認為可作為KRAS突變型NSCLC的潛在方法。然而，MEK和PI3K抑制劑的組合似乎有不可接受的毒性作用，不太可能進行臨床評估。相比之下，P13K抑制與KRASG12C抑制的組合可能為KRAS G12C突變的NSCLC患者提供更可接受的治療方案。

最後， RAS/ERK途徑的激活需要含有Src同源2結構域的PTP2（SHP2）蛋白。在體外，抑制SHP2對KRAS突變的癌細胞系無效，但體內證據表明，在生長因子限制條件下，抑制SHP2有作用。聯合抑制MEK，抑制SHP2可能對KRAS突變的NSCLC具有潛在的治療作用。

其他與RAS有相互作用的分子伴侶也很重要，抑制SLC7A11可以抑制KRAS突變細胞的生長；另一個潛在的伴侶是CDKN1A。此外，針對KRAS特有的間接遺傳依賴性，可能會增強KRASG12C的抑制作用。

KRAS突變的直接抑制劑

直接靶向KRAS蛋白，抑制下遊KRAS效應分子以及其他策略的失敗促使突變特異性KRAS抑制劑的開發。AMG 510是KRASG12C突變蛋白抑制劑，體外實驗證實了其抗腫瘤活性，近日其II期臨床試驗陽性結果出爐，治療數據讓人鼓舞。第二個共價抑制劑是MRTX849，可使KRAS G12C突變NSCLC緩解。其他口服KRASG12C抑制劑（包括LY349944和JNJ-74699157）和KRASG12D抑制劑均在研究當中。

直接靶向RAS蛋白可能存在耐藥性，因此聯合治療可能更有效。KRAS/MEK抑制劑聯合SHP2抑制劑，有潛在的協同作用，值得在臨床中進一步探討。同樣，已在體外評估了KRAS抑制劑與包括EGFR、PI3K、AKT和MEK1/2在內的ErbB家族抑制劑的組合，並得到越來越多研究的關注。也有研究探索了三藥療法，旨在破壞補償性反饋迴路避免產生耐藥性，同時最大程度地減少劑量毒性。

總之，目前正在對新型KRASG12C抑制劑進行臨床評估，並有望獲得早期結果。這些進展促使將KRAS檢測納入晚期肺腺癌的分子檢測策略中。

原文索引：Timothy F Burns, Hossein Borghaei, Suresh S Ramalingam. Targeting KRAS-Mutant Non-Small-Cell Lung Cancer: One Mutation at a Time, With a Focus on KRAS G12C Mutations. 2020 Oct 26; JCO2000744. doi: 10.1200/JCO.20.00744.