且看“不可成药”KRAS如何披荆斩棘

2022-08-29

2022年8月2日，恒瑞医药发布公告，公司收到国家药监局核准签发关于HRS-4642注射液的《药物临床试验批准通知书》。HRS-4642可靶向KRAS G12D突变，抑制肿瘤细胞增殖。目前国内外尚无同类药品进入临床，亦无相关销售数据。

KRAS 是多种癌症类型的遗传驱动因素，如非小细胞肺癌、结直肠癌、胰腺癌等。由于缺乏经典的药物结合位点，KRAS一度被认为是不可成药的靶点。安进KRAS G12C抑制剂获批，彻底改写KRAS靶点不可成药历史，让市场为之振奋。尽管此类抑制剂显示出显著的临床反应，但最终对 KRAS 抑制剂的单一疗法产生了耐药性。在本文中，小编为您介绍靶向KARS的治疗方法。

KRAS 突变驱动的癌症

KRAS突变在多种癌症中很常见，例如非小细胞肺癌、结直肠癌、肺腺癌、胰腺癌。KRAS的突变亚型主要分为KRAS（G12D）、KRAS（G12V）、KRAS（G12C）、KRAS（G13D）、KRAS（G12R）、KRAS（G12A）突变。KRAS突变的分布在不同的人类癌症中有所不同，41%的肺腺癌中有 KRAS（G12C）突变，而 KRAS（G12D）和 KRAS（G12V）是结直肠癌和胰腺癌中最常见的两个等位基因。而其他 KRAS 等位基因如 G12R 在胰腺癌中受到限制。

多种人类癌症中 KRAS 突变的类型和比例

KRAS 生物学功能和信号通路

KRAS 是RAS家族的成员，被认为是 GDP-GTP 调节的开关。GTP 是细胞过程控制中的关键核苷酸，与 GTP 结合，KRAS 被激活；而与 GDP 结合，处于“关闭”状态，通过在活化的GTP结合态(GTP结合)和失活的GTP结合态(GDP-结合)之间转换来调节细胞质信号网络并控制各种正常的细胞过程。然而，突变的KRAS会导致内部 GTPase 活性丧失，从而导致蛋白质持续活化，异常激活RAS-RAF-MEK-ERK，PI3K-AKT-mTOR及RALGDS-RAF等下游信号通路，导致细胞不受控制的生长和肿瘤的产生，并与肿侵袭性疾病和预后不良有关。

KRAS 突变癌症的治疗方法

KRAS抑制剂开发的难点主要有：1、由于KRAS与GDP和GTP有很强的亲和力（皮摩尔级别）且细胞内GDP和GTP的含量很高（0.5mM左右），因此很难设计传统的底物竞争性抑制剂；2、KRAS蛋白呈光滑的球形结构，因此缺乏小分子结合口袋；3、由于突变的KRAS和正常的KRAS具有很高的同源性，因此很难设计具有选择性抑制突变型KRAS的抑制剂等；4、由于KRAS蛋白处于细胞内侧，因此单抗药物的开发受阻。

随着KRAS（G12C）新变构位点的发现，出现了几种不可逆的KRAS共价结合抑制剂（G12C），为KRAS药物治疗带来希望。目前，尽管针对KRAS G12C突变的非小细胞肺癌患者已经有所突破，但对其它适应症以及其它类型的突变依然需要药企不断探索。

针对 KRAS 突变癌症的疗法开发的正在进行，包括直接靶向 KRAS 本身和 RAS 效应通路，即 MAPK 和 PI3K。然而由于 KRAS 蛋白的内在特性，靶向 KRAS 被认为是相当具有挑战性的。因此，许多努力都集中在间接靶向KRAS，包括靶向其下游信号效应器、表观遗传方法（例如RNA 干扰）以及合成致死方法（例如细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂）。

KRAS相关信号通路

直接靶向KRAS 的抑制剂

靶向KRAS G12C突变

AMG510(Sotorasib) 是全球首个KRAS成药的G12C抑制剂，可特异性且不可逆地将 G12C突变KRAS 锁定在非活性 GDP 结合状态，从而抑制其促增殖活性，适用于治疗既往接受过至少1种全身治疗的KRAS G12C突变型局部晚期或转移性非小细胞肺癌（NSCLC）成人患者。目前Sotorasib在中国尚未正式上市，2021年2月被国家药品监督管理局（NMPA）药品审评中心（CDE）纳入“突破性治疗药物”称号。

KRAS 突变体抑制剂靶向的 KRAS 表面结构

Mirati Therapeutics 开发的MRTX849 (Adagrasib) 已被确定为 KRAS (G12C) 的高选择性共价抑制剂，目前处于 I/II 期临床研究。它不仅可以在体内几乎完全抑制KRAS突变，而且表现出良好的药物样特性。MRTX849 选择性地靶向 GDP 中 KRAS G12C突变体，从而将其锁定在非活动的 GDP 结合状态并抑制 RAS/MAP 激酶途径。携带KRAS G12C突变的晚期/转移性NSCLC患者中进行的2期KRYSTAL-1试验(NCT03785249)结果提示，MRTX849取得了43%的缓解率，缓解持续时间约为8.5个月，尽管有一些患者减量，但KRAS抑制剂耐受性良好，只有7%的患者停止治疗。

针对其他 KRAS 突变

KRAS (G12C) 抑制剂的成功开发取决于对半胱氨酸的共价抑制和 KRAS (G12C) 的高 GTPase 活性，这在其他KRAS突变类型中并不完全存在。因此，需要新的策略来针对其他常见的 KRAS 突变，例如 KRAS (G12D) 和 KRAS (G12V)。

Mirati Therapeutics公司的MRTX1133 是首个公布临床前数据的KRAS G12D 非共价抑制剂，在体外研究中展现出剂量依赖性抑制KRAS信号通路的活性。

针对 KRAS 的间接策略

KRAS活性蛋白的靶向调控

相比于逐个击破，泛KARS药物的开发策略要更多。目前，最为热门的方向是通过阻击KRAS上游通路，来间接遏制泛KRAS蛋白活性。KRAS上游的SOS1和含SH2的蛋白酪氨酸磷酸酶 (SHP2) 是RAS信号通路中两个最关键的靶标，因为机制明确，且成药难度更低的特点，因此成了明星靶点。

勃林格开发了可口服的泛KRAS SOS1抑制剂BI 1701963，相关研究显示，BI 1701963可防止KRAS与关键调节因子SOS1 结合，BI 1701963 显示出拮抗G12、G13 突变KRAS等位基因的广泛活性，包括最普遍的G12C 和G12V 致癌突变体。目前已进入I期临床试验（NCT04111458），在诱导肿瘤衰老方面有明显效果。

SHP2是第一个被发现促进癌症发展的蛋白酪氨酸磷酸酶，与乳腺癌和肺癌的发生密切相关。诺华公司开发的SHP2抑制剂TNO155可抑制MAPK信号传导并增强 KRAS (G12C)抑制剂对KRAS (G12C)肺癌和结直肠癌的疗效。阻断免疫抑制信号RTKs 和MAPK信号可以影响肿瘤微环境，从而减少SHP2的过表达，减缓肿瘤生长。

KRAS上下游信号通路抑制剂

此外，还可开发针对上下游RAS效应因子的抑制剂，如EGFR抑制剂、MEK抑制剂、CDK4/6抑制剂。阿斯利康（AstraZeneca）开发的一种 MEK1/2 口服抑制剂 Smetinib 在 2 期试验（SPRINT）中将71%的患者的神经丛神经纤维瘤（PNF）的大小从基线减少了至少 20%。

表 1针对 KRAS 突变癌症的临床试验

其他疗法

靶向 KRAS (G12C) 蛋白的蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC)

以PROTAC为代表的蛋白降解剂能够利用细胞的蛋白降解机制，靶向降解特定蛋白，可以解决小分子抑制剂常出现的耐药性问题。据报道，第一个内源性 KRAS (G12C) 降解剂 LC-2 可快速结合并持续降解由 MRTX849 和 VHL E3 连接酶配体组成的 KRAS (G12C)。LC-2 介导的 KRAS (G12C) 降解需要完整的蛋白酶体系统和 VHL E3 连接酶复合物组装，用 LC-2治疗后，多个癌细胞表现出ERK磷酸化抑制作用。

除此之外，还有KRAS突变癌症疫苗、反寡义核苷酸疗法、合成致死等。

ACROBiosystems百普赛斯开发了一系列KRAS蛋白产品，可用于小分子抑制剂及PROTAC药物的体外筛选与验证，助力相关药物研发。

★ 蛋白均一结构及高纯度（＞90%）经MALS验证

★ 产品具有高酶活

★ KRAS蛋白覆盖G12C、G12D等热门突变位点

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