不可成药靶点KRAS的前世今生
肺癌是世界范围内最常见的恶性肿瘤。在所有疾病阶段，非小细胞肺癌（NSCLC）的总体5年生存率约为23％，而KRAS突变型NSCLC的预后更差，且目前尚无针对该分子亚型的靶向疗法。本文将针对靶向KRAS突变型NSCLC治疗的研究进展进行讨论。
KRAS 概述
KRAS突变及其发病率
RAS基因家族包括NRAS、HRAS和KRAS三个基因，其编码的是一种小型GTPase膜结合蛋白，在细胞生长调节的信号转导中起主要作用。这些蛋白对二磷酸鸟苷（GDP）和三磷酸鸟苷（GTP）具有很高的亲和力，与GDP结合时为失活状态，与GTP结合时为激活状态。
KRAS基因对人类癌症影响最大，在激活状态下，KRAS将来自细胞表面受体的上游信号传递给下游途径，包括RAF/MEK/ERK、PI3K/AKT/mTOR、RALGDS/RAL和TIAM1/RAC，以控制正常的细胞功能和增殖。
在NSCLC中，KRAS是最常见的突变性致癌基因之一，其中KRAS G12V突变约占所有突变的20％-25％，其他突变包括KRAS G12D、KRAS G12A和KRAS G12S。KRAS突变会导致KRAS蛋白持续保持与GTP结合的活化状态，启动下游信号传导并导致不可控的细胞生长与增殖。
图一 KRAS相关信号通路
KRAS突变与其他致癌基因突变、PD-L1表达和肿瘤突变负荷之间的关系
KRAS突变患者常常合并其他至少一种基因表达的变化（抑癌基因：CDKN2A、KEAP1、STK11、TP53；KRAS下游效应基因：PIK3CA、BRAF和AKT1）。
KRAS突变型NSCLC细胞的PD-L1表达水平高于野生型细胞。PD-L1的表达水平似乎与KRAS突变亚型有关：KRAS G12D、KRAS G12V和KRAS G13C突变的PD-L1阳性率高于KRAS G12A和KRAS G12C突变。
KRAS突变型NSCLC患者的肿瘤突变负荷（TMB）高于野生型患者。即使对吸烟状况进行了调整，KRAS突变疾病与TMB的关系仍然存在。
KRAS突变患者的治疗选择现状
KRAS状态和对化疗的反应
KRAS突变可能与化疗耐药相关。KRAS G12C突变细胞对顺铂的敏感性低于野生型细胞。最近的数据表明，KRAS G12C突变患者和局部晚期或转移性野生型疾病患者对化疗药的总体反应相似（约20％）。
KRAS状态和对靶向治疗的反应
2008年的一项荟萃分析确定了KRAS突变与对EGFR-酪氨酸激酶抑制剂（TKIs；主要是吉非替尼）无应答之间的关联。一项纳入968例晚期疾病患者的汇总分析显示，KRAS突变患者的总体缓解率很低（1.3％）。
KRAS状态和对免疫疗法的反应
KRAS突变状态与帕博利珠单抗等免疫检查点抑制剂的良好结局相关，KRAS突变型晚期NSCLC的无进展生存期（PFS）优于与野生型疾病患者。在一项回顾性研究中，PD-L1的表达对免疫检查点抑制剂在KRAS突变型NSCLC疗效（大约87％的现吸烟者或前吸烟者） 的预测作用强于其他类型的NSCLC。
此外，有研究显示NSCLC中不同的KRAS突变亚型对治疗反应不一样，有效靶向和抑制特定KRAS亚型的药物是改善KRAS突变NSCLC患者预后的关键。
抑制KRAS的策略
抑制KRAS蛋白活性
KRAS蛋白广泛表达，随意抑制野生型和突变型KRAS蛋白可能会产生不可接受的毒性。
直接抑制KRAS活性的另一种方法为干扰KRAS与脂膜外围结合。法尼基转移酶抑制剂（FTIs）是第一个开发的抑制RAS与脂膜结合的药物，但其在KRAS突变肺癌的临床试验未显示出满意的结果。随后有研究显示1型香叶基香叶基转移酶也能保持KRAS，而非HRAS与细胞膜结合，这种差异可能解释了FTIs在RAS突变癌症中的不同结果。靶向KRAS与膜的结合可能相对非特异性，不太可能区分突变型蛋白与野生型蛋白，导致潜在的毒性问题。
抑制KRAS通路下游关键分子
KRAS蛋白可调节众多下游效应分子，主要有RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR途径。
既往研究显示抑制RAF治疗的失败可能归因于通路之间的反馈机制。全RAF抑制剂似乎不会引起RAF/MEK/ERK途径的反常激活，因此在RAS突变疾病中可能更有效。同样，抑制MEK被认为是潜在的治疗靶标。但至今，MEK抑制剂的单一疗法尚未显示出临床疗效。因此，有研究观察了MEK抑制剂联合其他药物的疗效，早期结果表明在KRAS突变的NSCLC中抑制MEK可能与多西他赛（docetaxel）具有协同作用，但未得到随后随机对照研究的证实。最后，也有研究报道了抑制ERK的疗效。尽管非针对NSCLC，但体外分析结果表明ERK可能是RAF/MEK/ERK途径中的限速步骤。直接抑制ERK可能是一种有效的治疗方法。但有研究认为抑制ERK可能会引起ERK DFG单氨基酸突变而产生耐药性。
PI3K抑制剂和PI3K/mTOR双重抑制剂可以抑制NSCLC的生长。但由于反馈机制，临床试验显示的疗效有限。
CDK4/6抑制剂（如abemaciclib）可在体外抑制细胞生长。虽然针对KRAS突变NSCLC的早期结果令人鼓舞，但随后一项比较abemaciclib和厄洛替尼在先前接受过治疗的患者中的疗效的研究未显示出疗效。
FAK途径是KRAS突变NSCLC的另一个信号传导通路。在KRAS突变型NSCLC，FAK抑制剂defactinib具有适度的临床活性。
PARP的小分子抑制剂可将PARP固定在染色质上以达到其细胞毒性作用。与WEE1抑制剂联用可杀死25％-40％的KRAS突变型NSCLC细胞，但其临床疗效有待进一步研究揭示。
为了克服在KRAS突变的癌症中靶向单个下游效应途径时观察到的上游信号增加，可能需要针对多种下游途径的联合治疗。MEK抑制剂联合EGFR抑制剂已证明可抑制KRAS突变NSCLC细胞的生长，但临床试验显示出明显的毒性且无任何临床获益。含有PI3K抑制剂的联合治疗在细胞和动物实验显示出疗效，目前认为可作为KRAS突变型NSCLC的潜在方法。然而，MEK和PI3K抑制剂的组合似乎有不可接受的毒性作用，不太可能进行临床评估。相比之下，P13K抑制与KRASG12C抑制的组合可能为KRAS G12C突变的NSCLC患者提供更可接受的治疗方案。
最后， RAS/ERK途径的激活需要含有Src同源2结构域的PTP2（SHP2）蛋白。在体外，抑制SHP2对KRAS突变的癌细胞系无效，但体内证据表明，在生长因子限制条件下，抑制SHP2有作用。联合抑制MEK，抑制SHP2可能对KRAS突变的NSCLC具有潜在的治疗作用。
其他与RAS有相互作用的分子伴侣也很重要，抑制SLC7A11可以抑制KRAS突变细胞的生长；另一个潜在的伴侣是CDKN1A。此外，针对KRAS特有的间接遗传依赖性，可能会增强KRASG12C的抑制作用。
KRAS突变的直接抑制剂
直接靶向KRAS蛋白，抑制下游KRAS效应分子以及其他策略的失败促使突变特异性KRAS抑制剂的开发。AMG 510是KRASG12C突变蛋白抑制剂，体外实验证实了其抗肿瘤活性，近日其II期临床试验阳性结果出炉，治疗数据让人鼓舞。第二个共价抑制剂是MRTX849，可使KRAS G12C突变NSCLC缓解。其他口服KRASG12C抑制剂（包括LY349944和JNJ-74699157）和KRASG12D抑制剂均在研究当中。
直接靶向RAS蛋白可能存在耐药性，因此联合治疗可能更有效。KRAS/MEK抑制剂联合SHP2抑制剂，有潜在的协同作用，值得在临床中进一步探讨。同样，已在体外评估了KRAS抑制剂与包括EGFR、PI3K、AKT和MEK1/2在内的ErbB家族抑制剂的组合，并得到越来越多研究的关注。也有研究探索了三药疗法，旨在破坏补偿性反馈回路避免产生耐药性，同时最大程度地减少剂量毒性。
总之，目前正在对新型KRASG12C抑制剂进行临床评估，并有望获得早期结果。这些进展促使将KRAS检测纳入晚期肺腺癌的分子检测策略中。
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.
