賈瀟瀟 張鵬 景元明 張林

近30 年來，肺癌成為中國發(fā)生率增長最快的惡性腫瘤，目前已居癌癥死亡原因首位[1]，其中非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）約占肺癌患者總數(shù)的80%。在NSCLC 中，Kirsten 大鼠肉瘤病毒癌（Kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS）基因突變主要出現(xiàn)在密碼子12（＞80%）和13 位點（95%），最常見的密碼子變異是KRAS-甘氨酸12-半胱氨酸突變（KRAS-G12C），約占KRAS 突變NSCLC 的39%[2]。自1982 年發(fā)現(xiàn)KRAS 基因以來，針對KRAS 突變型NSCLC 靶向治療方法的探索就從未停止，但是，KRAS基因信號通路復雜，生物學異質(zhì)性多樣，因此其靶向藥物的研發(fā)歷程異常艱辛，KRAS 基因突變也一度被認為是“不可靶向”的。隨著嘗試和探索的深入，2021年針對KRAS-G12C 的靶向抑制劑索托拉西布獲批，這是近年來KRAS 突變型NSCLC 靶向治療領域的一個重大突破。但隨之而來的獲得性耐藥，又一定程度上限制了KRAS-G12C 靶向抑制劑的應用。最新研究表明，KRAS-G12C 靶向抑制劑與其他療法的聯(lián)合治療方案顯示出良好的抗腫瘤作用，合理的治療組合有望提高KRAS 突變型NSCLC 靶向治療的療效。本文旨在對KRAS 突變的特點及其在NSCLC 靶向治療的前期研究困境和目前的研究進展作一綜述，旨在展示KRAS 突變型NSCLC 靶向治療的最新成果，從而為臨床和藥學工作者后續(xù)的深入研究提供參考。

1 KRAS 基因的生物學特征

1.1 KRAS基因的功能及參與的主要信號通路 KRAS是大鼠肉瘤（rat sarcoma，RAS）基因家族的成員。RAS基因家族成員編碼1 個膜結(jié)合的三磷酸鳥苷（guanosine triphosphate，GTP）酶，并在活性的GTP 結(jié)合態(tài)和非活性的二磷酸鳥苷（guanosine-5'-diphosphate，GDP）結(jié)合態(tài)之間切換。RAS 蛋白的失活、激活狀態(tài)受鳥嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)換因子（guanine nucleotide exchange factor，GEF）和GTP 酶活化蛋白（GTPase-activating protein，GAP）兩類因子的調(diào)節(jié)：GEF 因子可促進RAS 蛋白與GTP 結(jié)合，從而激活RAS 蛋白；GAP 因子則通過促進GTP 水解成GDP，使RAS 蛋白失活。RAS 蛋白可控制細胞的增殖和分化等多種功能。KRAS 發(fā)生突變后，RAS 蛋白不再受外界因子的調(diào)節(jié)，可持續(xù)保持活化狀態(tài)，并影響下游信號通路，導致不受控制的細胞增殖和異常的細胞分化[3]。

KRAS 基因信號通路復雜[4]，具體表現(xiàn)在KRAS 上游存在許多生長因子，如表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）、血小板衍生生長因子（platelet derived growth factor，PDGF）和成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）等，它們均可通過中間分子激活KRAS 蛋白。除上述GEF 是KRAS 激活的關(guān)鍵分子外，非受體蛋白酪氨酸激酶2（Src homology phosphortyrosyl phosphatase 2，SHP2）也在KRAS 上游激活中起著不可或缺的作用。SHP2 是一種蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTP），含有Src 同源性（Src homology domain，SH）2 結(jié)構(gòu)域，由PTP 編碼。許多研究表明，SHP2 的功能是激活細胞內(nèi)信號通路，特別是KRAS/細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）路徑[5]。KRAS 的主要下游信號通路為：（1）大鼠纖維肉瘤（rat fibrosarcoma，RAF）-絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated proteinkinase kinase，MEK）-細胞外調(diào)節(jié)激酶extracellular regulated kinase，ERK）途徑。該途徑是KRAS 信號傳導的典型下游通路[6]。RAF 是一種絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶，激活的KRAS GTP 可以誘導RAF 的構(gòu)象變化，并通過同源或異源二聚化促進RAF 的活化。RAF 通過C端催化結(jié)構(gòu)域結(jié)合MEK 1/2 并激活它。MEK 1/2 磷酸化并激活細胞外信號調(diào)節(jié)激酶ERK。ERK 既激活胞質(zhì)底物，又易位至細胞核，刺激參與細胞增殖、生存、分化和細胞周期調(diào)節(jié)的多種基因的表達。已廣泛證實該信號通路在RAS 介導腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮重要作用[7]。（2）磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）-蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）-哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）途徑。KRAS 通過參與PI3K-Akt-mTOR 途徑，在細胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖轉(zhuǎn)運等細胞生命活動中發(fā)揮重要作用，極大影響了腫瘤耐藥性的產(chǎn)生[8]。激活的KRAS 可以通過結(jié)合p110 亞單位激活PI3K。PI3K 被激活后，其催化的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate，PIP2）轉(zhuǎn)化為三磷酸肌醇（inositol triphosphate，IP3）[9]。IP3 激活磷脂酰肌醇依賴激酶1（phosphoinositol dependent kinase 1，PDK1），進而磷酸化絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶Akt。激活的Akt 可導致多種底物磷酸化，如mTOR、叉頭盒O（forkhead box O，F(xiàn)OXO）等，進而調(diào)節(jié)細胞增殖、凋亡和代謝過程[10]。

1.2 KRAS 突變型NSCLC 的生物學異質(zhì)性KRAS突變型NSCLC 是生物學異質(zhì)性高的疾病，主要表現(xiàn)為3 個方面。首先，與其他癌基因驅(qū)動的肺癌不同，KRAS 突變型NSCLC 經(jīng)常與其他主要基因一起出現(xiàn)共突變。其次，在NSCLC 中，至少有9 種不同的KRAS 突變，主要發(fā)生在密碼子12、13 和61 等處。其中，最常見的是KRAS-G12C 突變，約占KRAS 突變型NSCLC 的39%。其他常見突變包括KRAS-甘氨酸12-纈氨酸（G12V）和KRAS-甘氨酸12-天冬氨酸（G12D）變異。G12C 和G12V 是最常見的與吸煙史相關(guān)的亞型，而G12D 則主要存在于不吸煙患者中[11]。有研究顯示，KRAS-G12D 突變細胞表現(xiàn)出向谷胱甘肽生物合成的糖酵解轉(zhuǎn)換和更高的轉(zhuǎn)移潛能[12]，提示腫瘤的代謝重組向合成代謝方向發(fā)展[13]。同時，不同的突變亞型對KRAS 下游效應分子具有不同的結(jié)合親和力，這可能是導致KRAS 突變型NSCLC 生物學異質(zhì)性的重要因素。在臨床實踐中，需要針對不同的KRAS 突變亞型制定相應的治療策略。

2 KRAS 突變型NSCLC 靶向治療的困境

過去數(shù)十年針對KRAS 突變型NSCLC 的研究主要集中在靶向KRAS 的膜定位、靶向KRAS 下游信號通路等策略上，但是效果并不明顯。

2.1 靶向KRAS 的膜定位 只有膜結(jié)合的KRAS 才能被激活，進而激活下游信號通路。因此，有研究認為防止KRAS 翻譯后的膜定位是一種有效的靶向治療策略[4]。KRAS 的翻譯后修飾過程受一系列酶反應的催化，其中的法尼酰基轉(zhuǎn)移酶是重要的限速酶[14]，但法尼酰基轉(zhuǎn)移酶抑制劑替法法尼、洛那法尼等在治療KRAS 突變型NSCLC 中均未顯示出任何臨床療效[15]。此類研究失敗的原因可能是，即使存在法尼酰基轉(zhuǎn)移酶抑制劑，KRAS 仍可被香葉?；痆16]，而被香葉?；蟮腒RAS 可繼續(xù)進行膜定位和信號轉(zhuǎn)導，抵消了法尼?；D(zhuǎn)移酶抑制的影響。目前，研發(fā)針對靶向KRAS 膜定位的選擇性抑制劑仍是一個挑戰(zhàn)，在進行此類臨床試驗之前，需要先探明驅(qū)動KRAS 膜關(guān)聯(lián)過程的精確生物學機制[17]。

2.2 靶向KRAS 下游信號通路：單一療法 KRAS 下游最主要的信號轉(zhuǎn)導通路包括MAPK-ERK 和PI3KAkt-mTOR 等，其中RAF、MEK 和mTOR 都是潛在的干預靶點，已有多個NSCLC 臨床試驗嘗試了對這些靶點的治療性抑制。索拉非尼是一種對RAF 激酶家族具有中等活性的口服多激酶抑制劑，但其在KRAS 突變型NSCLC 患者中卻沒有顯示出令人滿意的臨床療效，客觀緩解率（objective response rate，ORR）一般＜10%，中位無疾病進展生存期（progression-free survival，PFS）約為3 個月[18]。雖然MEK 被認為是KRAS 下游抑制的合適靶點，但MEK 抑制劑單一療法在NSCLC臨床試驗中的療效有限。針對非選擇性NSCLC 患者Ⅱ期試驗顯示，與標準二線培美曲塞化療相比，MEK 抑制劑司美替尼未能改善預后[19]。與標準多西他賽化療相比，曲美替尼治療后ORR 為12%，中位PFS 為12 周，也未顯示出明顯的治療優(yōu)勢[20]。

PI3K-Akt-mTOR 通路是一個平行的信號轉(zhuǎn)導通路，臨床前數(shù)據(jù)顯示，該通路是KRAS 突變型NSCLC的一個靶點。但單獨使用mTOR 未能延長患者PFS，因而也未見明顯的臨床療效[21]。對KRAS 靶向抑制劑的臨床前和臨床研究已經(jīng)開展數(shù)十年，但由于其信號通路的復雜性及生物學異質(zhì)性的存在，使得其靶向抑制劑的研發(fā)歷程困難重重，迄今為止還沒有獲批的特異性抑制KRAS 下游信號通路的治療方法[13]。

3 KRAS 突變型NSCLC 靶向治療的突破和最新進展

3.1 直接靶向KRAS-G12C KRAS 蛋白與GTP 的結(jié)合力較強，且細胞中GTP 濃度較高，因此很難通過直接靶向KRAS 與GTP 的結(jié)合位點來抑制KRAS 突變。Ostrem 等[22]在針對GDP-RAS 的研究中偶然發(fā)現(xiàn)了一類與KRAS-G12C 半胱氨酸殘基相鄰的新的變構(gòu)調(diào)控口袋，通過這個新的變構(gòu)調(diào)控口袋可以直接靶向KRAS 突變體。這一開創(chuàng)性的工作促進了KRAS-G12C變構(gòu)共價抑制劑的研發(fā)。

3.1.1 索托拉西布 索托拉西布是一種共價KRASG12C 靶向抑制劑，通過不可逆的、選擇性結(jié)合突變KRAS 內(nèi)的開關(guān)Ⅱ口袋，將其鎖定在非活性GDP 結(jié)合狀態(tài)。一項Ⅰ期臨床試驗（NCT03600883）顯示，索托拉西布單一療法在NSCLC 亞組（59 例）中的ORR 和疾病控制率（disease control rate，DCR）分別為32.2%（19例）和88.1%[23]，中位PFS 為6.3 個月，推薦的Ⅱ期劑量為960 mg/d。另一項對126 例含KRAS-G12C 突變的NSCLC 患者的Ⅱ期臨床試驗結(jié)果顯示，ORR 為37.1%，DCR 為80.6%，中位FPS 為6.8 個月，與早期Ⅰ期結(jié)果一致[24]。此外索托拉西布沒有劑量限制的毒性，因此很少有藥物相關(guān)的不良反應，同時僅有19.8%的患者出現(xiàn)了3 級或4 級治療相關(guān)的不良事件，沒有治療相關(guān)死亡，安全性非常好。索托拉西布的用藥不良反應主要包括胃腸道毒性，如腹瀉、惡心和嘔吐；以及肝毒性，如ALT 和AST 升高。 索托拉西布用于KRASG12C 突變肺癌患者的治療于2021 年5 月28 被FDA 批準。這也是全球首個針對KRAS 突變的靶向藥物，但由于存在但隨之而來的獲得性耐藥，KRAS-G12C 靶向抑制劑還未能被廣泛應用[25]。

3.1.2 阿達格拉西布 另一種正在開發(fā)中的KRASG12C 靶向抑制劑是阿達格拉西布，它是一種針對KRAS-G12C 突變體的特異性優(yōu)化口服抑制劑，其機制是通過在非活性狀態(tài)下與KRAS-G12C 不可逆的、選擇性結(jié)合，阻止其發(fā)送細胞生長信號，并導致癌細胞死亡。研究顯示，阿達格拉西布治療KRAS-G12C 突變NSCLC 患者中，ORR 為45%，DCR 為96%；約30%的患者出現(xiàn)了3 級或4 級阿達格拉西布治療相關(guān)的不良反應，主要包括疲勞（6%）和AST/ALT 升高（5%）[26]。

3.2 聯(lián)合療法 臨床前或初步臨床數(shù)據(jù)表明，聯(lián)合治療策略可以提高KRAS-G12C 靶向抑制劑的療效、并延緩其獲得性耐藥[4]，主要類型包括KRAS-G12C 靶向抑制劑與化療的組合、與KRAS 上游信號通路抑制劑的組合、與KRAS 下游信號通路抑制劑的組合、與免疫治療的組合和與腫瘤代謝療法的組合等。

3.2.1 KRAS-G12C 靶向抑制劑與化療的組合 化療仍然是晚期肺癌的重要治療策略，但單用化療治療KRAS 突變型NSCLC 效果普遍較差，KRAS-G12C 抑制劑聯(lián)合常規(guī)化療藥物可能提高此類患者的療效。有研究顯示，與單獨使用索托拉西布或卡鉑相比，聯(lián)合使用索托拉西布和卡鉑可顯著增強抗腫瘤療效[27]。此外，索托拉西布與化療藥聯(lián)合用藥的臨床結(jié)果顯示，兩者聯(lián)合使用時患者不良反應更少，耐受性更好，毒性更低[23]。值得注意的是，不同的KRAS 突變類型對化療的敏感性不同，KRAS-G12C 腫瘤模型對紫杉烷類和培美曲塞反應良好，但對順鉑反應較差[28]。

3.2.2 KRAS-G12C 靶向抑制劑與KRAS 上游信號通路抑制劑的組合 KRAS 突變型NSCLC 中，表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）信號通路通常被激活，以繞過KRAS 抑制。Reck 等[26]將KRAS-G12C 靶向抑制劑與EGFR 抑制劑RTK 相結(jié)合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種雙重抑制可能阻礙腫瘤繞過KRAS 抑制的能力，并增強單獨抑制任一靶標的效果。有研究探討了KRAS-G12C 抑制劑和RTK 抑制劑的聯(lián)合療效[29]，結(jié)果顯示，這一聯(lián)合治療方案通常對不同的KRAS-G12C 腫瘤模型無效。相比之下，抑制多個RTK信號通路的共同下游節(jié)點可能在克服KRAS170 的適應性再激活中廣泛有效。SHP2 的結(jié)構(gòu)域是多個RTK 下游的共同匯聚節(jié)點，而KRAS 的適應性再激活依賴于SHP2[5]。最近研究表明，SHP2 抑制劑可增加KRASGDP 占有率，從而增強KRAS-G12C 抑制劑的效果[25]。在KRAS-G12C 突變型腫瘤的幾種異種移植模型中，阿達格拉西布聯(lián)合SHP2 抑制劑的臨床前研究已經(jīng)證明，與單一用藥相比，聯(lián)合用藥的活性更高[26]。非七激酶子同源物1（son of sevenless homolog 1，SOS1）可降低RAS 蛋白對GDP 的親和力，有利于GTP 結(jié)合，從而激活RAS。BI-3406 是一種選擇性SOS1-KRAS 相互作用抑制劑，臨床前模型中減弱MEK 抑制劑的再激活，并增強KRAS 突變型癌癥對MEK 抑制劑的敏感性。因此，這種新藥與MEK 抑制劑的組合可能是未來研究KRAS 突變型癌癥的一個很好的選擇[26]。SOS1-KRAS相互作用的另一種抑制劑是BAY-293，已有臨床前研究證明它對KRAS 突變引起的癌癥有效[30]。

3.2.3 KRAS-G12C 靶向抑制劑與KRAS 下游信號通路抑制劑的組合 VS-6766 是一種雙重RAF/MEK 抑制劑，具有阻斷MEK 的激酶活性和RAF 磷酸化MEK的能力[31]。有研究對VS-6766 和FAK 抑制劑地法替尼聯(lián)合用藥在復發(fā)性KRAS-G12V 突變體或其他KRAS突變型NSCLC 中的療效進行了評估[32]，結(jié)果證實KRAS G12C 抑制劑和PI3K 抑制劑的聯(lián)合治療具有協(xié)同效應[33]。

3.2.4 KRAS-G12C靶向抑制劑與免疫治療的組合 研究表明，阻斷參與程序化死亡抗體配體1（programmed death antibody ligand 1，PD-L1）的免疫治療可以提高晚期NSCLC患者的生存率[34]。但是抗程序性死亡治療的臨床數(shù)據(jù)表明，僅有15%～25%的NSCLC患者能從免疫治療中獲益[27]。有研究證實，索托拉西布與抗PD-L1組合在具有患者來源的異種移植的免疫活性小鼠中誘導了抗原呈遞細胞的持久免疫反應，這比單一療法獲益更大[35]。早期臨床試驗評估了KRAS-G12C 靶向抑制劑與免疫治療的組合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對于抗PD-L1 單一療法不敏感的KRAS 亞群，如絲氨酸/酸酸激酶11（serine/threonine kinase 11，STK11）/KRAS 共突變亞群（同時攜帶STK11 和KRAS 突變的一類肺癌亞群）[35]，這是一種可期待的治療策略。

3.2.5 KRAS-G12C 靶向抑制劑與腫瘤代謝療法的組合 眾多研究表明，KRAS 突變可導致特定的腫瘤代謝變化，進而促進腫瘤進展[36]，研究證實靶向代謝酶在一些KRAS 突變的癌癥細胞系和小鼠模型中是有效的[37]。早期臨床試驗評估了幾種代謝途徑抑制劑與KRAS-G12C 靶向抑制劑聯(lián)合使用的療效，如mTOR 抑制劑和阿達格拉西布聯(lián)合使用，ORR 為43%，DCR 為100%[38]。盡管KRAS-G12C 靶向抑制劑聯(lián)合腫瘤代謝療法的組合對KRAS 突變型NSCLC的治療潛力還未探明，但KRAS-G12C 抑制劑與其他抑制劑聯(lián)合用藥的臨床結(jié)果顯示大多數(shù)患者未見嚴重的不良反應，可見合理的治療組合有望提高KRAS 突變型NSCLC靶向治療的療效并降低不良反應。

4 展望

未來，針對KRAS 突變型NSCLC 的藥物研發(fā)和治療策略方面，有幾點思考和建議：（1）KRAS 突變型NSCLC 存在生物學異質(zhì)性，因此，需要盡可能多地收集KRAS 突變體患者的疾病特征及其對治療反應的影響；將基因組學與代謝組學等多種方法相結(jié)合，對KRAS 突變型NSCLC 患者進行更精細的分類，以期為后續(xù)治療提供更加個體化的治療方案。（2）KRAS 突變型NSCLC 共突變事件的存在，不僅表現(xiàn)為信號通路和代謝組學的差異，也伴隨有不同的腫瘤微環(huán)境。未來還需要有更多的動物及人體實驗對此進行深入的研究。（3）靶向藥物的長期臨床持久作用至關(guān)重要，因此，需要更好地了解KRAS-G12C 靶向抑制劑的原發(fā)性和獲得性耐藥機制，并了解目前正在開發(fā)的新療法的常見耐藥機制。（4）KRAS-G12C 靶向抑制劑與其他各類療法的聯(lián)合治療方案已顯示出良好的抗腫瘤活性，但作用機制仍需進一步闡明。如在應用KRASG12C 靶向抑制劑聯(lián)合免疫療法治療KRAS 突變型NSCLC 方面，前者主要作用于信號通路，單用時會出現(xiàn)耐藥；后者則側(cè)重于免疫微環(huán)境，單用時療效欠佳。兩者聯(lián)合治療療效明顯增強。雖然靶向藥物的作用會影響人體的免疫微環(huán)境，但聯(lián)合治療的作用機制究竟如何，還有待深入探究。