KRAS通路靶向联合治疗策略：多细胞肿瘤球体模型中的协同效应与临床转化前景

本综述系统评估了KRAS G12C抑制剂sotorasib（AMG 510）、SHP2抑制剂batoprotafib（TNO155）和SOS1抑制剂BI-3406单药及联合治疗方案在多细胞肿瘤球体模型中的疗效。研究通过Bliss独立性模型证实，KRAS通路垂直抑制（如联合MEK抑制剂trametinib或ERK抑制剂temuterkib）及双通路抑制（如联合PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂）可产生显著协同效应，为KRAS突变肿瘤的临床联合治疗策略提供了重要 preclinical 依据。

　　

引言

KRAS基因是人类癌症中最常发生改变的致癌基因之一，其编码的KRAS蛋白因缺乏明显变构结合口袋和皮摩尔级GDP/GTP亲和力，曾长期被视为"不可成药"靶点。近年来针对KRAS G12C变体的共价抑制剂（如sotorasib）的开发取得突破性进展，同时上游信号调控因子SHP2和SOS1作为间接抑制KRAS活性的靶点受到广泛关注。本研究采用包含恶性细胞、人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和人间充质干细胞（hMSC）的多细胞肿瘤球体模型，模拟肿瘤微环境中的细胞间相互作用，评估了19种源自KRAS突变肿瘤患者的新型联合治疗方案。

材料与方法

研究使用NCI患者衍生模型库（PDMR）提供的18个患者衍生恶性细胞系和1个已建立的NSCLC细胞系HOP-62。所有药物和试验药物均从NCI Developmental Therapeutics Program Chemical Repository获得，纯度经质子核磁共振和LC/MS验证>95%。多细胞肿瘤球体由60%恶性细胞、25% HUVEC和15% hMSC混合培养而成，接种后第3天加入测试药物，第10天使用CellTiter-Glo 3D检测细胞活性。采用Bliss独立性模型评估联合效应，并通过计算活力表面下体积（VUS）量化总体药物组合反应。

结果

单药活性特征

sotorasib和batoprotafib对携带KRAS G12C的肿瘤球体表现出选择性活性，而BI-3406在不同KRAS变体中均显示广泛活性。在5个KRAS G12C模型中，sotorasib在100 nmol/L以下浓度即呈现浓度依赖性反应，其中941728-121-R-J1模型（KRAS拷贝数4.6，变异等位基因频率1.0）反应最为显著。值得注意的是，sotorasib在野生型KRAS但携带BRAF V600E变异的349418-098-R模型中也观察到单药活性，提示可能存在脱靶效应。

垂直通路抑制策略

SHP2抑制剂batoprotafib与MEK抑制剂trametinib或ERK抑制剂temuterkib联用显示出高度协同效应，这种协同性在不同KRAS变体模型中高度一致（Pearson r = 0.71, P = 0.0007）。类似地，SOS1抑制剂BI-3406与下游激酶抑制剂的组合也表现出显著协同作用，尽管相关性稍弱（Pearson r = 0.5, P = 0.033）。相比之下，sotorasib与trametinib或temuterkib的联合效果较为有限。

受体酪氨酸激酶联合抑制

多靶点RTK抑制剂nintedanib与batoprotafib或BI-3406联用在多个肿瘤球体模型中产生相加和协同效应，且这种活性不依赖于KRAS状态。sotorasib与nintedanib联合在KRAS G12C胰腺癌模型（323965-272-R-J2）和子宫癌肉瘤模型（327498-153-R-J2）中表现出最显著的组合效果。

双通路抑制效应

batoprotafib与mTORC1/2抑制剂sapanisertib或AKT抑制剂ipatasertib联用显示出对KRAS G12C模型的选择性活性。特别值得注意的是，在KRAS G12D结肠腺癌模型（186277-243-T-J2）中，batoprotafib与ipatasertib组合实现了两个数量级的细胞毒性。PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂与BI-3406联用也观察到类似效果，但选择性较低。

凋亡通路协同作用

BCL-2抑制剂venetoclax与batoprotafib或BI-3406联用在不同KRAS变体模型中产生显著协同效应，而与sotorasib联合主要显示相加作用。这一发现表明SHP2和SOS1抑制可能增强肿瘤细胞对BCL-2抑制的依赖性，为实体瘤中应用venetoclax提供了新思路。

KRAS通路双重靶向

sotorasib与batoprotafib联用在KRAS G12C球体中产生相加和协同反应，其中在HOP-62 NSCLC模型中观察到近一个数量级的细胞毒性增强，在患者衍生NSCLC模型LG0567-F671中实现近99%的细胞毒性（两个数量级减少）。这一发现为临床中联合使用KRAS G12C抑制剂和SHP2抑制剂提供了有力支持。

讨论

本研究在多细胞肿瘤球体模型中全面评估了针对KRAS通路的多种联合治疗策略，证实了垂直通路抑制（上游SHP2/SOS1与下游MEK/ERK联合）和双通路抑制（RAS与PI3K/AKT/mTOR联合）的协同治疗潜力。研究发现SHP2和SOS1抑制剂与多种靶向药物联用可产生广泛的协同效应，且这些效应在不同KRAS变体类型中表现出一定规律性。这些临床前发现为正在进行的多项临床试验提供了科学依据，包括KRAS G12C抑制剂与SHP2抑制剂（如glecirasib联合JAB-3312在NSCLC中显示50%总体缓解率）以及MEK抑制剂与SOS1抑制剂的组合方案。

研究还揭示了肿瘤细胞遗传背景对治疗反应的影响，如KRAS拷贝数变异和变异等位基因频率可能影响对sotorasib的敏感性。此外，某些联合方案在特定肿瘤类型中表现突出，如nintedanib与sotorasib联用在胰腺癌和子宫癌肉瘤模型中的显著活性，提示组织特异性因素在治疗反应中的重要性。

这些发现强调了针对KRAS突变肿瘤需要采用个体化的联合治疗策略，基于肿瘤的特定遗传背景和组织起源选择最有效的药物组合。多细胞肿瘤球体模型作为临床前研究平台，成功预测了多种目前已进入临床验证阶段的联合方案，证明了其在转化医学研究中的重要价值。