综述：靶向KRAS突变：调控癌症进化与治疗挑战

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Targeting KRAS mutations: orchestrating cancer evolution and therapeutic challenges

本综述系统梳理了KRAS靶向治疗的突破性进展，从“不可成药”靶点到首个KRASG12C抑制剂（sotorasib, adagrasib）获批，深入探讨了其信号通路、耐药机制及联合策略。文章重点展望了靶向非G12C突变（如G12D）、RAS(ON)抑制剂、PROTAC降解剂、核酸疗法及免疫联合治疗等前沿方向，为攻克这一“癌王”驱动基因提供了全面的路线图。

　　

KRAS信号通路与分子交叉对话

Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物（KRAS）是RAS超家族蛋白的一种亚型，该家族还包括HRAS和NRAS。KRAS以其固有的GTP酶活性而闻名，是癌症中最常发生突变的蛋白。KRAS突变是胰腺导管腺癌（PDAC）、结直肠癌（CRC）和非小细胞肺癌（NSCLC）等癌症发生的基础。所有RAS亚型都是膜结合的小单体G蛋白，具有高度保守的负责核苷酸交换的催化区域。KRAS蛋白作为GDP-GTP调节的开关发挥作用，受鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEFs，如SOS）和GTP酶激活蛋白（GAPs，如神经纤维蛋白1 (NF1)）的调节。当细胞被相关刺激激活时，GEFs促进KRAS-GTP（开启）构象，最终激活下游RAS效应通路，包括RAF-MEK-ERK、PI3K-AKT-mTOR和RALGDS通路。KRAS基因的致癌转化允许通过MAPK和PI3K/AKT通路增强信号传导，导致细胞存活和增殖增加。

KRAS突变在癌症中：研究历史与里程碑总结

KRAS是人类癌症中最常突变的癌基因之一，尤其是在肺、结直肠和胰腺癌中。大多数突变是功能获得性单碱基错义突变，98%发生在第12、13和61密码子。密码子G12突变最为常见，产生三种不同的突变亚型：G12D（29.19%）、G12V（22.17%）和G12C（13.43%）。根据癌症基因组图谱（TCGA）数据，KRAS突变出现在约11.2%的癌症中，在PDAC患者中最为普遍（82.1%），其次是CRC（约40%）和NSCLC（21.20%）。

KRAS调控机制及突变对肿瘤发生的影响

KRAS的调控主要通过改变其活化和非活化构象之间循环的分子开关控制进行。KRAS上游涉及三个主要机制/通路：（i）GRB2-SOS1复合物，（ii）RAS-GRF1，和（iii）Src同源结构域磷酸酶2（SHP2）。KRAS突变在不同肿瘤中的流行程度、生化异质性和共突变的影响各不相同。例如，PDAC中KRAS突变高度流行，G12D亚型最常见；而NSCLC中最常见的KRAS突变亚型是G12C。共存突变（如STK11、KEAP1、TP53）在定义疾病亚群、免疫微环境和治疗易感性方面起着关键作用。

当前可用KRAS抑制剂的挑战与耐药性

尽管sotorasib和adagrasib获得FDA批准，但KRAS抑制剂单药治疗仍非治愈性。在关键的CodeBreak 100试验中，sotorasib治疗KRAS^G12C突变NSCLC的客观缓解率（ORR）约为41%，中位无进展生存期（PFS）为6.3个月。同样，在KRYSTAL-1试验中，adagrasib的ORR约为43%，中位PFS为6.5个月。大多数患者最终会产生耐药性。耐药机制包括原发耐药、获得性突变逃逸（如KRAS二次突变）、适应性耐药（如上游RTK信号重新激活）以及上皮-间质转化（EMT）和组织学转化（如腺癌向鳞状细胞癌转化）等。

靶向KRAS的治疗策略

目前批准的KRAS抑制剂包括sotorasib和adagrasib，它们都是KRAS失活状态（OFF-state）小分子共价抑制剂，可逆性地与KRAS^G12C突变蛋白的半胱氨酸12残基结合，将其锁定在非活性的GDP结合状态。

新型直接KRAS^G12C抑制剂如divarasib (GDC-6036)、opnurasib (JDQ443)等正在开发中，旨在提高效力和选择性。针对其他常见突变（如KRAS^G12D）的抑制剂也取得进展，例如MRTX1133是一种选择性非共价G12D抑制剂，可逆性地结合KRAS^G12D的失活GDP结合状态和活性GTP结合状态。

组合策略

为了提高KRAS抑制剂的疗效和克服耐药，多种组合策略正在探索中：

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  KRAS-EGFR联合抑制：例如adagrasib联合西妥昔单抗（cetuximab）治疗KRAS^G12C突变CRC。
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  KRAS-SHP2共抑制：SHP2是RAS-MAPK通路的关键节点，其抑制剂（如TNO155, RMC-4630）与KRAS抑制剂联用可预防适应性耐药。
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  KRAS-MEK共抑制：同时抑制KRAS和其下游效应因子MEK。
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  靶向SOS1：SOS1是RAS的GEF，其抑制剂（如BI 3406, BI 1701963）可阻断KRAS的激活。
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  KRAS和XPO1抑制：XPO1抑制剂（如selinexor）与KRAS抑制剂联用可能协同增效。
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  KRAS和PAK4抑制：PAK4参与细胞骨架重组和存活信号，其抑制剂与KRAS抑制剂联用。
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  KRAS和免疫检查点抑制剂（ICI）联合：基于KRAS突变对肿瘤微环境（TME）的调节作用，将KRAS抑制剂与PD-1/PD-L1抑制剂联用。

RAS（ON）状态抑制剂

这类抑制剂（如RMC-6236, RMC-9805）可靶向处于GTP结合的活性状态（ON-state）的KRAS突变体，甚至可同时靶向多种KRAS突变亚型（pan-KRAS抑制剂）或所有RAS亚型（pan-RAS抑制剂），显示出广谱抗癌潜力。

KRAS mRNA疫苗及其他核酸疗法

核酸疗法为靶向KRAS突变肿瘤提供了新途径：

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  siRNA/ASO：通过降解或阻断KRAS mRNA来抑制突变KRAS蛋白的表达。
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  CRISPR-Cas：通过基因编辑技术直接修正KRAS突变。
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  mRNA疫苗：如mRNA-5671 (V941)，旨在引发针对KRAS突变新抗原（如G12C, G12D, G12V）的特异性免疫反应。
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  免疫调节寡核苷酸：如ELI-002，包含TLR9激动剂和靶向突变KRAS的肽抗原，旨在增强抗肿瘤免疫。

KRAS过继性T细胞疗法

从肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）或外周血中分离能够识别KRAS突变新抗原（如HLA-C*08:02限制性的KRAS^G12D）的T细胞，经过体外扩增后回输给患者。工程化T细胞受体（TCR-T）疗法和嵌合抗原受体（CAR-T）细胞疗法也正在探索中。

KRAS PROTACs和分子胶

蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs，如LC-2, ACB13）和分子胶降解剂（MGDs）通过利用细胞内泛素-蛋白酶体系统特异性地降解KRAS突变蛋白，而不仅仅是抑制其功能，可能提供更持久的效果并克服某些耐药机制。

结论与未来方向

KRAS靶向治疗领域经历了从“不可成药”到首批抑制剂获批的飞速发展。然而，克服耐药、扩大适应症（针对非G12C突变）以及提高疗效深度仍是巨大挑战。未来研究需优先关注：1）深入理解耐药机制并开发个性化组合策略；2）推动针对KRAS^G12D等常见突变的疗法；3）优化RAS(ON)抑制剂、PROTAC、核酸疗法和免疫疗法等新策略；4）利用生物标志物指导治疗选择。通过多模式、联合治疗策略，有望最终攻克KRAS驱动型癌症。