新型泛KRAS抑制剂BI-2493的发现及其在多种KRAS突变肿瘤模型中的体内疗效研究

研究人员针对KRAS这一高验证性癌症靶点，通过结构优化设计出可逆性泛KRAS抑制剂BI-2865及其刚性衍生物BI-2493。该研究突破传统共价抑制剂局限，通过螺环化策略显著提升化合物代谢稳定性和渗透性，在KRASG12V/G12C等突变及野生型扩增的异种移植模型中证实显著抗肿瘤活性，为临床治疗KRAS驱动肿瘤提供新策略。

　　

KRAS作为人类癌症中最常突变的原癌基因之一，其G12C突变体抑制剂Sotorasib和Adagrasib虽已获批用于非小细胞肺癌治疗，但针对其他KRAS突变类型（如G12V、G12D等）及野生型扩增肿瘤仍缺乏有效治疗手段。传统"弹头优先"策略开发的共价抑制剂存在选择性局限，且KRAS蛋白表面缺乏典型药物结合口袋，使得开发泛KRAS抑制剂成为重大挑战。

Boehringer Ingelheim RCV GmbH & Co KG（奥地利维也纳）的研究团队基于KRAS^G12C抑制剂项目中发现的非共价结合核心结构，通过系统性结构优化获得先导化合物BI-2865。进一步采用创新的螺环化刚性改造策略，开发出具有更优药代特性的BI-2493。该研究通过X射线晶体学揭示化合物与KRAS蛋白Switch I/II区域的结合模式，结合细胞增殖实验和多种小鼠肿瘤模型验证其广谱抗肿瘤活性，相关成果发表于《Journal of Medicinal Chemistry》。

研究主要采用αScreen技术检测化合物对KRAS::SOS1蛋白互作的抑制活性，通过Ba/F3细胞模型评估对不同RAS亚型的选择性，并利用患者来源异种移植(PDX)模型验证体内疗效。结构生物学手段解析了BI-2493与KRAS-GDP复合物的晶体结构（分辨率达1.8?），同时结合计算机辅助药物设计优化分子构象。

【结果与讨论】

1. 核心结构与HED口袋优化

   通过片段筛选发现苯基哌嗪类先导化合物1（IC₅₀≤1μM），晶体结构显示其哌嗪环与Glu62/Asp92/His95形成离子网络。引入轴向甲基（化合物3）使活性提升10倍，二氮杂环庚烷修饰（化合物10）进一步通过盐桥增强与Glu62结合。

2. 首例螺环类似物的发现

   基于Val9疏水口袋设计螺环结构，化合物17a仅含2个可旋转键却保持纳摩尔级活性。去除N-甲基的BI-2493（18）在KRAS^G12V Ba/F3模型中EC₅₀达3.1nM，且代谢稳定性显著优于开链类似物（人肝微粒体清除率降低60%）。

3. 体内外活性验证

   BI-2493对KRAS^G12V（SW480）和KRAS^G12C（NCI-H358）移植瘤的抑制率分别达84%和90%（30mg/kg bid），且未引起体重减轻。在KRAS野生型扩增的MKN1胃癌细胞中同样显示显著抑制，但对HRAS/NRAS依赖细胞活性较弱，体现良好选择性。

【结论】

该研究通过"先结合后优化"策略突破KRAS靶点成药性瓶颈，BI-2493作为首个报道的螺环结构泛KRAS抑制剂，具有以下突破性意义：（1）通过刚性改造同时解决效价（KD<2nM）与药代（口服生物利用度>50%）难题；（2）晶体结构证实其结合于Switch II口袋，与GDP/KRAS形成稳定复合物；（3）为KRAS罕见突变及野生型扩增肿瘤提供潜在治疗选择。基于该骨架优化的临床候选物BI 3706674已进入I期试验（NCT06056024），标志着泛KRAS抑制剂开发的重要里程碑。