适应性RAS信号生态系统中的致癌性RAS：背景依赖性脆弱性与耐药性指导的治疗设计

《Experimental Hematology & Oncology》：Oncogenic RAS as an adaptive signaling ecosystem: context-dependent vulnerabilities and resistance-informed therapeutic design

　　

摘要 背景 直接靶向RAS的策略已从药理学概念验证发展为针对特定KRAS G12C突变癌症的常规治疗。KRAS G12C抑制剂及KRAS G12C-EGFR联合方案确立了等位基因与谱系特异性的治疗范式。近期，多选择性RAS(ON)抑制剂daraxonrasib成为首个获FDA批准用于转移性胰腺腺癌的直接RAS靶向疗法，而针对KRAS G12D的降解剂setidegrasib仍处于临床研究阶段。然而，单独实现靶点结合并不能确保持久的疾病控制，且同一类药物在不同肿瘤谱系中的疗效存在差异。 主体 本综述构建了一个适应性RAS信号生态系统模型。在该模型中，等位基因与亚型生物学、膜组织、反馈架构、突变型与野生型RAS之间的相互作用、共突变模式、染色质状态、上皮-间充质可塑性、代谢、空间异质性、肿瘤微环境及治疗递送共同决定了通路依赖性与治疗逃逸。通过对胰腺导管腺癌（PDAC）、结直肠癌（CRC）、肺腺癌（LUAD）及NRAS突变黑色素瘤的比较，研究人员展示了相关的致癌性RAS节点如何在不同的组织背景下获得不同的脆弱性。研究人员将直接RAS抑制与机制引导的垂直及水平策略相结合，这些策略针对反馈反弹、旁路信号传导、细胞状态持续、基质保护、代谢适应及免疫排斥。随后，研究人员将该模型转化为一个生物标志物整合的开发框架，该框架将连续循环肿瘤DNA（ctDNA）、模态匹配的药效学检测、配对组织取样、空间图谱分析及毒性感知调度与预设的可证伪治疗假说联系起来。 结论 RAS依赖性是有条件的而非绝对的。持久控制需要采取能够将RAS等位基因和肿瘤谱系与主导适应性回路相匹配的策略，验证靶点和通路抑制随时间持续存在，并维持足够的剂量强度以施加有效的生物学压力，同时不损害抗肿瘤免疫或正常组织功能。

主体内容总结

从分子开关到适应性信号生态系统

等位基因、亚型和膜组织

KRAS、NRAS和HRAS共享高度保守的G结构域，但其C末端高变区（HVR）不同，后者是脂质修饰、运输和纳米尺度膜组织的主要决定因素。所有经典的RAS蛋白产物均包含C端CAAX基序并进行CAAX依赖的异戊二烯化。KRAS4B利用其多碱性HVR与法尼基化C端优先结合质膜上的阴离子脂质环境。KRAS4A结合棕榈酰化位点与多碱性静电膜靶向特征，而NRAS为单棕榈酰化，HRAS为双棕榈酰化。对于NRAS和HRAS，可逆的棕榈酰化和去棕榈酰化支持其在质膜、高尔基体及其他内膜区室间的动态运输。这些空间特性会改变调节因子和效应物的局部可用性及相遇概率。膜组织是动态的，RAS纳米簇在短时间内组装和分散，其脂质组成、G结构域取向、核苷酸状态及局部分子环境影响效应物招募和信号传导效率。KRAS4A和KRAS4B在不同组织和疾病状态下的表达也存在差异，增加了剪接亚型层面的复杂性。突变化学增加了第二层复杂性。G12C引入的亲核半胱氨酸被经典KRAS G12C(OFF)抑制剂利用，通过共价结合开关II口袋优先捕获GDP结合的KRAS。G12D、G12V和Q61取代缺乏经典G12C共价捕获所需的突变Cys12亲核体，并表现出独特的等位基因特异性构象和核苷酸状态特性。药物反应不仅取决于口袋可及性，还取决于核苷酸循环、上游输入以及保持药理作用的信号活性RAS的比例。强受体输入可将KRAS转向活性GTP结合状态，降低GDP状态选择性抑制剂的效力。多选择性RAS(ON)抑制剂可结合多种突变等位基因及野生型RAS的GTP结合RAS，但更广泛的野生型RAS结合可能限制剂量和治疗指数。突变选择性降解剂诱导癌蛋白消除，其性能依赖于有效的三元复合物形成、E3连接酶生物学、亚细胞可及性和蛋白质再合成。药效学评估必须是模态特异性的：对GDP状态选择性抑制剂需关注靶点占有率与核苷酸循环、受体输入及下游通路恢复的结合；对RAS(ON)抑制剂需测量活性状态靶点覆盖率和野生型RAS参与度；对降解剂而言，总蛋白和突变蛋白的耗竭、降解动力学和再合成比单独的结合更具信息性。

效应物串扰、反馈和补偿性路由

致癌性RAS通过一个耦合网络运作。直接结合I类PI3K支持AKT激活、mTORC1依赖性生物合成和应激下存活。RAS还直接或间接地与RAL、RAC和PLCε偶联，并与Wnt/β-catenin、TGF-β/SMAD、Hippo-YAP/TAZ和NF-κB程序交汇。每个分支的功能权重取决于谱系、共突变、PTEN状态、细胞状态和微环境信号。负反馈是该架构的一个决定性特征。ERK磷酸化上游衔接蛋白和RAF/SOS组分，并诱导DUSPs和Sprouty蛋白，从而抑制RTK到RAS的输入。抑制RAF、MEK或ERK可解除这种抑制并恢复上游信号传导。RAF抑制剂悖论是一个极端例子：第一代ATP竞争性RAF抑制剂抑制BRAF V600E信号，但在RAS活跃、BRAF野生型的细胞中可促进RAF二聚化和MAPK激活。因此，药物作用是基线网络状态的属性，而不仅仅是受抑蛋白的属性。

突变型-野生型RAS在适应性耐药中的相互作用

不应将突变型RAS视为孤立的信号单元。系统生化研究表明，个体RAS突变体与NF1和SOS的相互作用不同，从而改变共表达的野生型HRAS、NRAS和KRAS的激活状态，并改变总RAS-GTP丰度。这为上游阻断敏感性方面的等位基因特异性差异提供了机制基础，并支持一个网络观点，即突变等位基因可间接调节野生型RAS池。在KRAS G12C抑制过程中，这种耦合变得尤为明显。在临床前模型中，G12C阻断后的通路反弹主要由RTK依赖的野生型NRAS和HRAS激活驱动，而非药物结合的KRAS G12C本身的重新激活。联合KRAS G12C和EGFR抑制比任一干预措施单独更能有效抑制突变型和野生型RAS-GTP。突变型-野生型RAS耦合的强度和方向是等位基因依赖的。KRAS G12R PDAC模型表现出相对较弱的野生型HRAS/NRAS激活，部分归因于与SOS和NF1相互作用的改变，这与在某些模型和患者中对MEK导向策略的增强敏感性有关。野生型RAS也可成为获得性旁路途径。EML4-ALK已被证明可通过野生型RAS重连信号介导对KRAS G12C抑制的耐药性。在daraxonrasib耐药的PDAC中，等位基因特异性网络拓扑同样影响逃逸机制。补偿也发生在平行分支之间。PI3K-AKT-mTOR信号可在MAPK输出下降时维持活力，而MEK抑制可释放ERBB依赖性反馈并在选定的上皮癌中激活PI3K-AKT。RalGEF-RAL、TIAM1-RAC、PLCε和YAP/TAZ为生存、细胞骨架重塑和转录适应提供了额外途径。反馈应作为动力学过程进行评估。在峰值药物暴露期间获得的活检可能记录了深度的通路抑制，但忽略了给药间隔后期的反弹。时间分辨测量——理想情况下整合药物暴露、pERK、pAKT/pS6、RTK激活和转录状态——对于区分瞬时药理学扰动与稳定的逃逸途径至关重要。

遗传背景和表观遗传记忆

致癌性RAS很少单独作用。反复出现的共改变重塑了基因组稳定性、应激耐受性、代谢、免疫力和细胞状态可塑性。TP53缺失或突变削弱检查点控制，并可增加对复制和氧化应激的耐受性。在基因工程PDAC模型中，Kras^G12D与突变Trp53及野生型等位基因缺失的组合产生非整倍体、侵袭性和转移性肿瘤。KRAS-TP53共突变的预后和免疫后果因谱系和队列而异，使TP53更适合作为分层变量而非统一的预测性生物标志物。SMAD4缺失移除了典型TGF-β肿瘤抑制的核心组成部分，可改变PDAC和部分CRC的分化、侵袭、免疫环境和基质信号。在KRAS突变LUAD中，STK11/LKB1破坏损害AMPK连接的能量感应，并与髓系富集、相对免疫冷表型及多个队列中免疫检查点阻断获益减少相关。