综述：从KRAS抑制到肿瘤适应：耐药机制分层与治疗策略

《Journal of Advanced Research》：From KRAS inhibition to tumor adaptation: mechanistic layers of resistance and therapeutic strategies

　　

背景：KRAS是包括非小细胞肺癌（NSCLC）、胰腺导管腺癌（PDAC）和结直肠癌（CRC）在内的多种实体瘤的核心致癌驱动因子。KRAS激活突变与共存突变及基因剂量改变共同重编程信号通路、细胞代谢及肿瘤微环境（TME），从而促进侵袭性肿瘤行为及治疗抵抗。尽管近期KRAS G12C抑制剂、靶向G12D及泛RAS（ON）、无核苷酸RAS等新兴药物取得进展，但受限于快速且多层面的耐药机制，KRAS突变背景下临床应答仍普遍受限。 综述目的：本综述旨在解析KRAS靶向治疗耐药的分子机制，并整合性阐述适应性肿瘤应答如何限制KRAS抑制的持久性。 核心科学概念：KRAS靶向治疗的选择性压力通过靶点内改变、信号网络重布线及细胞状态与TME的非遗传改变驱动适应性肿瘤进化。本综述系统整合了上述耐药机制的现有认知，并重点阐述新兴治疗策略，包括合理联合方案、RAS通路深度抑制、靶向蛋白降解及KRAS导向的免疫治疗。通过整合近期临床前与临床进展，本研究为理解耐药机制及提升癌症治疗中KRAS通路抑制持久性提供了系统性框架。

背景

KRAS原癌基因编码一种作为细胞信号转导分子开关的小GTP酶，通过活性GTP结合态与失活GDP结合态的循环，严格调控下游RAS/MAPK和PI3K/AKT等控制细胞增殖、分化及存活的级联通路。致癌突变破坏该调控并影响KRAS的GTP酶活性，使其锁定于活性状态，导致持续信号传导与不可控生长，进而重编程细胞代谢并参与KRAS突变肿瘤的免疫逃逸及治疗抵抗。尽管KRAS发现已超过40年，但长期被视为“不可成药靶点”。近期进展推动了直接KRAS抑制剂的开发，但在实现持久应答及克服耐药方面仍面临重大挑战。KRAS G12C上此前隐藏的Switch-II口袋的发现促成了第一代直接共价抑制剂的问世，但继发性“Switch II”突变、KRAS扩增及EGFR、MET、PI3K/AKT/mTOR、YAP/TEAD等旁路通路激活，连同谱系可塑性，迅速成为主要耐药机制。同时，致死性最高的KRAS突变恶性肿瘤患者生存结局仍较差，现有KRAS靶向策略尚未证实总生存获益，凸显持续的未满足临床需求。KRAS靶向治疗耐药并非由孤立机制驱动，而是通过多生物学层面的协同适应产生。该分层框架为理解内在与获得性耐药提供了统一视角，并阐明单药KRAS抑制难以实现持久应答的原因。本综述聚焦KRAS驱动肿瘤的耐药问题，概述不同肿瘤类型的KRAS突变及共存突变谱系，总结等位基因特异性、双态及泛RAS抑制剂与降解剂的治疗格局，并整合共有及肿瘤特异的耐药机制。特别强调了新兴跨学科策略，包括蛋白降解、代谢与表观遗传靶向及基于免疫治疗的策略，旨在预防或克服适应性耐药，推动KRAS从历史性“不可成药”癌基因向慢性可控靶点转变。

KRAS突变在肿瘤中的特征

KRAS突变是实体瘤中最常见的致癌驱动事件之一，其在不同肿瘤类型中呈现独特的分布模式及临床影响。突变频率、亚型及共存遗传改变共同决定预后及对新兴靶向治疗的应答，尤其在非小细胞肺癌（NSCLC）、胰腺导管腺癌（PDAC）和结直肠癌（CRC）中。绝大多数致癌KRAS改变为错义突变，发生于第2、3号外显子的三个密码子：密码子12（G12X）、密码子13（G13X）及密码子61（Q61X），约占所有KRAS改变的88%。需注意KRAS突变频率在不同人群中存在差异，但总体患病率在各人群中处于广泛可比范围。在NSCLC中，KRAS突变发生率约25%，以密码子12甘氨酸突变为半胱氨酸（G12C）为主，其次为G12V和G12D。超过90%的PDAC为KRAS突变型，其中43%为G12D，其次为G12V和G12R；这些改变通过等位基因剂量增益及共存突变驱动肿瘤进展，导致侵袭性疾病及不良预后。CRC中KRAS突变检出率为35–45%，主要位于密码子12和13，常见等位基因为G12D和G13D。结直肠与胃腺癌中G13D突变较多，而黏液样卵巢癌以G12D和G12V为主，胰腺腺癌则以G12R富集。尽管KRAS突变普遍，但并非所有KRAS驱动肿瘤均源于点突变；野生型KRAS基因高水平扩增是致癌RAS激活的另一机制。功能上，KRAS扩增型肿瘤即使携带野生型KRAS编码序列，仍存在异常高水平的RAS–MAPK信号，并可适应抵抗单药MAPK通路阻断剂。近期研究显示约五分之一的野生型KRAS结直肠癌存在基因扩增，此类肿瘤侵袭性更强，生存结局更差，且肿瘤微环境免疫应答低下，患者来源模型中对抗EGFR治疗耐药。尽管扩增驱动的KRAS激活日益被认知，但其生物学后果可能不同于点突变，可能产生异质性信号输出，对经典KRAS阻断的敏感性较低，泛RAS策略能否克服该问题尚待阐明。综上，突变型与野生型过表达KRAS均为潜在致癌驱动因子，与侵袭性表型相关，对靶向治疗策略具有指导意义。此外，共存突变进一步增加了KRAS突变肿瘤的异质性及疾病进展复杂性。如表1所示，TP53、STK11、PIK3CA、KEAP1等常见共存突变在决定患者预后及治疗结局中起关键作用。例如，KRAS共存TP53突变与高PD-L1、高增殖及CX3CL1过表达相关，促进免疫细胞招募及后续抗肿瘤效应；而STK11促进IL-6产生并减少T细胞浸润，导致T细胞耗竭及免疫治疗应答差；KEAP1通过激活NRF2促进细胞生长及化疗耐药，并与免疫检查点抑制剂耐药相关。值得注意的是，共存突变及亚型分布存在人群差异，如PDAC中KRAS-G12R突变在黑种人女性中较白种人女性高55%；非鳞状NSCLC中STK11与KEAP1共存突变在东亚及混血美洲人群中的发生率显著低于欧洲或非洲裔人群，而东亚KRAS改变患者EGFR共存突变率更高，常源于基因扩增，可能反映治疗抵抗。KRAS突变模式在不同恶性肿瘤间差异显著，独特亚型及共存突变谱导致复杂生物学结局，强调在基因组与治疗试验中纳入多样化人群的重要性，因KRAS致癌及药物敏感性不仅受种系与环境因素影响，亦受等位基因及共存突变特异性机制调控，这为精准KRAS靶向治疗及突变指导的临床试验设计提供了依据。

等位基因特异性KRAS生物学

针对G12D、G12V、G12R、G13D等特定KRAS等位基因的研究揭示了其在通路调控、代谢特征、临床行为及治疗敏感性上的差异，凸显了在耐药试验与研究中按等位基因分层的重要性。例如，G12D是PDAC的主导等位基因及CRC的常见亚型，其在PDAC中具有独特的临床与生物学行为；在CRC中，G12D突变肿瘤富集PI3K/PTEN/AKT通路激活改变，提示其除经典MAPK输出外，还依赖平行生存信号。G12D还介导等位基因特异性代谢重编程，如结直肠模型中G12D细胞呈现FOXO1相关的谷氨酰胺代谢及氮循环改变，形成区别于野生型KRAS的代谢状态，可能对谷氨酰胺合成与谷氨酰胺分解联合靶向敏感；该特征亦见于G12V驱动肿瘤。G12V在PDAC、CRC及NSCLC中常见，但其信号输出与代谢适应不同于G12D，如结直肠模型中G12V富集脂质与胆固醇代谢程序，SREBP1/mTORC1活性增加，且特异性依赖ACSS2介导的乙酸代谢，提示ACSS2抑制可选择性增敏下游通路抑制剂。G12R富集于PDAC，其生物学特性与G12D、G12V不同，表现为PI3Kα/p110α结合受损及适应性依赖改变，部分解释其对通路抑制的差异化应答；最新证据表明G12R PDAC中ERK/MAPK核转位及转录输出减少，且肿瘤微环境独特，提示其通过定量不同的信号程序驱动胰腺肿瘤发生。G13D在CRC中尤为重要，其信号行为及治疗意义不同于密码子12突变，需单独评估而非笼统归入KRAS突变；最新研究报道HER2–ELF3–KRAS信号轴仅在KRAS G13D CRC中激活，驱动侵袭性致癌特征并介导西妥昔单抗耐药，提示上游RTK相关信号在该亚群中仍具相关性。综上，解读旁路信号、残留疾病状态及联合治疗策略时，不应将KRAS突变肿瘤视为单一生物学实体，而应结合肿瘤类型、共存突变谱及适应性耐药机制考量KRAS等位基因特性。

治疗格局

当前及在研G12C疗法

在被视为不可成药数十年后，KRAS终于进入直接靶向治疗时代。FDA加速批准KRAS G12C抑制剂Sotorasib（Lumakras?）与Adagrasib（Krazati?）标志着精准肿瘤学的历史性转折，确立了直接KRAS抑制的可行策略。Sotorasib于2021年5月获批用于既往治疗过的局部晚期或转移性KRAS G12C突变NSCLC成人患者，基于CodeBreaK 100 I/II期试验，其客观缓解率（ORR）约37%，中位无进展生存期（PFS）6.8–10个月。Adagrasib于2022年12月获加速批准用于同类适应症，基于KRYSTAL-1试验，ORR达42.9%，中位缓解持续时间8.5个月，中位PFS 6.5个月。在CodeBreaK 200及KRYSTAL-12 III期试验中，两药均较标准化疗药物多西他赛显著改善PFS及ORR，但耐药与疾病进展仍普遍发生。已获批的Sotorasib与Adagrasib均为等位基因特异性KRAS G12C（OFF）共价抑制剂，通过结合失活GDP结合态KRAS阻断致癌激活，但肿瘤细胞可通过增加活性态KRAS比例适应此类抑制剂，推动了对靶向KRAS（ON）态或双态靶向的研究。目前尚无直接靶向活性GTP结合态的获批抑制剂，但多项在研疗法显示潜力。D3S-001是下一代GDP结合态G12C抑制剂，2025年8月获FDA突破性疗法及孤儿药认定，其效力与选择性较Sotorasib和Adagrasib分别提升58–130倍，可锁定突变蛋白在失活与活性态间的核苷酸循环，实现更快速完全的靶点占据，I/II期试验显示跨瘤种疾病控制率（DCR）达97.1%，且在小样本队列中未观察到治疗后KRAS G12C扩增，提示完全靶点占据可预防旁路耐药。RMC-6291（Elironrasib）是首个KRAS G12C（ON）三复合物抑制剂，通过形成KRAS G12C-GTP与亲环蛋白A（CypA）的三元复合物，将RAS锁定于非信号构象，阻断下游效应因子，I期试验显示良好ORR及PFS，2025年7月获FDA突破性疗法认定用于既往化疗及免疫治疗失败的局部晚期或转移性NSCLC。BBO-8520是首个双态KRAS G12C抑制剂，可共价结合GDP与GTP两种形态，通过结合Switch-II/Helix3口袋并修饰靶标半胱氨酸残基，阻止效应因子结合并诱导构象变化，临床前模型显示其剂量与时间依赖性抑制pERK并显著缩小肿瘤，目前正开展I期试验验证其克服既往药物耐药的潜力。上述进展标志着向更广泛、更持久的双态KRAS抑制的转变，弥补了第一代药物的局限，推动持续疾病控制。

G12D与泛RAS策略

尽管G12C抑制剂取得巨大成功，但多数KRAS驱动肿瘤（如胰腺癌与结直肠癌）携带非G12C突变（如G12D、G12V），因缺乏反应半胱氨酸残基而难以被现有疗法靶向。为此，非共价G12D抑制剂、等位基因特异性RNA、外泌体疗法及泛RAS抑制剂等策略应运而生。Zoldonrasib（RMC-9805）是首个KRAS G12D（ON）态抑制剂，采用分子胶/亲环蛋白A招募机制选择性共价结合GTP结合态，形成三复合物空间阻断效应因子结合，I期试验显示其在G12D NSCLC中具鼓励性抗肿瘤活性及可接受安全性，多项单药及联合试验正在进行。泛RAS抑制剂（如RMC-7977、RMC-6236/Daraxonrasib）旨在靶向活性构象的RAS，覆盖多KRAS变异。RMC-7977为临床前RAS（ON）多选择性三复合物抑制剂，对突变及野生型RAS均具亲和力，在PDAC模型中显示广泛抗肿瘤活性，并为后续药物设计提供原型。RMC-6236是首个泛RAS多选择性非共价抑制剂，靶向KRAS、NRAS、HRAS的GTP结合态（ON），作为分子胶形成三复合物直接阻断活性态，临床前数据显示其在多种KRAS G12X模型中强效抑制RAS信号并驱动肿瘤消退。I/Ib期试验显示其在非G12C RAS突变人类肿瘤中具概念验证疗效，安全性可控，约66%基线可检测RAS G12X的NSCLC患者实现循环肿瘤DNA（ctDNA）完全清除，PDAC中也观察到早期深度ctDNA降低。2025年6月，Daraxonrasib获FDA突破性疗法认定用于既往治疗的转移性KRAS突变PDAC，同年10月获孤儿药认定，2026年4月公布的RASolute-302 III期试验显示其较标准化疗显著改善转移性胰腺癌总生存，获益见于RAS G12突变人群并扩展至整体试验人群，提示RAS通路依赖可能超越单一等位基因定义亚群。ADT-007是另一种有前景的临床前泛RAS抑制剂，通过结合无核苷酸RAS，阻断GTP激活及效应因子相互作用与MAPK/AKT信号，诱导有丝分裂阻滞与凋亡，对RAS突变体具特异性，其口服前药ADT-1004在PDAC模型中显示优于Sotorasib/Adagrasib的活性及免疫微环境调节作用。MCB-294是强效选择性双态泛KRAS抑制剂，可灭活G12D、G12C、G12V、G12S、G13D、Q61H等多种突变，其结构衍生出的MCB-36为泛KRAS降解剂。上述药物代表了从单突变抑制向更广泛、灵活RAS阻断的转变，旨在克服定义KRAS突变肿瘤的分子多样性。

KRAS降解剂与PROTAC

尽管KRAS抑制剂进展显著，但KRAS扩增、降低药物结合或稳定活性态的突变、RAS通路上下游组分突变或扩增等耐药机制导致患者应答异质性与耐药。靶向蛋白降解剂，尤其是蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC），通过招募E3连接酶（如VHL或Cereblon）介导KRAS泛素化蛋白酶体清除，成为新兴替代策略。临床前研究已确立等位基因特异性与泛KRAS降解能力，多种首个人类KRAS降解剂已进入临床。多数KRAS靶向PROTAC为VHL招募型，通过衍生现有KRAS抑制剂，将KRAS Switch-II弹头与高亲和力VHL配体连接，形成KRAS–PROTAC–VHL三元复合物，实现比占位驱动抑制更持久的MAPK通路抑制。2020年首个可降解内源性KRAS G12C的PROTAC LC-2问世，其结合MRTX849与VHL配体，在G12C细胞系中快速持续降解KRAS并抑制MAPK信号。ASP3082是首个进入临床阶段的KRAS降解剂，为G12D选择性PROTAC，在G12D突变肿瘤异种移植模型中显示强效持久药理活性及显著肿瘤消退，I期试验在晚期胰腺癌、结直肠癌及NSCLC患者中显示可接受安全性与鼓励性抗肿瘤活性。2025年AACR年会上，Astellas公布了新型G12D降解剂ASP4396，采用未披露E3连接酶，在胰腺癌细胞异种移植模型中诱导深度肿瘤消退，其I期试验正在进行。HDB-82是新兴G12D选择性PROTAC，对多种G12D突变细胞系具低IC₅₀值，可抑制MAPK与PI3K/AKT信号并诱导凋亡，体内显示良好药代动力学特征及显著抑瘤活性。RP04340为多等位基因口服生物可利用PROTAC，可选择性降解G12C/D/V，临床前研究显示其降低80% KRAS蛋白水平，抑制下游MAPK信号与细胞增殖，体内呈剂量依赖性抑瘤，且优先富集于肿瘤、肺及胰腺组织。BPI-585725是首个公开可强效降解野生型扩增（WT-Amp）KRAS的PROTAC，同时覆盖G12C、G12D、G12V、G13D，在G12D模型中显示持续KRAS降解与下游DUSP6抑制。ACBI3是首个强效泛KRAS PROTAC，可体内降解13种常见KRAS突变等位基因（多为OFF态），实现持久MAPK阻断与肿瘤消退；其后续开发的ACBI4为靶向GTP结合态（ON态）KRAS的高协同性PROTAC，解决了此前降解剂对ON态等位基因（如G12R、Q61L等）耐药的局限。MCB-36由双态泛KRAS抑制剂MCB-294衍生而来，为VHL招募型PROTAC，可在时间浓度依赖性下降解多种KRAS突变及野生型，抑制体内外KRAS信号，并在异种移植模型中缩小肿瘤体积，包括对共价G12C抑制剂耐药的模型；单细胞RNA测序显示其可增加肿瘤内效应CD8⁺T细胞并减少耗竭CD8⁺T细胞，兼具直接杀伤与免疫微环境重塑作用。PROTAC的理论优势在于彻底清除靶蛋白，消除抑制剂敏感信号及支架或非催化功能，但MCB-36与其母药MCB-294的体内效力差异反映了PROTAC领域的“分子肥胖”挑战：同时结合靶蛋白与E3连接酶所需的高分子量、极性及结构复杂性可能损害细胞通透性、口服生物利用度及肿瘤暴露，限制临床转化。当前策略聚焦于降低PROTAC分子量、优化连接子与E3配体化学、提升分子柔性及开发递送系统以增强肿瘤选择性暴露。PROTAC代表了靶向KRAS驱动肿瘤的革命性策略，可克服传统抑制剂的诸多局限，但其多数化合物仍处于早期阶段，应答持久性、安全性、耐药机制及最佳联合方案仍需深入探索。

耐药的共有旁路机制与适应性表型

KRAS靶向治疗耐药可分为内在（原发性）耐药与适应性（获得性）耐药。内在耐药源于治疗前已存在的遗传或转录组因素（如共存突变）；适应性耐药则指肿瘤初始应答后通过获得遗传或非遗传机制恢复生长。适应性耐药是逐步过程：KRAS抑制后，少量药物耐受持久细胞（DTPs）可通过可逆非遗传程序（如染色质可塑性、谱系状态改变、代谢重编程及微环境支持）存活为微小残留病库；持续治疗压力下，残留细胞可通过继发性KRAS改变、KRAS扩增、下游通路再激活或固定细胞状态转变发展为稳定获得性耐药。

上游RTK与RAS-RTK再激活

KRAS通路抑制解除ERK对上游受体酪氨酸激酶（RTK）的负反馈，导致EGFR、HER2、MET等信号反弹。RTK扩增/激活恢复RAS–MAPK与PI3K–AKT信号，维持KRAS于活性GTP结合态，介导对G12C抑制剂及MEK抑制剂的适应性与获得性耐药。结直肠癌患者来源模型显示，耐药可分为EGFR通路激活组与PI3K/AKT通路激活组：前者表现为KRAS抑制后p-ERK短暂抑制后48小时内恢复；后者通过PIK3CA突变与HER2扩增介导耐药，HER2异常定位于胞质而非质膜，抑制KRAS-MAPK信号但高度激活PI3K通路，细胞存活依赖PI3K/mTOR信号，HER2敲除可恢复KRAS膜定位并增敏KRAS抑制剂。类似RTK驱动再激活与PI3K/AKT依赖也见于G12C NSCLC与G12D PDAC模型。突变KRAS G12C等位基因扩增可增加药物靶点产量，降低通路抑制效率，属于靶向耐药机制；野生型KRAS扩增则通过平行激活RAS通路介导内在耐药、抗EGFR耐药或适应性反弹信号。除经典MAPK反弹外，SRC非受体酪氨酸激酶在KRAS突变肿瘤中持续高激活，整合RTK、整合素及黏附信号，通过下游JUN/AP-1、PI3K/AKT及抗凋亡程序支持存活；KRAS抑制可诱导SRC依赖的JUN程序上调药物外排转运蛋白ABCC1，介导多药耐药，SRC抑制剂达沙替尼可增敏KRAS抑制剂。AXL是另一适应性旁路，KRAS G12C抑制诱导YAP-GAS6-AXL信号环，YAP促进GAS6产生并激活AXL，增强药物耐受细胞存活，早期联合AXL抑制可更有效延迟肿瘤再生。YAP/TAZ-TEAD信号通过转录途径提供KRAS非依赖生存支持，维持增殖、抗凋亡及营养感应程序，抑制TEAD或SRC可增敏KRAS抑制剂。SRC、AXL与YAP/TAZ构成互联的适应性生存网络，支持残留肿瘤细胞存活，靶向这些通路有望预防耐药状态并延迟获得性耐药。

细胞状态转变与谱系可塑性

谱系可塑性是KRAS耐药的重要非遗传驱动因素。肺腺癌中，KRAS抑制可诱导腺鳞转化（AST），尤其在KRAS/STK11共突变NSCLC中，通过染色质重塑及SWI/SNF复合物活性实现，治疗前活检中鳞癌特征富集与Adagrasib应答差相关，鳞状表型使肿瘤细胞摆脱对KRAS信号的依赖。上皮间质转化（EMT）在胰腺癌与肺癌中普遍发生，Sotorasib耐药NSCLC细胞上调波形蛋白与LEF1，降低E-钙黏蛋白，激活MAPK与RTK信号，联合AKT与p38抑制剂可克服耐药；PDAC中RAS（ON）抑制剂减少间质状态细胞生长并增加间质-上皮转化（M→E）概率，特定转录因子（如ELF3、MEIS2促进M→E，ZNF281、IRF9抑制M→E）调控该过程，细胞在EMT轴上的位置是KRAS抑制剂敏感性的关键决定因素。CRC中，联合KRAS/EGFR抑制可诱导肿瘤向潘氏细胞样状态转变，由SMAD1–FGFR3轴驱动，介导双阻断耐药。上述细胞状态转变使肿瘤通过平行或补偿生存通路逃逸治疗，靶向谱系可塑性调控因子（如谱系定义转录因子与表观遗传修饰剂）是限制此类耐药的 promising 策略。

自噬与代谢适应

自噬与代谢适应是KRAS抑制后肿瘤细胞存活的核心旁路机制。PDAC中，KRAS G12D抑制剂MRTX1133通过下调mTOR活性诱导自噬，自噬增加谷胱甘肽（GSH）合成所需氨基酸的胞内可用性，降低活性氧（ROS）积累，抑制细胞色素c（CYCS）线粒体释放及APAF1凋亡体组装，从而抑制凋亡；TNFR-MK2通路通过促进自噬介导胰腺癌适应性耐药，KRAS抑制后肿瘤细胞分泌TNF激活TNFR及下游MK2，MK2通过激活未折叠蛋白反应（UPR）及直接磷酸化Beclin1、AMPK、ULK等自噬调控因子促进自噬，联合MK2抑制剂可显著增强抑瘤效果并延长生存。NSCLC中G12C抑制后自噬体形成增加，联合ULK1/2抑制剂可协同抑制肿瘤生长并延长生存。代谢层面，KRAS突变肿瘤依赖特定代谢程序（如G12D的谷氨酰胺代谢、G12V的乙酸代谢），KRAS抑制后代谢重编程可维持能量与生物合成需求，靶向代谢脆弱点（如ACSS2、谷氨酰胺合成酶）可克服耐药。自噬与代谢适应共同构成KRAS抑制后的应激生存程序，联合自噬或代谢通路抑制剂是提升KRAS靶向疗效的重要方向。