|
肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因,非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)是其最常见的组织学类型,约占所有肺癌的 85%。Kirsten 大鼠肉瘤病毒癌基因(Kirsten rat sarcoma viral oncogene, KRAS)突变是 NSCLC 中常见的突变类型之一。KRAS突变型 NSCLC 患者对化疗反应较差,总体预后不佳。以程序性死亡因子 1(programmeddeath-1, PD-1)及其配体(programmed death-ligand 1, PD-L1)抑制剂为代表的免疫治疗的快速发展为 KRAS 突变型 NSCLC 患者带来了希望。新型小分子 KRAS G12C 抑制剂 AMG510 和MRTX849 公布的最新临床试验数据,使得 KRAS 的靶向治疗成为可能。本文对KRAS 突变型 NSCLC 的最新研究及治疗进展做一综述。
1. KRAS 的分子生物学功能大鼠肉瘤病毒癌基因(rat sarcoma viral oncogene, RAS)主要编码一个具有鸟苷三磷酸酶(guanosine triphosphatase, GTPase)活性的小G 蛋白(21kD),该蛋白在多种信号传导通路中起着分子开关的作用,参与调控细胞的生长和分化。RAS 蛋白与鸟苷三磷酸 (guanosinetriphosphate, GTP)结合后具有活性,可活化下游分子,进而激活调节基本细胞活动的不同信号通路。RAS 介导的主要信号通路包括:丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen- activated proteinkinase, MAPK)通路,在基因表达调控和细胞质功能活动中发挥关键作用:RAS-加速纤维肉瘤(rapidly acceleratedfibrosarcoma, RAF)-MAPK 细胞外信号调节激酶(MAPK extracellular signal regulatedkinase, MEK)-细胞外信号调节激酶(extracellular signal regulatedkinase, ERK)途径,主要调控细胞增殖与存活;磷脂酰肌醇 3 激酶 (phosphatidylinositol3-kinase, PI3K)-蛋白激酶 B(protein kinase B, AKT)-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin, mTOR)途径,主要控制细胞的增殖;RAS 样鸟嘌呤核苷酸解离刺激因子(RAS-like guanine nucleotidedissociation stimulator, Ral-GDS)途径,主要调控细胞生长和细胞周期相关基因转录。RAS 与鸟苷二磷酸(guanosine diphosphate, GDP) 结合后呈非活性状态。这一活化/ 失活的过程包括 GTP 水解和 GDP/GTP 交换,且这两个步骤都涉及其他调节蛋白,如鸟嘌呤核苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factors,GEFs)和 GTP 酶激活蛋白(GTPase-activatingprotein, GAP)(4)。总之,RAS 蛋白通过激活不同的效应器实现信号转导,从而调控不同的细胞功能。 RAS 家族中与人类肿瘤相关的基因有三种,即哈维大鼠肉瘤病毒癌基因(Harvey rat sarcoma viral oncogene, HRAS) , KRAS 和神经母细胞瘤大鼠肉瘤病毒癌基因 (Neuroblastoma rat sarcoma viral oncogene, NRAS),分别定位在 11、12 和 1 号染色体。其中,KRAS 对人类癌症的影响最大。突变后的 KRAS 编码的小 G 蛋白仍可与 GTP 结合,但阻止了 GAP 与 GTPase 的结合,使 GTPase 活性减弱,从而抑制了 GTP 水解成 GDP,使 KRAS 保持其与 GTP 结合的活性状态,在不存在细胞外信号的情况下启动细 胞内级联反应,导致细胞无限制生长,引起肿瘤产生。 2. KRAS 突变及其在 NSCLC 中的作用KRAS 突变是常见的 NSCLC 驱动基因突变之一,几乎只在肺腺癌中检测到,很少在鳞癌中发现。超过 80%的 KRAS 突变发生在12 密码子上,其中最常见的突变是 KRAS
G12C(约占 40%),其他还有 KRAS G12V(占 18%-21%)和 KRAS G12D(占 17%-18%)等。 东西方 NSCLC 人群的 KRAS 突变发生率存在明显差异;中国 NSCLC 患者 KRAS 突变发生率约为 9.8%;美国肺癌突变联盟(Lung Cancer MutationConsortium, LCMC)报道的一项研究显示高达 27%的高加索裔肺腺癌患者存在KRAS 突变,其中多达三分之一的患者存在共突变。研究者将这些共突变归纳为3 个亚组,分别为丝氨酸/苏氨酸激酶11(serine/threonine kinase11, STK11)/肝激酶 B1(liver kinase B1, LKB1)共突变(KL 亚组)、肿瘤蛋白53(tumour protein53, TP53)共突变(KP 亚组)和周期蛋白依赖性激酶抑制剂2A/B(cyclin-dependent kinase inhibitor 2A/B, CDKN2A/B) 失活联合甲状腺转录因子- 1(thyroid transcription factor-1,TTF-1)低表达(KC 亚组)。此外,Kelch 样 ECH 相关蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1, KEAP1)/核因子 E2 相关因子 2(Nuclear factor E2 related factor 2, NFE2L2)也是一个重要的共突变,其主要富集于 KL 亚组。与其他常见驱动基因突变不同,KRAS 突变大多与吸烟习惯相关,只有约 5%的 KRAS 突变发生在从不吸烟者或轻度吸烟者中,不吸烟者中常见 G>A 转换,而吸烟者中最常见的是G>T 颠换。 3. KRAS 突变型 NSCLC 患者的预后目前,对于 KRAS 突变型 NSCLC,含铂化疗仍然是一线常用治疗方案。然而,多项研究表明KRAS 突变的晚期 NSCLC 患者接受一线含铂化疗,其总生存期(overall survival, OS)和无进展生存期(progression free survival, PFS)相对较短,疾病控制率(disease control rate, DCR)较低。一项回顾性研究显示,KRAS 突变型 NSCLC 患者较野生型患者在基线状态具有更高的肝(P = 0.01)和脑(P = 0.04)转移发生率,这些均提示 KRAS 突变的存在可能导致肿瘤生物学特征更具侵袭性,患者预后相对较差。针对不同的KRAS 亚型及共突变情况,一项回顾性研究拟分析这些因素与患者预后的相关性;研究共入组了186 例处于各个分期阶段的 KRAS 突变 NSCLC 患者,其中,G12C、G12V、G12D 及G12A 突变的占比分别为 34.9%、19.9%、17.2%和 7.5%; 合并TP53、STK11、KEAP1 及 CDKN2A 基因突变的占比分别38.7%、11.8%、8.1%和 5.4%);结果显示,在常见的 KRAS 突变亚型中,KRAS G12D 突变与较差的OS 相关(HR 2.43; 95% CI: 1.15-5.16; P = 0.021), 其余亚型与 OS 无显著关系,但生存分析显示 KRAS G12D 突变患者与 KRAS G12C 突变的 OS 差异无统计学意义(P = 0.1);KEAP1 共突变在有远处转移的肺癌患者中出现的
频率更高(P = 0.046);与 STK11 野生型相比,存在 STK11 共突变的患者OS 显著缩短(36个月 vs. 22 个月; P = 0.018)。 综上所述,KRAS 突变型NSCLC 较野生型患者恶性程度高,预后差;不同的 KRAS突变亚型及共突变基因的存在可能影响患者生存,其中 KEAP1 及 STK11 基因共突变可能是KRAS 突变型NSCLC 患者的不良预后因素,TP53 共突变可能与较好的预后相关; KRAS G12D 突变亚型是否为不良预后因素,需要更多的研究证明;传统化疗对KRAS 突变 NSCLC 患者的疗效欠佳,需要更有效的治疗方案。 4. KRAS 突变型 NSCLC 免疫治疗研究进展近年来,基于免疫检查点抑制剂(Immune checkpointinhibitors, ICIs)的免疫治疗在 NSCLC 中大获成功,尤其是在高突变负荷(tumour mutation burden, TMB)、PD-L1 高表达以及高白细胞分化抗原8(leukocyte differentiation antigen 8, CD8)阳性T 细胞浸润的患者中疗效更佳。有研究发现,KRAS 突变与高TMB、PD-L1 表达、T 细胞浸润相关。另一方面,吸烟患者通常表现出高 T 细胞浸润和高 TMB,且 KRAS 突变型 NSCLC 是吸烟相关肺癌。这意味着 KRAS 突变的 NSCLC 对免疫治疗可能有较好的应答。 然而KRAS 突变状态对 NSCLC 患者免疫疗效的影响尚存争议。一项关于KRAS 突变晚期 NSCLC 患者在多线治疗后应用纳武利尤单抗(Nivolumab)治疗的研究共入组 530例患者,其中 KRAS 突变 NSCLC 患者 206 例,野生型 324 例;研究结果显示,KRAS突变 NSCLC 与野生型患者有相似的客观缓解率(objective response rate,ORR)(20% vs. 17%; P = 0.39)、DCR 率(47% vs. 41%; P = 0.23)以及中位 PFS (4 个月 vs. 3 个月; P = 0.5) 和 OS (11.2 个月 vs. 10 个月; P = 0.8)。与此相反,最新的一些研究结果提示 KRAS 突变患者更能从免疫治疗中获益。一项研究共纳入了1127 例一线接受 ICI 单药或联合化疗且 PD-L1≥50%的晚期 NSCLC 患者,其中 573 例为 KRAS 突变型,其余均为野生型;结果显示,在接受免疫单药治疗的患者中,KRAS 突变型与野生型患者的 OS 分别为21.1个月和 13.6 个月(P = 0.03);而在接受免疫联合化疗治疗的患者中,两组没有观察到明显的 OS 差异(20.0 个月 vs. 19.3 个月; P = 0.93);对于 KRAS 突变型患者,免疫单药治疗与免疫联合化疗的 OS 无明显差异(21.1 个月 vs. 20.0 个月; P = 0.78);而对于 KRAS 野生型患者,与免疫联合化疗相比,免疫单药治疗的患者OS更短(19.3 个月 vs.13.6 个月; P = 0.06);该研究结果显示 KRAS 突变且 PD-L1 高表达的患者接受免疫单药治疗与免疫
联合化疗的 OS 无明显差异;提示对PD-L1≥50%的 KRAS 突变的晚期 NSCLC 一线可优选免疫单药治疗。2021 年的 ASCO 会议报道了一项荟萃分析,旨在评估一线或二线 PD-1/PD-L1 抑制剂联合或不联合化疗治疗晚期 KRAS 突变 NSCLC 的疗效,研究纳入Keynote-042、Keynote-189、Impower-150、CheckMate-057、Poplar、Oak 等大型 III 期随机对照研究的数据,入组 1313 例晚期 NSCLC 患者,其中 KRAS 突变型 386例,野生型 927 例;结果显示,对于KRAS 突变型 NSCLC,与单独化疗相比,PD-1/PD-L1 抑制剂联合化疗与 OS 和 PFS的延长显著相关(OS: HR 0.59; 95% CI: 0.49-0.72; P <0.00001; PFS: HR 0.58; 95% CI: 0.43-0.78; P = 0.0003);一线或二线治疗均显示 OS 获益,且 KRAS 突变型 NSCLC 患者的 OS 显著长于KRAS 野生型患者(P = 0.001)。 不同的 KRAS 突变亚型可能与预后及免疫治疗疗效存在一定的相关性。一项回顾性研究共纳入 282 例接受过 ICI 治疗的晚期KRAS 突变型 NSCLC 患者,其中 162 例伴有 KRAS 突变,27 例伴有其他突变,93 例为野生型;结果显示,在主要 KRAS 突变亚型(G12A、G12C、G12D、G12V 和 G13C)之间,OS 及 PFS 均无显著差异。 此外,共突变基因的存在也可能影响预后及免疫治疗疗效。IMpower150 研究的探索性分析评估了STK11/KEAP1 突变状态与Atelizumab 联合贝伐珠单抗及化疗在有或无 KRAS 突变患者中的疗效相关性,研究结果在 2020 年 ESMO 大会上公布:该探索性分析共纳入 920 例患者,其中KRAS 突变型肺癌患者 225 例(存在 STK11 和/或 KEAP1 共突变与 STK11/KEAP1 野生型的KRAS 突变患者分别为 101 例和 124 例),其余为 KRAS野生型;结果显示,KRAS 突变的晚期 NSCLC 患者可以从免疫治疗中获益,且免疫联合贝伐珠单抗及化疗的 ABCP 方案较 ACP 及 BCP 方案获益更多(PFS: 8.11 个月 vs. 4.80个月 vs. 5.82 个月; OS: 19.81 个月 vs. 11.73 个月 vs. 9.86 个月);与野生型患者相比,存在 STK11 和/或 KEAP1 共突变的 KRAS 突变 患者的 PFS 和 OS 较短,预后较差(PFS: 15.21 个月 vs. 6.03 个月; OS: 26.18 个月 vs. 11.1 个月)。CheckMate-057 研究中一个独立队列分析也得出了一致的结论,但样本量较小(18)。Skoulidis 等报道的类似研究亦得出相似结论。以上多项研究提示,KRAS 突变 NSCLC 不同共突变亚型之间的生物学特性及免疫治疗效应存在差异:存在TP53 共突变的患者免疫治疗疗效较好,而携带 STK11和/或 KEAP1 共突变的患者则疗效不佳。这可能是由于 KP 亚组肿瘤具有较高 CD8+细
胞浸润水平、高TMB 和高 PD-L1 表达;而在 KL 亚组肿瘤中,STK11 缺失促进中性粒细胞的招募和促炎细胞因子的产生,导致 T 细胞数量和功能显著降低,STK11/LKB1 失活也使 PD-L1 表达水平降低;同样,多项基础研究证实KRAS 突变合并KEAP1 突变的 NSCLC 大多是免疫惰性肿瘤,具有低T 细胞浸润和低 PD-L1 表达。 综上,免疫及免疫联合化疗已成为KRAS 突变型晚期 NSCLC 患者的标准一线治疗方案。细胞毒性T 淋巴细胞抗原-4(Cytotoxic T lymphocyteantigen-4, CTLA-4)抑制剂伊匹木单抗(Ipilimumab)联合 Nivolumab 的双免疗法在 KRAS 突变的晚期肺癌患者也呈现良好的应用前景。然而,由于 KRAS 突变 NSCLC 的异质性,特别是 KRAS 突变的不同 亚型及共突变的存在,可能会对疗效产生影响,需要进行个体化的治疗 5. KRAS 突变型 NSCLC 靶向治疗研究进展KRAS 是最先发现的肺癌相关驱动基因,但一直难以研发出有效的靶向药。这可能是由于KRAS 蛋白缺乏适合小分子结合的“口袋”;KRAS 对 GTP 和 GDP有很强的亲和力,比三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate, ATP)强 1000 倍;KRAS 野生型和突变型的结构差异很小,在催化结构域序列中,KRAS 蛋白与其他 RAS 蛋白具有高度同源性(相似性接近 90%),针对 KRAS 突变的药物通常会影响正常KRAS 基因发挥功效。 (1) 直接抑制 KRASKRAS 突变中最常见的突变类型是KRAS G12C 突变,突变的半胱氨酸位于开关Ⅱ区域的一个口袋(P2)附近,P2 口袋只存在于非活性的 KRAS-GDP 结合构象,这可被用于制造KRAS G12C 的不可逆变构抑制剂。该抑制剂通过抑制KRAS 的再激活,将癌蛋白困在非活性状态,从而阻断该蛋白传导的信号通路,抑制肿瘤细胞的增殖。 Sotorasib(AMG510)是一种选择性的、不可逆的靶向 KRAS G12C 的小分子,具有上述类似的机制。临床前研究表明,Sotorasib 可抑制KRAS 关键下游效应物的几乎所有可测的磷酸化,从而使KRAS G12C 突变的肿瘤实现持久缓解。CodeBreak100 I 期研究包括剂量递增和剂量扩增 2 个阶段,共纳入了 59 例携带 KRAS G12C 突变的经过多线治疗的晚期 NSCLC 患者,结果显示, 全组患者的 ORR 为 32.2% (95% CI: 20.62-45.64), DCR 为 88.1% (95% CI: 77.07- 95.09);中位 PFS 为 6.3 个月,相较于既往KRAS 突变 NSCLC 的二、三线治疗已有明显进步;安全性方面,39 例(66.1%)患者发生了治疗相关不良事件(Treatment related adverseevents, TRAEs),最常见的 TRAEs 为腹泻(25.4%),
ALT 升高(20.3%)及 AST 升高(20.3%)等,18.6%患者发生 3 或 4 级 TRAEs,1 例(1.7%) 患者因不良反应终止治疗,没有发现剂量限制毒性和治疗相关死亡事件。CodeBreak100II 期研究是一项单臂临床试验,旨在通过扩大样本含量,进一步确认该药物的疗效及安全性。研究共纳入 126 例 KRAS G12C 突变、无活动性脑转移、标准治疗失败的晚期NSCLC; Sotorasib 960mg 每日一次口服; 2021ASCO 会议报道了 CodeBreak 100 II 期临床研究的最新数据,全组患者的 ORR 为 37.1%(95%CI : 28.6-46.2),DCR 为 80.6%(95% CI : 72.6-87.2),中位DOR 为 11.1 个月,中位 PFS 为 6.8 个月(95% CI : 5.1-8.2),中位 OS 为 12.5 个月(95% CI : 10.0-NR);探索性分析发现, KRAS 合并不同的突变基因类型可影响肿瘤应答; Sotorasib 对存在 STK11 共突变显示出了疗效,但对 KEAP1 共突变的肿瘤亚型疗效有限(ORR: 14%; 中位 PFS: 5.5 个月, 95% CI: 0-7.0; OS: 7.5 个月, 95% CI: 0-NE);鉴于 KEAP1 共突变亚组仅有 7 例患者,该亚型是否可以从 Sotorasib 治疗中获益,有待进一步研究。存在 STK11 和 KEAP1 共突变的患者预后最差(ORR: 23%, 中位 PFS: 2.6 个月, 95% CI: 1.4-11.1; OS: 4.8 个月, 95% CI: 2.1-10.8),预后最好的亚组是 STK11 突变同时KEAP1 是野生型的患者(ORR: 50%; 中位PFS: 11 个月, 95% CI: 2.8-NE; OS: 15.3 个月, 95% CI: 4.8-NE);安全性方面,与 I 期研究公布的数据没有明显差异。这表明,Sotorasib 可以带来长久的临床获益,耐受性良好。基于初步临床试验的积极结果, FDA 于 2020 年 12 月 8 日授予 Sotorasib“突破性疗法”称号,用于治疗局部晚期或转移性KRAS G12C 突变的NSCLC 的二线治疗。2021 年 5 月,FDA 宣布加速批准Sotorasib上市。2021 年 6 月 15日更新的 NCCN 2021.V5 版指南将 KRAS 基因检测作为晚期NSCLC 常规一线推荐,将 Sotorasib 作为 KRAS G12C 突变的 NSCLC 患者系统治疗后进展患者的标准治疗方案。Sotorasib 单药及联合其他抗肿瘤药物治疗的 CodeBreak 101试验和 Sotorasib 二线治疗与标准化疗方案疗效对比的 CodeBreak 200 试验也已进入 III期临床研究阶段,Sotorasib 为适应共突变状态而设计的临床试验(NCT04625647)也即将开展。 另一种靶向KRAS G12C 的小分子药物Adagrasib (MRTX849),由 Mirati 公司研发,其临床前研究显示,Adagrasib 在 KRAS G12C 突变的小鼠移植瘤中显示出了较强的抗肿瘤活性。MRTX849 的 I/II 期临床研究(KRYSTAL-1)的数据显示,在 79 例接受过化疗
和免疫治疗的 KRAS G12C 突变的晚期NSCLC 患者中,Adagrasib 600mg 每日两次口服,ORR 达到了 45%,DCR 达到了 96%;在安全性方面, 该研究有 30%的患者发生3或 4 级TRAEs,4.5%患者因 AE 终止治疗,2 例患者死于TRAEs (1 例肺炎,1 例心衰)。根据目前公开的数据,Adagrasib 的疗效虽略优于 Sotorasib,但不良反应更大,尤其是在心脏毒性方面,需要在后续的研究中密切加以关注。 多种新型 KRAS G12C 小分子抑制剂,如 JNJ-74699157(ARS-3248)、GDC-6036 等 正处于 I 期临床试验阶段(NCT04006301、NCT04449874)。 尽管KRAS G12C 抑制剂的出现给KRAS G12C 突变患者带来了希望,但其持续缓解时间(Duration of Response, DOR)(1.1个月-13.6 个月)不如 EGFR 抑制剂(7.3 个月-22.0个月)。且 KRAS 抑制剂同样面临耐药的挑战。最新的一项研究揭示了 KRAS 抑制剂的可能耐药机制,研究者通过对受试者治疗前与发生耐药后的肿瘤样本进行基因组和组织学分析,确定了 3 类具体耐药机制:KRAS 的二次突变或扩增、旁路激活、肺腺癌向鳞癌的组织学转化。 多项研究表明KRAS G12C 抑制剂与 ICIs 之间可能存在协同作用,KRAS G12C 抑制剂具有重塑免疫微环境的能力。在临床前研究中,对免疫力强的小鼠使用AMG510 可以使 T 细胞,特别是 CD8 阳性 T 细胞大量浸润肿瘤,产生促炎性肿瘤微环境,单独或与 ICI 联合时能产生持久反应。结合免疫治疗在 KRAS 突变肺癌患者中的优秀表现, KRAS G12C 抑制剂联合 ICIs 的治疗模式有望成为新的治疗方向。 除 KRAS G12C 突变外,KRAS G12D 等突变亚型在 NSCLC 发生发展中同样起着重要作用。Mirati 公司开发的KRAS G12D 特异性抑制剂 MRTX1133 能够与激活和失活状态的KRAS G12D 突变体可逆结合,并且抑制其活性。MRTX1133 对KRAS G12D 的特异性是野生型KRAS 的 1000 倍以上,半衰期超过 50 小时。在体外实验中,MRTX1133能抑制KRAS 信号通路的活性,且呈剂量依赖性。在胰腺癌、和结直肠癌的动物模型中,与对照组相比,MRTX1133 使携带KRAS G12D 突变的移植瘤显著缩小。 (2) 抑制核苷酸交换循环无活性的 KRAS-GDP 转换为有活性的 KRAS-GTP 需要 GEFs 的参与,最常见的如 SOS 蛋白等。有研究筛选出了一种特异性的 SOS1 小分子抑制剂 BAY-293,能有效破坏
KRAS 和 SOS1 之间的相互作用,阻止 KRAS-SOS1 复合体的形成,从而抑制所有 KRAS突变亚型的活性。另一种 SOS1 抑制剂 BI-1701963 的单药及联合MEK 抑制剂曲美替尼(Trametinib)的 I 期临床试验(NCT04111458)正在开展。 (3) 抑制 KRAS 膜定位KRAS 需要通过翻译后酶催化加工的步骤后,才能与细胞膜结合发挥活性。这需要多种酶的调节,如法尼基转移酶、香叶基转移酶、RAS 转换酶1(RASconverting enzyme 1, RCEl)、异戊烯半胱氨酸羧基甲基转移酶(isoprenylcystein carboxyl methyltransferase, ICMT) 等, 其中最关键的酶是法尼基转移酶。 然而, 法尼基转移酶抑制剂 (farnesyltransferase inhibitors, FTIs)如Tipifarnib、Lonafarnib 和第二代的 Salirasib 等在治疗 KRAS 突变型 NSCLC 上均没有表现出明显疗效。这可能是由于当 KRAS 突变的细胞被FTIs 抑制时,法尼化被抑制,但KRAS 仍能被γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyl transpeptidase,GGT)修饰,且 KRAS 的香叶基香叶化仍然能够允许其膜定位和信号转导,克服了 FTIs的影响。同时抑制法尼基转移酶和香叶基转移酶可能是一种有效的方法,但需要注意其毒性问题。防止 KRAS 突变 NSCLC 中GGT 对FTIs 补偿作用的另一个方法是针对KRAS异戊二烯化后的其他酶如 RCE1 和 ICMT,其抑制剂仍需进一步研究。 磷酸二酯酶-δ(phosphodiesterase-δ, PDE-δ)是一种异戊二烯结合蛋白,调节法尼化的 KRAS 的正确定位和信号传递。PDE-δ 抑制剂通过干扰 PDE-δ 与 KRAS 的结合,阻碍 KRAS 在膜上的定位,抑制致癌的 KRAS 信号。但 PDE-δ 抑制剂的稳定性问题仍需进一步研究。 (4) 抑制 KRAS 下游效应信号通路表皮生长因子受体(epidermal growth factorreceptor, EGFR)位于 KRAS 上游,降低EGFR 酪氨酸激酶的活性可以减少KRAS 的激活,但现有研究表明,EGFR 酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors, TKIs)治疗 KRAS 突变疗效不佳。抑制KRAS 下游效应信号通路也许是一种可行的办法。 ① 抑制RAF-MEK-ERK 通路索拉非尼是第一种专门针对RAF 的化合物,但它不是一种特异性的 RAF 抑制剂,而是一种抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growthfactor, VEGF)受体、血小板源
性生长因子受体和原癌基因酪氨酸蛋白激酶的多靶点 TKI。BRTTLE 试验和 MISSION试验没有发现索拉非尼对 KRAS 突变型肺癌有明显疗效,也未能证明KRAS 突变状态对索拉非尼的疗效有预测价值。与索拉非尼不同,v-RAF 小鼠肉瘤病毒癌基因同源物 B1 (v-RAF murine sarcoma viral oncogene homolog B1, BRAF)抑制剂是特异性的 RAF 抑制剂,目前已有多种靶向 BRAF V600 的抑制剂,但其在KRAS 突变细胞中表现不佳。这可能是由于 ATP 竞争性 RAF 抑制剂能抑制突变型 BRAF 细胞中的 ERK 信号,却增强了野生型BRAF 细胞中的信号转导。 MEK 是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,是 KRAS 和 BRAF 的下游信号,活化的 RAF 激活 MEK,进而激活 ERK 等转录因子,促进细胞周期进程和细胞增殖。MEK 抑制剂在 MEK 或 BRAF 突变的肿瘤中表现出一定的疗效,特别是在携带 BRAF V600E 突变的肿瘤中。然而,多项研究数据显示,MEK1/MEK2 抑制剂司美替尼(Selumetinib)和曲美替尼并不能改善KRAS 突变型 NSCLC 患者的预后。这可能是由于 MEK 抑制剂能诱导KRAS 突变肿瘤中的 MAPK 通路的信号反馈,从而导致肿瘤细胞对 MEK 抑制剂产生耐药。 Choi 等人发现单用MEK 抑制剂进行脉冲疗法有更好的抗肿瘤效果,并能延缓耐药的出现。此外,MEK 脉冲治疗法联合 CTLA-4 抑制剂可延长 KRAS 突变型小鼠的生存时间,这可能与MEK 脉冲疗法导致的T 细胞活化和 CTLA-4 表达增加有关。 MEK 抑制剂或 RAF 抑制剂单药治疗KRAS 突变型肿瘤未显示出临床疗效,联合应用 MEK 抑制剂和 RAF 抑制剂或许是一种可行的策略。目前,多项 RAF 抑制剂联合 MEK 抑制剂的 I 期临床研究正在进行中(NCT02974725、NCT03284502)。一种新型的靶向药VS-6766(RO5126766)能同时抑制MEK 和 RAF,其 I 期临床研究(NCT03681483)正 在开展。 Src 同源 2 结构域蛋白酪氨酸磷酸酶 2(Src homology-2 domaincontaining protein tyrosine phosphatase-2, SHP2)在KRAS 突变驱动的肿瘤中有着不可或缺的作用。SHP2 参与多种生长因子、细胞因子和整合素受体下游的信号转导,其活性的降低可抑制肿瘤的进展。Ruess 等人(36)使用 SHP2 抑制剂和 MEK 抑制剂联合靶向 KRAS 突变型 NSCLC的异种移植模型时,观察到了协同作用。目前,多种新型 SHP2 抑制剂正积极研发中。
ERK 是MAPK 通路中的最后一个激酶,KRAS 突变肿瘤对 RAF 或MEK 抑制剂的耐药通常由ERK 的反馈激活引起,联合抑制 ERK 可能是一种预防耐药的可行策略。 ② 抑制 PI3K-AKT-mTOR 通路PI3K 是 KRAS 下游的细胞效应分子,PI3K 抑制剂 BKM120、GDC0941 和 XL147在 I 期临床试验中呈现出有希望的结果,还需要更多的大样本前瞻性研究进行验证。mTOR 是 PI3K-AKT-mTOR 途径中 PI3K 下游的丝氨酸/苏氨酸激酶。诱导细胞周期阻滞于 G1 期的mTOR 抑制剂雷帕霉素及其类似物(CCI-779、RAD001、AP23573)在 NSCLC具有一定的抗肿瘤活性。 MAPK 或 PI3K 单一通路的失活对 KRAS 突变肿瘤的疗效不佳,抑制 MAPK 通路会激活 PI3K 通路,而 PI3K 通路的激活又降低了 KRAS 突变细胞对MEK 抑制剂的敏感性。故同时靶向P13K-AKT-mTOR 和RAF-MEK-ERK 两条通路可能是有前途的策略,但要注意其毒性问题。 ③ 抑制JAK-STAT3 通路在KRAS 突变型NSCLC 中,抑制MEK 后通过纤维母细胞生长因子(fibroblast growth factor, FGF)受体和 Janus 激酶(Janus kinase, JAK)激活信号传导与转录激活因子 3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3),而 MEK 与JAK 和 FGFR 联合抑制能促进肿瘤的消退。 (5) 抑制 KRAS 突变的协同致死基因KRAS 突变型肿瘤细胞可以通过抑制其生长和存活所依赖的其他基因,即协同致死基因,杀死携带 KRAS 突变的肿瘤细胞。这些因子包括转录因子WT1(Wilms Tumor 1)、 GATA 结合蛋白 2(GATA binding protein 2, GATA2)和参与核因子 κB (NF-κB)通路的小分子等。WT1 是 KRAS 致癌信号下游细胞衰老和增殖的关键调节因子。Kumar 等人证明了 KRAS 突变的 NSCLC 依赖转录因子 GATA2,GATA2 的缺失降低了KRAS 突变型细胞的活力,而不影响野生型细胞。硼替佐米(Bortezomib)是一种蛋白酶体抑制剂,影响泛素-蛋白酶体途径,破坏蛋白质稳态,导致细胞周期中断,抑制转录因子如核因子κB,并产生抗血管生成作用,最终影响肿瘤生长和增殖,并导致其凋亡。核输出蛋白1(exportin 1, XPO1)在体外和体内对 KRAS 突变癌细胞都有很强的协同致死作用。XPO1
抑制剂 Selinexor(KPT-330)正处于 I/II 期临床研究(NCT03095612)。 热休克蛋白 90 (heat shock protein 90, HSP90)是一种保守且具有高度活性的分子伴侣,其可使肿瘤发病通路中重要信号转导因子的蛋白构象保持稳定,保护蛋白酶体不被降解。Sos 等人发现 KRAS 突变增强了肿瘤对 HSP90 的依赖性,并且在 KRAS 驱动的肺腺癌小鼠模型中,使用HSP90 抑制剂治疗时观察到肿瘤显著消退。HSP90 抑制剂虽然在临床前研究中表现出活性,但其临床疗效仍有待验证。Puyol 等人发现,细胞周期蛋白依赖性激酶 4(cyclin dependent kinase 4, CDK4)对 KRAS 突变驱动的NSCLC 具有特异性合成致死性。Abemaciclib 和 Palbociclib 都是 CDK4/6 抑制剂,正处于临床研究中 (NCT02152631、NCT03170206)。 (6) 其他治疗选择MET 是一种跨膜酪氨酸激酶受体,参与侵袭、增殖、血管生成和转移,也可激活 KRAS 途径。在大约 4%的肺腺癌中发现了 MET 扩增,其通过激活 KRAS-PI3K–AKT- mTOR 途径导致对 EGFR TKI 耐药。目前 MET 抑制剂在 KRAS 突变的 NSCLC 中未观察到临床获益。一项随机 II 期研究的探索性分析显示,小分子 c-Met 受体酪氨酸激酶抑制剂Tivantinib(ARQ 197)联合厄洛替尼治疗KRAS 突变型 NSCLC 患者的PFS 较厄洛替尼单药有显著改善(HR 0.18,95% CI: 0.05-0.70, P = 0.006)。 局部黏着斑激酶(Focal adhesion kinase, FAK)参与细胞与细胞外基质的粘附。ERK- RAS 同源家族成员 A(RAS Homolog Family Member A,RHOA)-FAK 通路是维持KRAS突变型肺腺癌所必须的,抑制 FAK 可以选择性地诱导KRAS 突变细胞的死亡。Defactinib (VS-6063)是FAK 的选择性口服抑制剂。一项关于Defactinib 治疗晚期KRAS 突变NSCLC中的 II 期研究数据显示,Defactinib 单药治疗KRAS 突变型NSCLC 显示出一定的疗效。该研究共纳入 55 名KRAS 突变型 NSCLC 患者,15 名患者(28%)达到了 12 周的 PFS 终点,1 名患者达到了部分缓解,中位 PFS 为 45 天,Defactinib 总体耐受性良好。 VEGF 在促进内皮细胞增殖、迁移和存活中起着至关重要的作用,同时VEGF 还能刺激肿瘤血管生成。贝伐珠单抗是一种单克隆抗体,可抑制VEGF,具有抗血管生成作用;此外,贝伐珠单抗还具有免疫调节作用。Mei Zeng 等人设计了一个 C12 定向共价降解分子(PROTACs)库。虽然他们发现的降解物最终无法降解内源性 KRAS G12C,但这为KRAS 降解物的开发提供了新的思路和见解。
此外,mTOR 和 WEE1 的联合抑制、检查点激酶 1(checkpoint kinase 1,Chk1)联合 MAPK 激活的蛋白激酶 2(MAPK-activated protein kinase 2 , MK2)抑制剂、MEK/BET 联合抑制剂等在临床前研究中表现出协同作用,需要在更多的临床试验中加以证明。 6. 总结与展望免疫治疗在KRAS 突变晚期 NSCLC 已显示出良好疗效,目前已成为标准的一线治疗药物;其突变亚型和共突变对免疫治疗疗效的影响,目前尚未得出一致结论,后续需开展相关研究。靶向 KRAS G12C 的抑制剂 Sotorasib 凭借其出色的临床试验结果已被获批用于KRAS G12C 突变晚期 NSCLC 的二线治疗。但 Sotorasib 在神经系统转移及肺癌辅助治疗方面的作用有待进一步研究。ERK 抑制剂、SHP2 抑制剂、SOS 抑制剂等可能是靶向KRAS 突变的替代方案,有许多新药在研,大多处于I 期临床试验,结果令人期待。此外,多种不同机制的治疗药物的联合用药在临床前研究中表现出协同作用,是一种潜在的提高药物疗效、解决耐药问题的策略。
|