在上個(gè)世紀人類(lèi)發(fā)現了一個(gè)名為KRAS致癌基因，在這幾十年中，從起初認定的“不可成藥靶點(diǎn)”[1].到現如今的“臨床藥效優(yōu)異”，無(wú)硝煙的醫藥研發(fā)戰場(chǎng)即將迎來(lái)一場(chǎng)惡戰。

       關(guān)于KRAS信號通路

       KRAS (Kirsten Rat Sarcoma ViralOncogene Homolog)基因屬于RAS家族，該家族的另外兩個(gè)基因分別是HRAS和NRAS，各基因之間的同源性可達85%。KRAS本質(zhì)是一單聚體G蛋白，位于細胞膜的兩側，具有GTP酶活性，其編碼蛋白由188~189個(gè)氨基酸組成，分子量為21 KD [2] 。

       KRAS基因參與了控制基因轉錄的激酶信號傳導路徑，從而調節細胞的生長(cháng)和分化。KRAS與GTP結合呈激活狀態(tài)，之后GTP被KRAS蛋白裂解為GDP，KRAS再與GDP結合呈關(guān)閉狀態(tài)。KRAS在失活與激活狀態(tài)的轉換受到兩種因子的調節。一個(gè)是鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子（GEF），可催化KRAS與GTP的結合，促進(jìn)KRAS的激活。另一個(gè)是GTP酶激活蛋白（GAP），可使與KRAS結合的GTP水解成為GDP，進(jìn)而抑制KRAS的活性 [3] 。

       KRAS可被上游的生長(cháng)因子或酪氨酸激酶（如EGFR）短暫活化，活化后的KRAS可以激活下游通路，常見(jiàn)的有控制細胞生成的PI3K-AKT-mTOR信號通路，以及控制細胞增殖的 RAS-RAF-MEK-ERK信號通路，這條通路屬于眾多信號通路中的一條，這也給眾多靶點(diǎn)聯(lián)用奠定了生物學(xué)基礎 [4] 。

       KRAS癌基因約占到所有腫瘤突變的30%。其中胰 腺癌約占90%，結腸癌占50%，肺癌約占30%。最常發(fā)生基因突變的位點(diǎn)是第12、13和61位的密碼子，其中以12位密碼子的突變最為常見(jiàn)。KRAS突變狀態(tài)不受上游EGFR基因的影響，只有野生型KRAS基因受到上游EGFR基因的影響，因此具有突變型KRAS基因患者對EGFR靶向藥物的治療無(wú)效。為此美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò )（NCCN）《非小細胞肺癌臨床實(shí)踐指南2011》和《結直腸癌臨床實(shí)踐指南2011》明確指出，當患者檢測到了KRAS突變基因，不建議患者使用EGFR靶向分子藥物。

       針對KRAS基因突變，科學(xué)家們也嘗試多種方式來(lái)研發(fā)小分子抑制劑，但均已失敗告終，以至于KRAS靶點(diǎn)一度成為最不可能成藥靶點(diǎn)的代名詞。其中針對突變型KRAS與GTP結合會(huì )形成活性構象，科學(xué)家原計劃尋找阻斷兩者結合的小分子抑制劑，但因活性KRAS與GTP結合力強、結合位置小，且難以準確判斷結合位置，導致小分子阻斷的可能性十分小。既然針對KRAS突變靶點(diǎn)原位的藥物研發(fā)難度增大，科學(xué)家們也轉向了KRAS下游通路上的靶點(diǎn)研究，比如PI3K、mTOR、BRAF、MEK、MET、CDK4/6等。根據Clinicaltrial中登記的臨床試驗可以查到比較明確的幾種治療方式,包括MEK抑制劑聯(lián)合化療，CDK4/6抑制劑以及PD1免疫治療。

       KRAS的癌變通過(guò)損害GTP水解而導致蛋白的功能性活化。隨著(zhù)GTP酶活性的調節減少，Ras的核苷酸狀態(tài)變得更依賴(lài)于相對核苷酸親和力和濃度，使得GTP結合比GDP結合更具優(yōu)勢，并增加了活性GTP結合KRas的比例。GTP水解后生成GDP，KRAS與GDP結合后構象發(fā)生變化，不僅失去活性而且蛋白表面出現一些結合腔（switch I和switch II）。假若小分子藥物可結合位置，并把KRAS穩定在失活構象，就可達到降低KRAS活性的目的。

       加州大學(xué)的Kevan Shokat小組 [5] 在2013年發(fā)表了具有一定活性的G12C KRAS抑制劑，因為KRAS G12C的突變點(diǎn)是從甘氨酸突變?yōu)榘腚装彼幔@種突變位點(diǎn)與不可逆抑制劑的結合破壞了switch I和switch II結合腔，概念上驗證了小分子抑制劑的可行性。從此開(kāi)啟了KRAS G12C小分子抑制劑研發(fā)的新天地。

       關(guān)于SHP2信號通路

       SHP2是由PTPN11基因編碼的非受體蛋白酪氨酸磷酸酶。已有研究表明SHP2作為致癌基因，可介導激活RAS-ERK信號通路促進(jìn)癌細胞的存活和增殖[6]；同時(shí)因在靶向治療之初，腫瘤就可能立即通過(guò)重構其信號通路產(chǎn)生適應性耐藥。KRAS-ERK依賴(lài)性腫瘤中的信號傳導也會(huì )受適應性抗性的限制。Ahmed 等[7]驗證了在KRAS-ERK信號通路上，RAF和MEK抑制劑治療多發(fā)性腫瘤時(shí)，SHP2會(huì )產(chǎn)生代償性激活的適應性耐藥，從而促進(jìn)腫瘤耐藥的發(fā)生[8]。KRAS抑制劑研發(fā)戰場(chǎng)上，已有公司意識到多種抑制劑聯(lián)用的重要性，啟動(dòng)了KRAS和SHP2的聯(lián)用，或者與ERK信號通路上其他抑制劑的聯(lián)用。

       KRAS小分子抑制劑研發(fā)管線(xiàn)

       小編統計了近期國際和國內最火熱的KRAS G12C小分子抑制劑研發(fā)管線(xiàn)，梳理如下表。

       表1. KRAS G12C小分子抑制劑研發(fā)管線(xiàn)

       注釋?zhuān)喊碖RAS G12C小分子抑制劑研發(fā) 啟動(dòng)時(shí)間排序

       ① Wellspring& Janssen

       2013年2月份，Araxes 公司（wellspring公司的子公司）與 JanssenBiotech達成獨家協(xié)議，共同開(kāi)發(fā)first in class的癌癥藥物，是最早涉足KRAS新突變位點(diǎn)的公司之一。這幾年先后報道出ARS-853和ARS-1620化合物 [9-11] 。

       ARS-853化合物雖表現出較好的細胞活力，但藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)較差，不適于進(jìn)行動(dòng)物體內模型的藥效評估。ARS-1620屬于不同于喹唑啉的結構，相關(guān)臨床前研究于2018年1月份發(fā)表在cell雜志上 [11] 。ARS-1620對KRAS G12C具有高效性和選擇性，可實(shí)現快速和持續的體內靶標占據以誘導腫瘤消退。該研究提供了體內證據，揭示ARS-1620代表新一代KRAS G12C特異性抑制劑，具有很大的治療潛力。

       但今年5月份， Wellspring公司宣布FDA已批準ARS-3248的IND申請。Janssen對該化合物的臨床開(kāi)發(fā)負全部責任，且于7月26日在clinicaltrials登記JNJ-74699157（ARS-3248）開(kāi)展臨床I期試驗（NCT04006301），選擇KRAS G12C陽(yáng)性晚期實(shí)體瘤患者入組，研究期限為4年。

       ② Mirati therapeutics

       專(zhuān)注于抗腫瘤藥物研發(fā)的Mirati 公司，最早在2017年第一季度財務(wù)業(yè)績(jì)中披露了KRAS G12C抑制劑的臨床前研究，聲稱(chēng)已在KRAS突變異種移植藥效模型中驗證了體內藥效，并計劃下半年獲得IND申報的候選化合物。2018年4月份公布化合物代號MRTX-849，10月份遞交IND申請，30天后獲FDA批準。2019年1月份如期開(kāi)展臨床I期試驗，利用加速滴定方案，使MRTX849快速達到活性劑量水平。臨床II期擬擴增招募有KRAS G12C陽(yáng)性突變驅動(dòng)的患者，以期為非小細胞肺癌（NSCLC）或結直腸癌（CRC）患者提供概念證明和加速批準的依據。

       MRTX-849是Mirati與Array 生物醫藥公司聯(lián)合發(fā)現的，前后共設計約100個(gè)共晶結構，對突變型細胞體外IC50可達1~20 nM，相比較野生型，選擇倍數大于1000倍。MRTX849從2018年起已在眾多腫瘤國際會(huì )議上匯報過(guò)進(jìn)展，會(huì )議列表如下表2（https://www.mirati.com/mrtx849/）。會(huì )議上僅披露了工具化合物MRTX1257化合物結構，體外細胞活性和體內藥效優(yōu)異。2019年的AACR會(huì )議上披露了MRTX849的臨床前藥效數據：針對不同的癌腫模型，100mg/kg下均可達到較好的抑制作用。Mirati報道MRTX849重復給藥毒理學(xué)數據預測人體口服生物利用度大于 30％，人體半衰期長(cháng)達20小時(shí)。與報道的其他KRAS突變型選擇性抑制劑相比，MRTX849似乎具有更高程度的抗腫瘤活性。

       今年7月份，Mirati公司宣布與諾華（Novartis）達成了一項合作協(xié)議，將MRTX-849與諾華公司的在研SHP2抑制劑TNO155聯(lián)合使用，治療攜帶KRAS G12C突變的晚期實(shí)體瘤的效果。至此，MRTX-849除了單藥使用之外，啟動(dòng)了新的聯(lián)合療法。

       ③ AMGEN

       AMG510是目前唯一獲得臨床結果的化合物，可謂是目前KRAS G12C小分子抑制劑中一馬當先的領(lǐng)軍藥物，2018年8月在Clinicaltrial登記臨床I期試驗（NCT03600883）。不到一年時(shí)間，臨床數據就有良好的反饋，先后在2019年的AACR及ASCO上披露了可喜數據。因其良好的臨床試驗數據，AMG510已于2019年5月1日和2019年5月23日分別獲得FDA批準治療非小細胞肺癌、結直腸癌孤兒藥資格。

       今年WCLC會(huì )議中AMG510更新了臨床數據 [12] ，13名可評估的非小細胞肺癌患者，給藥960mg，54％為PR，目標劑量下約46％的患者疾病控制率為100％。FDA授予AMG 510快速通道用于治療具有KRAS G12C突變的疾病進(jìn)展的NSCLC。

       在入選的34名NSCLC患者中，沒(méi)有觀(guān)察到劑量限制性**，也沒(méi)有導致停藥的不良事件。目前27名患者持續接受治療中。在34名患者中，只有9名（26.5％）報告了1級或2級的治療相關(guān)不良事件，3名患者報告了3級不良反應（貧血和腹瀉）。沒(méi)有4級或更高級別的不良反應。

       基于以上良好數據，Amgen研發(fā)執行副總裁David M. Reese博士反饋，AMGEN會(huì )持續對AMG 510的研發(fā)充滿(mǎn)熱情，并繼續迅速推進(jìn)其單一療法和綜合療法的發(fā)展計劃。

       ④ 勃林格殷格翰

       2019年6月份 BI 發(fā)表了文章Drugging an undruggable pocket on KRAS[13]，直接公布了化合物BI-2852化合物的結構和臨床前數據，旨在進(jìn)軍KRAS領(lǐng)域。9月4日，便和 Lupin Pharmaceuticals公司達成協(xié)議，即BI-2852聯(lián)合Lupin的新型MEK抑制劑（LNP3794）的新組合療法，用于治療具有致癌KRAS基因突變的胃腸道、肺癌患者。這一新的組合療法可以從源頭制約KRAS-RAF-MEK-ERK信號通路，增大獲勝概率。

       ⑤ 國際其他研發(fā)公司

       對于KRAS G12C 小分子抑制劑，上面幾家國際研發(fā)公司都有了明確的新分子實(shí)體，還有一些僅有知識產(chǎn)權保護，還未公開(kāi)化合物的研發(fā)公司，比如輝瑞（WO2019155399A1）。同時(shí)，輝瑞在今年6月收購了Array生物醫藥，Array醫藥和Miraty共同開(kāi)發(fā)MRTX-849，不知后面輝瑞是否會(huì )直接參與MRTX-849的臨床開(kāi)發(fā)。

       ⑥ 北京加科思

       2019年8月26日，加科思自主研發(fā)的第二個(gè)抗腫瘤原創(chuàng )新藥JAB-3312在美國Health ONE Clinic Oncology Center啟動(dòng)I期臨床試驗。今年7月已進(jìn)行中國IND的申請，預計中國臨床試驗將于今年11月啟動(dòng)。

       JAB-3312通過(guò)抑制SHP2蛋白磷酸酶可以阻斷T細胞PD1通路和腫瘤細胞KRAS通路，從而兼具腫瘤免疫和腫瘤靶向雙重作用，用于治療非小細胞肺癌、結直腸癌、胰 腺癌等實(shí)體瘤患者，同時(shí)也可解除腫瘤免疫抑制微環(huán)境，增強現有腫瘤免疫療法的功效。加科思第一個(gè)自主研發(fā)的JAB-3068為SHP2抑制劑，已于2018年4月和11月分別在美國和中國啟動(dòng)了多種實(shí)體瘤的I期臨床試驗，并于今年5月獲得IIa期臨床研究批件，即將進(jìn)入多種實(shí)體瘤治療的療效探索階段。不知這兩個(gè)中國本土的創(chuàng )新藥是否會(huì )進(jìn)行聯(lián)合使用，共同抑制KRAS突變。

       ⑦ 藥明康德

       2019年7月25日，南京明德新藥研發(fā)股份有限公司公開(kāi)了一篇KRAS G12C抑制劑的化合物專(zhuān)利。最早的優(yōu)先權時(shí)間為2018年1月份，化合物的模塊是跟著(zhù)ARS-1260開(kāi)展的，可以看出南京明德fast follow的速度還是很快，很早就跟蹤上了國際新藥研發(fā)動(dòng)態(tài)。目前該公司還未披露其他信息，根據專(zhuān)利推測的可能化合物結構如下圖。

       小結

       歷經(jīng)三十多載，不可成藥的靶點(diǎn)終于有所突破，這為全球肺癌患者帶來(lái)福音。為解決臨床需求，同時(shí)因肺癌中KRAS突變的高比例，眾多研發(fā)公司啟動(dòng)了該靶點(diǎn)的研發(fā)，布局自己的KRAS抑制劑研發(fā)管線(xiàn)。目前來(lái)看，雖然是AMG510暫時(shí)領(lǐng)先，但尾隨其后的候選化合物實(shí)在眾多，各顯神通，臨床前階段就已布局不同的研發(fā)策略，從開(kāi)始的單藥使用到與各種大分子，小分子藥物聯(lián)用，從自主研發(fā)到合作開(kāi)發(fā)。不同的公司，不同的研發(fā)速度，也會(huì )有不同的研發(fā)質(zhì)量。總體上來(lái)看，國內與國際相比還是慢了很多。不知在KRAS這一火熱的研發(fā)戰場(chǎng)，中國創(chuàng )新藥研發(fā)中是否會(huì )有好的侯選物出現，是否可以從全球研發(fā)潮流中占得一席之地。相信未來(lái)1-2年，更多的KRAS 抑制劑浮出水面，誰(shuí)會(huì )摘得頭冠，讓我們拭目以待。

       參考文獻

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       [11] M.R. Janes etal., Cell 2018, 172(3); 578-589.

       [12] https://www.amgen.com/media/news-releases/2019/09/amgen-announces-new-clinical-data-evaluating-novel-investigational-krasg12c-inhibitor-in-larger-patient-group-at-wclc-2019.

       [13] Kessler, D., etal. Drugging an undruggable pocket on KRAS. Proceedings of theNational Academy of Sciences, 201904529.