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RAS 信号通路在驱动正常细胞增殖方面起着重要作用，该通路的任一组份改变，特别是 RAS 蛋白，均可能对多种癌症的发生、发展产生深远影响。在过去几十年里，科学家们一直致力于研发 RAS 靶向药，但因其特殊的球形结构、无明显结合位点，均以失败告终。

直到 2021 年，数十年的研究终于取得了成功。2021 年 5 月 28 日，首款高选择性 KRAS^G12C 抑制剂 Sotorasib（AMG510）获得 FDA 批准用于治疗携带 KRAS^G12C 突变的局部晚期或转移性非小细胞肺癌（NSCLC）患者，打破了 KRAS「不可成药」的咒语。从此，RAS 靶向药物的研发开始进入井喷式发展。

2022 年 8 月 26 日，Salman R. Punekar 教授等人在线发表了题为「The current state of the art and future trends in RAS-targeted cancer therapies」（RAS 靶向癌症治疗的现状和未来趋势） 的综述，系统阐述了 RAS 信号通路以及以 KRAS 突变为重点的 RAS 靶向治疗的进展及展望，同时讨论了 RAS 靶向治疗耐药的机制及对应措施。

RAS 信号通路

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路是真核生物中重要的级联磷酸化途径之一，在调控细胞增殖、分化、凋亡、血管生成等方面起着重要作用。RAS-RAF-MEK-ERK 通路便是其中研究最为透彻的通路之一。

RAS-RAF-MEK-ERK 通路大部分由生长因子、细胞因子、免疫受体以及许多整合素和趋化因子受体激活。首先，RAS 家族 GTP 酶（KRAS、NRAS、HRAS）在 GTP 加载的「开」状态和 GDP 加载的「关」状态之间循环，分别涉及到 RAS-鸟嘌呤核苷酸交换因子（RAS-GEFs）和 RAS-GTP 酶激活蛋白（RAS-GAPs）。

当 RAS 与 GDP 结合时处于失活状态，当 RAS 与 GTP 结合时处于激活状态。在这个激活-失活过程中，RAS 蛋白中被称为「Switch 1」和「Switch 2」的两个结构域构象发生改变，其中「Switch 2」对 RAS 抑制剂的研发至关重要。

RAS-GEFs 可通过促进 RAS 蛋白释放 GDP 或 GTP 来改变细胞内 GTP:GDP 比例。SOS1/2 作为由 RTK 和细胞因子受体激活的主要 Ras-GEFs 之一，通过富含 Pro 序列的 C 末端与 Grb2 的 SH3 结构域结合，促进 RAS-GTP 与下游的 RAF 激酶（ARAF、BRAF、CRAF）结合，活化的 RAF 激酶磷酸化激活 MEK1 和/或 MEK2，而 MEK1/MEK2 又可以磷酸化激活 ERK1 和/或 ERK2。

活化的 ERK 进入细胞核，通过磷酸化多种细胞质和核蛋白，包括其他激酶（如 RSK、MSK 和 MNK）、转录因子和细胞骨架蛋白，继而引起一系列的生理生化反应，对细胞表型产生多种影响。

RAS 信号通路的异常常见于各种恶性肿瘤中。该通路的异常可导致某些关键转录因子的激活，进而调控癌细胞的细胞周期、代谢重编程、细胞增值及肿瘤血管生成等。

癌症中的 RAS 突变

RAS-RAF-MEK-ERK 通路中任一组份的突变，包括各种 RTK、SHP2、NF1、RAS 蛋白、RAF 家族成员或 MEK1/MEK2，均可导致该通路异常激活和肿瘤的发生发展。

人类癌症中最常见的是 RAS 突变或扩增，其中 KRAS 突变最常见于实体肿瘤，NRAS 突变主要见于黑色素瘤和许多血液系统恶性肿瘤，HRAS 突变主要发生在膀胱癌、甲状腺癌、宫颈癌和头颈癌中。

在真实世界中，KRAS 突变在 NSCLC 中占主导地位，约占 NSCLC 中发现的所有 RAS 突变的 78%。其中 25% 的 KRAS 突变与 EGFR、BRAF、ALK 等突变为互斥突变，但在癌症中也常见 KRAS 突变与肿瘤抑制基因 STK11、TP53 或 CDKN2A/CDKN2B 的共突变。

约 95% 与癌症相关的 RAS 突变都会影响到密码子 12、13 或 61，并导致 RAS-GTP/RAS-GDP 基础比率显著增加以及 RAS 效应器的结构性激活。其中，KRAS 的 12 位甘氨酸残基（G12）突变最常见，其次是 13 位甘氨酸残基（G13）。

KRAS 密码子 12 突变最常导致 G12C、G12V 或 G12D 替换，分别占 NSCLC 中 KRAS 突变的 40%、19% 和 15%。其中 KRAS^G12C 突变在 NSCLC 中约占 14%，与吸烟密切相关，引起了广泛关注，但也发生于少部分结直肠癌（约 3%）、胰腺导管腺癌（约 1%）。

RAS 抑制剂的展望

靶向 KRAS 其他亚型或其他 RAS 突变

因为 KRAS^G12D 具有比 KRAS^G12C 更低的固有 GTP 酶活性，大多数 KRAS^G12D 蛋白将与 GTP 结合。因此，靶向 KRAS^G12D-GTP 以及其他 RAS 亚型的药物一直是药物开发的焦点。

此外，另一种新的靶向 KRAS 突变和/或其他 RAS 突变亚型的策略，使用了类似于免疫抑制剂环孢菌素、FK506 和雷帕霉素的机制。目前已经开发出了可与亲环素 A 结合并与各种 RAS 蛋白形成抑制性三聚体复合物的多种化合物。

RAS 降解和嵌合毒素

RAS 降解是靶向 RAS 突变恶性肿瘤的另一种新方法。蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs）通过结合并聚集目的蛋白和 E3 泛素连接酶进而促进疾病相关蛋白的蛋白酶体降解。

LC-2 就是一种针对 KRAS^G12C 设计的 PROTAC，LC-2 可促进 Adagrasib 和 E3 连接酶 VHL 结合，使 KRAS^G12C 蛋白降解，从而抑制 KRAS^G12C 突变细胞的增殖。同样的，类似设计的泛 KRAS 和其他突变特异性 KRAS 降解剂正在临床前开发中。

使用嵌合毒素也是 RAS 靶向的另一种替代方法。RRSP-DTB 是一种此类毒素，由创伤弧菌的 RAS/RAP1 特异性内肽酶（RRSP）和白喉毒素（DTB）的易位 B 片段（DTB）组成。

该毒素通过肝素结合 EGF 样生长因子（HB-EGF）介导的内吞作用进入细胞，随后裂解 Switch 1 区域内的 RAS 蛋白。更重要的是，RRSP-DTB 能够裂解 HRAS、NRAS 和 KRAS，而不受 GTP 或 GDP 的影响。

靶向 KRAS 的免疫疗法

过继细胞疗法（ACT）可通过分离免疫细胞如肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）并在体外扩增，然后将其重新注入患者体内发挥抗肿瘤作用。这种方法目前也可应用到 KRAS 突变肿瘤。

2016 年，Tran 等人首次描述了针对 KRAS 突变癌细胞的内源性免疫反应，他们通过识别来自 KRAS^G12D 突变的 MHC I 的 T 细胞受体（TCR）来识别 CD8+ TIL；结果在 KRAS^G12D 突变 CRC 患者中的所有七个肺转移灶全部消退。

治疗性癌症疫苗是针对 KRAS 突变肿瘤的另一种基于免疫的治疗方法。目前已经开发出了一种以 KRAS 的 G12D、G12V、G13D 和 G12C 突变为靶点的 mRNA 新抗原疫苗（mRNA-5671/V941），并已进入 I 期临床试验。此外，也有研究者提出针对突变的 KRAS 多肽-MHC 复合体的抗体疗法。

小干扰 RNA（siRNA）

研究者已经开发了基于纳米颗粒的平台来传递 KRAS 特异性小干扰 RNA（siRNA）。该技术已被证明可充分传递至癌细胞，并有效降低其 KRAS 水平，从而产生抗癌活性。

Exosome 是一种天然的纳米粒子，已经被设计成能够传递特定的 siRNA 来下调突变的 KRAS（iExosome），目前正在 KRAS^G12D 突变 PDAC 换种进行临床试验。

参考文献：

Punekar, S.R., Velcheti, V., Neel, B.G. et al. The current state of the art and future trends in RAS-targeted cancer therapies. Nat Rev Clin Oncol 19, 637–655（2022）.