Araxes Pharma LLC

2025年9月24日发表于Molecular Cancer 摘要 RAS信号通路，特别是KRAS、NRAS和HRAS基因突变，在多种癌症的发生发展中起着关键作用。多年来，由于RAS蛋白表面光滑且缺乏深结合口袋，它们一直被认为是“不可成药”的。然而，近年来针对特定RAS突变（尤其是KRAS G12C突变）的靶向治疗取得了突破性进展，彻底改变了这一领域。共价抑制剂的发现，尤其是那些能够结合KRAS G12C半胱氨酸残基附近变构口袋的抑制剂，促成了FDA批准药物的研发，这标志着RAS靶向治疗领域的一个重要里程碑。本文全面概述了直接RAS抑制剂的发展历程，重点介绍了小分子抑制剂、分子胶、蛋白降解剂和其他新兴策略的化学开发。我们着重阐述了KRAS抑制剂的结构演变，从基于共价片段的方法到非共价抑制剂以及泛RAS靶向策略。此外，本文还探讨了关键抑制剂的临床进展，包括其疗效、耐药机制和联合治疗方案。最后，本文还探讨了其他创新方法，例如环肽抑制剂，并概述了RAS靶向治疗策略的未来发展方向。RAS靶向治疗的成功凸显了克服RAS“不可成药”特性的巨大潜力，为RAS驱动型癌症患者带来了新的希望。 背景：RAS在癌症中的概述 RAS信号通路受到精细调控，以维持正常的细胞功能。RAS蛋白属于小GTP酶家族，作为分子开关，在活性和非活性状态之间切换，控制着包括细胞增殖、存活、分化和迁移在内的关键过程。当细胞外信号（主要是生长因子）与细胞膜上的受体酪氨酸激酶（RTK）结合时，RAS信号通路被激活。这种结合触发受体二聚化和自身磷酸化，从而为衔接蛋白（例如生长因子受体结合蛋白2 (GRB2)）提供结合位点，GRB2进一步募集SOS1。SOS1是一种鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF），催化RAS上GDP与GTP的交换，使其转化为活性形式。RAS一旦被激活，便会与多个下游效应分子相互作用，其中最显著的是RAF激酶，进而激活MEK和ERK磷酸化级联反应，从而调控参与细胞生长和分化的基因表达。PI3K/AKT/mTOR通路是RAS激活的另一条关键通路，可促进细胞存活和代谢活性。此外，RAS还能激活Ral-GEF通路，影响细胞骨架动力学和细胞迁移。在正常情况下，RAS的激活是短暂的，GTP酶激活蛋白（GAPs），例如神经纤维蛋白（NF1），会加速GTP水解为GDP，从而使RAS失活，进而严格调控其信号传导。 RAS基因突变或扩增发生于超过20%的人类癌症中，使其成为最常见的异常之一。最常见的突变发生在12、13和61号密码子，这些突变使RAS对GAP催化的GTP水解为GDP不敏感。这些突变使RAS主要锁定在GTP结合的活性状态，导致下游信号通路持续激活，即使在没有外部生长信号的情况下也是如此。KRAS是最常见的突变亚型，在高达90%的胰腺腺癌、40%的结直肠癌(CRC)和25%的非小细胞肺癌(NSCLC)中均有发现。HRAS突变不太常见，但出现在膀胱癌和头颈部鳞状细胞癌 (HNSCC) 等癌症中，而NRAS突变在黑色素瘤和血液系统恶性肿瘤中很普遍。 癌症中RAS的激活会导致细胞不受控制地分裂和抵抗凋亡，从而驱动转移和血管生成。多年来，由于RAS的结构特征——光滑的表面缺乏小分子有效结合的深口袋——它一直被认为是“不可成药”的靶点。然而，近年来针对特定RAS突变（尤其是KRAS G12C突变）的靶向治疗取得了突破性进展，展现出良好的前景。2013年，Kevan Shokat及其同事发现了一种化合物，该化合物能够与半胱氨酸残基附近新发现的变构口袋（称为开关II口袋）共价结合，并将半胱氨酸残基捕获在非活性GDP结合状态。这项工作促成了多种KRAS G12C突变特异性抑制剂的开发，其中sotorasib和adagrasib是美国食品药品监督管理局 (FDA) 批准用于治疗至少接受过一次全身治疗的局部晚期或转移性NSCLC患者的前两种KRAS G12C抑制剂。 这两种药物的成功引发了RAS靶向治疗药物研发的爆炸式增长，打破了RAS“不可成药”的长期认知。它们为靶向其他KRAS突变（例如G12D）、泛KRAS和泛RAS突变开辟了新的途径，并推动了探索新型RAS靶向策略的研究热潮。图1概述了RAS直接靶向策略发展的关键事件以及相关药物结构的正式发布日期。 本文将概述RAS蛋白的直接抑制策略，重点关注以下两方面：（1）RAS靶向药物的化学演变，包括小分子抑制剂、分子胶（RAS-ON抑制剂）、蛋白降解剂和其他新兴方法；（2）关键抑制剂的临床前和临床开发现状。 图1. 直接 RAS 抑制剂研发历程中的里程碑。 RAS小分子抑制剂的化学演变 KRAS蛋白对GTP/GDP具有皮摩尔级的高亲和力，但缺乏合适的药物结合口袋，这使得KRAS药物的研发极具挑战性。KRAS G12C抑制剂的研发揭示了一种关键的药理机制：共价靶向能够不可逆地稳定非活性（OFF态）KRAS构象，尽管其基础水平低于活性（ON态）KRAS。这些抑制剂通过与突变半胱氨酸残基形成共价键，形成动力学上被捕获的复合物，其解离常数接近无穷大。这种共价结合从根本上改变了ON态和OFF态之间的热力学平衡，驱动KRAS构象向非活性构象转变，从而抑制下游信号传导。这种范式展现出优于传统占位驱动抑制的优势，它证明共价修饰可以强制重编程动态蛋白质状态，即使靶向构象不利的异构体也是如此。此外，人们已经认识到，通过共价靶向，可以固定先导化合物的结合模式/区域和取向，从而可以逐步优化先导分子中的其余片段，极大地加速药物开发过程。 本节将重点探讨KRAS抑制剂研发过程中分子结构的演变。通过阐述抑制剂结构从先导化合物到类药共价抑制剂的转变，以及抑制剂从单突变靶向抑制剂到广谱抑制剂的研发路径，本节将清晰地展现该领域的发展轨迹。 KRAS抑制剂从共价片段的起源发展 此前，大多数共价抑制剂都是偶然发现的，或是通过将共价活性基团引入现有药物骨架而获得的。然而，2013年，Shokat课题组利用Sunesis公司科学家开发的半胱氨酸连接技术，鉴定出化合物12（图2）。该化合物能够通过与KRAS的开关II口袋结合并与KRAS G12C形成共价键，从而共价靶向KRAS的G12C位点。尽管化合物12缺乏成药特性，但它为后续的分子优化奠定了基础。后续的设计和修饰始终保留了能够与G12C共价结合的丙烯酰胺结构，为所有候选分子提供了明确的结合口袋和方向，显著提高了后续分子优化的效率。 图2. 针对特定KRAS突变体或泛KRAS的直接抑制剂的结构演变。 2014年，Araxes公司基于化合物12，调整了丙烯酰胺部分与Cys12残基之间的距离，使其形成共价键，从而开发出ARS-853，其细胞IC50为2 μmol /L（图2）。尽管其药代动力学性能和体内疗效较差，但这一初步优化为KRAS抑制剂的进一步开发提供了宝贵的经验。 此外，Araxes公司对候选化合物进行了大量的结构修饰，以优化其结合部分，并进一步鉴定出分子ARS-1620（图2）。2015年，ARS-1620的结构在一项专利（WO2015054572）中公开，相关的体内活性数据于2018年发表。ARS-1620的开发不仅首次证明了KRAS抑制剂的体内活性，而且为后续众多KRAS G12C抑制剂的设计提供了基础核心结构和起点。这些修饰过程中积累的经验，以及通过专利申请与科学界分享的信息，启发了其他公司和学术机构的研究团队，从而促进了新分子的研发。 随后，安进公司受ARS-1620结构的启发，开发了首个获得FDA批准的KRAS G12C抑制剂药物AMG 510（图2）。最初，安进与Carmot Therapeutics公司合作，共同开发靶向G12C的抑制剂。在先导化合物优化阶段，ARS-1620的结构专利于2015年公开（WO2015054572）。安进借鉴ARS-1620的结构特征，并结合自身在构效关系研究方面的经验，在喹唑啉的N1原子位置引入并延伸了一个新的侧链，从而生成了AMG 510分子。此外，后续针对G12C的快速后续药物，如garsorasib、glecirasib、fulzerasib和MK-1084，也采用了类似的策略，它们均通过对该区域进行不同的结构替换而取得成功（图2）。AMG 510（Sotorasib）及其后续快速后续药物的卓越成就，极大地革新了该领域，堪称最重要的里程碑。 在ARS-1620奠定的基础上，阿斯利康的研究人员创造性地将喹唑啉和哌嗪环化，生产出AZD4625（图2），这一修饰将分子构象限制为有利的结合构象，同时还提高了生物利用度并减少了肝外清除率。 这种环化改进不仅为进一步的药物优化提供了宝贵的见解，而且还可作为参考先导化合物。首先，研究人员通过保留核心环化结构并去除一个杂环，对AZD4625进行了进一步修饰，得到了AZD4747，该化合物能够有效穿透血脑屏障（BBB），从而开发出靶向中枢神经系统的药物分子（图2）。此外，这种环化策略也启发了KRAS G12D抑制剂的开发，例如HRS-4642和GFH375（图2）（WO2024061370 A1）。 与此同时，MIRATI在KRAS抑制剂的开发中开辟了另一条化学进化之路，并通过片段优化、片段增长和弹头取代等策略贡献了两个重要的里程碑分子。 第一个里程碑是adagrasib (MRTX849)（图2），其中片段优化包括在四氢吡啶位置添加萘环结构，在嘧啶环上添加环戊胺结构。这种优化不仅在中心骨架上引入了新的有利侧链，从而促成了MRTX849的成功，而且还为开发其他KRAS抑制剂（例如divarasib (GDC-6036) (WO2020097537 A2)）提供了新的基团。 第二个里程碑是分子MRTX1133（图2），其设计始于ARS-1620首次引入的芳香双环体系，并直接用哌嗪结构取代丙烯酰胺共价活性基团。这一修饰与Asp 12形成盐桥相互作用，从而优化了靶向KRAS G12D的起始策略，其Kd值为3.5 µM ，为非共价靶向抑制剂的开发奠定了基础。这一进展表明，抑制剂与KRAS结合的驱动力开始从共价锚定位点转变为非共价相互作用。随后对哌嗪结构（包括盐桥形成）、萘环和环戊胺的优化显著提高了抑制剂的性能，每次侧链优化都使效力提升了一个数量级。对先导化合物的这些优化促成了MRTX1133的开发，这是第一个具有临床活性的KRAS G12D抑制剂。 MRTX1133的成功凸显了通过改变活性基团来调控抑制剂分子靶向不同突变体变体的潜力。此外，MRTX1133中萘环和六氢-1H-吡咯嗪基团的优化替换已被广泛应用于其他KRAS突变体或泛KRAS抑制剂的开发。基于MRTX1133和MRTX849的优化基团，通过替换MRTX1133的活性基团，获得了一系列靶向不同KRAS突变的共价抑制剂，包括G12S（Shokat实验室）、G12R（Shokat实验室）、G12D/C（Li实验室）和G12D（Shokat实验室）（图2）。尽管这些分子含有高反应性弹头，由于稳定性低，难以在体内使用，但它们无可否认地支持了这样一种观点：通过改变弹头，可以有效地靶向不同的KRAS突变变体。 此外，这些例子也表明，当中心骨架所有侧链和功能基团的非共价优化达到足够水平时，小分子对共价活性基团与KRAS结合的依赖性会减弱。这一进展为成功开发泛KRAS抑制剂铺平了道路。MIRATI公司的专利申请结果表明，通过保持MRTX1133的核心结构不变，仅替换活性基团，即可获得多种高效的泛KRAS抑制剂（WO2022132200，WO2022133038）。最近，安进公司公开了AMG 410，这是一种源自Mirati Therapeutics公司化合物5结构优化的泛KRAS抑制剂。该分子通过策略性地引入一种新型环化基序而构建，展现出增强的靶点结合能力和类药特性。 本节讨论的大多数分子优先靶向GDP结合的非活性（RAS-OFF）构象，但新兴的结构导向优化策略已筛选出一些化合物，这些化合物开始对GTP结合的活性（RAS-ON）状态表现出可测量的活性。代表性例子包括BBO-8520和FMC-376，后者在临床前评估中表现出RAS-ON/OFF的双重抑制作用。与构象选择性抑制剂相比，这些双态调节剂在临床前模型中显示出更高的治疗效果，这可能是由于它们能够通过同时稳定非活性状态和干扰活性构象中的效应物结合来扰乱GTP酶循环。 KRAS抑制剂从非共价片段的结构演变 事实上，范德比尔特大学Stephen Fesik的团队与勃林格殷格翰 (BI) 的科学家们合作，采用了一种截然不同的方法来开发一系列靶向KRAS的分子。他们利用基于核磁共振 (NMR) 的片段筛选来鉴定新的KRAS结合配体，揭示了开关I/II口袋界面处一个此前未被发现的口袋，这代表了靶向RAS亚型方面的一项突破。他们从筛选出的与开关I/II口袋结合的片段出发，采用片段增长和优化策略开发了多种KRAS抑制剂。由于缺乏共价活性基团的辅助，这无疑是一条从一开始就充满挑战的道路，这主要是因为KRAS本身具有难以成药的特性。 为了鉴定与开关II口袋（不同于开关I/II口袋）结合的片段，研究团队采用了一种此前由Fesik团队开发的阻断KRAS主要结合位点的方法：他们首先将KRAS的G12V突变为C39，并用共价工具片段修饰该半胱氨酸残基，使其占据开关I/II口袋。随后，他们利用HSQC-NMR方法特异性地筛选与开关II口袋结合的片段。通过筛选超过13000个片段，BI的科学家发现了片段1，并对其进行进一步优化，得到片段2（图3）。通过进一步的片段扩增和对片段2的优化，获得了片段3和前体1。值得一提的是，前体1的结构是所有后续BI系列分子的核心结构（图3）。Precursor 1与KRAS的结合区域与MRTX1133具有部分相似性，但存在关键的结构差异。虽然两种化合物均靶向KRAS的保守结合亚区，但Precursor 1缺乏MRTX1133中观察到的延伸至G12区域的化学结构。这种结构上的截短赋予Precursor 1不依赖于G12突变的结合能力，使其能够对多种KRAS突变体保持基础亲和力。比较分析表明，MRTX1133通过与三个关键亚结构域的三价相互作用增强了抑制效力：突变敏感的G12口袋、H95溶剂面向区域和D69极性区域。相比之下，Precursor 1仅与两个亚结构域（H95和D69）结合，尽管其突变兼容性更广，但活性却显著降低。 图3. KRAS抑制剂从非共价结合片段的进化途径。 前体1的简化结合特性为通过策略性结构优化开发功能差异化的 KRAS 抑制剂提供了一个多功能的支架。定向修饰可能包括：1）针对G12的延伸，引入亲电基团或构象限制基序以恢复突变特异性效力；2）优化前体1与H95/D69区域之间的相互作用以增强泛突变体抑制性能。例如，添加连接子和丙烯酰胺共价基团可得到G12C抑制剂BI-0474（图3）（WO2021245055 A1），而引入带正电荷的氨基则可开发G12D抑制剂。此外，由于前体1能够结合多种KRAS突变体，因此通过进一步优化前体1也可获得泛KRAS抑制剂。 在开发一系列用于泛KRAS抑制剂的BI分子过程中，涌现出两个关键分子。第一个是BI-2865（图3）（WO2023099592），其中哌嗪结构片段被优化为吡咯烷结构；第二个是BI-2493（图3）（WO2023099623），其中季碳手性中心被转化为螺环结构。这两个分子均优化了与H95或D69区域的结合，并且与前体1相比，活性显著增强。值得注意的是，将这两个优化片段杂交生成前体2，进一步增强了其活性。参考BI-2865-KRAS复合物的晶体结构，前体2应有向G12区域延伸的空间，表明该区域存在进一步片段延伸的潜力。BI公司近期公布的专利也证实了此类结构的存在（WO2023099624）。专利数据对比显示，该片段向G12区域延伸可增强前体2的活性（图3），从而促进了泛KRAS抑制剂候选药物（BI-3706674）的开发。BI-3706674的详细结构尚未公开；然而，我们在图3中展示了BI公司专利中的类似结构 。该专利的结果表明，这种优化方法可增强KRAS与G12突变无关的结合，这可能进一步推动泛KRAS抑制剂进入临床阶段。 此外，在泛KRAS抑制剂开发中发现的优化结构基序（与H95区域结合）也可用于进一步改进G12C共价抑制剂。例如，将BI-2865中的环戊胺片段引入BI-0474中以取代哌嗪基团，可进一步提高其效力，该基团也用于临床阶段的G12C抑制剂BI-1823911中。 此外，通过对每个侧链和功能基团进行广泛的优化，使其与KRAS形成强非共价结合，该抑制剂对化学修饰的耐受性大大提高。这一优势不仅允许添加活性基团以开发不同的共价抑制剂，而且还允许添加连接子-降解基团以降解蛋白质，从而实现对多种KRAS突变蛋白的降解。在BI的优化过程中鉴定出的优化侧链和功能基团再次拓展了我们开发新型KRAS抑制剂的工具集。 RAS(ON)抑制剂的结构演化源于CypA依赖性分子胶 尽管Mirati和勃林格殷格翰在分子设计和开发方面采取了不同的策略，但Revolution Medicines (RMC) 开创了一种作用机制 (MOA) 独特的KRAS抑制方法。RMC系列化合物采用了一种创新的分子胶策略，这与传统的直接结合小分子抑制剂截然不同（图4）。这些化合物特异性地与环孢亲和素A (CypA) 结合，重塑其表面拓扑结构，同时利用CypA和KRAS之间的静电互补性，实现与活化（ON状态）KRAS蛋白的靶向结合。 图4. RAS(ON)抑制剂的设计与化学演变。 这种经过合理设计或筛选的分子粘合剂，在蛋白质降解领域之外的临床应用中鲜有成功案例，且风险和不确定性较大。然而，后续的临床前和临床数据已充分验证了这一开创性方法的有效性。该策略已成为KRAS抑制剂研发领域最有前景的方向之一，印证了突破性创新往往源于对具有挑战性的科学前沿的探索这一真理。 Revolution Medicines公司利用小分子丰富的化学空间和基因编码蛋白广泛的相互作用界面，提出了一种“三元复合物抑制剂”开发平台（图4）。该平台促进了一系列分子胶状大环肽模拟抑制剂的开发，这些抑制剂能够化学重塑分子伴侣蛋白CypA的表面，并与活化的RAS形成三元复合物，从而阻止下游效应分子与RAS结合，进而下调致癌信号通路。CypA和KRAS之间的相互作用界面具有互补的表面电荷，这为它们的结合提供了基础。这种天然优势表明，修饰CypA的天然配体有可能重塑CypA的表面拓扑结构，从而增强CypA与KRAS的相互作用。 该平台的概念验证最初侧重于靶向KRAS G12C突变体。Revolution Medicines公司从桑格非林A中提取了最小的CypA结合结构单元，并将其与能够与G12C形成共价键的二硫键基团偶联，从而验证了这一策略。进一步的构效关系研究和侧链优化最终确定了其通用结构式。对A/B基团和L/C基团（图4）的优化分别用于提高KRAS结合能力和药代动力学性能。 第一个优化分子是RMC-4998（图4），它具有独特的构象受限螺环连接基和炔酰胺活性基团，从而具有良好的类药性质。进一步优化，包括将通用结构式中L片段的芳香环替换为吗啉，得到了RMC-6291（图4），该分子已进入临床试验。 来自RMC-4998的螺环骨架和来自RMC-6291的吗啉连接基随后被杂交到RMC-9805中，RMC-9805通过其氮丙啶活性基团共价靶向G12D突变。此外，在RMC-9805的开发过程中，构效关系研究促使在RMC-9805上引入哌啶部分，该部分随后被用于泛RAS抑制剂RMC-6236和RMC-7977的开发。此外，在这些抑制剂的开发过程中，吗啉连接基被优化为噻唑部分，随后该噻唑部分被引入到me-better泛KRAS抑制剂ERAS0015（WO2024067857 A1）中。此外，RMC-6236/9805/7977的进一步优化促进了RMC-5127（用于G12V）、RMC-0708（用于Q61H）和RMC-8839（用于G13 C）的开发。 这种结构元素的系统性演变体现了一种合理的药物设计方法，其中成功的结构基序被策略性地纳入并优化于多代化合物中，从而产生越来越有效且突变覆盖范围更广的KRAS抑制剂。 针对RAS的靶向蛋白降解剂 由于已获批准的KRAS G12C药物的疗效低于预期，并且面临耐药机制的快速发展，导致药效降低，许多项目开始开发KRAS降解方法，希望能够超越并取代已进入临床的第一代G12C抑制剂。 与抑制KRAS功能相比，RAS蛋白的降解遵循事件驱动而非占据驱动的药理学范式。此外，在非共价结合的情况下，降解剂通过催化作用降解超化学计量量的RAS蛋白。因此，降解有望成为调节下游信号通路的一种更有效的方法。 2019年，Gray研究小组开发了KRAS G12C降解剂XY-4-88，该降解剂利用不同的碳链、PEG链和叔胺连接基将CRBN配体泊马度胺与KRAS G12C抑制剂偶联。然而，XY-4-88只能降解293T细胞中过表达的GFP-KRAS G12C，而不能降解MiaPaCa2和H358细胞中的内源性KRAS G12C蛋白。这些结果表明，多聚泛素化可能发生在融合的GFP上，而不是KRAS G12C蛋白上，改变降解剂的结构单元或许可以解决这个问题。 2020年，Crews研究组通过将VHL配体与MRTX849偶联，开发了第一个针对内源性KRAS G12C的PROTAC分子LC-2（图5）。LC-2是一种针对KRAS G12C的强效PROTAC分子，其DC 50值低于微摩尔级，并且能够有效降解不同G12C突变细胞系中的KRAS蛋白。 图5. 代表性的KRAS降解酶。 随后，其他KRAS G12C降解剂相继被报道，例如YF135、KP-14和YN14，它们均使用VHL配体，并实现了内源性KRAS G12C蛋白的降解（图5）。有趣的是，LC-2、YF135和KP-14均使用相似的取代位置将连接子-VHL配体锚定在KRAS抑制剂上，且它们的DC值均达到微摩尔级。而YN14分子中，连接子-VHL配体锚定在AMG 510的酚羟基上，其DC50值达到纳摩尔级，表明取代位置对KRAS PROTAC分子的效力至关重要。 值得注意的是，KRAS G12D降解剂ASP3082（图5）已成为KRAS降解剂临床开发的先驱。ASP3082由KRAS G12D结合剂、VHL配体和一个极短的刚性连接子组成。与YN14类似，ASP3082具有独特的取代位点，可将连接子-VHL配体锚定，并在降解KRAS G12D方面表现出显著的效力（WO2022173032 A1）。此外，ASP3082不仅在胰腺导管腺癌（PDAC）中展现出显著的抗肿瘤活性，而且在携带KRAS G12D突变的结直肠癌（CRC）和非小细胞肺癌（NSCLC）小鼠模型中也表现出显著的抗肿瘤作用。 最近，Ciulli研究组开发了一种选择性强、高效且具有体内活性的泛KRAS降解分子ACBI3（图5）。ACBI3以BI-2865为泛KRAS结合剂，VHL为降解部分，在GP2d细胞中对KRAS蛋白的降解表现出极强的DC 5值（3.9 nmol/L），并且在异种移植瘤模型中也显示出有效的肿瘤生长抑制作用。 KRAS的降解，尤其是泛KRAS的降解，通过直接“标记”KRAS蛋白使其被蛋白酶体降解，提供了一种很有前景的替代方案，理论上可以克服抑制方法的局限性。KRAS降解剂具有以下几个优势：（1）其作用机制不依赖于与活性位点的持续结合，因此可能覆盖更广泛的突变类型；（2）KRAS蛋白的完全清除可防止残余信号传导和耐药突变的出现；（3）该方法可能对过表达的野生型KRAS也有效；（4）降解过程会产生突变型KRAS肽片段，特别是那些与药物分子共价修饰的片段，这些片段可以作为免疫系统识别的新型抗原，从而增强治疗效果。 尽管有这些优势，但KRAS降解剂的开发仍面临一些挑战：（1）PROTAC的大分子量可能会影响体内递送效率；（2）降解剂对正常组织中KRAS的影响需要进行严格的评估，以避免潜在的毒性。 尽管面临这些挑战，但新型KRAS抑制剂的研发、蛋白质降解技术的进步以及肿瘤特异性递送系统的进展，为KRAS降解剂的开发带来了巨大的机遇。KRAS降解剂的开发有望为KRAS驱动的肿瘤提供更通用、更有效、更持久的治疗策略，从而满足亟待解决的临床需求。 临床研发中直接KRAS抑制剂的概述 随着作用机制各异的KRAS抑制剂的研发，一系列KRAS G12C抑制剂、KRAS G12D抑制剂、泛KRAS抑制剂和泛RAS抑制剂开始进入临床试验，其中一些显示出显著疗效。这些抑制剂利用不同的作用机制，表明针对RAS的多种靶向策略已取得初步的临床成功。然而，单药KRAS靶向治疗经常遇到耐药性，因此需要开发联合治疗策略以克服耐药性并提高临床疗效。本节重点介绍(K)RAS抑制剂的关键临床研究，尤其是在非小细胞肺癌(NSCLC)、胰腺导管腺癌(PDAC)和结直肠癌(CRC)中的应用，并在表1中总结了当前的临床研发阶段。 表1. 直接靶向RAS抑制剂的当前临床开发阶段 靶向KRAS G12C突变 KRAS在非活性、GDP结合（OFF）状态和活性、GTP结合（ON）状态之间循环。根据药物靶向的KRAS状态，KRAS G12C抑制剂可分为KRAS(OFF) 抑制剂和KRAS(ON) 抑制剂。OFF状态抑制剂靶向非活性、GDP结合的KRAS形式，而 (ON) 状态抑制剂则结合活性、GTP结合的KRAS形式。两种类型的KRAS G12C抑制剂均已进入临床试验阶段。 索托拉西布和阿达格拉西布是两种KRAS G12C (OFF)抑制剂，在KRAS G12C突变型非小细胞肺癌（NSCLC）中展现出良好的临床疗效，KRAS G12C突变在NSCLC患者中的发生率约为13%～15%。在CodeBreak 100 I/II期临床试验中，索托拉西布的客观缓解率（ORR）为41%，中位无进展生存期（mPFS）为6.3个月。同样，阿达格拉西布在KRYSTAL-1 I/II期临床试验中也展现出类似的疗效，ORR为42.9%，mPFS为6.5个月。这些结果促使FDA分别于2021年和2022年加速批准了sotorasib和adagrasib。然而，3期CodeBreak 200试验的结果表明，虽然sotorasib的ORR为28.1%，mPFS为5.6个月，优于多西他赛，但它并未改善总生存期 (OS)，这引发了人们对其长期疗效的担忧，并强调了进一步研究的必要性。 KRAS G12C抑制剂在其他癌症类型中也显示出活性。在胰腺导管腺癌（PDAC）中，KRAS G12C突变发生率约为1%-3%，索托拉西布（sotorasib）的客观缓解率（ORR）为21%，中位无进展生存期（mPFS）为4.0个月，而阿达格拉西布（adagrasib）的ORR为33.3%，mPFS为5.4个月。相比之下，结直肠癌（CRC）的KRAS G12C突变率约为3%-4%，对这些疗法的反应有限。索托拉西布的ORR仅为9.7%，mPFS为4.0个月，而阿达格拉西布的ORR略高，为19%，mPFS为5.6个月。研究将这些疗效不佳归因于适应性耐药机制，主要涉及通过上游受体酪氨酸激酶（例如EGFR）重新激活MAPK通路。与KRAS抑制剂单药治疗相比，KRAS和EGFR抑制剂联合治疗可显著改善疗效。事实上，索托拉西布联合帕尼单抗的客观缓解率 (ORR) 达到26.4%，中位无进展生存期 (mPFS) 为5.6个月，因此FDA于2025年批准该联合疗法用于治疗KRAS G12C突变型转移性结直肠癌成人患者。此外，阿达格拉西布联合西妥昔单抗的ORR达到46%，mPFS为6.9个月。该联合疗法也于2024年获得FDA加速批准，用于治疗KRAS G12C突变型局部晚期或转移性结直肠癌。这些研究结果强调了通过联合治疗策略优化MAPK通路抑制在CRC治疗中的重要性。 第三种已发表临床数据的KRAS G12C抑制剂，来自基因泰克公司的divarasib，在单药治疗试验中显示出优于sotorasib和adagrasib的疗效。在非小细胞肺癌（NSCLC）中，divarasib的客观缓解率（ORR）达到53.4%，中位无进展生存期（mPFS）为13.1个月；在结直肠癌（CRC）（ORR为29.1%，mPFS为5.6个月）和胰腺导管腺癌（PDAC）（ORR为42.8%）中也显示出显著疗效。此外，在未接受过KRAS抑制剂治疗的结直肠癌患者中，divarasib联合西妥昔单抗治疗取得了令人瞩目的疗效，ORR达到62.5%，mPFS达到8.1个月。 其他KRAS G12C (OFF)状态抑制剂，包括D3S-001（非小细胞肺癌ORR为66.7%）、fulzerasib（非小细胞肺癌ORR为49.1%）、glecirasib（非小细胞肺癌ORR为47.9%，胰腺导管腺癌ORR为46.4%）、olomorasib（非结直肠癌实体瘤ORR为40%）、GEC255（非小细胞肺癌ORR为76.9%）、HS-10370（非小细胞肺癌ORR为51.2%）、garsorasib（非小细胞肺癌ORR为50%）和MK-1084（非小细胞肺癌ORR为22%）。 KRAS G12C突变型实体瘤）已显示出令人鼓舞的结果（表2）。新一代KRAS抑制剂也正在涌现，它们具有不同的作用机制和更高的疗效。RMC-6291是一种靶向活性KRAS G12C (ON) 状态的三元复合物抑制剂，在既往接受过KRAS G12C (OFF) 抑制剂治疗的非小细胞肺癌 (NSCLC) 患者中取得了57%的客观缓解率 (ORR )，在未接受过抑制剂治疗的结直肠癌 (CRC) 患者中取得了44%的ORR。有趣的是，研究发现KRAS-GTP的积累是KRAS G12C (OFF) 抑制剂相关的耐药机制。这一发现表明，与 (OFF) 状态抑制剂相比，KRAS G12C (ON) 抑制剂可能具有提高临床疗效的潜力。然而，还需要进一步的临床证据来证实这一潜力。值得注意的是，首创的KRAS G12C (ON) 和 (OFF) 形式的直接双重抑制剂BBO-8520已进入KRAS G12C NSCLC患者的1期临床试验(NCT06343402)，比较双重KRAS抑制剂与 (ON) 或 (OFF) 状态抑制剂的疗效将是一件很有趣的事情。 表2. KRAS突变选择性抑制剂和泛RAS抑制剂的临床疗效 针对其他KRAS突变 除了KRAS G12C抑制剂外，针对其他KRAS突变的多种策略也正在研发中，包括小分子抑制剂、蛋白降解剂和分子胶。尽管MRTX1133是一种里程碑式的非共价KRAS G12D靶向抑制剂，但其临床开发已终止。HRS-4642是另一种选择性靶向KRAS G12D的非共价抑制剂，在KRAS G12D突变型晚期实体瘤患者中显示出良好的安全性，61.1%的患者病情稳定，33.3%的患者靶病灶缩小。ASP3082是一种首创的KRAS G12D特异性PROTAC分子，在一项纳入98例晚期KRAS G12D阳性实体瘤（包括胰腺癌 (PC)、非小细胞肺癌 (NSCLC) 和结直肠癌 (CRC)）患者的I期剂量递增研究中，显示出可接受的安全性和良好的抗肿瘤活性。当剂量≥100 mg时，观察到抗肿瘤活性增强，在300 mg剂量下疗效最佳，客观缓解率 (ORR) 为33.3%，疾病控制率 (DCR) 为75.0%。PROTAC的优势在于其催化机制：一旦KRAS被降解，PROTAC可以继续靶向并降解其他分子，从而降低所需的有效剂量。然而，由于PROTAC的分子量较大，ASP3082需要静脉给药，这限制了其频繁和长期治疗。因此，优化PROTAC分子的口服递送将是其临床开发中的关键一步。 RMC-9805和RMC-6236是极具前景的 (K)RAS(ON) 抑制剂，在RAS突变驱动的晚期癌症患者中展现出显著的抗肿瘤活性。RMC-9805是一种特异性抑制RAS(ON) 状态下KRAS G12D的抑制剂，在胰腺导管腺癌 (PDAC) 患者中达到30%的客观缓解率 (ORR)，在非小细胞肺癌 (NSCLC) 患者中达到61%的ORR，表明其具有治疗多种KRAS G12D突变型癌症的潜力。RMC-6236是一种多选择性RAS(ON) 抑制剂，可抑制突变型和野生型KRAS、NRAS和HRAS。在针对携带特定KRAS G12突变（包括KRAS G12D、KRAS G12V和KRAS G12R）的晚期实体瘤患者的RMC-6236-001 I/Ib期研究中，该药物展现出令人鼓舞的疗效和安全性。在二线治疗中，携带KRAS G12X突变的胰腺导管腺癌（PDAC）患者的中位无进展生存期（mPFS）为8.8个月，客观缓解率（ORR）为36%；而所有RAS突变患者的mPFS为8.5个月，ORR为27%。该药物目前也在接受免疫治疗和铂类化疗但未接受多西他赛治疗的RAS突变型非小细胞肺癌（NSCLC）二线或三线患者的试验中进行评估。结果显示，患者的中位PFS为9.8个月，中位总生存期（OS）为17.7个月，ORR为38%。这些(K)RAS(ON)抑制剂共同展现出治疗多种RAS驱动型癌症的巨大潜力，并在难治性患者群体中取得了令人鼓舞的早期临床结果。基于这些令人鼓舞的结果，一项针对既往接受过治疗的转移性胰腺导管腺癌(PDAC)患者的RMC-6236 III期临床试验(NCT06625320)已于近期启动。 克服耐药性的综合策略 尽管KRAS抑制剂在多种癌症类型中均显示出疗效，但单药治疗常导致耐药性，临床获益有限，因此人们广泛探索联合治疗方案。化疗仍然是KRAS突变型非小细胞肺癌（NSCLC）、结直肠癌（CRC）和胰腺导管腺癌（PDAC）患者的基石治疗；然而，耐药性常常出现。临床前研究表明，化疗和KRAS抑制剂可能选择性地靶向不同的癌细胞状态或分子亚型。因此，将化疗与KRAS抑制剂联合使用可通过双重机制增强疗效，并可能降低耐药性产生的风险。例如，在CodeBreak 101 Ib期临床试验中，索托拉西布联合铂类双药化疗在局部晚期NSCLC中取得了65%的客观缓解率（ORR），在转移性NSCLC中取得了42%的ORR。同样，在SCARLET单臂II期研究中，对于未接受化疗的KRAS G12C突变型非鳞状非小细胞肺癌（NSCLC）患者，索托拉西布联合卡铂/培美曲塞治疗的客观缓解率（ORR）为88.9%，中位无进展生存期（mPFS）为6.6个月，总生存期（OS）为20.6个月。在转移性结直肠癌（mCRC）中，FOLFIRI方案联合索托拉西布和帕尼单抗治疗，将ORR提高至75%，与单独使用索托拉西布和帕尼单抗治疗的KRAS G12C突变型CRC患者相比，ORR提高了近三倍。 靶向治疗联合策略主要集中于纵向和横向两种途径。由于RAS信号通路包含多个上游和下游介质，耐药性通常是由于遗传和非遗传事件导致RAS通路重新激活而产生的，因此靶向RAS信号通路的上游因子（例如受体酪氨酸激酶）和下游因子成为合理且有吸引力的策略。靶蛋白包括EGFR（上游RTK）、ERBB2（上游RTK）、SHP2（RTK激活的衔接磷酸酶）、SOS1（负责将GTP加载到KRAS蛋白上的鸟嘌呤核苷酸交换因子）和MEK（RAS的下游调节因子）。事实上，如上所述，在CRC中，KRAS抑制剂与EGFR抑制剂联合使用显著提高了客观缓解率（ORR），优于单独使用KRAS抑制剂。此外，多项临床研究已对KRAS G12C抑制剂和SHP2抑制剂联合用药的疗效进行了测试。例如，在一项I/IIa期研究中，KRAS G12C抑制剂glecirasib与SHP2抑制剂JAB-3312联合用药在非小细胞肺癌（NSCLC）中取得了64.7%的客观缓解率（ORR）。同样，KRAS G12C抑制剂JDQ443与SHP2抑制剂TNO155联合用药在早期临床试验中也显示出良好的缓解率。除了垂直联合疗法外，水平联合疗法还靶向与KRAS/MAPK通路平行的信号通路，例如哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）激酶（NCT05840510，NCT04185883）、细胞周期蛋白依赖性激酶4/6（CDK4/6，细胞周期依赖性激酶）（NCT05178888，NCT05358249）、血管内皮生长因子（VEGF）（NCT05180422）、Aurora-A激酶（NCT05374538）和黏着斑激酶（FAK）（NCT06166836）。上述所有靶向疗法目前均在多种癌症类型中进行临床研究，并与KRAS G12C抑制剂联合使用。 除了在细胞增殖、细胞周期等方面发挥调控作用外，KRAS突变还会显著影响肿瘤免疫微环境（TIME），促进免疫抑制并削弱抗肿瘤免疫。这些突变会导致免疫抑制细胞（如肿瘤相关巨噬细胞（TAM）、髓源性抑制细胞（MDSC）和调节性T细胞（Treg））的积累，从而抑制T细胞功能并促进肿瘤生长。KRAS驱动的MAPK通路激活可上调免疫检查点（如PD-L1）的表达，从而促进肿瘤免疫逃逸。据此，临床前研究表明，KRAS抑制剂可逆转免疫抑制并增强肿瘤免疫原性，这为将其与免疫疗法联合应用提供了理论依据。事实上，在PD-L1高表达的非小细胞肺癌（NSCLC）患者中，阿达格拉西布联合帕博利珠单抗的客观缓解率（ORR）达到63%，12个月无进展生存率（PFS）为60.8%，凸显了免疫疗法在延长临床疗效方面的作用。然而，在KRAS G12C突变型NSCLC患者中，索托拉西布联合帕博利珠单抗的临床试验中观察到了严重的不良事件，这些不良事件可能通过调整剂量来减轻。其他KRAS G12C抑制剂，如MK-1084和olomorasib与pembroluzumab联合使用，在KRAS G12C突变实体瘤中达到71%的ORR，在NSCLC中达到63%的ORR。 这些进展共同凸显了针对KRAS的疗法的日益丰富，以及优化联合治疗方案以克服耐药性并改善KRAS突变癌症临床疗效的迫切需要。 未来方向与挑战 新模式 尽管小分子KRAS抑制剂的研发进展迅速，但许多研究人员仍在探索多种KRAS靶向策略和新型方法。这些创新方法包括工程化结合蛋白、环状肽、针对修饰KRAS抗原的抗体或T细胞受体（TCR）以及RNA干扰（RNAi）技术。虽然这些策略目前尚未产生获批药物，但它们已展现出令人鼓舞的进展，为KRAS的治疗干预提供了新的契机。这些替代方法拓展了潜在的KRAS靶向疗法，并可能为传统小分子疗法遇到的挑战提供解决方案。 环肽抑制剂 由于肽类具有较大的分子相互作用界面，兼具小分子和抗体的部分优势，因此已成为靶向蛋白质-蛋白质相互作用的理想治疗分子。在KRAS靶向研究领域，近年来对多种类型的肽类抑制剂进行了广泛的研究，包括单环肽、双环肽、交联肽和蛋白质模拟抑制剂。 线性肽在体内易受蛋白水解酶降解，而环状肽因其稳定性、渗透性和生物活性的提高，作为一种有前景的治疗手段而备受关注。这促使过去几十年中，KRAS靶向环状肽抑制剂的研发取得了显著进展。目前已开发出多种KRAS靶向环状肽，包括Cyclorasin 9 A/Cyclorasin 9 A5、KD2、KRpep2/KRpep2D、Cyclorasin B4-27和LUNA18。然而，这些环状肽分子虽然大多能有效结合KRAS，但其细胞活性较差，体内疗效更弱。在基于环肽的KRAS抑制剂的开发过程中，这一直是一个持续的挑战：通过亲和力筛选鉴定的分子往往无法通过细胞活性筛选。 为了应对这一根本性挑战，中外制药株式会社的研究人员通过对模型化合物进行广泛的溶解度、膜渗透性和稳定性测试，建立了一个类药性评价模型。他们将这些类药性标准作为环肽库筛选的过滤标准，最终鉴定出AP8784为先导化合物。随后对该分子进行优化，开发出了泛KRAS抑制剂LUNA18。值得注意的是，LUNA18不仅展现出高细胞内活性和良好的药代动力学特性，而且无需特殊制剂即可实现30%的口服生物利用度。这一突破挑战了传统肽类药物口服给药的局限性。LUNA18的成功不仅代表着KRAS靶向治疗领域的重大进展，也是环肽药物研发史上的一个重要里程碑。 找到合适的组合 尽管临床前和临床研究表明联合治疗策略可以增强KRAS抑制剂单药治疗的疗效，但确定最佳联合方案对于更精准的治疗至关重要。针对KRAS突变型癌症寻找合适的联合治疗方案，需要同时靶向特定的KRAS突变以及复杂的肿瘤内在信号通路和免疫网络。这需要采用多学科方法，包括分子特征分析（例如基因谱分析）和生物标志物发现以进行患者分层，以及包含靶向治疗、化疗和免疫调节剂的多方面治疗方案。遗传和细胞状态的异质性进一步增加了治疗的复杂性，因为肿瘤细胞能够适应并激活补偿通路，从而导致耐药性。此外，肿瘤微环境因素，例如基质和免疫微环境的重塑，也与耐药性相关。正交联合治疗策略，例如将靶向治疗与免疫检查点抑制剂联合使用，或整合靶向、免疫和化疗方法，可能通过多种机制攻击肿瘤，从而提高疗效。但是，同样重要的是要确保联合用药时所用药物的毒性水平在可接受范围内。 扩大目标可及性 由于KRAS G12C突变仅占KRAS突变型癌症的一小部分，目前FDA批准的KRAS G12C抑制剂仅惠及有限的患者群体。将RAS抑制剂的研发范围扩展到KRAS G12C以外的其他突变类型，是未来至关重要的发展方向，旨在应对更广泛的KRAS突变，例如G12D、G12V、G13D和Q61H，以及其他RAS亚型，包括NRAS和HRAS。有前景的策略包括非共价抑制剂（可靶向缺乏活性半胱氨酸的突变）以及PROTAC等新型选择性蛋白降解方法。此外，开发泛KRAS抑制剂（靶向野生型KRAS和所有致癌性KRAS突变）以及泛RAS抑制剂（能够靶向整个RAS家族的野生型和突变型）是拓展RAS驱动型癌症治疗领域的重要一步。 结论 近年来，我们见证了利用小分子抑制剂靶向KRAS的显著进展。除了KRAS G12C抑制剂的临床成功外，RAS靶向治疗领域也迎来了复兴。该领域正从多个方面取得进展：研究人员正在开发针对各种KRAS/RAS突变的解决方案，从突变特异性抑制剂扩展到泛KRAS或泛RAS策略，并将靶向机制从KRAS的非活性（OFF）状态扩展到活性（ON）状态。 RAS长期以来难以被小分子抑制剂成药，这使得RAS成为新型治疗策略的试验场。此外，目前正在开发更广泛的治疗方法，包括蛋白质降解剂和各种针对突变RAS新抗原的免疫疗法，例如疫苗、细胞疗法和利用免疫系统对抗癌症潜力的蛋白质疗法。 随着RAS被认为是“不可成药”的时代彻底结束，并且我们预计KRAS抑制剂在未来几年将取得显著的临床成功，基于我们目前的理解，仍有几个关键问题需要解决： •除了KRAS G12C和KRAS G12D突变外，其他KRAS突变（以及NRAS和HRAS突变）患者是否会在临床上成为重点治疗对象？ •在临床实践中，哪种方法能提供更优的患者疗效：泛KRAS靶向策略还是泛RAS靶向策略？ •KRAS抑制剂能否在保持可接受的安全性和治疗窗口的前提下，成为类似于免疫疗法或化疗的基础治疗手段？此外，哪些联合治疗策略能够最大程度地提高不同类型癌症的临床疗效？ 在不久的将来，随着许多采用新方法靶向RAS的化合物临床试验结果陆续公布，这些问题有望得到逐步解答。我们相信，靶向RAS的疗法将成为我们对抗癌症的又一有力武器。 微信号：maple31415926 点击“转发”吧

在人类癌症治疗的历史长河中，RAS 信号通路的靶向研究曾长期处于 “攻坚死角”。作为细胞内关键的分子开关，RAS 蛋白家族（KRAS、NRAS、HRAS）的突变在超过 20% 的人类癌症中驱动肿瘤发生，尤其在胰腺癌（KRAS 突变率达 90%）、结直肠癌（40%）和非小细胞肺癌（25%）等恶性肿瘤中高发，是全球癌症患者死亡的重要诱因之一。然而，由于 RAS 蛋白表面光滑、缺乏传统小分子药物可结合的深度口袋，且对 GTP/GDP 的亲和力极强（皮摩尔级别），自 20 世纪 80 年代被发现以来，它始终被业界贴上 “不可成药” 的标签。直至 21 世纪 10 年代后，随着共价抑制、分子胶、蛋白降解等创新技术的突破，RAS 靶向治疗才迎来质的飞跃，从实验室走向临床，为无数患者带来新的生存希望。 RAS 蛋白的核心功能是作为 “分子开关” 调控细胞信号传递。在正常生理状态下，它通过 GDP 结合的失活态（OFF）与 GTP 结合的激活态（ON）之间的动态转换，精准控制细胞增殖、存活、分化及迁移等关键过程：当细胞外生长因子与细胞膜上的受体酪氨酸激酶（RTKs）结合后，会触发受体二聚化与自磷酸化，招募 GRB2、SOS1 等适配蛋白，其中 SOS1 作为鸟苷酸交换因子（GEF），可催化 RAS 蛋白上的 GDP 向 GTP 转换，使其进入激活态；激活后的 RAS 会进一步结合并激活下游 RAF-MEK-ERK、PI3K-AKT-mTOR 等信号通路，最终调控与细胞生长相关的基因表达。而在癌症中，RAS 基因的突变（主要发生在 12、13、61 位密码子）会破坏其固有的 GTP 水解能力 —— 突变后的 RAS 蛋白对 GTP 酶激活蛋白（GAPs，如神经纤维瘤蛋白 NF1）的敏感性显著降低，导致 GTP 无法有效水解为 GDP，RAS 持续处于激活态，即使在没有外部生长信号的情况下，也会驱动下游通路异常激活，最终引发细胞无限增殖、抗凋亡、侵袭转移等恶性表型。 2013 年，Kevan Shokat 团队的一项突破性研究为 RAS 靶向治疗打开了突破口：他们发现 KRASG12C 突变体（约占 KRAS 突变的 13%）的 12 位半胱氨酸残基附近，存在一个此前未被发现的变构口袋 —— 开关 II 口袋（Switch II Pocket）。该口袋在 RAS 蛋白处于 GDP 结合的失活态时短暂开放，可被带有丙烯酰胺等共价弹头的小分子化合物特异性结合，形成共价键后将 KRASG12C 锁定在失活态，从而阻断其与下游效应蛋白的相互作用。这一发现不仅颠覆了 “RAS 不可成药” 的认知，更直接推动了 RAS 抑制剂的化学进化历程，开启了针对特定 RAS 突变体的精准治疗时代。 RAS 抑制剂的化学进化呈现出 “多路径并行、从单一突变到广谱覆盖” 的鲜明特征，其中小分子抑制剂的发展最为成熟，可细分为共价抑制与非共价抑制两大技术路线。在共价抑制剂领域，早期研究以 2013 年发现的化合物 12 为起点 —— 该分子虽缺乏成药性，却首次验证了 “通过开关 II 口袋共价结合 KRASG12C” 的可行性。随后，Araxes 公司基于化合物 12 的结构，优化丙烯酰胺共价弹头与 Cys12 残基的结合距离，开发出首个具有细胞活性的 KRASG12C 抑制剂 ARS-853，其细胞水平 IC50 达 2μmol/L，为后续优化奠定了基础。2015 年，该公司进一步通过结构修饰得到 ARS-1620，不仅在动物模型中首次展现出体内抗肿瘤活性，更通过专利公开（WO2015054572）向业界分享了核心结构，成为后续多款 KRASG12C 抑制剂的设计模板。 真正的临床突破来自安进公司的索托拉西布（AMG 510）。研发团队借鉴 ARS-1620 的喹唑啉母核结构，在 N1 原子位置引入新型侧链，优化了分子与开关 II 口袋的疏水相互作用及水溶性，最终使索托拉西布在 2021 年成为首个获 FDA 批准的 KRASG12C 抑制剂，用于治疗既往接受过至少一种全身治疗的 KRASG12C 突变局部晚期或转移性非小细胞肺癌患者。临床数据显示，在 CodeBreak 100 临床试验中，索托拉西布的客观缓解率（ORR）达 41%，中位无进展生存期（mPFS）为 6.3 个月，显著优于传统化疗。此后，Mirati Therapeutics 开发的阿达格拉西布（MRTX849）通过在四氢吡啶位引入萘环、嘧啶环位添加环戊胺结构，进一步提升了分子的靶向性与代谢稳定性，在 KRYSTAL-1 试验中，其对非小细胞肺癌的 ORR 达 42.9%，mPFS 为 6.5 个月，且在 2022 年获 FDA 批准用于相同适应症。 随着研发深入，共价抑制剂的优化方向逐渐从 “提升单药活性” 转向 “克服耐药与扩大适应症”。例如，阿斯利康通过将喹唑啉与哌嗪环化，开发出 AZD4625—— 这种环化修饰不仅将分子构象固定在更优的结合状态，还提升了生物利用度、降低了肝外清除率；基于 AZD4625，研究人员进一步去除一个杂环得到 AZD4747，使其具备血脑屏障穿透能力，为治疗中枢神经系统转移的 RAS 驱动型癌症提供了可能。此外，针对 KRASG12C 抑制剂单药治疗易出现的 MAPK 通路再激活耐药，药企还开发出 “下一代” 共价抑制剂，如 Genentech 的多拉西布（GDC-6036），其通过优化侧链与口袋的相互作用，在非小细胞肺癌中实现 53.4% 的 ORR 和 13.1 个月的 mPFS，且与西妥昔单抗联合使用时，对结直肠癌的 ORR 可提升至 62.5%，显著优于前代药物。 与共价抑制剂聚焦 “特定突变体” 不同，非共价抑制剂的研发初衷是突破 “依赖突变体特有氨基酸（如 Cys12）” 的限制，实现对更多 RAS 突变类型的覆盖。这一领域的里程碑成果来自 Mirati Therapeutics 的 KRASG12D 抑制剂 MRTX1133—— 研发团队摒弃传统共价弹头，转而通过引入哌嗪结构与 Asp12 形成盐桥相互作用，同时优化萘环、环戊胺等侧链与 H95、D69 等保守区域的结合，最终使 MRTX1133 成为首个进入临床的非共价 KRASG12D 抑制剂，其对 KRASG12D 的解离常数（Kd）达 3.5μmol/L，且在临床前模型中展现出对胰腺癌、非小细胞肺癌的显著抑制活性。这一突破证明，通过非共价相互作用的精准优化，即使缺乏可共价结合的氨基酸残基，也能实现对 RAS 突变体的有效抑制，为开发 “泛 KRAS 抑制剂” 提供了关键思路。 勃林格殷格翰团队则通过另一条路径推动非共价抑制剂的发展：他们采用 NMR 片段筛选技术，在 KRAS 蛋白的开关 I/II 界面发现了一个全新的非保守口袋，并筛选出可特异性结合该口袋的片段分子。以其中的片段 1 为起点，研究人员通过 “片段生长” 策略逐步优化结构，得到前驱体 1—— 该分子虽仅通过 H95、D69 两个区域与 KRAS 结合，活性较低，但具备 “不依赖 G12 位突变” 的广谱结合能力。基于前驱体 1，团队进一步开发出 G12C 抑制剂 BI-0474（通过添加丙烯酰胺共价弹头）和泛 KRAS 抑制剂 BI-2865、BI-2493：BI-2865 将哌嗪结构优化为吡咯烷，增强了与 H95 区域的疏水作用；BI-2493 则通过螺环结构替换季 chiral 中心，提升了分子的构象稳定性。这两款分子的 ORR 较前驱体 1 显著提升，且 BI-2865 的优化片段（如环戊胺）还被用于改进 G12C 抑制剂 BI-1823911 的活性，体现出 “跨突变体” 的结构复用价值。目前，基于这些分子的泛 KRAS 抑制剂 BI-3706674 已进入临床开发阶段，有望覆盖 KRASG12V、G12R 等此前难以靶向的突变类型。 除小分子抑制剂外，分子胶与蛋白降解剂的出现为 RAS 靶向治疗提供了 “全新模态”，尤其在克服耐药性方面展现出独特优势。分子胶策略的代表是 Revolution Medicines 开发的 “三复合物抑制剂”，其核心机制是通过小分子化合物（分子胶）同时结合亲环蛋白 A（CypA）与激活态（GTP 结合）RAS 蛋白：分子胶首先与 CypA 结合并重塑其表面拓扑，利用 CypA 与 RAS 蛋白天然的静电互补性，引导二者形成 “CypA - 分子胶 - RAS” 三元复合物，最终阻断 RAS 与下游效应蛋白（如 RAF）的结合，从而抑制通路激活。与传统抑制剂仅靶向失活态 RAS 不同，这类分子胶可直接作用于致癌性更强的激活态 RAS，尤其适用于对 KRASG12C 共价抑制剂耐药的患者（耐药机制常涉及 RAS-GTP 积累）。 目前，该技术路线的代表药物 RMC-6291 已进入 I 期临床试验，在既往接受过 KRASG12C 抑制剂治疗的非小细胞肺癌患者中，ORR 仍达 57%，在未接受过抑制剂治疗的结直肠癌患者中 ORR 为 44%，验证了其克服耐药的潜力。在此基础上，研发团队进一步优化结构得到 RMC-9805（针对 KRASG12D）和 RMC-6236（泛 RAS 抑制剂）：RMC-9805 通过氮丙啶共价弹头靶向 KRASG12D，在非小细胞肺癌中 ORR 达 61%；RMC-6236 则可同时抑制 KRAS、NRAS、HRAS 的突变体与野生型，在胰腺癌二线治疗中实现 36% 的 ORR 和 8.8 个月的 mPFS，为 “泛 RAS 靶向” 提供了临床证据。 蛋白降解剂（如 PROTAC）则通过 “催化降解 RAS 蛋白” 的机制，解决了传统抑制剂 “需持续占据活性位点” 的局限性。2019 年，Gray 研究团队首次报道 KRASG12C 降解剂 XY-4-88，其通过连接子将 CRBN 配体（泊马度胺）与 KRASG12C 抑制剂偶联，可在 293T 细胞中降解过表达的 GFP-KRASG12C，但无法降解内源性蛋白。2020 年，Crews 团队改进设计，将 VHL 配体与阿达格拉西布偶联得到 LC-2—— 这款 PROTAC 分子的降解活性（DC50）达亚微摩尔级别，可有效降解多种 KRASG12C 突变细胞系中的内源性 KRAS 蛋白，且在动物模型中展现出比阿达格拉西布更持久的抗肿瘤效果。 后续研究进一步优化降解剂的结构设计，如 YN14 通过将 VHL 配体锚定在索托拉西布的酚羟基位点，使 DC50 降至纳摩尔级别；ASP3082 则作为首个进入临床的 KRASG12D 降解剂，采用 “短刚性连接子” 设计，在 I 期临床试验中，对 KRASG12D 突变的胰腺癌、非小细胞肺癌、结直肠癌患者均展现出活性，在 300mg 剂量下 ORR 达 33.3%，疾病控制率（DCR）为 75%。值得关注的是，泛 KRAS 降解剂 ACBI3 通过将 BI-2865（泛 KRAS 结合单元）与 VHL 配体偶联，在 GP2d 细胞中实现 3.9nmol/L 的高效降解活性，且在异种移植模型中显著抑制肿瘤生长，为覆盖 “无成药位点” 的 RAS 突变体提供了可能。不过，蛋白降解剂仍面临挑战：大分子量可能影响体内递送效率，且对正常组织中 RAS 的降解可能引发毒性，未来需通过靶向递送技术（如抗体偶联）进一步优化。 随着 RAS 抑制剂的临床应用不断深入，单药治疗的耐药问题逐渐显现，联合治疗成为提升疗效、延长患者生存期的关键方向。目前的联合策略主要分为三类：垂直联合（靶向 RAS 上下游通路）、水平联合（靶向并行信号通路）及免疫联合（调控肿瘤免疫微环境），且均在临床研究中取得积极进展。 垂直联合的核心是通过同时抑制 RAS 及其上下游分子，阻断通路的 “代偿性激活”—— 这是 RAS 抑制剂单药耐药的主要机制之一。例如，在结直肠癌中，KRASG12C 抑制剂单药治疗的 ORR 通常低于 20%，主要原因是 EGFR 的代偿性激活导致 MAPK 通路再激活；而索托拉西布与 EGFR 抑制剂帕尼单抗联合使用时，ORR 提升至 26.4%，mPFS 延长至 5.6 个月，该联合方案已在 2025 年获 FDA 批准用于转移性结直肠癌。类似地，SHP2 作为 RAS 上游的关键磷酸酶，其抑制剂（如 JAB-3312）与 KRASG12C 抑制剂（如 glecirasib）联合时，在非小细胞肺癌中的 ORR 达 64.7%，显著优于单药。此外，针对 RAS 下游的 MEK 抑制剂（如曲美替尼）与 KRAS 抑制剂的联合，也在临床前模型中展现出协同抑制肿瘤生长的效果，目前多项临床试验正在开展中。 水平联合则通过靶向与 RAS/MAPK 通路并行的信号通路（如 mTOR、CDK4/6、VEGF），进一步抑制肿瘤细胞的增殖与存活。例如，mTOR 通路的激活会增强肿瘤细胞对 RAS 抑制剂的耐药性，而 KRAS 抑制剂与 mTOR 抑制剂（如依维莫司）的联合，在胰腺癌临床前模型中可显著延长小鼠生存期；CDK4/6 抑制剂（如帕博西尼）则通过抑制细胞周期 G1/S 转换，与 KRAS 抑制剂协同阻断肿瘤细胞增殖，相关联合方案已进入 I 期临床试验（如 NCT05178888）。此外，VEGF 抑制剂（如贝伐珠单抗）通过抑制肿瘤血管生成，可改善肿瘤微环境中的药物递送，与 KRAS 抑制剂联合使用时，在非小细胞肺癌中展现出更高的疾病控制率。 免疫联合策略则利用 RAS 抑制剂对肿瘤免疫微环境的调控作用，与免疫检查点抑制剂产生协同效应。研究发现，KRAS 突变会通过激活 MAPK 通路上调 PD-L1 表达，并招募肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、髓系来源抑制细胞（MDSCs）等免疫抑制细胞，导致肿瘤免疫逃逸；而 RAS 抑制剂可逆转这一过程 —— 例如，索托拉西布可减少 MDSCs 的浸润，增加 CD8+T 细胞的肿瘤浸润；阿达格拉西布与 PD-1 抑制剂帕博利珠单抗联合使用时，在高 PD-L1 表达的非小细胞肺癌患者中 ORR 达 63%，12 个月无进展生存率为 60.8%，显著优于单药治疗。不过，部分联合方案（如索托拉西布 + 帕博利珠单抗）出现了严重不良反应，未来需通过剂量优化或生物标志物筛选（如 PD-L1 表达水平）提升安全性。 尽管 RAS 靶向治疗已取得显著进展，仍有三大核心挑战亟待解决：一是 “突变覆盖范围有限”—— 目前获批的 RAS 抑制剂主要针对 KRASG12C，而 KRASG12D、G12V、Q61H 等更常见的突变类型（如 KRASG12D 占 KRAS 突变的 44%）仍缺乏有效药物；二是 “成药模态的局限性”—— 小分子抑制剂易受耐药突变影响，PROTAC 分子的递送效率与毒性问题尚未完全解决；三是 “临床应用的精准性”—— 缺乏有效的生物标志物指导患者分层，导致部分患者无法从治疗中获益。 针对这些挑战，未来的研发方向将聚焦三个维度：首先，扩大靶点覆盖范围，开发 “泛 KRAS / 泛 RAS 抑制剂”—— 例如，基于 BI-3706674、RMC-6236 等分子的结构，进一步优化与 RAS 保守区域（如 H95、D69）的结合，实现对多种突变体的广谱抑制；其次，探索新型成药模态，如循环肽抑制剂 —— 日本中外制药开发的 LUNA18 是首个口服生物利用度达 30% 的泛 KRAS 环肽抑制剂，其通过环化结构提升稳定性，且可同时结合 RAS 的多个位点，在临床前模型中展现出对 KRASG12C、G12D、G12V 的抑制活性，为肽类药物用于胞内靶点治疗提供了范例；最后，推动 “精准联合治疗” 的开发，通过多组学分析（如基因组、转录组、蛋白质组）挖掘耐药机制，设计个体化的联合方案，例如，针对 “KRASG12C 抑制剂耐药伴 MET 扩增” 的患者，可采用 “KRAS 抑制剂 + MET 抑制剂” 的联合方案。 从 2013 年开关 II 口袋的发现，到 2021 年索托拉西布的获批，再到如今分子胶、蛋白降解剂等新型模态的临床推进，RAS 靶向治疗的发展历程不仅打破了 “不可成药” 的魔咒，更彰显了基础研究与药物化学协同创新的力量。随着技术的不断突破，我们有理由相信，在未来 5-10 年内，RAS 抑制剂将实现从 “单一突变” 到 “泛 RAS 覆盖”、从 “单药治疗” 到 “精准联合” 的跨越，成为继免疫治疗、化疗之后，又一类改变癌症治疗格局的核心手段，为全球数百万 RAS 驱动型癌症患者带来长期生存的希望 声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

关键词：RAS、分子胶、降解剂 RAS蛋白是小型 GTP 酶，作为分子开关调控细胞增殖、生存与迁移。 突变（尤其是在 KRAS、NRAS、HRAS的 12、13、61 位密码子）导致 RAS持续处于 GTP 结合的活化状态，驱动肿瘤发生，其中 KRAS 是最常见的突变亚型，在胰腺癌、结直肠癌、NSCLC中高频突变。 长期以来，RAS 蛋白因其表面平滑、缺乏深结合口袋而被认为难以靶向，指导近些年获得了突破。 近期，南方科技大学等在 Molecular Cancer 上回顾了 RAS 靶向治疗从“不可成药”到临床突破的演变，重点聚焦于 KRAS 抑制剂的化学演化、作用机制、临床进展以及未来发展方向。 一、KRAS 抑制剂的化学演化 1.1 共价抑制剂 起点（2013 年）： Shokat 团队利用 Cys 拘束技术筛选得到Compound 12，可共价结合 KRAS G12C 的开关 II 口袋，但无成药性，成为后续优化的基础（核心结构：保留可与 G12C 共价结合的丙烯酰胺基团）。 早期优化（2014 年）： Araxes 基于 Compound 12 调整丙烯酰胺与 Cys12 的距离，开发出ARS-853，细胞水平 IC50 为 2μmol/L，但药代动力学与体内活性差。 关键进展（2015 年）： Araxes 进一步优化得到ARS-1620，首获 KRAS 抑制剂体内活性，其核心结构成为后续 KRAS G12C 抑制剂设计的模板（结构专利：WO2015054572）。 临床突破（2021 年）： 安进基于 ARS-1620 结构，在喹唑啉 N1 位引入新侧链，开发出AMG 510（索托拉西布） ，成为首个获 FDA 批准的 KRASG12C 抑制剂。 后续，索托拉西布的成功快速推动一系列快跟药，如garsorasib、glecirasib、fulzerasib、MK-1084，均通过喹唑啉区域的不同结构取代实现优化。 环化结构创新： 阿斯利康将 ARS-1620 的喹唑啉与哌嗪环化，开发出AZD4625，提升了分子结合构象稳定性、生物利用度并降低肝外清除； 进一步优化得到AZD4747，可穿透血脑屏障（BBB），用于中枢神经系统肿瘤。 此外，Mirati 公司以 ARS-1620 的芳香双环为基础，将丙烯酰胺弹头替换为哌嗪结构（与 Asp12 形成盐桥），开发出MRTX1133，是首个获临床活性的 KRAS G12D 抑制剂（Kd=3.5μmol/L），标志结合机制从 “共价锚定” 向 “非共价相互作用” 转变。 1.2 非共价抑制剂：靶向新口袋 筛选策略： 范德堡大学 Fesik 团队与勃林格殷格翰（BI）合作，采用 NMR 片段筛选，发现 KRAS 的开关 I/II 口袋（与共价抑制剂结合的开关 II 口袋不同），为非共价结合提供新位点。 片段优化策略： 先通过突变 KRAS G12V 的 S39 为 C39 并结合共价工具片段，占据开关 I/II 口袋，再筛选结合开关 II 口袋的片段，提升筛选特异性。 关键分子进展 （1）BI-2865：将前体的哌嗪优化为吡咯烷，增强与 H95 区域结合。 （2）BI-2493：将手性中心优化为螺环结构，增强与 D69 区域结合。 （3）BI-3706674：融合 BI-2865 与 BI-2493 的优化片段，向 G12 区域延伸，成为泛 KRAS 抑制剂临床候选物（结构未完全公开）。 1.3 RAS(on）抑制剂（CypA 依赖性分子胶） 创新策略： Revolution Medicines（RMC）开发了 “三元复合物抑制剂” 平台，利用分子胶结合 Cyclophilin A（CypA，分子伴侣蛋白） ，重塑其表面拓扑结构，再通过 CypA 与活性态 RAS 的电荷互补性，实现对 RAS (ON) 态的靶向结合，阻断下游效应因子结合。 关键分子： （1）RMC-4998：引入构象受限的螺环连接子与弹头，提升成药性。 （2）RMC-6291：将 L 片段的芳香环替换为吗啉，进入临床阶段。 （3）RMC-9805：融合 RMC-4998 的螺环与 RMC-6291 的吗啉，用氮丙啶弹头靶向 KRAS G12D (ON) 态。 （4）泛 RAS 扩展：基于 RMC-9805 优化得到RMC-6236（多靶点 RAS (ON) 抑制剂，靶向 KRAS 突变体及 NRAS、HRAS）、RMC-7977，并开发出针对 G12V（RMC-5127）、Q61H（RMC-0708）、G13C（RMC-8839）的特异性抑制剂。 1.3 RAS蛋白降解剂 关键分子： （1）早期尝试（2019 年）： Gray 团队开发XY-4-88（CRBN 配体 + KRASG12C 抑制剂），仅降解过表达 GFP-KRASG12C，无法降解内源性蛋白。 （2）首个体内降解剂（2020 年）： Crews 团队开发LC-2（VHL 配体 + MRTX849），DC50 达亚微摩尔级，可有效降解多种 G12C 突变细胞系的内源性 KRASG12C。 （3）后续分子： YF135、KP-14（均用 VHL 配体，DC50 为微摩尔级）；YN14（AMG 510 苯酚基团连接 VHL 配体，DC50 达纳摩尔级，验证取代位点对活性的重要性）。 （4）泛 KRAS 降解剂： Ciulli 团队开发ACBI3（BI-2865+VHL 配体），在 GP2d 细胞中 DC50 为3.9nmol/L，可抑制异种移植瘤生长。 二、RAS 抑制剂临床进展 2.3 耐药机制与联合治疗策略 主要耐药机制： 单药治疗耐药多源于MAPK 通路再激活，如上游 RTK（EGFR）激活、下游 MEK 突变、KRAS G12C 二次突变等。 由此开发了多种联合治疗策略： （1）化疗联合 索托拉西布 + 铂类双联化疗：CodeBreak 101 I b 期，局部晚期 NSCLC ORR 65% ，转移性 NSCLC ORR 42% 。 索托拉西布 + 卡铂 / 培美曲塞：SCARLET II 期，化疗初治非鳞 NSCLC ORR 88.9% 、mPFS 6.6 个月 、OS 20.6 个月 。 （2）靶向联合 KRAS+EGFR：索托拉西布 + 帕尼单抗（CRC ORR 26.4% ，2025 年 FDA 批准）；阿达格拉西布 + 西妥昔单抗（CRC ORR 46% ，2024 年 FDA 批准）。 KRAS+SHP2：Glecirasib+JAB-3312（NSCLC ORR 64.7% ）；JDQ443+TNO155（早期临床显优势） （3）免疫联合 阿达格拉西布 + 帕博利珠单抗：高 PD-L1 NSCLC ORR 63% ，12 个月 PFS 率 60.8% 。 MK-1084 + 帕博利珠单抗：KRASG12C 实体瘤 ORR 71% ；olomorasib + 帕博利珠单抗：NSCLC ORR 63% 。 三、未来的方向与挑战 未来针对 RAS 治疗，一方面在探索新的药物模式，另一方面在拓展靶点范围，然而也面临一系列挑战： （1）新兴药物形式，如： 环肽抑制剂：如 LUNA18； RNA干扰、疫苗、细胞治疗等以靶向突变 RAS 抗原，激活免疫应答； 工程化结合蛋白、单抗、TCR，靶向突变 RAS 蛋白或肽段。 （2）靶点拓展 从 G12C 扩展到 G12D、G12V、G13D、Q61H； 从 KRAS 扩展到 NRAS、HRAS； 从突变型到野生型。 （3）关键挑战  MAPK 通路再激活的耐药机制、PROTACs 的药物递送问题、联合治疗的毒性管理问题、以及生物标志物筛选与患者分层等。 未来发展趋势已向多突变、多机制、多药物形式并行发展，联合多种治疗已成为主流，免疫治疗与 RAS 靶向结合潜力巨大。 一些亟待解决的问题，如非 G12C 突变患者的治疗选择、pan-KRAS 与 pan-RAS 策略的临床优势、KRAS 抑制剂能否成为像化疗/免疫治疗一样的基础疗法等。 参考文献： DOI: 10.1186/s12943-025-02364-0 声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓