KRAS G12R

OTC2024类器官前沿应用与3D细胞培养论坛圆满落幕，点击图片可查看会后报告，咨询OTC2025类器官论坛请联系：王晨 180 1628 8769 在过去的十年中，RAS 致癌蛋白已经从被认为不可成药转变为拥有两种临床批准的药物，各类KRAS抑制剂已进入白热化阶段。然而，迄今为止临床观察到的 KRAS-G12C 抑制剂单药临床反应有限，且响应时间短暂易耐药，迫使人们提出了一个问题：它们如何更合理地进入临床，与什么药物组合以提供更持久的临床效果? 在这里，作者总结了回顾当前KRAS抑制剂临床前和临床阶段的进展，并讨论KRAS抑制剂的临床挑战和未来方向。 KRAS突变是多种癌症类型的驱动因素，包括非小细胞肺癌 (NSCLC)、结直肠癌 (CRC) 和胰腺导管腺癌 (PDAC) 。KRAS 蛋白主要与鸟苷二磷酸 (GDP) 结合，并处于由内源性鸟苷三磷酸 (GTP) 水解活性维持的无活性构象。KRAS 与 GTP 酶激活蛋白 (GAP )相互作用，加速 GTP 向 GDP 转化，而鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEF)与 KRAS 结合导致 KRAS 被动加载 GTP 。GTP 与 KRAS 的结合使活性位点从开放构象转变为闭合构象，允许多个下游效应子通路相互作用和激活，包括 MAPK 和 PI3K 通路。KRAS 的激活状态在体内积累导致下游信号通路的激活，并与肿瘤发生、侵袭性疾病和不良预后有关。 KRAS 突变在多种癌症中很常见，例如，美国 45% 的 CRC 病例和中国 49% 的 CRC 病例;美国 ∼90% 的胰腺导管腺癌 (PDAC)，中国 ∼89%;美国 35% 的肺腺癌(LUAD，非小细胞肺癌的一种亚型，中国 ∼13%。KRAS 的突变亚型主要分为 KRAS (G12D)、KRAS (G12V)、KRAS (G12C)、KRAS (G13D)、KRAS (G12R) 和 KRAS (G12A) 突变、或 KRAS 野生型扩增。KRAS 突变在不同人类癌症中的分布各不相同，41% 的 LUAD 存在 KRAS (G12C) 突变，而 KRAS (G12D) 和 KRAS (G12V) 是 CRC 和 PDAC 中最常见的两个突变。   01   RAS抑制剂的开发及其临床应用 直到 Kevan Shokat 教授的开创性工作，他在 2013 年证明，可以鉴定出与 KRAS G12C 突变形式中新形半胱氨酸 12 残基共价结合的化合物。用硫醇反应性弹头靶向它，通过药物与先前未识别的口袋之间的相互作用提供进一步的选择性位于 KRAS 蛋白的效应器结合 Switch-II 区域下方。不可逆的药物结合导致蛋白质被锁定在 GDP 结合的非活性状态。虽然靶向 GTP 结合的 KRAS 活性形式是更好的选择，但 KRAS G12C 突变体的一个独特特征是它比大多数其他突变体形式更快地水解 GTP，因此突变蛋白最终将完全被困在在药物存在下处于非活性状态。这项开创性工作导致了数十种 KRAS-抑制药物的开发，其中约 20 种药物已在临床试验中进行了评估（图 1）。 图1. 临床试验或临床前开发中的突变特异性和多(K)RAS抑制剂 这些突变体选择性抑制剂的一个关键优势是它们不会阻断野生型 RAS 蛋白的功能，因此它们应该具有高治疗指数，至少在避免脱靶效应的情况下是这样。对所有形式的 RAS 蛋白（pan-RAS, 泛 RAS 或多 RAS 抑制剂）进行全面抑制的一个主要缺点是，由于正常组织中 RAS 蛋白功能的抑制，可能会产生靶向毒性，如正常的内源性 RAS 蛋白在免疫系统中许多细胞（包括 T 细胞和 B 细胞）中发挥着至关重要的作用。因此泛 RAS 抑制可能会损害对肿瘤的免疫反应。 第一代KRAS-G12C 抑制剂涉及两个重要药物：sotorasib (AMG 510) 和adagrasib（阿达格拉西布，MRTX849）。 由于KRAS中的大多数 G12C 突变发生在肺腺癌中，占所有KRAS突变的 40% 和所有患者的约 10%，因此这是临床开发的重点，也是 FDA 批准的适应症。sotorasib 于 2021 年获得批准，adagrasib 于 2022 年获得FDA批准，两者均根据 2 期临床试验结果采用加速审批途径，它们显示出 37%–45% 的良好客观缓解率 (ORR)，并具有中等毒性（20%–45%，3 级或更高级毒性）。sotorasib 和 adagrasib 在KRAS-G12C胰腺导管腺癌 (PDAC) 中至少表现出一定的有希望的临床活性，尽管这些突变在这种高度侵袭性癌症中仅占所有KRAS突变的不到 1.5%，即所有患者的 1.2%。在结直肠癌中，G12C 突变稍微常见一些，约占所有KRAS突变的 7% 或所有患者的 3%；然而，sotorasib 和 adagrasib 的单药活性不太显著，但通过与 EGFR 抑制性抗体西妥昔单抗或帕尼单抗联合使用可显著改善，如同 BRAF 抑制剂所看到的反应。 在获得临床批准的 2 期试验中，KRAS-G12C 抑制剂 sotorasib 和 adagrasib 在前几个月表现出了令人印象深刻的临床活性。然而，正如以前在其他靶向治疗中经常看到的那样，临床反应通常相当短暂，大多数患者很快开始出现耐药。根据 FDA 加速审批流程的条款，3期试验必须验证临床效益。sotorasib 的这些试验现已完成，adagrasib 的研究正在进行中。CodeBreaK 200 是一项随机对照 3 期试验，比较了 sotorasib 与标准疗法多西他赛（化疗）对既往治疗过的晚期KRAS-G12C突变 NSCLC 患者的疗效和安全性。令人惊讶和失望的是，与标准治疗相比，sotorasib 仅将无进展生存期延长了 5 周，并且根本无法改善总生存期。虽然与多西他赛相比，sotorasib 的毒性和生活质量更好，但这一结果也远远低于预期。随后，FDA 肿瘤药物咨询委员会对试验设计发表了高度严厉的评价，从而使 sotorasib 在此情况下的临床价值存在不确定性。 有关 sotorasib 功效的问题应通过后续试验来澄清，并且将热切期待与 adagrasib 的可比结果，以及最近开发的 KRAS-G12C 抑制药物的大规模临床试验结果。不过，现阶段至少第一代KRAS-G12C抑制药物的临床使用，有很多要点是明确的。也是最重要的是，耐药性的发展相当迅速，特别是在肺癌中。 KRAS-G12C突变肺癌通常是一种与吸烟相关的疾病，因此往往表现出较高的肿瘤突变负担。这使得共存突变可能已经存在于肿瘤的某些细胞中，从而导致耐药的产生。许多可能导致耐药性的第二个基因变化已经被发现，通常是通过分析循环肿瘤DNA，这表明耐药性癌细胞的克隆正在被选择以适应药物治疗。除了耐药性的遗传机制外，还发生了多种非遗传信号通路适应，包括由于 MAP 激酶介导的负反馈环路减弱而重新激活的通路。  然而，从这些试验中得出的第二个可能相关的经验与毒性有关。虽然 sotorasib 和 adagrasib 的毒性似乎小于化疗药物多西他赛，但并非没有重大副作用。这限制了药物可以安全达到的剂量水平。更重要的是，这严重限制了这些药物与其他药物联合使用而不限制毒性的潜力，这将阻碍了 RAS 信号传导和免疫检查点组合抑制的研究。最大的希望是能够开发出新一代 KRAS-G12C 抑制药物，这些药物对其靶点更具特异性，脱靶毒性更小，从而可以更有效地抑制通路，并与其他药物更安全地组合。 同时，其他 KRAS 抑制剂也取得了非常令人印象深刻的进展（图 1），另外 16 种抑制剂将于 2024 年初进入临床试验。其中一些可能与第一代抑制剂相比，具有更有利的药理特性和更低的毒性。在 1 期临床试验中，与 sotorasib 相比，divarasib（GDC-6036；罗氏）证明 NSCLC 中 3 级毒性降低（11%），中位无进展生存期（mPFS）延长（13.7 个月）。诺华开发的抑制剂 opnurasib (JDQ443) 也显示出可喜的结果，3 级不良反应低于 10%，ORR 为 40%–50%。然而，值得注意的是，由于患者选择的差异，交叉试验比较很困难；因此，现在知道这些初步结果是否可以转化为正在进行的3期临床试验的明显优势还为时过早。 divarasib（GDC-6036） pnurasib (JDQ443)  Revolution Medicines 公司采用了一种完全不同的靶向 KRAS-G12C 突变蛋白的方法，他们开发了分子胶化合物，可与 KRAS-G12C 共价结合，并与分子伴侣亲环蛋白 A 结合，形成空间位阻、无活性的三聚体复合物。该药物针对 KRAS 的 GTP 结合活性 (ON) 状态，这意味着它比 OFF 状态抑制剂更快速地抑制 RAS 通路活性。  Revolution Medicines的RMC-6236、RMC-9805 和RMC-6291 RMC-6291 目前正在进行临床评估，初步数据表明对先前使用非活性状态 KRAS-G12C 抑制剂进展的晚期 NSCLC 患者有反应。除了针对 KRAS 的 G12C 突变形式外，目前还开发了针对其他氨基酸取代的药物和候选药物，包括针对 G12D、G12S 和 G12R 的化合物，以及针对 G12D、G12V、G13C 和 Q61H 的三复合物抑制剂。Mirati Therapeutics 的 KRAS-G12D 抑制剂 MRTX1133 最近进入临床试验。这种非共价化合物针对 KRAS-G12D 的非活性和活性形式，KRAS-G12D 是癌症中最常见的 KRAS 突变，在胰腺癌和结直肠癌中尤其普遍。另一种针对 KRAS-G12D 的方法是开发双功能 PROTAC 降解剂 (ASP3082，安斯泰来)，该产品现已进入临床试验。 MRTX1133 ASP3082 勃林格殷格翰报告了非共价 KRAS 抑制剂的开发，该抑制剂既针对野生型 KRAS 又针对多种 KRAS 突变形式，优先与非活性状态结合。这些化合物被称为泛 KRAS 抑制剂，不会抑制 NRAS 或 HRAS，这意味着它们可以避免全面抑制 RAS 信号网络所固有的一些可能的毒性。 抑制 RAS 所有亚型的药物也已开发出来，Revolution Medicines 的 RAS MULTI(ON) 现已进入临床试验。与他们的 KRAS-G12C(ON) 抑制剂一样，该化合物在 GTP 结合的 RAS 和亲环蛋白 A 之间形成三聚复合物。临床试验 ( NCT05379985 ) 的早期迹象表明毒性可能是可控的，但对不良事件和亲环蛋白 A 进行更深入的分析。在确定泛 RAS 抑制剂是否存在可行的治疗窗口之前，需要先了解 RMC-6236 的疗效。   02   靶向KRAS突变肿瘤的组合用药策略 如前所述，仅抑制致癌突变 KRAS 似乎不太可能足以治愈晚期KRAS突变癌症。因此，探索联合靶向其他靶点非常重要，以最大限度地发挥 KRAS 抑制的影响。 2.1 肿瘤细胞自主组合：垂直通路抑制 最初在 BRAF 突变黑色素瘤临床上开发的一种解决驱动癌基因靶向效果有限的方法是在激活的癌蛋白上游或下游添加另一种抑制剂，以增加通路抑制的深度。在黑色素瘤中，MEK 抑制剂联合 BRAF 抑制剂，从而显著（尽管适度）延迟耐药性发展的发生。在 KRAS-G12C 抑制剂中添加 MEK 或 ERK 抑制剂已在临床前和早期临床试验中进行了探索。虽然实现了更有效的 ERK 通路抑制，但 MEK 或 ERK 抑制剂缺乏对癌细胞的选择性，因此不太可能改善治疗窗口，并且可能对重要的正常信号传导（包括免疫区室中的信号传导）产生负面影响。 也可以针对 KRAS 上游的同一通路，例如 RTK。同样，在 BRAF 突变癌症中，已有 EGFR 与 BRAF 共同靶向的先例，特别是在结直肠癌中。 抑制 KRAS 信号传导可以缓解抑制 RTK/RAS 通路上游激活的负反馈环路，因此有针对性地抑制 RAS 上游可能是有益的。这已经在 KRAS-G12C 突变结直肠癌的临床中进行了测试，早期迹象表明针对 EGFR 的抑制性有益处。  另一种正在积极探索的上游组合方法是将 SOS1 鸟嘌呤核苷酸交换因子的抑制剂添加到 KRAS-G12C 抑制剂中。因为，KRAS-G12C 仍然在一定程度上依赖于 SOS1 的激活来维持 GTP 结合状态。 另一个因与 KRAS 共同靶向而受到广泛关注的上游成分是非受体蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2，它参与 RAS 途径上游激活复合物的组装。多项研究强调，KRAS 抑制后负反馈回路的缓解可能导致多个 RTK 的激活。因此，抑制 SHP2（RTK 到 RAS 信号传导的常见介质）已被认为是比针对单个 RTK 更通用的克服适应性耐药的方法。  此外，由于 RTK 的重新激活会导致野生型 RAS 亚型的活性增加，因此这种组合还可以增强活性状态 KRAS-G12C 抑制剂的功效。重要的是，除了提供癌细胞内在的更深层次的 RAS 通路抑制外，SHP2 阻断还以普遍有益的方式影响肿瘤微环境 (TME) 中的细胞，特别是通过选择性耗竭促肿瘤 M2 巨噬细胞（通过减弱 CSF1）受体信号传导）和增加 M1 极化促炎巨噬细胞，具有抗肿瘤作用。因此，SHP2 抑制剂结合了肿瘤细胞内在抑制和 TME 靶向的特征，使其成为临床试验中评估的有吸引力的组合。目前多家公司正在探索这种组合策略的潜在好处（表 1）。  表1. 评估 KRAS-G12C 抑制剂与 SHP2 抑制剂联合用药的临床试验 最后，还可以使用两种不同类别的直接抑制剂双重靶向 KRAS。将具有限制 KRAS 上第二位点突变被选择的可能性的优点，并且还可以抑制可能成为突变的野生型 RAS 蛋白的重新激活（由于负反馈回路衰减而被激活）。 2.2 肿瘤细胞自主组合：靶向 KRAS 远端的过程 除了加深对 RAS 信号网络的抑制之外，还探索了针对肿瘤细胞中其他更多下游通路的组合。这些例子包括细胞周期依赖性激酶抑制剂，例如 CDK4/6，mTOR 激酶， eIF4A等。  2.3 针对 KRAS 突变肿瘤细胞和 TME 的组合 十多年来将 ICB 与其他致癌基因靶向药物（例如 BRAF 或 EGFR 抑制剂）相结合的尝试并未能在临床上产生重大影响。将 KRAS-G12C 抑制剂与 PD-1 或 PD-L1 靶向 ICB 相结合的试验的早期临床数据揭示了这种方法面临的巨大挑战，下一节将更详细地讨论这些挑战。   03   癌细胞中的 RAS 信号传导驱动免疫逃避 KRAS 突变诱导多种细胞因子和趋化因子的表达，其中许多有助于促进免疫抑制性 TME（图 2）。 图2 RAS信号驱动免疫逃避的机制 肿瘤细胞中的 KRAS 信号传导会影响 TME 的变化，从而通过一系列机制抑制肿瘤浸润 T 细胞的功能。ERK-MAPK通路直接诱导IL-10和TGF-β的表达和分泌，促进常规Th1 CD4 + T细胞转化为免疫抑制调节性T细胞（Treg），以及其他免疫抑制功能。 KRAS 突变触发的另一种免疫抑制机制是促进肿瘤细胞表达免疫检查点配体 PD-L1，从而直接抑制细胞毒性 T 细胞反应。   KRAS 突变不仅能够直接通过 RAF-MAPK 和 PI3K 途径（这两种途径均参与免疫抑制机制）发出信号，还可以激活促炎 NF-κB 途径，从而促进多种细胞因子和趋化因子的表达。激活的 RAS 与 RAL 小 GTP 酶的鸟嘌呤核苷酸交换因子结合，直接激活激酶 TBK1 与 IKKε 复合，驱动 NF-kB 的激活。 KRAS 突变抑制肿瘤固有干扰素 (IFN) 信号传导。TME 内的 IFN 信号传导在免疫监视中发挥着关键作用，因为它促进主要组织相容性复合体 (MHC) I 类抗原呈递和 T 细胞趋化剂的分泌。  KRAS 突变肿瘤的免疫特征受到抑癌基因伴随突变的影响。在KRAS突变肺癌中，除了 p53 之外，抑癌基因 LKB1/STK11 和 KEAP1 也经常共同发生突变，这两种基因均已被证明可以驱动免疫逃避。LKB1 突变肿瘤已被证明具有免疫排斥性TME。KEAP1 突变也与 T 细胞排斥的 TME 相关。KEAP1 缺失导致转录抑制因子 EMSY 的积累，直接抑制 I 型 IFN 应答基因的转录。 癌细胞中的 KRAS 抑制可逆转免疫逃避 鉴于 RAS 在增强免疫抑制机制中的作用，毫不奇怪，突变体特异性 KRAS 抑制剂的治疗会抵消这些机制，从而导致免疫 TME 成分的深刻重塑。在 PDAC 小鼠模型中抑制 KRAS-G12D 后，还观察到 TME 重塑和抗肿瘤免疫增强(图3）。TME 重塑的机制可归因于直接肿瘤细胞内在效应和间接效应的结合。癌细胞分泌的单核细胞和中性粒细胞趋化剂（例如 CXCR2 配体）减少，导致这些免疫抑制型细胞的浸润受损。KRAS 抑制剂治疗的肿瘤还表现出 T 细胞趋化细胞因子（例如 CXCL9 和 CXCL10）分泌增加，与 CD8 + T 细胞、CD4 + T 细胞和 Tregs 浸润增加相关。这些细胞因子可以由不同的细胞类型分泌，包括癌细胞和抗原呈递细胞（APC）。与此同时，由于癌细胞死亡导致抗原库增加，APC 的激活也会增加。癌细胞和 APC 增强的抗原呈递可以增强 T 细胞的识别和激活。 图3突变体特异性KRAS抑制减少免疫抑制并重塑免疫肿瘤微环境   04    RAS 抑制剂和 ICB 联用的基本原理 ICB 疗法，例如针对 PD-(L)1 和 CTLA-4 的疗法，通过重振抗肿瘤免疫反应发挥抗肿瘤作用。与通常导致短暂反应的靶向治疗相反，ICB 可以在一小部分患者中实现持久的反应。这一成功使他们被批准用于治疗多种癌症类型。PD-1 或 PD-L1 阻断抗体，无论是单独使用还是与化疗联合使用，都是治疗缺乏靶向致癌突变的晚期 NSCLC（包括具有 KRAS 突变的患者）的一线疗法。因此，考虑到 KRAS 在抑制抗肿瘤免疫反应中的作用以及 KRAS-G12C 抑制后 TME 的深刻重塑，研究 KRAS 抑制剂与抗 PD(L)1 疗法联合治疗 NSCLC 是有充分理由的。 4.1 KRAS-G12C 抑制剂的临床前数据 如前所述，KRAS-G12C 抑制剂可以逆转致癌 KRAS 驱动的免疫抑制机制，创造出更有利于引发抗肿瘤反应的 TME。事实上，KRAS-G12C 抑制剂与抗 PD-1 疗法的组合可进一步增强 T 细胞活性，在结直肠癌 (CRC) 和肺癌小鼠模型中显示出强大的联合效果，并且可以使大多数癌症获得长期治愈。 然而，在代表免疫冷肿瘤的小鼠模型中，包括缺乏新抗原的免疫模型和排除T细胞的模型，用KRAS-G12C抑制剂治疗仍然能够至少部分逆转免疫抑制并增加T细胞的浸润和活化。然而，添加抗 PD-1 治疗并不会导致生存率增加。活性状态 KRAS-G12C 抑制剂也观察到了类似的结果，该抑制剂在免疫原性模型中显示出与抗 PD-1 阻断的协同作用，但在免疫冷肿瘤模型中则不然。 这表明只有对 ICB 有内在反应的患者才会从这种组合中受益。 当泛 RAS 抑制剂 RMC-6236 与抗 PD-1 联合使用时，也观察到了协同组合。这些发现与早期的研究相一致，这些研究表明使用 MEK、RAF 或 EGFR 抑制剂靶向 RAS 通路也可以逆转免疫抑制并增强免疫疗法的疗效。然而，RAS-MAPK通路在免疫细胞的增殖和激活中也发挥着关键作用。因此，高剂量的 RAS 途径抑制剂可能会损害免疫反应，从而限制 ICB 疗法的有效性。作为一种替代方法，一些策略建议间歇性给药 MEK 抑制剂以靶向癌细胞，同时保持 T 细胞活化。 4.2 KRAS-G12C 抑制剂的临床数据 多项研究表明，与野生型肿瘤患者相比，携带KRAS突变的 NSCLC 患者对 ICB 表现出更有利的反应，尽管存在相互矛盾的报道。鉴于 KRAS-G12C 抑制剂和抗 PD-1 疗法在小鼠模型中的组合的有前景的临床前数据，目前正在进行的多项临床试验正在评估这种组合（表 2）。  表2.评估 KRAS 抑制剂与免疫检查点抑制剂联合治疗的临床试验  安进公司于 2022 年 9 月报告了临床试验 CodeBreaK 100 和 CodeBreaK 101 中 1b 期探索的这种联合疗法的初步安全性和有效性评估。在这两项试验中，患者接受了不同剂量的 sotorasib 治疗（120-960 mg QD）与 pembrolizumab（抗 PD-1）或 atezolizumab（抗 PD-L1）联合使用。虽然所提供的数据没有提供足够的信息来评估疗效，但很明显，与sotorasib 单药治疗相比，该组合导致 3 级和 4 级肝毒性的发生率更高。事实上，当两种疗法同时使用时，50% 的病例会因治疗相关不良反应 (TRAE) 导致治疗停止。这些试验还包括在 sotorasib 21 或 42 天治疗后接受该组合，这导致肝脏毒性的发生率较低，但仍然显著。与此相一致的是，在既往接受过抗 PD-(L1) 治疗的患者中也观察到了与 sotorasib 相关的严重肝毒性，一项研究建议在最后一次 ICB 剂量与开始 sotorasib 治疗之间间隔 30 天。 Mirati Therapeutics 还报告了 KRYSTAL-1 和 KRYSTAL-7 试验中 adagrasib 和 pembrolizumab联合用药的初步结果。与 sotorasib 的数据相比，这些试验主要证明了低度肝脏毒性和更易于管理的安全性。最近，KRYSTAL-7 试验的最新报告已经发布，确认毒性是可控的，只有 16% 的患者表现出 3 级肝脏毒性。然而，尽管导致治疗中断的 TRAE 发生率较低，但 TRAE 仍导致约 50% 的患者减少剂量或中断剂量。值得注意的是，在PD-L1肿瘤比例评分（TPS）超过50%的患者中，ORR为63%，疾病控制率为84%。这些结果无疑是有希望的；然而，值得注意的是，该试验是在未接受过 ICB 的患者中进行的。因此，有必要在该患者组中进行适当的 3 期临床比较，评估adagrasib 联合 pembrolizumab与单独使用pembrolizumab。事实上，这种比较已经作为 KRYSTAL-7 试验的一个实验组。Mirati 还在开展一项试验，评估 adagrasib 联合 pembrolizumab 和化疗治疗 PD-L1 TPS<50% （NCT05609578） 的 NSCLC 患者的疗效。然而，尚不清楚adagrasib 联合 pembrolizumab 用药观察到的毒性是否与化疗的共同给药相一致。 一个重要的考虑因素是确定哪些患者可以从 KRAS-G12C 抑制剂与抗 PD-(L)1 疗法的联合治疗中受益。临床前研究尚未证明这种组合在免疫冷模型中具有生存优势。 这一发现具有重要意义，因为大多数评估该组合疗效的试验都是 1/2 期剂量递增研究，并且包括很大比例的接受抗 PD-(L)1 治疗后病情进展的患者。因此，虽然这些试验对于评估每种特定 KRAS-G12C 抑制剂与抗 PD-1 组合的毒性特征至关重要，但它们提供的疗效数据可能存在局限性。另一个考虑因素是同时发生的基因组改变（例如 p53、LKB1 或 KEAP1）的存在是否会影响这些组合的结果。最近的一份报告表明KEAP1 、 SMARCA4和 CDKN2A的共突变与 KRAS-G12C 抑制低（lower）反应相关，而 LKB1 和 KEAP1 的改变与 ICB 较差（poor）反应有关。这些数据表明需要对患者进行分层，因为某些患者群体可能需要额外的组合来延长对 KRAS 抑制剂的反应。 4.3 PDAC 中的 KRAS-G12D 抑制剂 KRAS 突变存在于超过 90% 的胰腺腺癌中，这是最具挑战性的癌症之一。Sotorasib 和 adagrasib 在转移性 PDAC 患者中也显示出一定的临床疗效，ORR 为 21%–33%，mPFS 为 4–7 个月。 然而，由于携带KRAS-G12C突变的患者群体较少（1.5%），数量受到限制。最近开发出 KRAS-G12D 抑制剂后，这种治疗策略现在可以在更多的 PDAC 患者中进行评估，因为KRAS-G12D突变占病例的 30% 以上。然而，考虑到 KRAS-G12C 抑制剂的反应持续时间较短，这种肿瘤类型可能也需要联合治疗。因此，随着非共价 KRAS-G12D 抑制剂 MRTX1133 的开发，多项研究探讨了在肺和结直肠癌临床前模型中观察到的 KRAS-G12C 抑制剂与 ICB 的协同作用是否可以扩展到用 KRAS-G12D 抑制剂治疗的胰腺肿瘤。 KRAS-G12D 抑制与 ICB 的组合已在原位植入的 PCK-HY19636 PDAC 小鼠模型中得到初步证实。在这些肿瘤中，与单独使用 MRTX1133 相比，MRTX1133 与抗 CTLA-4 或抗 CTLA-4+抗 PD-1 组合可延长生存期。在这些肿瘤中，CD8+ T 细胞（而非 B 细胞）的耗竭完全消除了 MRTX1133 的抗肿瘤功效。在皮下生长的 KYCY 2838c3 PDAC 模型中获得了不同的结果，其中当撤回 MRTX1133 治疗时，CD4 + /CD8 + T 细胞耗竭会阻止完全应答者的产生，但初始应答不需要 T 细胞。在该原位生长模型中，还观察到使用活性状态抑制剂 RMC-9805 与抗 PD-1 组合进行 KRAS-G12D 抑制的显著组合益处。  尽管临床前研究已证明 KRAS 抑制可以有效重塑 PDAC 中的 TME，并表明 KRAS-G12D 抑制剂与 ICB 联合使用的潜在益处，但 PDAC 的特点是肿瘤突变负荷低和免疫抑制性 TME，这通常会导致对 ICB 的反应不佳。帕博利珠单抗仅在微卫星不稳定性高或错配修复缺陷的病例中获得批准用于晚期 PDAC，仅占病例的 1%–2%，尽管后续报告表明即使在该亚组中反应率也较低。这就提出了一个关键问题：KRAS 抑制引起的免疫浸润增加是否足以使这种极度免疫抑制的肿瘤类型对 ICB 敏感。目前，有五种KRAS-G12D抑制剂正在进行临床试验，包括非共价抑制剂MRTX1133、活性状态抑制剂RMC-9805和KRAS-G12D降解剂ASP3082。这些试验处于早期剂量递增阶段，尚未提出临床组合。然而，鉴于 PDAC 历史上缺乏对 ICB 的反应，联合策略可能最初会集中于非免疫治疗方法。   05    KRAS 抑制剂与免疫疗法相结合的挑战 将新的组合从临床前模型转化为临床实践提出了巨大的挑战，主要是因为难以预测治疗相关的毒性。当处理具有不同作用机制的药物的正交组合时，这变得更加复杂。这种复杂性凸显了一个重要问题，因为不可接受的毒性导致的临床失败很常见。为了使联合疗法取得成功，重要的是所使用的药物在单独施用时具有可接受的毒性。最初，人们认为这对于突变体特异性 KRAS 抑制剂来说不是问题，因为它们专门针对癌细胞，从而最大限度地减少与其他细胞中通路抑制相关的靶向毒性。然而，第1期试验表明，这些化合物不能免除不良反应。事实上，sotorasib、adagrasib 和 divarasib 几乎在所有患者中都报告了不良事件，其中一些达到 3 级或更高，导致治疗中断甚至停止。 有几个因素可能导致这些毒性。每天使用 960 毫克 sotorasib 的极高剂量可能会加剧这种情况。剂量递增试验通常旨在确定最大耐受剂量。然而，这个概念最初是为细胞毒性药物设计的，可能不适用于靶向治疗，特别是突变体特异性化合物，因为它可以增加毒性而不增加任何功效益处。事实上，尽管 FDA 批准 sotorasib 的剂量为每日 960 毫克，但仍需要进行上市后试验来评估较低剂量。与 KRAS-G12C 抑制剂相关的毒性的另一个可能原因是它们与蛋白质组中其他反应性半胱氨酸的共价结合。原则上，这些药物只能共价结合并抑制 KRAS-G12C 蛋白，而不是其他蛋白；早期对工具化合物 ARS-1620 的研究表明，培养细胞中就是这种情况。一项对接受与临床剂量相当的 sotorasib 治疗的小鼠进行的研究表明，sotorasib 与 300 多种脱靶蛋白存在非常广泛的共价结合，包括 KEAP1、微管蛋白和血红蛋白。这些药物在临床上出现的毒性可能是由药物与其他蛋白质的脱靶共价结合引起的。 如前所述，sotorasib与抗 PD-(L)1 组合导致 3-4 级肝毒性发生率较高，而adagrasib 与帕博利珠单抗组合时此类毒性不太明显。这些毒性的确切机制尚不清楚，需要进一步研究。然而，两种抑制剂之间观察到的差异表明，这些毒性可能部分归因于化合物特异性作用，部分归因于前面描述的机制。sotorasib 和 adagrasib 之间的一个不同特征是它们各自在血浆中的半衰期，sotorasib 为 5.5 小时，adagrasib 为 23 小时。这表明 sotorasib 的代谢速度更快。sotorasib 代谢物在肝脏中积累的增加可能会增强抗 PD-(L)1 相关的肝毒性。在这种情况下，毒性可能会根据化合物的代谢而变化，并且可以通过较低的药物剂量或不同的治疗方案来降低。在这种情况下，需要较低剂量的化合物的更有效的抑制剂也可以最大限度地减少毒性。 sotorasib 联合抗 PD-(L)1 疗法，甚至序贯抗 PD-(L)1 和 sotorasib 治疗观察到的肝毒性与已报告的 ICB 相关免疫相关不良事件一致。 这些毒性通常表现为炎症反应，类似于各种器官（包括肝脏）的自发性自身免疫性疾病。因此，这种毒性的另一个潜在原因可能是抑制剂的共价反应，这可能导致蛋白质-药物缀合物的形成。ICB 引起的全身免疫激活可能会增加针对这些缀合物的反应并导致肝脏炎症。如果情况确实如此，那么使用非共价抑制剂（例如 KRAS-G12D 抑制剂 MRTX1133）可能不会观察到此类毒性，或者至少不会那么严重。与此一致的是，序贯 PD-(L)1 疗法和共价 EGFR 抑制剂奥希替尼常见严重的免疫相关效应，但其他 EGFR 靶向疗法不会发生这种效应。   06    KRAS 靶向免疫治疗组合不止PD-(L)1 虽然期待正在进行的将 KRAS 抑制剂与抗 PD-(L)1 疗法相结合的临床试验的结果，但有令人信服的证据支持重新激活免疫系统以增强和延长对 KRAS 抑制剂的反应的潜在益处。然而，这种组合可能不足以使大多数患有KRAS突变的免疫冷肿瘤患者受益。在这种情况下，有必要探索针对其他免疫成分的组合，以有效靶向这些肿瘤。有许多与 KRAS 抑制剂联合治疗的候选药物，潜在的治疗策略如图 4所示。 图 4. 作为单一疗法或与 KRAS 抑制剂联合治疗的针对 KRAS 突变肿瘤的潜在免疫疗法 6.1 增强T细胞活性 长期耗竭的 T 细胞可以共表达多个检查点，目前正在进行大量试验来评估针对其他检查点的潜力，无论是作为单一治疗还是与抗 PD-(L)1 治疗相结合。就非小细胞肺癌而言，PD-1和CTLA-4的联合疗法已获得FDA批准，正如在黑色素瘤中联合阻断 PD-1 和 LAG-3 一样。另一种激活 T 细胞的方法涉及使用细胞因子来增强 T 或 NK 细胞的活性，例如 IL-2 或 IL-15。然而，重组细胞因子的治疗用途受到严重毒性的限制。Revolution Medicines 在 NSCLC 和 PDAC 小鼠模型中证明了 IL-2/IL-15 模拟物 NL-201 与其 KRAS-G12C 和 KRAS-G12D 抑制剂组合的协同作用。 为了使 ICB 与 KRAS 抑制联合使用对患者有效，阻断 RAS 信号传导需要启动对抗原特异性 T 细胞的识别。人们一直在寻找放大肿瘤浸润淋巴细胞中次优 T 细胞受体信号传导的方法，这可能是由肿瘤细胞上低亲和力抗原呈递或低 MHC I 类表达引起的。一种显示出前景的方法是抑制二酰甘油激酶 (DGK)，这是一种脂质激酶家族，可磷酸化二酰甘油 (DAG) 以形成磷脂酸。DAG 被 DGK 耗尽，是调节多种细胞信号转导途径的关键第二信使，包括 RAS-MAPK 及 PKCθ，后者可促进 NF-κB 激活，两者对于淋巴细胞激活都是必需的。淋巴细胞仅表达 DGKα 和 δ，并且已证明 DGKα/δ 的药理学抑制可放大次优 T 细胞受体信号传导，从而恢复 ICB 难治性疾病中有效的免疫反应，至少在小鼠模型中是如此。 另一种新兴方法是开发双特异性抗体，它可以靶向两个或多个受体。例如，靶向 PD-1 和 CTLA-4 的双特异性抗体 XmAb20717 对 PD-1 具有更高的亲和力，可引导与 PD-1 阳性细胞的结合，从而可能减少与 CTLA-4 靶向相关的毒性。已证明共价 KRAS-G12C 抑制剂可以产生可由 MHC-I 呈递的药物肽新抗原。这些复合物可以被抗体识别，然后被设计成 BiTE，可以引导细胞毒性 T 细胞针对已内化 KRAS-G12C 抑制剂的 KRAS-G12C 突变癌细胞做出反应。如果形成半抗原肽：MHC 复合物，这种方法可用于靶向对 KRAS-G12C 抑制或其他共价抑制剂具有抗性的癌细胞。 即使没有与共价抑制剂半抗原结合，KRAS 突变肽也可以由 MHC-I 呈递并被细胞毒性 T 细胞识别。这一现象最初是在一名 CRC 患者中观察到的，随后又在一名转移性胰腺癌患者中观察到的，两者都携带 KRAS-G12D 突变。经改造可表达特定 KRAS 反应性 TCR - T 细胞已在临床前研究中显示出治疗功效。这些概念验证研究为在更大规模的临床试验中测试这种方法提供了证据（ NCT03190941 、 NCT0374532 ）。目前的工作重点是识别额外的突变 KRAS 表位和呈现它们的 HLA 等位基因，以及增强工程 TCR 的亲和力。针对突变 KRAS 的 T 细胞反应的鉴定也促进了针对这些突变的疫苗的开发。尽管目前正在对疫苗与 ICB 联合进行测试，但这种方法也可以与 KRAS 抑制剂联合探索，以消除耐药癌细胞。 6.2 靶点免疫抑制机制 此外，还需要克服 TME 中的免疫抑制。对 T 细胞导向的癌症免疫疗法缺乏反应可能是由多种机制引起的，包括缺乏 T 细胞浸润、T 细胞活化不良或抗原呈递缺陷。识别耐药机制可以深入了解哪些细胞类型阻碍免疫攻击，并提出替代治疗策略。多项研究表明，KRAS-G12C 抑制剂治疗可增加 Treg细胞的浸润。Tregs 具有抑制抗肿瘤免疫的能力，目前的策略是通过靶向特定的细胞表面标志物（例如 CD25 或 CCR8）来测试肿瘤浸润性 Tregs 的选择性耗竭。Tregs 在抑制各种组织中的自身免疫反应中发挥着重要作用，因此找到选择性靶向肿瘤而不是其他组织中的 Tregs 的方法非常重要。对差异表达基因的分析强调了细胞表面趋化因子受体 CCR8 在这方面的潜力，与体内其他部位相比，它似乎在肿瘤的 Tregs 上选择性表达。  在某些肿瘤中，髓系细胞在驱动治疗耐药性方面发挥着重要作用。在 PDAC 中，KRAS-G12D 抑制会改变 TME 中的巨噬细胞和骨髓细胞组成。这包括促炎性 M1 样巨噬细胞的增加和 CCL2 分泌的增加，进而招募 CCR2 阳性巨噬细胞。抑制 CCR2 与化疗相结合，可提高携带 KPC 原位肿瘤的小鼠的存活率。 6.3 针对 KRAS 驱动的免疫逃避机制 虽然 KRAS 抑制可以有效逆转致癌 KRAS 驱动的免疫抑制机制，但肿瘤细胞通过重新激活 MAPK 通路来快速适应。这不仅促进癌细胞的存活，还重新激活免疫抑制途径。为了防止这种情况，另一种策略是直接针对 KRAS 驱动的免疫逃避机制。KRAS 驱动 COX-2 的表达，COX-2 合成免疫抑制性前列腺素 E2。COX-2 或前列腺素受体的抑制可增加抗 PD-1 疗法的敏感性，并与 KRAS-G12C 抑制剂联合使用。  KRAS 还可以通过上调 CD73 来增加细胞外腺苷水平。 腺苷可以抑制多种免疫细胞的活性，包括 T 细胞和 NK 细胞。因此，正在研究几种针对癌症中这一途径的方法。 在多种癌症类型中，KRAS 可以诱导 CXCR2 配体的分泌，导致髓系抑制细胞的积累。CXCR2 的靶向抑制增强了 CRC 和 PDAC 小鼠模型对 ICB 的反应。  最后，巨噬细胞上的SIRPα与肿瘤和其他细胞上表达的CD47相互作用，抑制巨噬细胞的吞噬作用。由于 CD47 的表达是由肿瘤细胞中的致癌 RAS 信号传导诱导的，RAS 的抑制可能伴随着 CD47 表达的降低以及肿瘤细胞对巨噬细胞吞噬作用的敏感性增加，这表明针对 CD47-SIRPα 轴的治疗可能与 RAS 抑制剂有效结合。 然而，这些方法的普遍局限性是它们仅关注致癌 KRAS 调节的多种免疫抑制途径之一，并且 KRAS 下游这些途径之间的冗余可能会减弱反应。 6.4 肿瘤内在和肿瘤外在机制的双重靶向 另一种策略是联合靶向治疗，不仅可以实现更持续的 KRAS 通路抑制，还可以增强抗肿瘤反应。如前所述，这可以通过 KRAS 和 SHP2 抑制剂的组合来实现。SHP2 是一种磷酸酶，介导从 RTK 到 RAS 的信号传导；因此，抑制 SHP2 可防止由于 RTK 激活而产生的适应性抵抗。 此外，虽然对 SOS1 在 TME 中的作用研究还不够详细，但也有证据表明，敲除 SOS1 可能会降低 TME 的免疫抑制性，从而对肿瘤产生额外的影响，并靶向 RAS 通路激活。 在下游更远端，抑制细胞周期检查点激酶 CDK4/6 的药物已描述了肿瘤细胞内在和外在免疫调节机制的类似组合   07    结论 在发现 RAS 作为第一个人类癌基因大约过了四十年后，针对 RAS 的药物终于进入临床，为治疗由这些癌基因驱动的大约五分之一的癌症提供了巨大的机会。了解 RAS 靶向药物如何最好地与免疫疗法结合，需更全面地了解RAS突变肿瘤细胞如何重新编程肿瘤免疫微环境，最终有望通过使用适当的 RAS 靶向药物和免疫疗法产生更大的临床影响组合。 参考:10.1016/j.ccell.2024.02.012 END 免责声明：本文仅作知识交流与分享及科普目的，不涉及商业宣传，不作为相关医疗指导或用药建议。文章如有侵权请联系删除。 OTC2024类器官前沿应用与3D细胞培养论坛圆满落幕，点击图片可查看会后报告，咨询OTC2025类器官论坛请联系：王晨 180 1628 8769

加入肿瘤药物研究合作群 请后台联系小编 （备注：单位+姓名） 本文为转化医学网原创，转载请注明出处  作者：Tracy 导读：KRAS突变在多种致命癌症中非常普遍，这些突变形式的KRAS，在推动癌症进展和产生治疗耐药性方面，起着至关重要的作用。虽然在开发靶向特定KRAS突变体的小分子方面取得了进展，但不可成药突变体的存在和继发突变的出现，继续给KRAS突变体癌症的临床治疗带来挑战。在本研究中，团队开发了一种称为肿瘤靶向KRAS降解剂（TKD）的新型分子工具，可有效靶向多种KRAS突变体。 2024年6月28日，中山大学肿瘤防治中心曾木圣团队在《Cell Discovery》杂志发表了题为"A pan-KRAS degrader for the treatment of KRAS-mutant cancers"的研究论文。本研究的数据表明，TKD选择性地与癌细胞中的KRAS结合，并通过溶酶体依赖性过程，有效地诱导KRAS降解。在功能上，TKD抑制肿瘤生长，无明显副作用，增强PD-1抗体和西妥昔单抗的抗肿瘤作用。这项研究，不仅为开发靶向“不可成药”蛋白质的药物，提供了策略，而且还揭示了TKD是一种治疗KRAS突变癌症的有前途的治疗方法。 研究背景  01  据估计，在约20%的人类肿瘤细胞内，RAS基因发生了突变。其中，KRAS是最常见的突变致癌基因。肺腺癌 （LUAD）、胰腺导管腺癌（PDAC）和结直肠癌 （CRC） 具有高度致死性，并且表现出高频率的KRAS突变。突变率分别为32%、86%和41%。KRAS突变体，诱导下游信号级联反应的组成型激活，这不仅有助于肿瘤发展，而且削弱，甚至消除了靶向上游效应物（如表皮生长因子受体（EGFR））的药物的抑制作用。此外，KRAS突变体抑制干扰素调节因子2（IRF2）的表达，从而诱导癌症对免疫治疗的耐药性。 KRAS长期以来，一直被认为，是一种“不可成药”的蛋白质，因为它的球形结构、对GTP具有强亲和力，以及频繁的突变。这些特点，给使用传统策略开发靶向药物，带来了挑战。然而，最近的研究进展，已经确定了KRAS G12C突变体中的结合口袋（S-IIP），可以被小分子靶向。sotorasib和adagrasib等抑制剂，已被证明通过共价与该口袋相互作用，有效抑制G12C突变非小细胞肺癌（NSCLC）的生长。此外，一种名为MRTX1133的选择性KRAS G12D抑制剂，也可以与S-IIP口袋结合，但它与KRAS的相互作用是非共价的。另一种小分子抑制剂，通过阻断KRAS结合的GTP，和KRAS结合的GDP之间的核苷酸交换起作用，其已显示出对KRAS活性的广泛抑制。然而，其对水解活性受损的KRAS突变体（如KRAS G12R和Q61L/R/K）的有效性有限。值得注意的是，这些抑制剂的结合位点，对特定的KRAS突变体，或一类突变体具有特异性。此外，抑制剂对KRAS活性的极度抑制，往往导致不可预测的继发突变的出现。因此，有必要采取替代策略，来开发能够克服这些局限性的泛KRAS靶向药物。 破坏KRAS基因的表达，是消除KRAS突变致癌作用的有吸引力的策略。从理论上讲，DNA编辑和RNA干扰，都可以降低KRAS的表达。但这些策略的操作条件和脱靶效应，目前限制了它们的临床应用。选择性蛋白质降解，是减少癌细胞中KRAS的另一种有前途的策略。为此目的开发的一种技术，是蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）。PROTAC由两个片段组成：E3泛素连接酶的底物或配体，以及靶蛋白的配体。这些片段通过连接子，共价连接。通过将靶蛋白募集到E3连接酶中，PROTAC以蛋白酶体依赖性方式，促进其降解。之前的研究表明，使用这种方法，可以成功降解KRAS G12C突变体。蛋白质降解剂的另一个有吸引力的设计是 Trim-Away，它利用了E3泛素连接酶TRIM21对正常抗体Fc段的天然亲和力。Trim-Away将抗体-靶蛋白复合物募集到TRIM21中，从而诱导靶蛋白的泛素化和随后的蛋白酶体依赖性降解。Trim-Away的功能机制表明，KRAS降解剂可以基于对KRAS具有强亲和力的抗体构建。此外，AdPROM是另一种基于抗体的蛋白质降解剂，涉及将募集CUL2-RING E3连接酶复合物的von Hippel\u2012Lindau （VHL）蛋白与靶蛋白的高亲和力结合剂融合。使用逆转录病毒载体，可以将AdPROM引入靶细胞。使用基于GFP纳米抗体的AdPROM，可以成功降解敲入的绿色荧光蛋白（GFP）标记的KRAS蛋白。当GFP纳米抗体被HRAS单体取代时，降解剂还诱导了内源性未标记KRAS、HRAS和NRAS的强烈降低，表明基于单体的降解，对KRAS不具有特异性。这些发现，证明了使用基于抗体的方法，来设计针对KRAS的靶向药物的可行性。从理论上讲，基于抗体的KRAS降解剂，可以诱导pan-KRAS突变体的降解，因为抗体和抗原的结合，并不局限于特定位点。 基于蛋白质的靶向药物，如西妥昔单抗和帕博利珠单抗，已被广泛应用于癌症治疗。但几乎所有基于蛋白质的药物，都在细胞外空间起作用。为了成功进入细胞，并抑制细胞内靶标的活性，基于蛋白质的药物，尺寸应该很小，结构应该不复杂，以及拥有有效的细胞穿透肽（CPP）。纳米抗体是源自羊驼的抗体重链的可变结构域，其质量数约为15kD，远小于传统抗体（约150kD）。因此，纳米抗体可以很容易地穿透各种组织，并且可以使用原核或真核蛋白质，表达系统生产。纳米抗体是构建新型靶蛋白降解剂的理想平台。 之前的研究表明，来源于布福林IIb的无毒肽BR2，可以选择性地快速、特异性地识别和进入癌细胞。此外，可被溶酶体识别和结合的CTM肽，已被用于诱导靶蛋白的选择性降解。因此，我们采用了一种不同与以往使用的选择性蛋白质降解剂的方法，构建了一种基于靶向KRAS的纳米抗体的新型KRAS降解剂，并将其命名为肿瘤靶向KRAS降解剂（TKD）。TKD包含3个元素：癌细胞穿透肽BR2、与KRAS结合的纳米抗体，以及溶酶体识别和结合基序 CTM。团队研究了TKD在降解KRAS突变体和抑制肿瘤生长方面的作用。考虑到KRAS突变，被认为是免疫治疗和靶向治疗耐药性的有效驱动因素，团队进一步评估了TKD在使癌症对程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）抗体和西妥昔单抗敏感方面的作用。 https://www.nature.com/articles/s41421-024-00699-4 研究进展  02  TKD抑制具有不同KRAS突变的癌细胞的生长 随后，团队探索了TKD的潜在抗癌活性。集落试验表明，在具有不同KRAS突变的癌细胞中，TKD抑制细胞增殖，但TKDm不抑制细胞增殖。进一步的CCK-8检测表明，TKD对具有不同KRAS突变的肺癌细胞、CRC细胞和PDAC细胞的生长，有显著的抑制作用，但对HRAS突变的癌细胞没有抑制作用。此外，团队构建了两种基于H358细胞系（含有KRAS G12C突变）稳定表达R68S/Y96C突变KRAS的adagrasib耐药细胞系。数据显示，R68S/Y96C突变，显著促进了H358细胞对adagrasib的耐药性，但TKD对这些耐药细胞，仍保持较强的抑制作用。 实验数据显示，TKD有效浸润肿瘤组织，表明TKD在体内癌症治疗中具有广阔的应用前景。TKD成功抑制了肿瘤生长。下游信号通路（pERK指示）的活性被抑制，表明TKD对自发性肿瘤，也有很好的治疗效果。 此外，团队比较了TKD和PROTAC LC-2在降解KRAS，和抑制具有不同KRAS突变的癌细胞生长方面的作用。与TKD相比，LC-2只能降解KRAS G12C突变体。此外，TKD可以抑制H358（KRAS G12C）或HCT116衍生肿瘤的生长，而LC-2只能抑制H358衍生的肿瘤生长。TKD还降低了HCT116和H358肿瘤中KRAS的表达，而LC-2仅降低了H358肿瘤中的KRAS表达。综上所述，TKD诱导KRAS降解，并抑制具有不同KRAS突变的癌细胞的生长。因此，TKD比PROTAC具有更广泛的应用。 TKD抑制多种癌症的生长。 TKD使KRAS突变型CRC对PD-1抗体治疗敏感 之前的研究表明，KRAS突变抑制干扰素调节因子2（IRF2）的表达。IRF2是一种抑制髓源性抑制细胞（MDSC）迁移到肿瘤微环境的转录因子，并促进程序性死亡配体1（PD-L1）的表达，从而在肿瘤中产生免疫抑制微环境。考虑到TKD显著诱导突变KRAS降解，团队探讨了TKD在CRC免疫检查点阻断（ICB）治疗中的作用。Western blotting试验证实，TKD处理的癌细胞中的KRAS 降解，导致HCT116细胞中IRF2的增加和PD-L1的减少。流式细胞术检测还表明，在TKD处理的细胞中，细胞表面的PD-L1表达显著降低。因此，TKD可用于逆转突变KRAS诱导的免疫抑制。团队探索了MC38K细胞中TKD的活性，MC38K细胞是一种稳定表达KRAS G12D的小鼠CRC细胞系。数据显示，TKD处理抑制了KRAS的降解和细胞生长。在TKD治疗的肿瘤中，细胞毒性T细胞（CD45CD3CD8）的数量增加，MDSCs（CD45CD11bGr-1）的数量减少，表明TKD逆转了KRAS突变驱动的肿瘤中的免疫抑制。然后，团队单独或联合用TKD或PD-1抗体治疗小鼠。结果显示，联合治疗组禁止肿瘤生长。PD-1抗体和TKD组合的抑制作用，具有协同作用。在PD-1抗体和TKD联合治疗的肿瘤中，细胞毒性T细胞（CD8）积累，而MDSCs（Gr-1）的数量减少。重要的是，对照组和PD-1抗体治疗组，发生严重CRC肝转移，但TKD治疗组和联合治疗组无癌转移，表明TKD显著抑制了CRC的进展。总之，TKD是一种很有前途的药物，可以恢复肿瘤免疫微环境，并增强ICB治疗效果。 TKD恢复免疫微环境，改善ICB治疗。 TKD与西妥昔单抗联合治疗KRAS突变型结直肠癌， 具有良好的疗效 最近的一项研究表明，将KRAS G12C抑制剂与EGFR抗体西妥昔单抗，联合用于KRAS G12C突变CRC患者，具有抗肿瘤活性。此外，蛋白质组学分析还表明，TKD处理可以抑制EGFR信号通路的活性。因此，团队使用含有不同KRAS突变体的临床CRC组织，构建了患者来源的肿瘤异种移植物（PDX）模型，并在KRAS突变CRC PDX模型中，检查了西妥昔单抗和TKD的组合。数据显示，KRAS G12D和G12V肿瘤的生长，均受到协同抑制，G12D肿瘤的CI值为0.289，G12V肿瘤的CI值为0.137。此外，在G12D和G12V肿瘤中，与西妥昔单抗单药组相比，西妥昔单抗和TKD联合组的Ki-67阳性细胞，数量均减少。综上所述，PDX模型的结果表明，TKD在KRAS突变型CRC的临床治疗中，发挥着重要作用。 TKD和西妥昔单抗联合治疗KRAS突变CRC PDX小鼠模型。 研究结论  03  由于在G12X（G12C/G12D）突变体中发现了结合口袋（S-IIP），KRAS变得“可成药”。科学界已经开发了几种针对该口袋的抑制剂，目前正在进行临床试验，或已被批准用于临床治疗。除了G12C和G12D突变体外，大多数其他KRAS突变体，也被发现有助于癌症进展和耐药性。值得注意的是，癌细胞倾向于发展继发性KRAS突变，以抵消sotorasib和adagrasib等抑制剂的作用。团队通过将KRAS纳米抗体，与肿瘤靶向CPP和溶酶体结合基序融合，构建了一种称为TKD的泛KRAS靶向分子。TKD成功降解了不同的KRAS突变体，包括基于KRAS G12C的继发性突变，并在单独使用，或与其他批准药物联合使用时，抑制了KRAS突变体癌症的进展。结果表明，野生型KRAS也可以被TKD降解，但不必担心，其对正常组织的毒性，因为TKD表现出理想的肿瘤靶向能力。 TKD的小尺寸有助于降低其免疫原性和改善组织渗透。然而，它也会导致TKD的半衰期短。此外，当TKD通过内吞作用进入细胞时，一些TKD分子被溶酶体识别和降解，导致只有一部分TKD被释放到细胞质中以结合KRAS。此外，KRAS-TKD复合物的降解，导致细胞内TKD逐渐减少。因此，需要持续施用TKD，直到达到预期的治疗效果。团队的实验数据表明，定期给药TKD，无论是单独使用，还是与其他药物联合使用，都可以在KRAS突变癌症中，产生良好的治疗效果。各种化学修饰，如酰化和聚乙二醇化，可用于增强蛋白质药物的稳定性。一些生物材料，如水凝胶和脂质制剂，也可以延长蛋白质药物的半衰期。人血清白蛋白半衰期长（约19天），因此，白蛋白结合域，和TKD的融合，可能会延长TKD在血液中的循环时间。此外，一些肽已被证明可以有效地破坏内体膜，并促进内容物的释放。并且，这种肽在递送蛋白质中的应用，已显示出卓越的效果。这种肽与TKD的融合，也可以提高TKD递送的效率。 虽然已经有许多基于蛋白质的癌症治疗靶向药物，但大多数仍然靶向膜表面的癌蛋白。例如，人表皮生长因子受体2（HER2）和PD-1。除了治疗KRAS突变癌症外，本研究还为细胞内癌蛋白的靶向药物开发，提供了新的策略。从理论上讲，当TKD的纳米抗体元件，被靶向其他细胞内蛋白的纳米抗体取代时，该分子将成功降解靶蛋白，类似于TKD。因此，这种药物开发策略，可以充分利用“不可成药”的靶点，特别是那些已被证明在肿瘤进展中起重要作用的靶点，来设计靶向药物。这对于未来的癌症治疗，具有重要意义。 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↓

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Jerry 导读：结直肠癌(CRC)是世界范围内最常见的消化系统肿瘤之一。KRAS突变限制了抗EGFR抗体联合化疗治疗CRC的应用。因此，需要新的靶向治疗来克服KRAS诱导的肿瘤发生。最近的证据表明，抑制PI3K可导致铁死亡，这是一种与KRAS突变细胞密切相关的非凋亡性细胞死亡。 7月3日，浙江中医药大学联合浙江大学研究人员在期刊《 Cell Death & Disease》上发表了研究论文，题为“Selective PI3Kδ inhibitor TYM-3-98 suppresses AKT/mTOR/SREBP1-mediated lipogenesis and promotes ferroptosis in KRAS-mutant colorectal cancer”。 本研究表明，铁死亡的诱导是通过抑制AKT/mTOR/ srebp1介导的脂肪生成来促进PI3Kδ抑制剂诱导的细胞死亡的，因此显示出TYM-3-98在CRC治疗中有前景的治疗效果。 https://www.nature.com/articles/s41419-024-06848-7#Sec23 背景知识 01 结直肠癌(CRC)是全球第三大常见恶性肿瘤和第三大致命癌症。目前，化疗是CRC最常见的治疗方法之一，包括5-氟尿嘧啶、伊立替康、奥沙利铂、亚叶酸钙和卡培他滨等药物。此外，抗VEGF和EGFR单克隆抗体联合化疗也改善了CRC的预后。然而，这些治疗策略仍然面临着从癌症复发、耐药到明显毒性的挑战。因此，迫切需要更有效的治疗方法，尤其是对于缺乏有效靶向治疗的KRAS或NRAS序列变异患者。 PI3K-AKT-mTOR信号通路在生理和病理条件下对细胞的生长和生存起着重要作用，其过度激活在CRC的发生和发展过程中具有重要意义。此外，PTEN是PI3K通路的负性调节因子，在CRC原发肿瘤中通常缺失，并且与死亡风险增加和总生存期较差相关。因此，PI3K通路是治疗CRC的一个有前景的治疗靶点。 最近的研究报道，与无KRAS G12R突变的患者相比，有KRAS G12R突变的胰腺导管腺癌(PDA)患者有较长的总生存期，但这一优势被伴随的PI3K改变所抵消。通过KRAS/PI3K基因图谱可以预测PDA患者的治疗脆弱性，提示靶向KRAS突变中的PI3K可能是治疗CRC的新策略。 TYM -3 - 98诱导CRC细胞发生铁死亡 02 为了进一步了解TYM-3-98抗肿瘤作用的分子机制，研究人员首先测定了TYM-3-98处理后的凋亡细胞比例。与之前抑制PI3K导致白血病细胞凋亡的报道不同，TYM-3-98并没有显著增加HCT 116、LoVo和SW620细胞的凋亡水平。为了阐明TYM-3-98诱导细胞死亡的机制，研究人员将TYM-3-98处理的HCT 116细胞进行蛋白质组学分析。对照组与TYM -3 - 98处理组比较，共检测到248个差异表达蛋白(P值< 0.01，倍数变化>1.5)。研究结果显示，治疗组有105个蛋白表达下调，143个蛋白表达上调。基于这些差异表达的蛋白，研究人员进行了生物信息学分析，以确定TYM-3-98改变的关键通路。研究分析发现，给予TYM-3-98后，铁死亡通路、细胞氧化应激和铁离子转运被强烈激活。这些结果提示铁死亡过程可能参与了TYM-3-98对CRC的增殖抑制。 铁死亡被认为是一种程序性氧化性细胞死亡，伴随脂质过氧化和铁蓄积，导致活性氧簇的产生。为了验证蛋白质组学结果，研究人员首先使用铁螯合剂DFO来确定铁死亡是否在TYM -3 - 98诱导的细胞死亡中发挥作用。如图2E所示，DFO抑制铁死亡显著恢复了TYM-3-98处理后的CRC细胞活力抑制。进一步的评估表明，在24小时内，TYM-3-98诱导了快速的浓度依赖性脂质过氧化物积累，伴随着细胞内铁的增加和抗氧化剂GSH的减少。GPX4是铁死亡细胞中最重要的抗氧化酶之一，也是铁死亡细胞的重要调节因子。研究表明，GPX4和SLC7A11的激活可抑制铁死亡。与这些报道一致，TYM-3-98降低了GPX4、SLC7A11和铁蛋白重链(FTH1)的表达水平，同时升高了半胱氨酸双加氧酶1 (CDO1)。综上所述，这些数据表明TYM -3 - 98诱导的铁死亡在体外抑制CRC细胞增殖。 综上所述，这些结果表明，TYM-3-98可以通过抑制PI3Kδ诱导HCT 116, LoVo和SW620细胞的铁死亡，从而发挥抗CRC的特性。 TYM -3-98诱导CRC细胞发生铁死亡 研究结论 03 综上所述，TYM-3-98是一种新型的选择性PI3Kδ抑制剂和铁死亡诱导剂，在体外和体内都具有抗结直肠癌的活性，使其成为潜在的结直肠癌靶向药物。 参考资料： https://www.nature.com/articles/s41419-024-06848-7#Sec23 【关于投稿】 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 北京｜09月20日-21日 ▶ 第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！ 点击对应文字 查看详情