KRAS基因是肿瘤中最常突变的癌基因之一，在多种类型的恶性肿瘤中均可检测到，普遍存在于胰腺癌（86%）、结直肠癌（41%）、肺癌（32%）中[1]。但是由于KRAS突变基因缺乏疏水口袋，难以与小分子结合，既往一直被视作“难以成药”靶点。

虽然针对KRAS的药物研发充满荆棘，但过去30多年中，针对KRAS突变肿瘤药物研发的探索却从未停止。Sotorasib及Adagrasib作为靶向KRAS-G12C突变的药物，在非小细胞肺癌（NSCLC）患者中取得可喜的疗效，先后于2021年及近期被FDA加速批准上市[2，3]。这也为靶向不同类型KRAS突变基因药物研发带来新的启发和动力。

近日，来自美国宾夕法尼亚大学的Ben Z. Stanger及Robert H. Vonderheide教授团队在Cancer Discovery杂志上发表重要研究成果。结果表明，新型小分子KRAS-G12D抑制剂MRTX1133能够显著抑制该位点突变的胰腺癌肿瘤生长，并且重塑肿瘤微环境，或为胰腺癌患者治疗带来曙光。

（文章封面）

胰腺导管腺癌（PDAC）是一种恶性程度极高的肿瘤类型，其5年生存期仅有11%[4]，素有“癌王”之称。目前对于胰腺癌的治疗手段仍然十分有限，胰腺癌也成为科学家们积极攻克的方向。

由于胰腺癌肿瘤中有超过90%的患者存在KRAS突变，KRAS突变蛋白成为胰腺癌中十分有前景的治疗靶点。不同于NSCLC中大部分为KRAS-G12C突变，胰腺癌中KRAS-G12C突变只有不到1%，大部分为G12D突变[1]。同样是KRAS基因突变，虽然只有一个字母之差，但是相关药物对肿瘤的效果却大相径庭。

今年早些时候，MRTX1133的临床前研究结果发表于Nature Medicine杂志上[5]。相关结果表明MRTX1133能选择性与KRAS-G12D突变体结合，在多种携带KRAS-G12D突变的肿瘤细胞系中均显示出特异性抑制KRAS依赖的相关信号通路，并且MRTX1133和EGFR单抗西妥昔单抗联合用药相比于单药能够抑制肿瘤细胞pERK和pS6的表达，显著提高抗肿瘤效应[5]。

本研究中，研究人员探究了MRTX1133在胰腺癌中的疗效以及对肿瘤微环境的影响。

首先，研究人员在体外细胞实验中验证了MRTX1133的特异性和效力。在KRAS-G12D突变的人类和小鼠胰腺癌中，MRTX1133的IC50值显著低于KRAS野生型和其他类型突变（图1），证明MRTX1133对KRAS-G12D突变有较好的选择性。

（图1 MRTX1133选择性抑制KRAS-G12D突变）

然后，研究人员探究了MRTX1133对免疫功能完善的PDAC种植瘤模型的疗效。利用两株具有KRAS-G12D突变背景的鼠源PDAC细胞系，结果表明，无论是皮下瘤还是原位种植肿瘤，MRTX1133均显示出对肿瘤显著的抑制效应（图2）。

（图2 MRTX1133显著抑制PDAC种植瘤生长）

同时，由于转移是导致胰腺癌预后较差的主要原因，研究人员还利用转移小鼠模型，发现MRTX1133能够显著抑制PDAC细胞系的肺转移（图3）。

（图3 MRTX1133显著抑制PDAC肺转移）

接着，通过免疫荧光染色，研究人员还发现MRTX1133治疗后，皮下瘤及原位瘤模型中的肿瘤相关成纤维细胞（myCAF）的标志物α-SMA以及血管内皮细胞的标志物EMCN显著升高（图4），提示MRTX1133对于KRAS-G12D突变PDAC肿瘤基质以及血管生成有显著的调节作用，而既往研究表明myCAF可能参与抑制胰腺癌肿瘤生长，这可能是MRTX1133发挥作用的机制之一。

（图4 MRTX1133对种植瘤基质及血管生成的影响）

由于研究者使用免疫功能完善的小鼠肿瘤模型，使得进一步探究MRTX1133对肿瘤免疫微环境的影响成为可能。

通过流式细胞术，研究人员发现该药物能够导致肿瘤微环境（TME）发生显著变化，其中巨噬细胞在MRTX1133治疗后显著升高并且向M1型巨噬细胞转换。同时，MRTX1133治疗后髓源性抑制细胞（MDSCs）显著减少，而CD4+T细胞及细胞毒性CD8+T细胞显著升高（图5）。

以上结果提示，抑制KRAS-G12D突变蛋白后增强了细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。

（图5 MRTX1133对PDAC免疫微环境的影响）

基于以上结果，为探究T细胞究竟在MRTX1133抗肿瘤作用中起到怎样的作用，研究人员在使用MRTX1133时联用CD4/CD8的抗体从而达到耗竭T细胞的作用。结果表明，单独使用MRTX1133治疗显著抑制了肿瘤生长（100%），而联用MRTX1133和CD4/CD8抗体组中虽然也表现出显著的肿瘤抑制作用（86%），但是并没有一例达到完全缓解（CR，图6）。

（图6 皮下瘤小鼠模型）

接着研究人员更进一步探究T细胞在停用MRTX1133是否仍然发挥着抗肿瘤作用。结果表明，当用药14天停药后，联用MRTX1133和CD4/CD8抗体组肿瘤复发，而单药MRTX1133组中有50%（4/8）肿瘤仍处于缓解状态，没有可检测到的肿瘤细胞，另外的50%（4/8）也只属于有限的肿瘤再生。

这些结果表明，肿瘤对MRTX1133的响应不依赖T细胞，但T细胞可以增强肿瘤对药物响应后持续效果，并且有助于抑制药物初始发挥疗效后的肿瘤再生。

（图7 皮下瘤小鼠模型）

最后，为了更加全面论证MRTX1133对KRAS-G12D突变的PDAC具有良好的肿瘤抑制作用，研究人员还使用了携带KRAS-G12D突变的原发性PDAC小鼠模型（KPC/Y），结果同样表明该药物对肿瘤有良好的抑制作用（图8）。

（图8 KPC/Y原发性PDAC肿瘤小鼠模型）

总结一下，无论是种植瘤还是原发模型，MRTX1133均显示出对KRAS-G12D突变的PDAC良好的肿瘤抑制作用，并且MRTX1133参与对肿瘤免疫微环境的重塑，或可与免疫治疗发挥协同作用。

2021年，第一款靶向KRAS突变位点的药物Sotorasib被FDA加速批准上市，一举打破了既往认为KRAS“难以成药”的魔咒，随即各大制药公司的相关药物也纷纷进入临床试验。令人欣喜的是，本研究中MRTX1133小分子的问世，标志着KRAS另一更常见的突变位点G12D或将有药可用。

目前关于KRAS-G12D突变的实体瘤尚无标准靶向治疗方案，在胰腺癌领域，化疗及免疫治疗等也并未取得预期的疗效。对于KRAS-G12D突变的实体瘤，尤其是恶性程度极高的胰腺癌，仍然有迫切的临床治疗需求未被满足。

本研究作为临床前研究，距离批准MRTX1133上市用于肿瘤患者的治疗估计仍有一段距离，不过我们有理由感到欣喜，目前研究数据已经显示出良好的治疗效果。对于携带KRAS-G12D突变的实体瘤患者，尤其是胰腺癌患者，或许癌症成为慢性病管理的愿景正在一步步实现！


参考资料：

1. Moore AR, Rosenberg SC, McCormick F, Malek S. RAS-targeted therapies: is the undruggable drugged? [published correction appears in Nat Rev Drug Discov. 2020 Dec;19(12):902]. Nat Rev Drug Discov. 2020;19(8):533-552. doi:10.1038/s41573-020-0068-6

2. Skoulidis F, Li BT, Dy GK, et al. Sotorasib for Lung Cancers with KRAS p.G12C Mutation. N Engl J Med. 2021;384(25):2371-2381. doi:10.1056/NEJMoa2103695

3. FDA grants accelerated approval to adagrasib for KRAS G12C-mutated NSCLC. https://www.fda.gov/drugs/resources-information-approved-drugs/fda-grants-accelerated-approval-adagrasib-kras-g12c-mutated-nsclc

4. Siegel RL, Miller KD, Fuchs HE, Jemal A. Cancer statistics, 2022. CA Cancer J Clin. 2022;72(1):7-33. doi:10.3322/caac.21708

5. Hallin J, Bowcut V, Calinisan A, et al. Anti-tumor efficacy of a potent and selective non-covalent KRASG12D inhibitor. Nat Med. 2022;28(10):2171-2182. doi:10.1038/s41591-022-02007-7