RAS是最常突变的致癌基因，KRAS是最常突变的RAS亚型，人类癌症中85%RAS突变是KRAS突变，KRAS突变率最高的3种肿瘤是胰腺癌（88%）、结直肠癌（45%~50%）和肺癌（31%~35%）。随着对RAS家族信号蛋白间相互作用的理解，促进了NSCLC KRAS突变阻断药物及联合治疗的发展。以下内容是NSCLC KRAS突变阻断治疗的最新进展。
KRAS的生物学：结构、功能和下游效应通路
KRAS编码膜结合鸟苷三磷酸酶（GTPase），与GDP结合时无活性，与GTP结合时具有活性，鸟嘌呤交换因子（GEF），如SOS1蛋白能促进RAS蛋白与GTP结合。KRAS有如细胞开关，细胞外刺激下打开，激活下游细胞过程信号通路。KRAS的关键下游效应通路包括MAPK、PI3K、Ras-like（Ral）GEF（RalGEF），与细胞增殖、细胞周期、代谢变化、细胞存活以及分化有关。KRAS蛋白在GTP-和GDP-结合态之间循环，再合成半衰期24小时。
KRAS对控制癌细胞与微环境相互作用非常重要，其异常调控可导致肿瘤，并影响治疗反应。KRAS突变细胞的MHC I表达下降，PD-L1表达上调，肿瘤微环境（TME）中免疫抑制细胞髓源性抑制细胞（MDSCs）募集累积。肺腺癌（LUAD）、胰腺癌和结直肠癌的临床前研究表明，KRAS突变发生在癌变过程早期，促进癌细胞生存、侵袭和迁移。
KRAS突变在肺癌中的作用
点突变是KRAS常见改变，可导致GTP结合态持续活化，触发下游致癌通路。吸烟与肺癌KRAS突变密切相关，LUAD中更多见（20%~40%），鳞癌中较少见（～5%），吸烟较非吸烟者多见（30%和11%），西方人较亚洲人（26%和11%）多见。
KRAS突变在NSCLC中高达30%，主要发生在密码子12和13（>95%）。大量研究发现，最常见的密码子突变导致甘氨酸（G）转变为半胱氨酸（C）（G12C），占39%，其次是甘氨酸（G）转变为缬氨酸（V）（G12V），占21%，甘氨酸（G）转变为天冬氨酸（D）（G12D），占17%。KRASG12C女性更多见；吸烟影响突变分布和密码子转换，吸烟相关KRASG12C（41%既往和现吸烟者）或KRASG12V主要为鸟嘌呤（G）转变为胸腺嘧啶（T）或鸟嘌呤（G）转变为胞嘧啶（C），不吸烟者最常见的是KRASG12D（56%），为鸟嘌呤（G）转变为腺嘌呤（A）。
KRAS突变对NSCLC预后影响的数据相互矛盾。一些报道认为KRAS突变患者预后较差，而另一些研究表明野生型和突变型KRAS患者预后相似。
靶向KRAS治疗肺癌的历
KRAS突变可见于1/3 LUAD患者，但目前尚无针对KRAS突变的靶向药物。针对KRAS的药物主要包括靶向KRAS蛋白及其翻译后修饰、膜定位、蛋白-蛋白相互作用和下游信号通路，多数研究药物未被证明有效，因为Ostrem、Shoka等发现，KRAS蛋白表面相对较为光滑，只有GTP/GDP结合袋例外。
5年前人们还认为，KRAS生物化学的复杂性、GTP对KRAS的高亲和性以及有限的活性结合位点数量，使得直接靶向KRAS极具挑战性。计算机建模和晶体学进展使得一些能直接结合到特定RAS构象的小分子得以发现，但这些化合物的效力有限，且对RAS突变缺乏特异性。
大量研究探索了间接靶向KRAS的策略，包括翻译后修饰、膜定位、蛋白-蛋白相互作用及抑制下游信号通路。RAS蛋白的法尼基化对正常生理功能和突变体的致癌作用均为必需，推测法尼基转移酶抑制剂（FTIs）可能通过破坏致癌RAS的法尼基化而发挥抗肿瘤作用，但一些FTIs（如tipifarnib和salirasib）在临床研究中未显示对KRAS突变NSCLC有治疗作用。
一些小分子可抑制细胞的RAF（rapidly accelerated fibrosarcoma）关联，减少下游分子磷酸化，如MEK和ERK。MEK虽被认为是合适的KRAS下游抑制靶点，但MEK抑制剂单药疗效并不显著。MEK1/2选择性抑制剂Selumetinib对临床前KRAS突变肿瘤具有治疗活性，但在2期研究中，既往治疗过的87例KRAS突变晚期NSCLC接受Selumetinib+多西他赛和多西他赛+安慰剂治疗，OS并无统计学差异，但其他指标差异具有统计学意义：二组ORR分别为37%和0%，PFS分别为5.3与2.1个月。另一项研究中，510例KRAS突变晚期NSCLC接受Selumetinib+多西他赛或安慰剂+多西他赛作为二线治疗，PFS无显著差异。
临床前研究表明，KRAS突变NSCLC细胞株和异种移植物如同时存在TP53或CDKN2A基因改变，对FAK（focal adhesion kinase）抑制敏感。一项2期研究中，多线治疗后的KRAS突变NSCLC采用FAK抑制剂defactinib单药治疗，具有适度治疗活性（中位PFS 45天），疗效与TP53和CDKN2A状态无关。
Ostrem和Shokat对与GDP结合的突变蛋白的晶体结构研究发现，在效应结合开关II区下方有一口袋，该口袋使得直接靶向KRAS成为可能，大量药物因此得以合成，主要依赖与半胱氨酸共价结合。
（1）单药
Sotorasib（AMG510）选择性不可逆共价结合于突变KRAS的开关II口袋，将其锁定于无活性的GDP结合态。1期药代动力学（PK）分析表明，Sotorasib半衰期约5.5小时。1/2期研究中Sotorasib（960mg/日）单药治疗接受过治疗的KRASG12C突变局部晚期或转移性恶性肿瘤，主要终点ORR在NSCLC（N = 124）为37.1%，DCR为80.6%，中位缓解持续时间10.0个月，中位客观缓解时间1.4个月，中位PFS为6.8个月。19.8%患者（N=126）发生3/4级治疗相关不良事件（TRAE），>5%的TRAEs包括GI毒性，如腹泻（3级4%）、恶心呕吐及肝毒性如ALT升高（3级6.3%）和AST升高（3级5.6%），TRAE导致7.1%患者停止治疗，22.2%剂量调整。全球3期研究CodeBreak200正在进行，比较Sotorasib与多西他赛治疗KRASG12C突变NSCLC的疗效。
另一正在研发的KRASG12C抑制剂Adagrasib （MRTX849）选择性不可逆共价结合于无活性GDP结合态下的KRASG12C，也可结合开关II口袋。与Sotorasib相比，Adagrasib的某些PK特性进一步优化，如口服生物利用度、更长半衰期（～24小时）和广泛组织分布。1/2期KRYSTAL-1研究中，接受过PD-1/PD-L1抑制剂+化疗治疗的KRASG12C突变NSCLC，单药Adagrasib（600mg，BID）治疗，ORR为45%，DCR为96%，缓解持续时间尚未报道。30%患者发生3/4级TRAE，常见3/4级TRAEs包括疲劳（6%）和AST/ALT升高（5%），TRAE导致4.5%患者停止治疗。临床前数据表明Adagrasib可进入脑脊液，临床数据显示对脑转移瘤具有治疗活性。
一项1期研究正在评估GDC-6036/RG6330治疗KRASG12C突变晚期或转移性实体肿瘤的安全性、PK和治疗作用，二种KRASG12C抑制剂JNJ-74699157和LY-3499446已停止进一步研究。
（2）联合治疗
由于NSCLC KRAS突变的复杂性、高频共突变及存在耐药旁路途径，因此联合治疗可能是更合理的治疗策略，通过靶向多个或冗余的致癌途径来预防或延迟耐药发生，扩大KRASG12C抑制获益。
联合之一是KRAS抑制联合SHP2（Src homology phosphatase 2）抑制。体外研究表明，SHP2抑制能特异性抑制KRAS突变NSCLC细胞的干细胞化，对WT NSCLC细胞无此作用，SHP2在TKI处理后的突变细胞系中激活，可增加这种抑制作用。数据表明，KRAS突变肿瘤依赖SHP2和RTK（receptor tyrosine kinase），特别是KRASG12C突变NSCLC依赖体内SHP2活性。KRASG12C突变肿瘤的异种移植模型中，Adagrasib联合SHP2抑制较任一单药的治疗作用更强。目前有临床研究正在评估Sotorasib或Adagrasib联合SHP2抑制剂的治疗作用。
联合之二是KRAS抑制联合EGFR TKIs。肿瘤细胞的EGFR信号通路经常激活，使得肿瘤细胞避开KRAS抑制，而双重抑制可能会阻止肿瘤避开KRAS抑制，增强抑制作用。一项1/1b期研究正在评估MEK抑制剂MEK162联合厄洛替尼治疗KRAS或EGFR突变NSCLC。KRYSTAL-1研究中的一个队列评估了Adagrasib联合阿法替尼治疗KRAS突变NSCLC。CodeBreak101研究中的一个队列评估了KRASG12C抑制剂Sotorasib联合泛ErbB 抑制剂的治疗作用。
联合之三是KRAS抑制剂联合检查点抑制剂（CPI），CPI是晚期NSCLC的标准治疗。KRASG12C肿瘤模型中，Sotorasib或抗PD-1单药治疗均可使1/10只小鼠肿瘤消退，但Sotorasib联合抗PD-1治疗却使得9/10只小鼠肿瘤完全缓解。Adagrasib联合抗PD-1治疗也可使得大部分小鼠肿瘤获得持续完全缓解，与单药治疗相比更具生存优势。完全缓解的小鼠模型再次接种肿瘤细胞并不能形成肿瘤，表明该联合治疗具有持久的抗肿瘤作用。KRASG12C抑制剂Adagrasib或Sotorasib与PD-1/PD-L1抑制剂联合治疗KRASG12C突变NSCLC的临床研究正在进行。
SOS1是KRAS突变NSCLC中另一可作用的蛋白。BI-3406是选择性SOS1-KRAS相互作用抑制剂，临床前研究显示对KRAS驱动肿瘤具有治疗作用。SOS1抑制能够抑制异种移植KRAS突变肿瘤生长，预防MEK抑制继发耐药。与KRASG12C或MEK抑制剂联合使用时，BI-3406增加MAPK通路抑制的程度和持续时间，更有效的阻止继发耐药。
另有研究正在通过MEK抑制靶向KRAS下游信号从而抑制KRAS。VS-6766是RAF-MEK抑制剂，一项研究中单独或与FAK抑制剂defactinib联合治疗复发KRASG12V突变或其他KRAS突变NSCLC；CodeBreak101研究也评估了Sotorasib联合MEK抑制剂的疗效；其他潜在的KRAS抑制联合治疗包括KRASG12C抑制剂联合化疗、mTOR抑制剂和CDK4/6抑制剂。
（3）共突变的意义
证据表明，KRAS突变NSCLC存在基因共突变，而且不同KRAS亚型的共突变模式也不相同，共突变如TP53（39%~42%）、STK11（20%~29%）、KEAP1（13%~27%）、ATM（13%）、MET受体（15.4%）和ERBB2（13.8%），仅存在于KRASG12C突变肿瘤。推测NSCLC中的某些KRAS突变可能具有预后和治疗意义。通常认为KRAS突变与NSCLC其他已知驱动突变相互排斥（如EGFR、ALK和ROS1）。
超过50%NSCLC存在TP53失活突变，发生在肺癌进展早期。突变TP53肿瘤炎症反应明显，免疫抵抗。此外，LUAD的TP53与PD-L1在mRNA和蛋白水平的表达正相关。证据表明TP53在调节免疫应答中至关重要，与WT TP53相比，TP53/KRAS突变患者预后较好。
KRAS突变NSCLC中，约1/3存在STK11失活突变，二者通过mTOR依赖DNA甲基化上调促进肿瘤发生，临床前模型中与中性粒细胞计数增加、PD-L1表达减少和肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）减少相关。回顾性研究显示KRAS和STK11共突变且接受过治疗的晚期NSCLC的预后差于单独STK11突变NSCLC；IMpower150研究显示，STK11是KRAS突变患者对PD-1/PD-L1阻断治疗原发耐药的主要因素；KRYSTAL-1研究的探索性分析表明，与单独KRASG12C突变患者相比，Adagrasib对KRASG12C和STK11共突变患者的疗效更好，KRASG12C和STK11共突变患者的ORR为64%（9/14），KRASG12C突变和WT STK11患者的ORR为33%（10/30），STK11共突变肿瘤在Adagrasib治疗后表现出免疫应答转录增加，表明Adagrasib可通过招募T细胞进入肿瘤逆转STK11介导的免疫抑制；CodeBreak100研究的探索性分析显示，STK11和KEAP1共突变肿瘤的ORR为23% （3/13），STK11突变和WT KEAP1 肿瘤的ORR为50%（11/22），WT STK11和KEAP1 突变肿瘤的ORR为14%，WT STK11和WT KEAP1的ORR为42%。
展望
约1/3LUAD患者存在KRAS突变，尽管Sotorasib和Adagrasib治疗KRASG12C突变LUAD获得成功，但仍存在许多问题：抑制剂耐药机制是什么？对耐药机制的更好理解能否有助于治疗策略选择？KRAS抑制剂一线治疗是否会发挥作用？单药还是联合治疗有更好预后？
目前正在努力研究KRAS抑制的耐药机制和特殊患者群体的治疗结果，以推进这些新型靶向治疗纳入临床实践的进程。初步研究表明，KRASG12C抑制剂可能存在多种耐药机制，与靶向EGFR和ALK的TKIs不同，没有普遍适用或主要耐药机制。Adagrasib耐药突变通常是亚克隆或多种假定机制所致，如继发KRAS突变、MAPK通路改变、获得性基因重排和组织学转化，表明疾病进展后可能没有通用的治疗策略，个体化治疗更恰当。
随着对KRAS生物学的理解和KRAS治疗证据的增长，KRAS抑制剂在NSCLC治疗中的地位可能会发生改变。目前，Sotorasib和Adagrasib治疗KRAS突变NSCLC缓解率37%~45%，根据肺癌一线靶向治疗数据，有人预计这类新的KRASG12C抑制剂在初治患者的缓解率可能更高。但我们并不这样认为，耐药机制研究发现，与RTK驱动肿瘤相比，RAS的GTPase功能和/或RAS通路的信号转导非常复杂，因此一线单药治疗NSCLC疗效可能受到影响。解决这一问题的方法之一是选择不适合标准铂治疗患者或通过分子检测富集患者，如KRASG12C与STK11共突变患者单药CPI治疗反应较差，选择这些患者作为一线KRASG12C靶向治疗的候选者（Sotorasib和Adagrasib缓解率分别为50%和64%）。方法之二是KRASG12C抑制剂联合CPI±化疗，但安全性和可行性尚待研究。
KRAS抑制在辅助治疗或新辅助治疗中也可能发挥作用。ADAURA研究证明，靶向治疗可能是早期NSCLC治疗的重要选择。此外III期肿瘤中探索KRAS抑制剂联合放疗也有积极的意义。
许多旨在抑制或降解KRAS的治疗也显示出前景。疫苗或TILs直接靶向KRAS突变肿瘤是正在探索的领域，涉及KRAS靶向降解的方法包括设计的锚蛋白重复序列蛋白（DARPins）和C12定向共价降解分子（PROTACs）。尽管KRAS突变NSCLC治疗前景看好，但仍需更多研究。
Reck M, Carbone DP, Garassino M, Barlesi F. Targeting KRAS in non-small-cell lung cancer: recent progress and new approaches. Ann Oncol. 2021;32（9）:1101-1110. doi:10.1016/j.annonc.2021.06.001
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