KRAS突变非小细胞肺癌内科治疗现状与展望

目前，肺癌的5年生存率为19%，是全球恶性肿瘤相关死亡的主要原因。肺癌患者中的85%为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)。NSCLC治疗决策的关键因素是患者的分子谱，迄今为止已经发现了许多致癌靶点并研制出了相应的活性靶向药物。表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)的体细胞突变、间变性淋巴瘤受体酪氨酸激酶(anaplastic lymphoma receptor tyrosine kinase, ALK)、c-ros(ROS)和转染重排(rearranged during transfection proto-oncogene, RET)原癌基因的重排已被公认是NSCLC的预后生物标志物和有潜力的治疗靶点。自1982年Kirsten大鼠肉瘤病毒基因同源物(Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog, KRAS)突变被首次报道以来，相关研究显示，其作为肺癌患者预后生物标志物的作用非常有限且不确定。目前，KRAS突变NSCLC患者的一线治疗方案依然是以铂类药物为基础的化疗，亟待探索新的治疗方法。近几年，KRAS直接靶向药物的研究取得了惊人的进展，特别是KRAS G12C抑制剂AMG510(sotorasib)和MRTX849(adagasib)，在临床试验中取得了令人鼓舞的结果。2021年5月sotorasib经美国食品与药品管理局批准上市，成为第1个被批准用于临床的KRAS G12C靶向药物。在本文中，我们总结了KRAS突变的内科治疗方法，包括化疗、抗血管药物治疗、肿瘤免疫治疗等，重点对KRAS靶向治疗研究的进展进行总结和展望。

KRAS基因是大鼠肉瘤病毒性肿瘤基因家族(rat sarcoma viral oncogene homolog, RAS)的成员之一。RAS家族还有另外两种异构体HRAS和NRAS。KRAS在人肺癌细胞中被发现，位于12号染色体短臂上。HRAS在人膀胱癌细胞系中被发现，位于11号染色体短臂上。NRAS在人神经母细胞瘤中被发现，位于1号染色体的短臂上。RAS基因突变的频率和分布并不均匀，KRAS是最常改变的亚型，在RAS突变恶性肿瘤患者中，KRAS突变占86%，NRAS突变占11%，HRAS突变占3%。KRAS异常主要见于肺癌、胰腺癌和结肠癌，NRAS异常多见于黑色素瘤，HRAS异常主要见于膀胱癌和头颈部鳞状细胞癌。

RAS基因家族成员编码1个膜结合的小三磷酸鸟苷(guanosine-5′-triphosphate, GTP)酶，在与GTP结合的活性状态和二磷酸鸟苷(guanosine-5′-diphosphate, GDP)结合的非活性状态之间转换。RAS信号通路的激活受到促进GDP-GTP交换的鸟嘌呤核苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factors, GEFs)或影响其GTP酶活性的GTP酶活化蛋白(GTPase-activating proteins, GAPs)两种调节因子的严格控制。活性形式的RAS就像一个细胞开关，当受到细胞外刺激时开关打开，从而激活负责细胞基础生命活动的下游信号通路。RAS下游的关键信号通路包括丝裂原激活蛋白激酶、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)和RAS-like GEF(RaF) 3条通路。这些通路的效应分子负责细胞增殖、细胞周期调节、代谢变化、细胞存活和细胞分化等基础细胞生命活动。当RAS基因发生致癌突变时，其GTP水解能力下降，导致与GTP结合的活性状态的RAS蛋白积累，并过度激活下游信号通路，从而导致细胞不受控制地增殖和存活。

KRAS是人类较常见的癌基因之一，KRAS突变与特定的人口学和临床病理特征有关。西方人群的KRAS突变阳性率(26%)高于亚洲人群(11%)，吸烟人群(30%)高于不吸烟人群(11%)。肺腺癌患者KRAS突变阳性率约为30%。此外，KRAS突变在年轻NSCLC患者中更常见。

绝大多数KRAS突变发生在第12密码子。吸烟者和非吸烟者KRAS突变的常见位点不同。G12V和G12C突变是由吸烟引起的最常见KRAS突变，与Ral下游信号传导的增强有关，而G12D突变在从不吸烟的人群中最常见，可激活PI3K途径。此外，与从不吸烟者相比，吸烟者往往患有更复杂的KRAS突变肿瘤，具有更高的突变负担，且肿瘤抑制基因TP53或丝氨酸-苏氨酸激酶11基因等共突变的频率更高。

1．传统化疗：

目前，KRAS突变NSCLC的一线治疗方案是以铂类药物为基础的化疗，但多数研究结果并不支持将KRAS突变作为预测化疗疗效的生物标志物。与此同时，也有研究支持将KRAS作为化疗疗效的负性预测因子。一项回顾性研究显示，KRAS突变是晚期NSCLC患者化疗后总生存时间(overall survival, OS)不良的预测因子。另外，有研究表明，KRAS突变同时伴有TP53突变预示着对铂类辅助化疗获益更差。

2．抗血管生成治疗：

虽然RAS通路影响血管内皮生长因子的表达，但评估KRAS突变对NSCLC抗血管生成治疗效果的研究较少。一项Ⅱ期临床试验显示，KRAS突变NSCLC患者未对贝伐单抗联合化疗表现出病理反应，而KRAS野生型患者的反应率为35%。一项单中心回顾性研究显示，KRAS突变，特别是G12D突变，是接受贝伐单抗联合铂类化疗的晚期NSCLC患者不良无进展生存时间(progression-free survival, PFS)和OS的预测因子。抗血管生成药物在KRAS突变NSCLC患者中的作用还需要进一步研究，尤其需要考虑不同突变位点的影响。

3．EGFR靶向治疗：

多数研究结果支持KRAS突变是NSCLC EGFR-酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor, TKI)治疗疗效的负性影响因素，接受EGFR-TKI治疗的KRAS突变患者客观缓解率(objective response rate, ORR)、PFS和OS比KRAS野生型患者差。进一步的深入研究提示，KRAS密码子位点和氨基酸替换类型对EGFR-TKI的疗效会产生影响。Zer等报道，对KRAS G12C和G12V突变的NSCLC患者EGFR-TKI治疗效果较差，对KRAS G12D和G12S突变的NSCLC患者EGFR-TKI治疗反应率很好。因此，KRAS突变的NSCLC患者对EGFR-TKI的反应一般较差，但可能存在KRAS不同突变位点的疗效差异。

4．免疫检查点抑制剂治疗：

突变的KRAS通过T细胞的表型转换促进免疫抑制微环境的形成，并能在临床前肺腺癌模型中通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPK)信号转导通路上调程序性死亡蛋白配体1(programmed death-ligand 1, PD-L1)的表达，表明活化的KRAS在NSCLC的免疫调节中发挥作用。IMpower150研究表明，与仅接受卡铂或紫杉醇的KRAS突变NSCLC患者相比，接受免疫检查点抑制剂阿替利珠单抗联合卡铂或紫杉醇治疗的KRAS突变NSCLC患者能获得更大的OS和PFS改善。免疫检查点抑制剂也可以有效延长KRAS突变NSCLC患者的生存时间。Chen等报道，中国KRAS突变的晚期NSCLC患者可以从肿瘤免疫治疗中获益，且免疫治疗联合化疗优于免疫检查点抑制剂单药治疗。上述研究结果提示，免疫治疗可以作为KRAS突变NSCLC患者的治疗选择。

1．抑制KRAS下游通路：

KRAS突变导致其下游信号通路异常激活是肺癌发生的驱动因素，因此抑制KRAS下游通路可能是有效的治疗策略，包括加速纤维肉瘤蛋白(rapidly accelerated fibrosarcoma, RAF)/MEK/ERK信号通路和PI3K/Akt/哺乳动物雷帕霉素蛋白(mammalian target of rapamycin protein, mTOR)信号通路的抑制。

一项Ⅱ期临床试验显示，MEK抑制剂selumetinib联合多西他赛治疗KRAS突变晚期NSCLC获得了良好的疗效，但之后的Ⅲ期临床试验并未得到相同的结果。另一种MEK抑制剂曲美替尼，单药治疗NSCLC也未获得比多西紫杉醇更好的生存获益。但是，KRAS G12C突变患者与无G12C突变患者对曲美替尼联合多西紫杉醇治疗的反应不同。这些研究提示，不同的RAS突变亚型、KRAS突变的特异性等位基因、共突变等可导致KRAS突变的异质性，这些异质性可能会影响靶向治疗的治疗反应，通过抑制RAF/MEK/ERK通路来间接靶向KRAS可能不是治疗KRAS突变NSCLC的正确策略。

PI3K/Akt/mTOR通路也是KRAS下游信号通路的一个主要分支，参与代谢控制、免疫、血管生成和心血管内稳态，因此抑制PI3K/Akt/mTOR通路可能对KRAS突变的NSCLC起到有效作用。但多数临床研究结果显示，PI3K/Akt/mTOR抑制剂在NSCLC中的治疗效果有限。BASALT-1研究旨在观察PAN-PI3K抑制剂buparlisib治疗PI3K通路激活的复发NSCLC的效果，但该研究因第1次中期分析结果显示无效而关闭。另一项Ⅱ期临床试验显示，79例KRAS突变NSCLC患者接受ridaforolimus治疗的客观应答率仅为1%。

2．抑制KRAS膜结合：

RAS蛋白的法尼化既是其正常生理功能所必需的，也是其致癌突变体转化所必需的。理论上，法尼基转移酶抑制剂可通过干扰RAS蛋白的法尼化发挥抗肿瘤效果，但在相关临床研究中法尼基转移酶抑制剂(如tipifarnib和salrasib)治疗KRAS突变的NSCLC并未显示出临床疗效。KRAS基因突变使得RAS蛋白结构发生改变从而导致法尼基转移酶抑制剂的失效并激活肿瘤的发生过程，这是这些研究失败的潜在机制。

Ostrem等在研究与GDP结合的KRAS蛋白的晶体结构时发现，在效应器结合开关Ⅱ区域下有1个新的口袋。这个口袋的发现使直接靶向KRAS的治疗成为可能，为开发新一代KRAS G12C靶向抑制剂铺平了道路。目前，研究者已经合成了许多候选药物，如sotorasib(AMG510)和adagrasib(MRTX849)。sotorasib和adagrasib均为KRAS G12C抑制剂，能不可逆、有选择地与突变KRAS蛋白的开关Ⅱ口袋结合，将其锁定在与GDP结合的无活性状态，针对这两种药物的多项研究正在进行中。

1．单药治疗：

sotorasib的半衰期约为5.5 h。CodeBreaK 100(NCT03600883)研究评估了sotorasib单药治疗636例经治KRAS G12C突变局部晚期或转移性恶性肿瘤的疗效和安全性，其中的124例转移性NSCLC患者以sotorasib单药960 mg、1次/d的方案持续用药到疾病进展，ORR为37.1%，疾病控制率为80.6%，中位缓解期为10.0个月，中位达标时间为1.4个月，中位无进展生存时间为6.8个月；19.8%(126例)的患者发生了与治疗相关的3级以上不良反应，主要为腹泻(4%)、丙氨酸氨基转移酶(alanine transaminase, ALT)升高(6.3%)和天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase, AST)升高(5.6%)，7.1%的患者因不良反应停止继续用药，22.2%的患者改变了用药剂量。sotorasib在2021年5月经美国食品与药品管理局批准上市，适应证为至少经过1次系统治疗且病情进展的KRAS G12C阳性NSCLC，成为第1个被批准用于临床的KRAS G12C靶向药。

有研究表明，与sotorasib相比，adagrasib在某些特性方面进行了优化，口服生物利用率提高，半衰期延长，组织分布广泛；51例接受过PD-1/PD-L1抑制剂治疗的KRAS G12C突变NSCLC患者，单用adagrasib治疗(600 mg, 2次/d)，ORR为45%，疾病控制率为96%；30%的患者出现3级以上不良反应，主要包括疲劳(6%)、AST和ALT升高(5%)。adagrasib可以透过血脑屏障，提示该药物有望用于对脑转移瘤的治疗。

2．联合治疗：

联合治疗是肿瘤治疗常用的重要策略，可以提高疗效，减轻不良反应，推迟耐药性的发生。KRAS G12C共价抑制剂与常规化疗药物相结合，可能是提高疗效的潜在策略。有研究表明，KRAS突变的NSCLC模型对培美曲塞表现出更强的敏感性，用培美曲塞治疗后，KRAS RNA的表达发生变化，导致血管生成减少，这可能是因为KRAS突变的细胞更依赖叶酸代谢途径。

另一种联合治疗策略是将KRAS抑制剂与EGFR-TKI联用，因为EGFR信号通路经常在肿瘤细胞中被激活以绕过KRAS的抑制。在NCT01859026研究中，计划采用MEK抑制剂MEK162和EGFR抑制剂厄洛替尼治疗携带KRAS或EGFR突变的NSCLC。在KRYSTAL-1研究中，一个亚组将用于评估adagrasib与阿法替尼联合治疗KRAS突变的NSCLC患者。目前，这两项研究尚在受试对象入组过程中。

KRAS抑制剂与免疫检查点抑制剂的联合也被研究者寄予厚望。KRAS突变通过促进肿瘤细胞免疫调节因子的表达优先诱发免疫抑制性肿瘤微环境，如转化生长因子、白细胞介素6(interleukin-6, IL-6)和IL-10，KRAS抑制剂可以阻断这种作用。研究表明，AMG510治疗有助于形成促炎症的微环境，并增强免疫监视。目前，KRAS G12C抑制剂和免疫检查点抑制剂联用的多项临床研究正在进行中。

其他正在开展研究的联合治疗方法还有KRAS G12C抑制剂联合受体酪氨酸激酶、mTOR抑制剂或细胞周期依赖性激酶4/6抑制剂等。

目前有关KRAS G12C抑制剂耐药机制的文献报道不多。Ryan等认为，不能被KRAS G12C抑制剂特异性抑制的野生型RAS细胞，在经过AMG510治疗后，迅速激活了由RTK介导的适应性KRAS反馈途径，导致了耐药性的产生。NCT03785249研究为一项临床队列研究，其结果表明，KRAS G12C抑制剂获得性耐药的机制相当复杂，如KRAS中的继发性突变或扩增以及从肺腺癌到鳞状细胞癌的组织学转化均为潜在的耐药机制，在同一例患者中可能会同时发生多种机制的耐药。

直接靶向抑制KRAS治疗NSCLC曾经被认为是一条绝路，但在不断的探索过程中，研究者们对KRAS突变结构有了新的认识，促进了针对KRAS的药物开发。靶向KRAS，特别是直接靶向KRAS G12C的相关研究已经取得了突破性进展。此外，KRAS突变NSCLC患者接受化疗以及免疫检查点抑制剂治疗也取得了预期疗效。KRAS突变实现了从不可成药到直接靶向治疗的转变，但获得性耐药是靶向治疗不可避免的通病，是未来亟需攻克的难题，需要科研工作者和临床医生共同努力，携手面对挑战。

参考文献略。