編者按:
KRAS作為癌癥中最常見的突變基因之一,自發現以來一直是藥物研發的重點關注方向。近年來,這個長期“不可成藥”靶點的藥物研發迎來了一系列進展:數款治療
KRAS
G12C突變癌癥的共價抑制劑療法已經獲批;與此同時,面對更難對付的
KRAS
G12D突變,也有多款潛在療法進入臨床階段。作為全球醫藥創新的賦能者,藥明康德一直以來依托一體化、端到端的CRDMO賦能平臺,助力全球合作伙伴推進靶向療法和更多癌癥療法的開發,加速造福病患。
20世紀60年代末,科學家在研究能夠誘發動物腫瘤的致癌病毒時,發現某些病毒攜帶的基因可以將正常的大鼠細胞轉化為腫瘤細胞。Kirsten肉瘤病毒就是其中之一。
不久后科學界意識到,這些病毒基因在宿主細胞中其實有對應的“原型”,即正常細胞自身的基因。這一發現為“原癌基因”的概念奠定了基礎:細胞自身的基因一旦發生異常,也可能驅動腫瘤發生。而與Kirsten肉瘤病毒致癌基因同源的人類基因,就是
KRAS
KRAS
HRAS、NRAS等癌癥相關基因共同構成了
RAS基因家族。這些基因通過復雜信號通路驅動癌癥進展,成為癌癥治療的重要靶點。
打破KRAS的“不可成藥”困境
作為一類常見的癌基因,
KRAS突變驅動了多種癌癥的發生,例如胰腺導管腺癌(PDAC)、結直腸癌、非小細胞肺癌(NSCLC)等。大多數
KRAS突變是位于12和13號密碼子(G12/13)的單堿基突變。
在NSCLC中,第12位甘氨酸(G)向半胱氨酸(C)的點突變,即
KRAS
G12
C突變最為常見,占所有
KRAS突變的約20%。而其突變為天冬氨酸(D)的G12D是PDAC中的主要
KRAS突變亞型,占所有PDAC病例的67.6%。
KRAS發生突變時,KRAS長期處于開啟狀態,持續傳遞促增殖信號從而推動腫瘤發生。由于KRAS蛋白表面過于“光滑”,缺乏傳統小分子藥物的結合“口袋”,因此在數十年間靶向KRAS的藥物研發都面臨著“不可成藥”的困境。
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圖片來源:123RF
近年來,靶向
KRAS
G12C突變的藥物開發首先迎來了轉機。2013年,加州大學舊金山分校的科學家在一篇《自然》論文中發現了可以“鎖死”KRAS
G12C突變體的可成藥“口袋”,為藥物設計提供了可被共價修飾的“抓手”。這使得科學家得以轉換思路,不再局限于尋找非共價分子,而是轉向篩選能與半胱氨酸形成共價鍵的共價抑制劑。
基于這一思路,安進(Amgen)研發的Lumakras(sotorasib)以及Mirati的Krazati(adagrasib)陸續獲美國FDA批準上市,成為首批獲批的KRAS靶向療法。這些共價抑制劑為攜帶
KRAS
G12C突變的NSCLC患者提供了全新療法。
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圖片來源:123RF
此后,靶向
KRAS
G12C的共價藥物陸續涌現。僅在2025年,就有多款
KRAS
G12C共價抑制劑獲得FDA授予的突破性療法認定,用于治療NSCLC,其中包括olomorasib、作用于RAS活性態(ON)的G12C選擇性抑制劑elironrasib(RMC-6291),以及非活性態(RAS OFF)G12C選擇性抑制劑D3S-001。
在共價抑制劑之外,科學家們正在探索以靶向蛋白降解為代表的新一代
KRAS
G12C干預策略。例如,Revolution Medicines公司研發的分子膠elironrasib通過招募cyclophilin這一呈遞蛋白,實現了對激活狀態下
KRAS
G12C蛋白的特異性靶向抑制。該藥物已獲得FDA授予的突破性療法認定,用于治療攜帶
KRAS
G12C突變的NSCLC患者。
創新療法破局KRAS
G12D突變
隨著
KRAS
G12C抑制劑的成功問世,研究者也將目光投向更難對付的
KRAS
G12D。不同于
G12C,G12D突變引入的天冬氨酸殘基反應活性低,缺乏易于形成共價鍵的位點,因此傳統的藥物設計難以靶向該殘基。
盡管尚無
KRAS
G12D靶向藥物獲批,但基于可逆高親和結合等策略,已有多款候選療法進入臨床階段,或是在臨床前實驗中展現出攻克這一靶點的潛力。
例如,近期的一項《科學》研究介紹了一款RAS(ON)G12D選擇性分子膠抑制劑:zoldonrasib(RMC-9805)。為了克服共價靶向
RAS
G12D的難點,研究團隊設計的分子能夠誘導活性RAS與伴侶蛋白cyclophilin A(CYPA)之間形成蛋白質-蛋白質相互作用,從而選擇性地提升天冬氨酸與親電彈頭之間共價反應的速率。在小鼠模型中,該分子口服生物利用度高,能夠不可逆地修飾突變RAS,并在肺癌、胰腺癌和結直腸癌模型中抑制腫瘤生長。目前zoldonrasib治療
KRAS
G12D突變癌癥的臨床試驗正在進行,初步數據展現出令人鼓舞的臨床潛力。
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圖片來源:123RF
2024年的一項
Cancer Cell研究介紹了一款非共價靶向
KRAS
G12D的抑制劑:HRS-4642。論文指出,這款分子親和力高、選擇性強、作用時間長,在臨床前模型中展示出良好的抗腫瘤活性。而在1期臨床試驗中,2名接受過多線標準治療的晚期NSCLC患者接受每周一次HRS-4642治療后,靶病灶顯著縮小,達部分緩解標準。目前HRS-4642正在臨床2期試驗中接受評估其用于治療胰腺癌的療效與安全性。
另一種分子ASP-3082則是采用蛋白降解策略繞開傳統抑制劑的設計瓶頸,通過招募E3泛素連接酶直接降解KRAS G12D蛋白。該分子已在早期臨床中顯示出強效抗腫瘤活性,目前已進入1期臨床開發階段。
在另一項近期研究中,研究團隊巧妙地運用“骨架躍遷”藥物設計策略,開發出了一類新型KRAS G12D選擇性抑制劑。這一設計維持了與
KRAS
G12D突變蛋白中關鍵氨基酸殘基的相互作用,確保了高選擇性和強效抑制能力。其中一款候選分子展現出了良好的口服生物利用度,并且在胰腺癌小鼠模型中有效靶向抑制
KRAS
G12D,顯著抑制了腫瘤生長。這些發現支持其作為開發選擇性 KRAS-G12D 靶向癌癥療法的潛在先導化合物。根據論文,藥明康德為該研究提供了賦能支持。
一體化平臺賦能腫瘤新藥開發
近十余年來,科學突破正在打破“不可成藥”困境,改寫
KRAS突變癌癥患者的治療格局。藥明康德有幸能夠參與其中,為一些獲批或在研療法提供賦能支持。長期以來,藥明康德都在支持全球合作伙伴從藥物研究(R)、開發(D)到商業化生產(M)各個階段的需求,通過一體化、端到端CRDMO模式,助力突破性療法加速研發進程、早日惠及患者。
從被視為“不可成藥”的頑固靶點,到創新療法密集涌現的前沿高地,KRAS的研究歷程見證了腫瘤藥物研發范式的深刻轉變。期待隨著研究的推進,曾經的難題將被逐一攻克,更多
KRAS突變癌癥患者也將迎來可及的治療希望。
題圖來源:123RF
參考資料:
[1] Lyla J. Stanland et al., A first-in-class EGFR-directed KRAS G12V selective inhibitor. Cancer Cell (2025). DOI: 10.1016/j.ccell.2025.05.016
[2] Ostrem, J., Peters, U., Sos, M. et al. K-Ras(G12C) inhibitors allosterically control GTP affinity and effector interactions. Nature 503, 548–551 (2013). https://doi.org/10.1038/nature12796
[3] Weller et al., A neomorphic protein interface catalyzes covalent inhibition of RASG12D aspartic acid in tumors. Science (2025). DOI: 10.1126/science.ads0239
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