鼠類肉瘤病毒癌基因突變型晚期非小細(xì)胞肺癌的靶向治療和免疫治療進展

盛津津，馬燕凌

1江漢大學(xué)醫(yī)學(xué)院，武漢430056

2江漢大學(xué)附屬湖北省第三人民醫(yī)院腫瘤科，武漢4300330

肺癌仍是中國惡性腫瘤患者病死的主要原因[1]，其中最常見的病理類型是非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）。鼠類肉瘤病毒癌基因（kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS）突變是西方國家NSCLC 中最常見的突變類型，約占30%，在亞洲國家中約占10%[2]。近年來，精準(zhǔn)靶向治療明顯改善了驅(qū)動基因陽性NSCLC 患者的預(yù)后，但KRAS突變型NSCLC 患者卻未能從中獲益，雖然免疫治療的飛速發(fā)展為此類患者帶來了生存獲益，但療效仍未有定論。目前，針對KRAS突變型NSCLC患者的治療仍然以化療為主，患者的預(yù)后較差，面對這一龐大的患者群體，臨床迫切需要給予更多的關(guān)注與突破?？上驳氖牵糠盅芯吭贙RAS突變型NSCLC患者的靶向治療領(lǐng)域取得了突破，且免疫治療在這類患者的應(yīng)用上也有了新發(fā)現(xiàn)。本文主要以KRAS 抑制劑為切入點，介紹靶向治療和免疫治療在KRAS突變型NSCLC 應(yīng)用中的研究進展，希望對這一患者群體的個體化治療有所幫助。

1 KRAS 信號通路

大鼠肉瘤癌基因（rat sarcoma oncogene，RAS）是一種原癌基因，包括Harvery 鼠肉瘤病毒癌基因（v-Ha-ras Harvey rat sarcoma viral oncogene homolog，HRAS）、神經(jīng)母細(xì)胞瘤癌基因（neuroblastoma ras viral oncogene homolog，NRAS）和KRAS，它們編碼4 種高度同源的長度約21 000 Da 的三磷酸鳥苷（guanosine triphosphate，GTP）水解酶（guanosine triphosphatase，GTPase）。RAS 蛋白結(jié)構(gòu)由二磷酸鳥苷（guanosine diphosphate，GDP）/GTP 結(jié)合域（G 域）和負(fù)責(zé)膜靶向的C 末端組成[3-4]。與GTP 結(jié)合時，RAS 具有生物活性，當(dāng)GTP 水解為GDP 時，RAS 則失活。研究顯示，多種信號通路相互協(xié)作可共同合成數(shù)種調(diào)節(jié)蛋白，而這些調(diào)節(jié)蛋白又調(diào)控著具有生物活性（與GTP 結(jié)合）及失活狀態(tài)下（與GDP 結(jié)合）RAS蛋白的比例[5-7]。在生長因子的刺激下，RAS蛋白與鳥嘌呤核苷酸交換因子（guanine nucleotide-exchange factor，GEF）相互作用，從而分離出與RAS結(jié)合的GDP，使GTP 與之結(jié)合，從而激活RAS 蛋白的活性[8]；當(dāng)GTP 相對過剩時，RAS 蛋白會優(yōu)先結(jié)合GTP 來發(fā)揮生物學(xué)活性[9]。此外，RAS GTPase 激活蛋白（GTPase activating protein，GAP）可通過促進與RAS相結(jié)合的GTP水解為GDP，使RAS蛋白失活[8]。

在正常細(xì)胞中，RAS 的活性狀態(tài)受到復(fù)雜的機制調(diào)控，主要與一類鳥苷酸交換因子（guanine nucleotide exchange factor，GEF）和GAP 的亞細(xì)胞移位相關(guān)，如受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）的激活會吸引RAS GEF 的募集，如SOS Ras/Rac 瓜氨酸核苷酸交換因子1（SOS Ras/Rac guanine nucleotide exchange factor 1，SOS1），從而激活細(xì)胞膜上的RAS 通路[10]。激活后的RAS 通路會通過促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）、磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）信號通路來促進細(xì)胞的生長和增殖[11-12]。正常情況下，RAS信號通路受到嚴(yán)格的調(diào)控，但當(dāng)RAS 蛋白出現(xiàn)組成性激活突變時，細(xì)胞就會發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化[13]。大多數(shù)情況下，腫瘤細(xì)胞中RAS基因突變會使GAP 介導(dǎo)的GTP 水解過程出現(xiàn)障礙，使RAS 蛋白始終處于活性狀態(tài)，從而促進腫瘤細(xì)胞的生長[14]。RAS 信號通路需要借助上游調(diào)控機制（RTK 通路）、下游調(diào)控機制[Src 同源區(qū)2 蛋白酪氨酸磷酸酶2（Src homology 2 domain-containing protein-tyrosine phosphatase 2，SHP2）]和細(xì)胞外生長因子刺激才能發(fā)揮促進細(xì)胞生長和增殖的作用[15]。盡管目前的研究表明，上述過程涉及RAS、GEF、SOS1 的相互作用，但關(guān)于SHP2 是如何在這些條件下觸發(fā)RAS突變的，尚未完全明確[16]。RAS基因突變存在多種亞型，其中KRAS突變發(fā)生率最高，約占人類腫瘤中RAS突變的83%[17]，而在所有KRAS突變中，G12 位點突變、G13 位點突變分別占81.5%、14.0%，其他位點突變相對罕見。12 位點和13 位點甘氨酸錯義突變會使GAP 難以與GTP 結(jié)合，無法促進GTP 水解，使RAS 蛋白無法失活[18]。G12、G13 位點突變時，KRAS 失活受阻，可使與GTP 結(jié)合的具有生物活性的KRAS 蛋白得以累積[19]。

2 針對KRAS 突變的靶向治療

約10%的亞洲NSCLC 患者存在KRAS突變。既往直接針對KRAS 蛋白的藥物研發(fā)大多失敗，主要原因包括以下兩個方面：①KRAS 蛋白表面相對光滑，缺乏明確的疏水口袋，使化合物難以與之結(jié)合；②KRAS蛋白與GTP親和力極高，因此難有化合物阻斷KRAS 蛋白上的GTP 結(jié)合位點[20-22]。既往對KRAS突變NSCLC 的靶向治療主要通過抑制其下游信號元件來間接阻斷整個信號通路，如鼠類肉瘤病毒癌基因同源物B1（v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1，BRAF）突變抑制劑和絲裂原活化蛋白激酶的激酶（mitogen-activated protein kinase kinase，MEK）突變抑制劑，但治療有效率均不高。目前有研究在一些特殊位點的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了直接作用于KRAS 信號通路的化合物，研究已經(jīng)進入臨床試驗階段。

2.1 直接作用于KRAS G12C 的抑制劑

KRASG12C 指KRAS基因12 位點甘氨酸突變?yōu)榘腚装彼?，約占KRAS突變肺腺癌的50%。半胱氨酸可與KRASG12 位點共價結(jié)合，使具有生物活性的KRASG12C 蛋白表面Ⅱ型開關(guān)下的特殊變構(gòu)區(qū)域暴露出來[23]。新研發(fā)的藥物則以此為靶點，誘導(dǎo)Ⅱ型開關(guān)功能紊亂，從而使具有生物活性的KRASG12C 蛋白上的GTP 水解為GDP，使多數(shù)KRASG12C 難以與GDP 結(jié)合而失去生物活性，從而影響其下游信號通路[24]。通過對上述化合物的拉網(wǎng)式搜索，終于找到一種可能用于臨床的化合物——ARS-853，該化合物是一種針對KRASG12C突變的強效抑制劑，但未能成功驗證其在體內(nèi)的有效性。在ARS-853 的基礎(chǔ)上進一步研發(fā)的RS-1620、AMG-510 和MRTX849 也均顯示出了體內(nèi)的生物活性，其中，AMG-510 和MRTX849 是RS-1620 的結(jié)構(gòu)衍生物[24]。Klempner 和Hata[25]的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗均驗證了AMG-510、MRTX849 的安全性及有效性，特別是針對NSCLC（該群體中KRASG12C 突變接近15%），50%具有KRASG12C 突變的NSCLC 患者可以從中獲得臨床獲益。2019 年美國臨床腫瘤學(xué)會（American Society of Clinical Oncology，ASCO）公布的一項Ⅰ期臨床試驗共納入32 例KRASG12C 突變型腫瘤患者（14 例NSCLC、19 例結(jié)直腸癌、2 例闌尾癌），給予AMG-510 口服治療，在10 例可評估的NSCLC 患者中，0 例完全緩解、5 例部分緩解（partial response，PR）、4 例疾病穩(wěn)定（stable disease，SD），疾病控制率達到了90%（9/10）；在18 例可評估的結(jié)直腸癌患者中，13 例SD，26 例患者仍在治療中，9 例已停止治療；患者對AMG-510 的總體耐受性良好，共報道了2 例3 級不良反應(yīng)（貧血和腹瀉），未出現(xiàn)4 級不良反應(yīng)[26]。

2.2 KRAS G12C 抑制劑的耐藥性

雖然關(guān)于KRASG12C 抑制劑的研究為NSCLC患者的治療帶來了希望，但需注意的是，KRASG12C 抑制劑僅對約50%的KRASG12C 突變型NSCLC 患者有效，還有部分患者初治療效較好，但后續(xù)又出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)，也就是說，相當(dāng)一部分患者對此類藥物存在原發(fā)或繼發(fā)性耐藥。

部分研究發(fā)現(xiàn)，對KRAS 信號通路的低依賴性可能是原發(fā)性耐藥的主要原因[27-28]。Singh 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，KRAS突變腫瘤細(xì)胞的增殖可能不僅僅依賴于KRAS突變。Muzumdar 等[30]的研究使用RISPR-Cas9 技術(shù)完全敲除了KRAS基因，發(fā)現(xiàn)并未影響KRAS突變細(xì)胞的生長，這可能是因為存在替代的旁路信號通路，如AKT 信號通路或MAPK/PI3K信號通路。Misale 等[31]通過比較ARS-1620 與曲美替尼處理后的KRAS突變型NSCLC 細(xì)胞的存活能力發(fā)現(xiàn)，仍有一部分腫瘤細(xì)胞對這兩種藥物均耐藥，這可能因為這類細(xì)胞主要是受ERK（KRAS 信號通路下游的主要效應(yīng)器）的影響。盡管不同的細(xì)胞模型檢測出的結(jié)論稍有不同，但一般來講，腫瘤細(xì)胞增殖主要受MAPK/ERK 和PI3K/AKT/雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1（mechanistic target of rapamycin kinase complex 1，MTORC1）信號通路的調(diào)控[32]，RAS 蛋白與PI3K p110 亞基的相互作用會引起AKT 的活化，但PI3K 的活化卻不僅受RAS 的調(diào)控，在大多數(shù)KRASG12C 的細(xì)胞模型中，AKT 和MTORC1 效應(yīng)蛋白S6 的磷酸化狀態(tài)幾乎不受KRASG12C 抑制劑的影響[33-34]，相反，KRASG12C抑制劑主要通過MAPK/ERK 通路來發(fā)揮作用。因此，KRASG12C 抑制劑原發(fā)性耐藥的主要原因是腫瘤細(xì)胞冗長且并行的信號通路，繞開了KRAS 信號通路來促進腫瘤細(xì)胞的生長增殖。此外，還有部分原因是腫瘤細(xì)胞同時存在其他基因突變，以及腫瘤細(xì)胞存在異質(zhì)性，這使不同個體對藥物反應(yīng)會有所不同，甚至是同一個體不同部位的腫瘤對藥物的反應(yīng)也不盡相同[35]。

關(guān)于繼發(fā)性耐藥的機制，Xue 等[36]探討KRASG12C 快速耐藥的機制，以及KRASG12C 突變細(xì)胞亞群對這類藥物耐藥方式的差異性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，給予同源肺癌細(xì)胞群RS-1620 處理后，細(xì)胞群出現(xiàn)凋亡、靜止和快速恢復(fù)增殖3 種狀態(tài)，通過分析快速恢復(fù)增殖的細(xì)胞亞群發(fā)現(xiàn)，這類細(xì)胞通過合成新的KRASG12C 抵抗藥物的作用，而新的KRASG12C 又通過增強對EGFR 和SHP2 信號通路的依賴來維持其活性及對RS-1620 的抵抗?fàn)顟B(tài)。此外，通過KRAS 及其下游原件c-RAF 蛋白與人源極光激酶A（aurora kinase A，AURKA）的相互作用，腫瘤細(xì)胞躲過藥物的抑制作用。Ryan 等[37]的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)RS-1620、AMG-510 治療后，腫瘤細(xì)胞被再次快速激活，重新開始增殖的原因是野生型RAS信號通路（包括NRAS 和HRAS）活性增加，激活其下游原件，而KRAS 則保持著抑制狀態(tài)。以上兩大研究雖然表現(xiàn)出野生型RAS信號通路對于繼發(fā)性耐藥的意義不同，但兩者均發(fā)現(xiàn)了RTK-SHP2 激活增加是整個RAS 信號通路重新激活的原因，這也是克服繼發(fā)耐藥必須要解決的問題。

3 KRAS 突變的NSCLC 的免疫微環(huán)境及免疫治療

KRAS突變不僅與腫瘤細(xì)胞的惡性增殖與侵襲相關(guān)，還會影響腫瘤免疫微環(huán)境（tumor microenvironment，TME），進而影響免疫治療療效[38]。Coelho等[39]的研究顯示，人類肺癌中，RAS 信號通路的激活與程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）表達上調(diào)有關(guān)，PD-L1 表達上調(diào)會增強腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸，這意味著RAS 信號通路的激活可以直接幫助腫瘤細(xì)胞進行免疫逃逸。RAS信號通路可以通過調(diào)節(jié)AU富集區(qū)與鋅指蛋白（tristetraprolin，TTP）的結(jié)合，來提高PD-L1mRNA 的穩(wěn)定性，從而上調(diào)腫瘤細(xì)胞PDL1 蛋白的表達，而TTP 通過PD-L1mRNA 的3'-非翻譯區(qū)（3'-untranslational region，3'-UTR）的AU 富集區(qū)來對PD-L1 蛋白的表達進行負(fù)反饋調(diào)節(jié)。RAS信號通路的下游MEK可通過MK2蛋白激酶來使TTP 磷酸化而抑制其功能。在體內(nèi)，TTP 表達的恢復(fù)可以通過降解PD-L1mRNA、下調(diào)腫瘤細(xì)胞PD-L1 的表達來增強抗腫瘤免疫反應(yīng)，這為KRAS突變NSCLC 的免疫治療提供理論基礎(chǔ)。Dong 等[40]的研究證實了肺腺癌細(xì)胞KRAS突變可以顯著上調(diào)PD-L1的表達，特別是KRAS和TP53雙突變的患者，可以更好地從PD-1 抑制劑中獲益。Li 等[41]的研究也表明，KRAS突變NSCLC 患者的PD-L1 陽性表達率高于KRAS野生型患者（51%vs36%，OR=1.69，95%CI：1.01～2.84，P=0.045）。

di Magliano和Logsdon[42]通過構(gòu)建KRAS突變的胰腺癌小鼠模型發(fā)現(xiàn)，KRAS突變的腫瘤細(xì)胞會分泌炎性介質(zhì)，影響腫瘤細(xì)胞周圍的基質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及免疫細(xì)胞，從而影響TME。Ji等[43]構(gòu)建了KRASG12D位點突變的肺腺癌小鼠模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，KRAS信號通路的激活導(dǎo)致了以不典型增生-腺瘤-腺癌為特點的漸進式惡性改變，且在此細(xì)胞系中可以檢測到大量炎癥趨化因子，如巨噬細(xì)胞炎性蛋白-2（macrophage inflammatory protein-2，MIP-2）、LIX、KC等，表明KRAS活化與炎癥環(huán)境相關(guān)。多項研究探討，腫瘤炎性環(huán)境與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系及一些細(xì)胞因子[如白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6、IL-17C、IL-22、IL-8]和KRAS突變的肺癌之間的聯(lián)系，慢性炎性環(huán)境可能會導(dǎo)致KRAS基因突變和腫瘤的發(fā)生發(fā)展，KRAS突變又會加重炎性環(huán)境，抵抗化療及免疫治療[44-46]。上述研究不僅探討了KRAS突變NSCLC 的免疫微環(huán)境，還為此類患者的治療提供了新方向，是否能夠通過干擾這些細(xì)胞因子來改變KRAS突變的NSCLC免疫環(huán)境，以改變KRAS突變腫瘤細(xì)胞的天然免疫逃逸，增強免疫治療或其他治療的療效，甚至是通過干擾細(xì)胞因子的表達來干擾腫瘤的進程，這類問題還需要更多的臨床研究進行驗證。

既往有關(guān)KRAS突變患者免疫治療療效的研究較少，且結(jié)論不盡相同。Lee 等[47]綜合多項隨機臨床試驗數(shù)據(jù)分析后顯示，與KRAS野生型NSCLC患者相比，使用免疫檢查點抑制劑患者的中位無進展生存期（progression-free survival，PFS）為2.1個月（95%CI：1.8～3.1 個月），中位總生存期（overall survival，OS）為13.4 個月（95%CI：10.2～17.0 個月），而化療患者的中位PFS 為3.9 個月（95%CI：3.1～4.8個月），中位OS 為8.6 個月（95%CI：6.2～13.4 個月），表明免疫檢查點抑制劑可以顯著延長KRAS突變NSCLC 患者的OS（HR=0.65，95%CI：0.44～0.97，P=0.03）。Kim 等[48]納 入509 例NSCLC 患 者（其 中KRAS突變型138 例，KRAS野生型371 例），隨機分為免疫治療組（接受納武單抗或阿特珠單抗治療）和化療組（接受多西他賽治療），結(jié)果顯示，與KRAS野生型NSCLC 患者相比，KRAS突變患者可從免疫治療中獲益，且KRAS基因突變可作為預(yù)測免疫治療療效的潛在生物標(biāo)志物。但另外兩項研究發(fā)現(xiàn)，免疫檢查點抑制劑的療效與KRAS突變狀態(tài)無關(guān)[49-50]。這可能與KRAS 冗長且復(fù)雜的信號通路相關(guān)，后續(xù)可考慮將KRAS突變型腫瘤患者進一步分層來分析其中的關(guān)聯(lián)。

4 小結(jié)與展望

目前，針對KRAS突變型NSCLC 的靶向治療已經(jīng)取得了很大的突破，過去關(guān)于這類患者的靶向治療療效欠佳，且預(yù)后較差，但直接針對KRASG12C 位點藥物的出現(xiàn)打破了這一僵局，未來關(guān)于這類患者的精準(zhǔn)靶向治療有望打開新篇章。免疫治療的快速發(fā)展也給這類患者帶來不一樣的希望。KRAS突變型NSCLC 的特殊免疫微環(huán)境或可更好地從免疫治療中獲益，且KRAS可能成為免疫治療療效預(yù)測的生物標(biāo)志物，雖然對這類研究尚存在爭議，但未來可能可以通過對KRAS分層來進一步分析取得突破。即使各項研究不斷突破，但抗腫瘤治療的手段依舊有限，且存在耐藥及不良反應(yīng)不能耐受等問題，因此，抗腫瘤治療應(yīng)促使所有的治療手段發(fā)揮其最大作用，且權(quán)衡出最適宜的個體化聯(lián)合方案，才能為患者帶來最大的臨床獲益。期待未來對于KRAS突變患者的靶向治療、免疫治療、靶向治療+免疫治療+化療等聯(lián)合治療手段的更多研究發(fā)現(xiàn)。