超过30种 KRAS 疗法正在临床评估，“不可成药靶点”已成为过去式。

KRAS是一种小鸟苷三磷酸酶（GTPase），在活性鸟苷三磷酸（GTP）结合状态和非活性鸟苷二磷酸（GDP）结合状态之间循环。活性 KRAS 通过与多种效应蛋白结合并激活它们来调控细胞的生长和增殖。

▲在正常细胞中，KRAS主要与GDP结合，处于非活跃状态。而与癌症相关的突变KRAS对GAP不敏感，持续与GTP结合，从而导致下游效应器的长期结合和激活。

KRAS 突变是导致癌症发展和转移的主要驱动因素之一，曾被认为是“不可成药”的靶点。然而，Sotorasib 和 adagrasib  的开发打破了这一观点，这两种药物阻断了特定 KRAS 突变体 KRAS G12C的活性。

KRAS G12C抑制剂的成功也激励了科学界继续开发针对其他 KRAS 突变体的抑制剂，尤其是KRAS G12D（最常见的KRAS突变之一）。目前，至少有 9 种 KRAS G12D选择性抑制剂处于临床试验阶段，包括：ASP3082、ASP4396、GFH375/VS-7375、INCB16173、TSN1611、QTX3046、RMC-9805 、MRTX1133 （点击跳转TargetMol明星分子——MRTX1133 ） 和 HRS-4642 （点击跳转发现首个临床KRAS G12D抑制剂——HRS-4642 ）。

与此同时，也有科学家试图设计一种能够降解多种 KRAS 突变体的泛 KRAS 疗法。如近期，Boehringer-Ingelheim 与英国邓迪大学的合作团队开发的一种名为 ACBI3 的 PROTAC 分子，能够 有效降解并失活 17 种常见 KRAS 突变体中的 13种——包括癌症中出现频率最高的 KRAS G12D，相关内容已发表于Science。

ACBI3可降解并灭活17种常见KRAS突变体中的13种

该团队在一种可以抑制多数 KRAS 突变体的非共价抑制剂 BI-2865 的基础上，将 BI-2865 的 SIIP 结合基序与连接子相结合，并连接到 Von Hippel-Lindau (VHL) E3 连接酶的已建立结合基序，优化了 VHL:PROTAC:KRAS 三元复合物的稳定性和耐久性，由此得到了 ACBI3 。

PS：关于BI2865，T仔也写过相关的介绍文章：Nature重磅丨“不可成药”靶点又一新突破！可抑制98%KRAS驱动癌症 。

现有的 KRAS 抑制剂通常是通过与突变的KRAS蛋白结合来抑制其功能，ACBI3 则通过降解目标蛋白来实现更强的抑制效果。

▲VHL-PROTAC-KRAS三元复合物结构

细胞实验显示，ACBI3 在多种 KRAS 突变细胞系（如GP2d、SW620和NCI-H358，分别表达KRAS G12D、KRAS G12V或KRAS G12C）中的抑制效果比非降解类 KRAS 抑制剂高出10倍以上，可引发显著的 G1/G0 期细胞周期阻滞，抑制细胞增殖，并且可以长期抑制下游的信号传导、产生更持久的抑癌效果。

▲ACBI3结构

小鼠实验显示，ACBI3 能够在体内有效降解致癌 KRAS 蛋白，显著抑制 KRAS G12D突变型结直肠癌和 KRAS G12V 突变型卵巢平滑肌肉瘤细胞系的小鼠移植瘤模型中的肿瘤生长。

总体而言，ACBI3 是一种高度选择性、强效的泛 KRAS 降解剂，能够靶向多种 KRAS 突变，其效力比传统靶向抑制剂提高了 10 倍以上，并且可以长期抑制下游的信号传导、产生更持久的抑癌效果。在体外和体内实验中，ACBI3 均表现出强效的抗肿瘤活性，能够有效抑制 KRAS 突变细胞的增殖，并导致肿瘤显著消退。

同样，在今年 6 月 28 日一项发表于 Cell Discovery 的研究中，中山大学肿瘤医院曾木圣团队曾开发了一种肿瘤靶向 KRAS 降解剂（TKD），可有效靶向多种 KRAS 突变体。

TKD具有良好的药代动力学特性且无明显副作用，具有显著的抗肿瘤效果

TKD（tumor-targeting KRAS degradation）由 KRAS 结合纳米抗体、选择性靶向癌细胞的细胞穿透肽（Cell-penetrating peptide，CPP）和 CTM 组成。这种设计使 TKD 能够有效地与癌细胞中的 KRAS 结合并促进其降解。

▲TKD构建流程

先前的研究表明，KRAS 突变会抑制干扰素调节因子2（IRF2）的表达，IRF2 是一种转录因子，能够阻止骨髓来源抑制细胞（MDSCs）迁移至肿瘤微环境，并促进程序性死亡配体1（PD-L1）的表达，从而在肿瘤中形成免疫抑制微环境。

鉴于 TKD 显著诱导突变KRAS的降解，这项研究探讨了 TKD 在结直肠癌（CRC）免疫检查点抑制（ICB）治疗中的作用。WB 显示，TKD 处理的癌细胞中 KRAS 的降解导致 HCT116 细胞中 IRF2 增加和 PD-L1 减少。流式细胞术分析也显示，TKD处 理的细胞表面 PD-L1 的表达显著降低。这些结果表明，TKD可以用于逆转突变 KRAS 引起的免疫抑制。

随后，在 C57BL/6 小鼠中使用 MC38K-luc 细胞构建盲肠移植 CRC 小鼠模型，单独或联合用 TKD 或 PD-1 抗体治疗小鼠。结果显示在 KRAS G12D 小鼠 CRC 细胞系 MC38K 中，TKD 同样导致 KRAS 降解并抑制细胞生长。TKD 显著增加了细胞毒性T细胞的数量，同时减少了 MDSCs，逆转了免疫抑制。联合使用 TKD 和 PD-1 抗体的治疗组肿瘤生长被显著抑制，且在盲肠组织中观察到协同抑制效果。重要的是，TKD 处理组和联合治疗组未出现肝转移，表明其对 CRC 进展的显著抑制。

▲TKD特异性靶向癌细胞并诱导溶酶体依赖性KRAS降解

总的来说，在这项研究中，该团队开发了一种肿瘤靶向 KRAS 降解剂的新型分子工具——TKD。TKD在 癌细胞中选择性结合 KRAS，并通过依赖于溶酶体的过程有效诱导 KRAS 降解，从而抑制肿瘤生长，且没有明显副作用。当与 PD-1 抗体联合使用时，可增强抗肿瘤效果。

除了以上两种 KRAS 降解剂外，目前还有30多种靶向 KRAS 的疗法正在临床评估中，并且未来会有更多方案出现，让我们一起期待后续的进展吧~

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参考资料：

[1] Popow J, Farnaby W, Gollner A, et al. Targeting cancer with small-molecule pan-KRAS degraders. Science. 2024;385(6715):1338-1347. doi:10.1126/science.adm8684

[2] Cox AD, Der CJ. KRAS takes the road to destruction. Science. 2024;385(6715):1274-1275. doi:10.1126/science.ads2150

[3] Yang J, Wang QL, Wang GN, et al. A pan-KRAS degrader for the treatment of KRAS-mutant cancers. Cell Discov. 2024;10(1):70. Published 2024 Jun 28. doi:10.1038/s41421-024-00699-4

[4]Dharmaiah, S., Tran, T.H., Messing, S. et al. Structures of N-terminally processed KRAS provide insight into the role of N-acetylation. Sci Rep 9, 10512 (2019).