KRAS有“最強癌基因”之稱。

        KRAS G12C是驅動腫瘤發生發展的重要機製之一，這個突變會導致KRAS GTP酶活性缺陷，從而提高細胞內活性GTP結合態的豐度，通過RAF/MEK/ERK/MAPK等下遊效應通路促進腫瘤細胞的增殖和生長[1]。

        在很長的一段時間裏，KRAS都被認為是“不可成藥靶點”，直到Sotorasib(AMG510)的出現。2021年5月，全球第一個KRAS突變靶向藥Sotorasib被美國FDA批準上市，它對晚期非小細胞肺癌(NSCLC)患者的有效率約為32.2%，中位無進展生存期為為6.3月[2]。

        雖然Sotorasib臨床試驗的結果令人鼓舞，但是獲得性耐藥限製了其長期的治療效果，影響患者長期生存率[3]。在過去的半年之內，Dana-Farber癌症研究所的團隊[3]和紀念斯隆-凱特琳癌症中心(MSKCC)的團隊[4]分別報道了KRAS靶向治療耐藥的機製。

        但這似乎不是KRAS的全部手段。

        近日，由北卡大學教堂山分校Chad V. Pecot教授領導的研究團隊，在著名期刊《臨床研究雜誌》(JCI)上發表了一項重要研究成果[5]。

        他們深入分析了一例對Sotorasib獲得性耐藥的KRAS G12C突變非小細胞肺癌(NSCLC)患者的腫瘤樣本，發現獲得性耐藥的產生涉及多重機製，包括KRAS介導的信號轉導重激活、代謝重編程、上皮-間充質轉化(EMT)以及腫瘤微環境的變化等。

        總的來說，這個研究為深入理解KRAS G12C抑製劑耐藥機製，及尋找克服腫瘤耐藥潛在途徑提供了重要參考依據。

        接下來，我們就一起來看看Pecot團隊這個研究有怎樣的玄機。

        這是一名77歲的男性KRAS G12C突變NSCLC患者，癌症已經全身多處轉移。他接受了PD-1治療後，開始使用Sotorasib(960毫克，每天兩次)進行治療。一開始治療效果很好，服藥7周後的全身各處的腫瘤尺寸縮小了約35%，然而到了第13周一些部位的病變出現進展，直至第17周因疾病快速進展而停藥，最終這名患者很快就因腫瘤進展去世。

        患者服用Sotorasib後隨著時間推移全身各處腫瘤大小變化

        為了對腫瘤獲得性耐藥的機製進行深入分析，研究人員對患者服藥前後全身16處腫瘤樣本及8處匹配的正常樣本(距腫瘤>1 cm)進行RNA測序和全外顯子測序。

        對患者服藥前後腫瘤組織及匹配的正常組織進行RNA測序和全外顯子測序

        通過對治療前後腫瘤樣本的轉錄本進行分析發現，與服藥前相比，服藥後腫瘤樣本中有950個基因表達差異明顯(倍數變化>1.5，Padj<0.05)，其中709個基因表達上調，241個基因表達下調。

        在使用基因集變異分析(GSVA)對MSigDB致癌基因和Hallmark癌基因集進行評分後，分別發現服藥後腫瘤樣本具有表達顯著不同的38個致癌基因集和9個Hallmark癌基因集。

        服藥後腫瘤樣本具有表達顯著不同的38個致癌基因集和9個Hallmark癌基因集

        致癌基因集顯示幾乎所有Sotorasib治療後的樣本都顯示出MAPK信號通路、AKT/mTOR信號通路的顯著激活，以及涉及轉錄輔助激活因子YAP1通路的顯著上調。

        9個Hallmark癌基因集中有2個下調的細胞周期基因集(G2/M檢查點和E2F靶點，與腫瘤細胞增殖失調相一致)，其他7組為上調的基因集，包括Hedgehog、Notch和Wnt/β-catenin信號通路的激活，以及EMT和腫瘤血管生成相關信號的激活。此外，研究人員還發現，服藥後腫瘤代謝途徑也發生改變，如脂肪酸代謝顯著增強。

        接著Pecot團隊對樣本的全外顯子測序數據進行了分析，發現治療後的腫瘤樣本，相較於治療前的腫瘤樣本有更少腫瘤單核苷酸變異(SNV)，且KRAS G12C突變在大多數治療後樣本中的等位基因頻率降低，提示存在獲得性Sotorasib耐藥。不過，他們未發現可導致MAPK信號重新激活的新突變，也沒有在治療後的樣本中發現新的KRAS突變。

        A.治療後的腫瘤樣本相較於治療前的腫瘤樣本有更少腫瘤SNV;

        B.KRAS G12C突變在大多數治療後樣本中的等位基因突變頻率降低

        與SNV分析結果一樣，Pecot團隊發現服藥後的樣本具有較少的拷貝數變異(CNV)，有15個癌症相關基因在至少3個腫瘤樣本顯示出拷貝數增加，然而均出現在服藥前的樣本中，這表明這些癌症相關基因與KRAS G12C拷貝數丟失無關，不太可能是導致發生獲得性耐藥的原因。

        最後，Pecot團隊評估了腫瘤樣本中的免疫基因組學特征，以了解Sotorasib治療前後腫瘤微環境的差異。他們發現，在治療後的樣本中，與T細胞和B細胞功能激活相關的多種免疫基因信號顯著下調。

        從腫瘤全外顯子測序數據預測的新抗原顯示，與治療後的樣本相比，治療前的新抗原負荷更高，這與SNV數據結果相一致。這些結果都顯示免疫逃逸可能是Sotorasib獲得性耐藥的一個關鍵特征。

        預測的新抗原計數在樣本之間分布

        總的來說，這個研究初步探索了KRAS G12C抑製劑獲得性耐藥的分子特征及潛在機製，發現耐藥腫瘤中KRAS G12C突變等位基因頻率降低以及MAPK通路重新激活，然而KRAS或其下遊並未有新的突變產生，這需要近一步的研究其內在原因。

        此外，EMT和血管生成相關信號的激活、代謝重編程以及腫瘤微環境的變化均不同程度參與獲得性耐藥的產生，其中機製可能非常複雜，這也是研究人員需要去攻克的難題。