教授，藥物化學(xué)專(zhuān)業(yè)博士生導(dǎo)師，江蘇省教學(xué)名師，中國(guó)藥科大學(xué)副校長(zhǎng)?，F(xiàn)擔(dān)任全國(guó)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育指導(dǎo)委員會(huì)副主任委員，國(guó)家基金委生命科學(xué)部通訊評(píng)議專(zhuān)家，教育部本科教學(xué)審核評(píng)估專(zhuān)家；江蘇省學(xué)位委員會(huì)委員；江蘇化學(xué)化工學(xué)會(huì)理事、有機(jī)化學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員等學(xué)術(shù)職務(wù)?！端帉W(xué)進(jìn)展》執(zhí)行主編，《中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)》編委。主要研究方向：新藥分子設(shè)計(jì)與合成研究、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)、有機(jī)合成化學(xué)、藥物生物統(tǒng)計(jì)與計(jì)算藥學(xué)。主持完成多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)課題，目前課題組在研國(guó)家自然科學(xué)基金10項(xiàng)，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗急性髓細(xì)胞性白血?。╝cute myeloid leukemia，AML）臨床候選化合物，完成以FN-1501為代表的原創(chuàng)性科技成果轉(zhuǎn)化。獲得美國(guó)FDA“突破性藥物”（breakthrough）資格進(jìn)入加速審批通道、臨床試驗(yàn)許可和孤兒藥資格認(rèn)證。目前，F(xiàn)N-1501作為治療AML的藥物已被美國(guó)FDA、澳大利亞和中國(guó)NMPA批準(zhǔn)進(jìn)入Ⅰ期臨床研究,有望彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)AML治療的藥物空白，為合理用藥和臨床試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)提供新的選擇，推動(dòng)醫(yī)藥行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，產(chǎn)生明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。迄今已培養(yǎng)博士研究生16名，碩士研究生90名，共發(fā)表SCI論文100余篇，獲得國(guó)內(nèi)外授權(quán)專(zhuān)利9項(xiàng)，其中2個(gè)代表性藥物的研發(fā)歷程和工藝研究發(fā)表在J Me.Chem、Angew Chem-Int Edit、Org Lett等藥物研究知名期刊,為小分子創(chuàng)新藥物的研發(fā)提供重要的科技支撐。

博士，教授，藥物化學(xué)專(zhuān)業(yè)、藥學(xué)信息學(xué)專(zhuān)業(yè)博士生導(dǎo)師。江蘇省“青藍(lán)工程”優(yōu)秀青年骨干教師（2008），江蘇省“青藍(lán)工程”中青年學(xué)術(shù)帶頭人（2014）。美國(guó)密歇根大學(xué)（University of Michigan，AnnArbor）醫(yī)學(xué)院綜合癌癥中心訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者。主持和參與了國(guó)家自然科學(xué)基金，國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)“重大新藥創(chuàng)制”等多項(xiàng)科研項(xiàng)目。申請(qǐng)國(guó)內(nèi)專(zhuān)利14項(xiàng)，國(guó)際專(zhuān)利1項(xiàng)，授權(quán)3項(xiàng)；主編或參編學(xué)術(shù)著作和教材3本；在J Med Chem、Eur J Med Chem、J Chem Inf Model J等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI論文80多篇。2015年研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的1.1類(lèi)抗腫瘤新藥臨床前候選化合物以1.5億人民幣轉(zhuǎn)讓給上海復(fù)星醫(yī)藥，目前在美國(guó)、澳大利亞及中國(guó)大陸進(jìn)行Ⅰ期臨床。

[摘要]RAS是人類(lèi)癌癥中最常發(fā)生突變的致癌基因，而KRAS則是RAS家族中最常發(fā)生突變的亞型，其中多數(shù)為12位密碼子的突變。突變之后的KRAS使細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖不受控制，進(jìn)而導(dǎo)致癌癥的發(fā)生與發(fā)展。盡管經(jīng)過(guò)了30多年的努力，但直接靶向KRAS活性位點(diǎn)的藥物開(kāi)發(fā)均以失敗告終。由于KRAS與GTP的親和力極強(qiáng)，同時(shí)細(xì)胞中GTP濃度較高，以至于使KRAS成為“不可成藥”靶點(diǎn)。近期，針對(duì)突變的KRASG12C特異性共價(jià)抑制劑在臨床試驗(yàn)中取得了突破性進(jìn)展，為KRAS抑制劑的可成藥性提供了臨床證據(jù)。綜述KRAS的結(jié)構(gòu)功能及其小分子抑制劑的設(shè)計(jì)和臨床研究概況，著重介紹具有代表意義的KRASG12C抑制劑和其作為抗腫瘤藥物的最新研發(fā)進(jìn)展，為以KRAS為靶點(diǎn)的藥物開(kāi)發(fā)提供研究思路。

KRAS蛋白（kirsten rat sarcoma viral oncogenehomolog）是RAS蛋白（rat sarcoma viral oncogenehomolog）家族中的重要一員，該家族的其他2個(gè)成員分別是HRAS蛋白（harvery rat sarcoma viral oncogenehomolog）和NRAS蛋白（neuroblastoma rat sarcoma viral oncogenehomolog），KRAS蛋白是由KRAS基因編碼的一種小GTP水解酶（smallGTPase），是細(xì)胞生存和生長(zhǎng)的重要調(diào)節(jié)蛋白。近期各大制藥企業(yè)紛紛披露了KRAS抑制劑優(yōu)異的臨床試驗(yàn)結(jié)果，使得以KRAS為靶點(diǎn)的藥物開(kāi)發(fā)進(jìn)入爆發(fā)期，吸引了廣大研究者的注意。本文綜述KRAS的結(jié)構(gòu)功能及其小分子抑制劑的研究進(jìn)展，以期為抗腫瘤藥物的開(kāi)發(fā)提供參考。

1KRAS蛋白概述

KRAS蛋白具有激活和失活2種狀態(tài)（見(jiàn)圖1），當(dāng)KRAS與鳥(niǎo)苷三磷酸（GTP）結(jié)合時(shí)呈激活狀態(tài)，而與鳥(niǎo)苷二磷酸（GDP）結(jié)合時(shí)呈失活狀態(tài)。KRAS在激活和失活狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換受鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子（GEF）和GTP酶激活蛋白（GAP）調(diào)節(jié)。GEF催化KRAS與GTP結(jié)合，使KRAS處于激活狀態(tài)；而GAP使與KRAS結(jié)合的GTP水解成為GDP，進(jìn)而使KRAS鎖定在失活狀態(tài)。

KRAS在大多情況下處于失活狀態(tài)，但其可以被上游的信號(hào)因子如表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）激活，激活后的KRAS可進(jìn)一步激活下游的多條信號(hào)通路，如控制細(xì)胞生成的PI3K（phosphatidylinositol3-kinase，胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶）-AKT（protein kinase B，蛋白激酶B）-mTOR（mammalian target of rapamycin，雷帕霉素靶蛋白）信號(hào)通路，控制細(xì)胞增殖的RAS（rat sarcoma viral oncogenehomolog，大鼠肉瘤病毒同源癌基因）-RAF（rapidly accelerated fbrosarcoma，快速加速的纖維肉瘤）-MEK（mitogen-activated protein kinase，分裂原活化蛋白激酶）-ERK（extracellular regulated protein kinases，細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶）信號(hào)通路，以及控制細(xì)胞因子釋放的Ral-GEF（ras related protein-guanine nucleotide exchange factor，ras相關(guān)蛋白鳥(niǎo)苷酸交換因子）信號(hào)通路（見(jiàn)圖2），這些信號(hào)通路在細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和細(xì)胞因子釋放等方面具有重要作用。

KRAS是RAS家族中最常發(fā)生突變的亞型，KRAS突變大概占RAS家族突變總數(shù)的85%，HRAS和NRAS僅發(fā)生少量突變，多為個(gè)位數(shù)占比。KRAS在多種癌癥中均有突變（見(jiàn)表1），其中胰腺癌突變率高達(dá)90%，結(jié)腸癌和肺癌（大多為非小細(xì)胞肺癌）分別約占30%~50%和19%，膽管癌約占26%，小腸癌、皮膚癌、膀胱癌和乳腺癌等癌癥中也會(huì)發(fā)生突變。KRAS基因中最常發(fā)生突變的位點(diǎn)是第12、13和61位的密碼子，其中以12位密碼子的突變最為常見(jiàn)。突變后的KRAS會(huì)影響其與GAP蛋白的結(jié)合能力，從而抑制GAP誘導(dǎo)的GTP水解。隨著GTP酶水解能力下降，GTP逐漸積累，KRAS更易與GTP結(jié)合，進(jìn)而使KRAS大多處于激活狀態(tài)。最終導(dǎo)致其下游的多條信號(hào)通路被激活，誘發(fā)惡性腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。

2KRASG12C抑制劑的設(shè)計(jì)策略以及臨床研究進(jìn)展

KRAS與GTP（磷酸化的GDP）結(jié)合時(shí)，KRAS活性構(gòu)象蛋白表面的SwitchⅠ和SwitchⅡ處于閉合狀態(tài)。當(dāng)KRAS與GDP結(jié)合時(shí)，不僅失去活性而且蛋白表面出現(xiàn)一些結(jié)合空腔（見(jiàn)圖3）。理論上，設(shè)計(jì)小分子靶向占據(jù)GTP結(jié)合位點(diǎn)，就可以使KRAS穩(wěn)定在失活構(gòu)象。但是由于KRAS蛋白表面非常光滑，且僅有一個(gè)與GTP結(jié)合的位點(diǎn)，再加之其與GTP的親和力非常強(qiáng)，細(xì)胞中GTP濃度非常高，使得直接靶向GTP結(jié)合位點(diǎn)的抑制劑極難發(fā)揮作用。盡管研究人員嘗試研發(fā)了多種競(jìng)爭(zhēng)性GTP小分子抑制劑，但均未取得成效。

近年來(lái)，對(duì)KRAS突變體的共價(jià)抑制劑的研究取得了較大進(jìn)展。KRASG12C是一種常見(jiàn)的KRAS突變，當(dāng)12位甘氨酸突變?yōu)榘腚装彼岷?，有可能可以與小分子共價(jià)結(jié)合，因此研發(fā)與此半胱氨酸結(jié)合的變構(gòu)位點(diǎn)（allosteric）抑制劑具有較好的開(kāi)發(fā)前景。加州大注：P表示磷酸化，S為硫原子學(xué)的Ostrem等首次報(bào)道了具有一定活性的KRASG12C小分子抑制劑，驗(yàn)證了研發(fā)共價(jià)小分子抑制劑的可行性，從此開(kāi)啟了KRASG12C共價(jià)小分子抑制劑研發(fā)的新篇章（見(jiàn)表2）。

其中安進(jìn)公司開(kāi)發(fā)的AMG510在不到1年的時(shí)間里就獲得了良好的臨床結(jié)果，這也是首個(gè)公布臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)的KRASG12C抑制劑，目前已經(jīng)獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于治療非小細(xì)胞肺癌以及結(jié)直腸癌。Mirati公司研發(fā)的KRASG12C抑制劑MRTX849在臨床試驗(yàn)中也表現(xiàn)出良好的抗腫瘤活性。Wellspring公司研發(fā)的ARS-853表現(xiàn)出較好的細(xì)胞活性，但由于其藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)差，不適合進(jìn)行體內(nèi)研究。隨后他們研發(fā)了喹唑啉類(lèi)新母核抑制劑ARS-1620，其對(duì)KRASG12C顯示出較好的活性以及選擇性，可快速使腫瘤消退，具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。2019年5月，Wellspring公司宣布美國(guó)FDA批準(zhǔn)了ARS-3248的臨床新藥研究的申請(qǐng)，強(qiáng)生公司將對(duì)其進(jìn)行Ⅰ期臨床試驗(yàn)。而勃林格殷格翰（Boehringer Ingelheim）的相關(guān)研究表明，BI-2852能以納摩爾級(jí)別與KRAS蛋白結(jié)合，且對(duì)攜帶KRAS突變的腫瘤細(xì)胞均有抗增殖作用。除以上KRASG12C小分子抑制劑外，還有多個(gè)制藥企業(yè)（如輝瑞制藥有限公司以及藥明康德新藥開(kāi)發(fā)有限公司）未公開(kāi)專(zhuān)利保護(hù)的化合物。KRAS這一曾經(jīng)被認(rèn)為“不可成藥”的靶點(diǎn)，迎來(lái)了新藥開(kāi)發(fā)的熱潮。

3KRASG12C小分子抑制劑

3.1變構(gòu)位點(diǎn)抑制劑

KRAS變構(gòu)位點(diǎn)抑制劑主要是通過(guò)改變KRAS蛋白結(jié)構(gòu)或干擾其與核苷酸交換因子（如SOS蛋白）形成的蛋白-蛋白相互作用而發(fā)揮作用。當(dāng)前研究最多的是KRASG12C變構(gòu)位點(diǎn)抑制劑，這些變構(gòu)配體與KRASG12C的結(jié)合不會(huì)干擾鳥(niǎo)苷核苷酸底物位點(diǎn)，克服了KRASG12C與GTP結(jié)合力極強(qiáng)的缺點(diǎn)。本文將變構(gòu)抑制劑按結(jié)構(gòu)類(lèi)型分為5類(lèi)：氨基乙酮類(lèi)、喹唑啉類(lèi)、四氫吡啶并嘧啶類(lèi)、吡啶并嘧啶酮類(lèi)以及吲哚類(lèi)。

3.1.1氨基乙酮類(lèi)Ostrem等首次報(bào)道了KRASG12C特異性抑制劑，他們先通過(guò)二硫鍵碎片篩選得到了片段1，進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到了化合物2?；衔?和KRASG12C的共晶結(jié)構(gòu)顯示（圖4所示），化合物2共價(jià)結(jié)合到Cys12巰基上，并延伸到臨近SwitchⅡ（S-ⅡP）形成的空腔，但S-ⅡP空腔并未被充分占據(jù)，更有效的共價(jià)結(jié)合基團(tuán)可能有助于提高抑制劑活性。因此，研究人員設(shè)計(jì)丙烯酰胺和乙烯基磺胺等親電基團(tuán)代替二硫基團(tuán)，獲得了化合物3和4。在10μmol·L-1濃度下孵育24h，它們對(duì)KRASG12C的抑制率可分別達(dá)87%和100%。二者不僅能夠有效占據(jù)S-ⅡP，而且使KRAS更傾向于與GDP結(jié)合，從而使KRAS更多地處于非活性狀態(tài)。此外，化合物3和4對(duì)癌細(xì)胞也具有一定的抗增殖作用。該研究首次通過(guò)化合物與KRASG12C蛋白共晶體證明了占據(jù)S-ⅡP結(jié)合位點(diǎn)在KRASG12C驅(qū)動(dòng)的癌癥中的應(yīng)用，為KRASG12C特異性共價(jià)抑制劑的研究和開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo)。

由于化合物4的細(xì)胞活性不佳，Patricelli等在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了對(duì)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株（H358）活性更優(yōu)異的KRASG12C抑制劑。經(jīng)延長(zhǎng)化合物4的烯丙基酰胺得到了化合物5（ARS-107），其對(duì)KRASG12C突變的肺癌細(xì)胞有微弱的活性（IC50=63μmol·L-1），顯示出一定的抗肺癌細(xì)胞增殖潛力。此外，由于化合物5的苯環(huán)上5位氯對(duì)活性影響較大，對(duì)苯環(huán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化獲得了化合物6（ARS-853），其活性得到了顯著提高（IC50=1.6μmol·L-1）。進(jìn)一步分析化合物6與KRAS的共晶結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)（如圖5所示），化合物6的丙烯基酰胺能與12位半胱氨酸形成共價(jià)鍵，且延伸到SwitchⅡ區(qū)域；芳香環(huán)占據(jù)疏水性區(qū)域，環(huán)丙基與周?chē)陌被嵝纬闪溯^強(qiáng)的范德華力作用。細(xì)胞活性數(shù)據(jù)表明，化合物6能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，延緩細(xì)胞生長(zhǎng)，且對(duì)多種癌細(xì)胞具有抑制活性。此外，化合物6選擇性地與非活性狀態(tài)的GDP-KRAS結(jié)合，使KRAS鎖定在失活狀態(tài)。

3.1.2喹唑啉類(lèi)ARS-853（化合物6）雖表現(xiàn)出較好的細(xì)胞活性，但其藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)較差，不適于進(jìn)行體內(nèi)的藥效評(píng)估。此外ARS-853系列化合物結(jié)構(gòu)修飾較為有限，限制了其進(jìn)一步的藥效改善。該系列母核的鄰氨基酚和連接子區(qū)域是代謝位點(diǎn)，也是血漿穩(wěn)定性和藥代動(dòng)力學(xué)較差的主要原因。因此，Janes等將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)獨(dú)特的母核上，頭部丙烯酰胺直接連接氮甲基哌嗪，縮短連接子的距離，同時(shí)用喹唑啉取代鄰氨基苯酚，使其恰好占據(jù)疏水區(qū)域，開(kāi)發(fā)了喹唑啉母核類(lèi)化合物，克服了ARS-853的缺點(diǎn)，具有更好的成藥性特征。Wijeratne等首先從該專(zhuān)利中檢索到化合物8，細(xì)胞測(cè)試結(jié)果表明，化合物8對(duì)多種腫瘤細(xì)胞均展現(xiàn)出較好的抑制效果。

Janes等對(duì)化合物8的對(duì)應(yīng)異構(gòu)體9（ARS-1620）進(jìn)行了更加深入的研究。從化合物9與KRAS的共晶結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)（如圖6所示），化合物9的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象更加剛性，與H95形成了額外的關(guān)鍵作用力。化合物9與KRASG12C的結(jié)合速率（1100±200mol·L-1·s-1）比化合物8快了近1000倍（1.2±0.6mol·L-1·s-1）。此外，化合物9的細(xì)胞活性（IC50=0.150μmol·L-1）也得到了很大的提高。進(jìn)一步的體內(nèi)研究揭示了其口服生物利用度高（F>60%）、藥理特性以及血液穩(wěn)定性均較好。同時(shí)，該化合物對(duì)KRASG12C具有高效性和選擇性，可快速、持續(xù)地作用于體內(nèi)靶點(diǎn)以誘導(dǎo)腫瘤消退。該研究提供了體內(nèi)證據(jù)，揭示以ARS-1620為代表的新一代KRASG12C抑制劑的巨大治療潛力。

Zeng等基于S-ⅡP結(jié)合位點(diǎn)對(duì)專(zhuān)利化合物10進(jìn)行了進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到了另一種喹唑啉類(lèi)化合物。通過(guò)在喹唑啉2位引入氨基酰胺得到化合物11（1_AM）和12（2_AM）。與化合物10相比，化合物11可使GTP與KRAS的結(jié)合能力降低約80%，并能有效地抑制下游ERK的磷酸化。除此之外，氨基酰胺的引入還增強(qiáng)了對(duì)KRASG12C的選擇性。在化合物11的基礎(chǔ)上，將苯環(huán)換成萘環(huán)，同時(shí)保留氨基酰胺，得到了化合物13（3_AM）和14（4_AM），均具有較好的細(xì)胞活性（IC50分別為1.7和0.73μmol·L-1）。

3.1.3四氫吡啶并嘧啶類(lèi)Fell等基于結(jié)構(gòu)篩選得到了四氫吡啶并嘧啶類(lèi)化合物15，在5μmol·L-1下化合物15對(duì)KRASG12C的抑制率僅為13%。進(jìn)一步優(yōu)化得到了化合物16，其在5μmol·L-1下的抑制率提高至99%，細(xì)胞活性為IC50=7.6μmol·L-1。鑒于嘧啶環(huán)2位對(duì)活性影響較大，在2位進(jìn)行取代得到化合物17和18，化合物17與KRAS的共晶結(jié)構(gòu)如圖7所示。與化合物16相比合物17和18細(xì)胞活性得到了明顯提升，IC50分別為540和70nmol·L-1。同時(shí)，二者能夠抑制KRAS下游效應(yīng)因子（如ERK）的磷酸化。化合物18的體內(nèi)藥效表明，腹腔給藥5d可使腫瘤迅速消退，25d后腫瘤完全消除。此外，基于LC-MS（液相色譜-質(zhì)譜）的檢測(cè)顯示，給藥后，腫瘤組織中化合物18與KRASG12C的結(jié)合率可持續(xù)大于65%。最重要的是，小鼠對(duì)化合物18具有較好的耐受性，未出現(xiàn)體質(zhì)量減輕或其他不良癥狀等副作用。因此，以化合物18為代表的四氫吡啶嘧啶類(lèi)KRASG12C共價(jià)變構(gòu)抑制劑具有良好的臨床應(yīng)用前景。

近期，Mirati公司的四氫吡啶并嘧啶類(lèi)KRASG12C抑制劑MRTX849（結(jié)構(gòu)尚未公開(kāi)）在臨床試驗(yàn)中也表現(xiàn)出良好的療效。MRTX849最初是由Mirati與Array生物醫(yī)藥公司聯(lián)合發(fā)現(xiàn)的，具有優(yōu)異的細(xì)胞活性，IC50高達(dá)1~20nmol·L-1。與報(bào)道的其他KRAS抑制劑相比，MRTX849具有抗腫瘤活性好、口服利用度高、半衰期長(zhǎng)等良好的成藥特性。

3.1.4吡啶并嘧啶酮類(lèi)2018年Lanman等報(bào)道了吡啶并嘧啶酮類(lèi)專(zhuān)利化合物（如化合物19），其對(duì)具有KRAS突變的前列腺癌細(xì)胞顯示了優(yōu)異的抑制活性（IC50=0.211μmol·L-1）。對(duì)其連接子區(qū)域以及疏水區(qū)結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到了化合物20和21，二者細(xì)胞活性均有了顯著的提高（IC50值分別為0.054和0.012μmol·L-1）。安進(jìn)公司基于此專(zhuān)利化合物合成了化合物22（AMG510），晶體結(jié)構(gòu)表明，化合物22能很好地占據(jù)連接子區(qū)域，在疏水性區(qū)域能與周?chē)被嵝纬申P(guān)鍵作用力。目前已經(jīng)公布了AMG510的臨床Ⅰ期試驗(yàn)結(jié)果，在入選的34名患者中，大多表現(xiàn)出良好的緩解率，且較少出現(xiàn)副作用?；谝陨狭己玫呐R床結(jié)果，安進(jìn)公司將會(huì)繼續(xù)推進(jìn)AMG510單一療法和組合療法的發(fā)展計(jì)劃。

3.1.5吲哚類(lèi)基于ARS-1620較好的體內(nèi)療效，Shin等基于化學(xué)型進(jìn)化技術(shù)篩選得到了化合物23，其對(duì)KRASG12C的結(jié)合速率（表觀速率常數(shù)kobs/[I]）為2mol·L-1·s-1。從化合物23與KRASG12C的共晶發(fā)現(xiàn)，SwitchⅡ處于閉合的狀態(tài)，H95、Y96和Q99形成了一個(gè)新的空腔，但23并未占據(jù)此位點(diǎn)。進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到了苯環(huán)母核24和吲哚母核25兩類(lèi)，其結(jié)合速率分別為26mol·L-1·s-1和230mol·L-1·s-1，吲哚母核類(lèi)25較化合物23活性有了100倍的提高。同時(shí)，二者對(duì)胰腺癌細(xì)胞表現(xiàn)了一定的活性（IC50分別為11.3和11.4μmol·L-1）。隨后對(duì)吲哚母核類(lèi)優(yōu)化得到了26，其結(jié)合速率高達(dá)2640mol·L-1·s-1，細(xì)胞活性也有了極大的提高（IC50=0.219μmol·L-1）。共晶結(jié)果顯示，四氫喹啉能很好的占據(jù)H95、Y96和Q99形成的空腔，因此活性有了較大的提高。

3.2催化位點(diǎn)抑制劑

催化位點(diǎn)抑制劑直接作用于鳥(niǎo)苷核苷酸底物位點(diǎn)，這些抑制劑通過(guò)與核苷酸競(jìng)爭(zhēng)活性位點(diǎn)，破壞GTP/GDP與KRAS的結(jié)合，從而使其處于非活性狀態(tài)。長(zhǎng)期以來(lái)，直接針對(duì)RAS活性位點(diǎn)的小分子抑制劑的開(kāi)發(fā)一直受到KRAS與底物親和力強(qiáng)，以及細(xì)胞中核苷酸濃度極高的阻礙。但是近期報(bào)道的成功的共價(jià)激酶抑制劑，為解決KRAS競(jìng)爭(zhēng)核苷酸位點(diǎn)的問(wèn)題提供一種新的思路。

Lim等模擬GDP設(shè)計(jì)了第一個(gè)底物-競(jìng)爭(zhēng)共價(jià)抑制劑化合物27。在1mmol·L-1GDP或GTP條件下孵育2h，化合物27與KRASG12C結(jié)合率>95%。氫交換質(zhì)譜顯示，化合物27改變了核苷酸結(jié)合口袋的構(gòu)象，誘導(dǎo)其處于類(lèi)似于與GDP結(jié)合的非活性形式，從而影響RAS和RAF之間的蛋白-蛋白相互作用。

由于化合物27是一種二磷酸鹽化合物，其磷酸酐鍵易于水解，因此化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，膜穿透能力差。為了解決此問(wèn)題合成了化合物28，化合物28的細(xì)胞通透性增強(qiáng)，具有一定的抗癌細(xì)胞增殖活性，同時(shí)KRAS依賴(lài)的AKT和ERK通路也被抑制。Xiong等對(duì)化合物27進(jìn)行生物電子等排得到了化合物29，化合物29的化學(xué)穩(wěn)定性有了很大的提高。盡管與化合物27相比其對(duì)KRAS的活性有所降低，但化合物29仍然是一個(gè)非常有前景的前藥化合物。

4組合療法

近期的臨床結(jié)果顯示，有些非小細(xì)胞肺癌患者已經(jīng)出現(xiàn)了單藥療法的耐藥性，而AMG510對(duì)結(jié)直腸癌患者的部分緩解率只有不到10%。因此各大公司逐漸轉(zhuǎn)向組合療法，主要有：與程序性死亡受體1（programmed cell death protein 1，PD-1）免疫抑制劑聯(lián)用、與相關(guān)信號(hào)通路靶點(diǎn)抑制劑聯(lián)用以及與化療藥物聯(lián)用。

4.1與PD-1抑制劑聯(lián)用

研究表明，攜帶KRASG12C的非小細(xì)胞肺癌患者的PD-1表達(dá)水平較高，表明他們適合接受提高T細(xì)胞抗腫瘤活性的抗PD-1抑制劑的治療。Baraibar等研究了在KRAS突變的肺癌患者中，阻斷PD-1通路，增強(qiáng)CD8/CD3陽(yáng)性T細(xì)胞腫瘤浸潤(rùn)，顯示了腫瘤治療的優(yōu)異效果。

Mirati公司指出MRTX849與PD-1抑制劑聯(lián)用可能具有協(xié)同效應(yīng)。安進(jìn)公司的小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，單獨(dú)使用AMG510時(shí)，在10只攜帶KRASG12C突變腫瘤的小鼠中，僅一只小鼠的腫瘤完全消退，單獨(dú)使用PD-1抑制劑的效果與此類(lèi)似，但當(dāng)聯(lián)合用藥時(shí)，10只小鼠中有9只攜帶的腫瘤長(zhǎng)時(shí)間完全消退，且未出現(xiàn)復(fù)發(fā)。驗(yàn)證了KRASG12C抑制劑與PD-1抑制劑聯(lián)用時(shí)，能夠增強(qiáng)抗癌效果。

4.2與相關(guān)信號(hào)通路靶點(diǎn)抑制劑聯(lián)用

同時(shí)抑制同一信號(hào)通路的不同靶點(diǎn)，或者不同的信號(hào)通路均可增強(qiáng)抗癌療效?；谶@一策略，Christensen等研究了MRATX1257與相關(guān)信號(hào)通路靶點(diǎn)抑制劑聯(lián)用機(jī)制，為聯(lián)合用藥提供了思路。勃林格殷格翰公司近期將BI-2852與分裂原活化抑制劑（MEK抑制劑）聯(lián)用，用于治療胃腸道和肺癌。安進(jìn)公司為了驗(yàn)證AMG510是否也能與其他靶點(diǎn)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，將AMG510聯(lián)合其他靶點(diǎn)抑制劑進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，AMG510與人表皮生長(zhǎng)因子酪氨酸激酶抑制劑（HER激酶抑制劑）、含Src同源2結(jié)構(gòu)域蛋白酪氨酸磷酸酶抑制劑（SHP2抑制劑）以及MEK抑制劑均具有較強(qiáng)的協(xié)同作用。Misale等將KRAS抑制劑與PI3K抑制劑聯(lián)用也產(chǎn)生了較好的協(xié)同效果。Lu等也研究了SHP2抑制劑以及MEK抑制劑對(duì)KRAS突變腫瘤的作用。這些數(shù)據(jù)表明，與同一信號(hào)通路的不同靶點(diǎn)的抑制劑聯(lián)用，可以從源頭制約這一信號(hào)通路，同時(shí)可能消除旁路或者殘余信號(hào)傳導(dǎo)，有助于提高抗腫瘤效果以及防止耐藥性的產(chǎn)生。

4.3與化療藥物聯(lián)用

安進(jìn)公司的研究人員首次嘗試了將AMG510與化療藥物卡鉑聯(lián)用。對(duì)荷有腫瘤的模型動(dòng)物的研究表明，單獨(dú)使用AMG510和卡鉑時(shí)，均能顯著縮小腫瘤的體積，但是當(dāng)兩者聯(lián)用時(shí)，腫瘤體積能更快更明顯地縮小，顯著增強(qiáng)了抗腫瘤效果。這一結(jié)果為在臨床試驗(yàn)中使用這一組合療法提供了理論基礎(chǔ)。

延伸閱讀：PD-1/PD-L1：跨國(guó)藥企與本土藥企的較量

目前PD-1/ PD-L1類(lèi)藥物已成為全球抗腫瘤單抗主流力量，自2014年獲批上市以來(lái)市場(chǎng)異常火爆。全球已上市的企業(yè)有默沙東、百時(shí)美施貴寶、羅氏、輝瑞、阿斯利康、再生元賽諾菲等，國(guó)內(nèi)進(jìn)口企業(yè)已上市的有百時(shí)美施貴寶、默沙東、羅氏、阿斯利康；國(guó)內(nèi)本土企業(yè)已上...全文>>

5總結(jié)與展望

KRAS作為癌癥中最常突變的致癌基因，由于其蛋白表面沒(méi)有適合小分子抑制劑結(jié)合的口袋，導(dǎo)致直接靶向KRAS的小分子藥物開(kāi)發(fā)在過(guò)去30多年里沒(méi)有重大突破。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，在KRASG12C突變體中，存在著一個(gè)能夠被共價(jià)抑制劑結(jié)合的變構(gòu)位點(diǎn)。小分子抑制劑通過(guò)與突變生成的半胱氨酸共價(jià)結(jié)合，將KRASG12C的構(gòu)象鎖定在失活狀態(tài)，從而抑制KRASG12C突變體的活性。該發(fā)現(xiàn)使KRASG12C這一“不可成藥”靶點(diǎn)有了重大突破，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

目前已有多個(gè)KRASG12C抑制劑處于臨床階段。但臨床結(jié)果同時(shí)也表明，有些患者已經(jīng)出現(xiàn)單藥療法的耐藥性。一些制藥企業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)向組合療法的探索，將KRASG12C抑制劑與其他抑制劑聯(lián)用顯示出較強(qiáng)的抑制腫瘤效果以及不易產(chǎn)生耐藥性的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)KRASG12C抑制劑的臨床試驗(yàn)推進(jìn)具有重要意義。

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