“不可成药”靶点终成历史，KRAS抑制剂突围赛大幕拉开
近日，信达生物与劲方医药达成授权协议，获得后者KRAS G12C抑制剂GFH925在中国（包括中国大陆、香港、澳门及台湾）的全球独家开发和商业化权力，并拥有全球开发和商业化权益的选择权。
KRAS一度被认为是“不可成药靶点”，但安进的AMG510于2021年5月获批上市，打破了“不可成药”的魔咒，为KRAS突变患者提供了全新的用药选择。国内也有一批制药企业布局了KRAS靶点，包括贝达药业、益方生物、加科思、劲方医药等。
全球部分KRAS研发进展概览
数据来源：药智数据、企业公告等公开信息
（一）KRAS靶点概述
RAS（rat sarcoma）是一种低分子质量（21kDa）、位于细胞膜上、拥有GTPase酶活性的鸟嘌呤核苷酸结合蛋白，包括HRAS、NRAS和KRAS三种亚型。在人体内，RAS如同一个基因“开关”，通过与鸟嘌呤三核苷酸磷酸（GTP）或鸟嘌呤二核苷酸磷酸（GDP）结合，在活化与失活两种状态间转化，可调节细胞生长、增殖、分化、衰老、凋亡等。
在健康细胞中，RAS与GDP/GTP结合的循环十分缓慢。当接收到信号时，RAS会在细胞膜上与被募集的鸟嘌呤核苷酸交换因子结合，释放GDP，并迅速与GTP结合，进入“开”的状态。之后在GTP酶激活蛋白的作用下，GTPase的活性被大幅增强，与RAS结合的GTP被水解为GDP，重新进入“关”的状态。在肿瘤细胞中，由于内在的GTP酶（GTPase）活性丧失，GTP无法水解为GDP，因此RAS始终处于“开”的状态，持续激活下游通路，导致癌细胞出现恶性增殖、抗凋亡等问题。
图：RAS开关图示
数据来源《Targeting the untargetable KRAS in cancer therapy》
针对RAS突变，GTP的水解是二元开关的关键。但在研发中，科学家发现RAS难以成药，一方面，RAS与GDP/GTP的亲和力常数可达到皮摩尔级别，但细胞中GTP浓度仅是毫摩尔浓度，导致小分子药物难以与底物进行竞争性结合；另一方面，RAS蛋白表面缺少有利于小分子结合的腔。
鉴于此，科学家将目光投向KRAS基因上。KRAS基因突变的频率显著高于NRAS和HRAS突变，突变机率占RAS突变的85%。点突变是KRAS基因最常见的突变方式，尤其以12位密码子突变最为常见，包括G12C、G12D等，其中KRAS G12C占KRAS突变的44%。当KRAS基因发生突变后，其编码表达的KRAS蛋白构象发生改变，使KRAS蛋白几乎完全丧失内在GTPase酶活性，GTP从KRAS上解离减少，GDP与KRAS结合能力减弱，从而使KRAS蛋白始终处于活化状态，持续激活下游通路，促进肿瘤的发生和发展。
图：KRAS活化与失活
数据来源 《癌症启动中Kras的特异性功能》
针对KRAS蛋白表面缺少结合口袋的瓶颈，“tethering”技术最终成功破局。“tethering”的基本原理是，针对含有半胱氨酸的靶点，利用含双硫键的小分子碎片库进行筛选——小分子碎片的双硫键与KRAS蛋白上的Cys的巯基发生交换后，小分子碎片以Cys为“桥梁”与KRAS蛋白相连接，小分子碎片在蛋白上找到合适的结合腔附着，最后通过还原反应将半胱氨酸清除。凭借这一方法，终于在KRAS蛋白临近第12位密码子突变的半胱氨酸及分子开关Ⅱ区域（S-IIP）发现一个可扩张的小口袋，这个口袋成为后来药物设计的突破点。
（二）全球KRAS G12C抑制剂布局
（1）AMG510是首个获批上市的靶向KRAS G12C的口服抑制剂，瞄准KRAS蛋白表面隐藏凹槽，可与KRAS突变蛋白Cys 12发生不可逆结合，牢牢锁定，使GDP无法活化成为GTP，从而阻止了肿瘤细胞的增殖。
图：AMG510
数据来源 Amgen
2021年5月，安进公司的AMG510(Sotorasib)获FDA批准上市，打破KRAS“不可成药”的魔咒，适应症为二线治疗患有KRAS G12C突变的非小细胞肺癌。AMG510的获批基于CodeBreak 100 Ⅱ期临床研究，试验纳入124例KRAS G12C突变的晚期NSCLC患者，试验ORR达37.1%，CR达2.4%，PR达34.7%，DCR达80.6%，DoR为10个月。安全性方面，AMG510主要的不良事件均是1级轻微，仅有2例3级治疗相关不良事件，为贫血和腹泻。
在2020ASCO上，安进公布了AMG510治疗结直肠癌（CRC）的Ⅰ期临床数据，截至2020年1月8日，试验纳入42名先前平均接受过3线治疗的结直肠癌患者，结果显示，整体ORR达7.1%（3/42），DCR为76.2%。在960mg的剂量下，ORR达12%（3/25），DCR达80%。不良反应方面，3级以上不良事件包括腹泻（n=1）和贫血（n=1）。总的来说，对于先前接受过数线治疗的KRAS G12C突变的CRC患者，AMG510单药疗法病人耐受良好。
（2）MRTX-849(Adagrasib)由Mirati Therapeutics公司设计，结构与安进的AM510类似。在KRAS蛋白分子中，临近第12位密码子突变的半胱氨酸及分子开关Ⅱ区域（S-IIP）有一个可扩张的小口袋，MRTX-849通过共价形式与Cys 12不可逆结合，将KRAS G12C蛋白锁定在“关闭”状态，从而阻断KRAS信号传导。6月25日，美国FDA授予MRTX-849突破性疗法认定，用于治疗携带KRAS G12C突变的NSCLC患者，MRTX-849有望于2021年下半年向FDA递交新药申请。
图：MRTX-849化学结构
数据来源：Mirati Therapeutics
在代号Krystal-1的Ⅰ/Ⅱ期试验中，MRTX-849在多种KRAS G12C突变的肿瘤中显示出良好的抗肿瘤活性和可耐受的安全性。在18名CRC患者中，MRTX-849客观缓解率达17%（3/18），DCR达94%。MRTX-849数据十分亮眼，有超越AMG510成为BIC的潜力。
除了单药疗法外，MRTX-849正在探索与帕博利珠单抗或西妥昔单抗等药物的联用方案。此外，MRTX-849在大中华区的开发和商业化权力归属再鼎医药，这笔交易的预付款达6500万美元，后续里程碑费用达2.73亿美元。
图：MRTX-849作用机制
数据来源：Mirati Therapeutics
（3）礼来公司较早切入了KRAS G12C抑制剂的研发，但首个KRAS G12C抑制剂LY3499446因毒性问题于2020年中止于Ⅰ期临床试验。2021年，礼来强势回归，在AACR上公布具有“高选择性和强效性”的LY3537982。临床前数据显示，与AMG510和MRTX849相比，LY3537982在KRAS G12C突变体H358肺癌细胞中IC50更低，抑制活性有望进一步提升。但临床前数据是否能在临床试验中成功转化，仍有待临床验证。LY3537982计划于2021年开展FIH。
（三）国内KRAS G12C抑制剂布局
据统计，到目前为止，共有 10 款 KRAS 抑制剂在国内申报临床，其中进口 3 款，国产 7 款。目前进展诺华的 JDQ443 以及劲方药业 GFH925 均已推进至二期临床，其 余产品目前仍处于 IND 或一期临床阶段。随着全球BIG Pharma相继布局KRAS G12C抑制剂，国内KRAS G12C抑制剂的研发热情也彻底被点燃，贝达药业、益方生物、加科思、劲方医药等相继布局。
图片来源：国海证券
贝达药业的BPI-421286是一种新型强效、高选择性的共价不可逆KRAS G12C口服小分子抑制剂。临床前数据显示，BPI-421286可有效抑制携带KRAS G12C突变肿瘤的增殖，并在多种携带KRAS K12C突变的移植瘤模型上展现出良好的抗肿瘤作用。2021年4月，BPI-421286获批临床。
益方生物的D-1553是国内首个自主研发并进入临床试验阶段的KRAS G12C抑制剂，已经在美国、澳大利亚、中国等国家启动国际多中心Ⅰ/Ⅱ期临床试验，国内于2021年4月获批临床。临床前试验表明，与同类在研药物相比，D-1553生物利用度较高，血浆蛋白结合率低。
加科思目前正在开发三个KRAS抑制剂项目，分别是JAB-21822、JAB-22000及JAB-23000，用于抑制G12C、G12D和G12V突变的KRAS。在临床前试验中，JAB-21822展现出优于AMG 510和MRTX-849的PK特性及对KRAS G12C的亲和力，具有良好的治疗潜力。2021年8月3日，JAB-21822的临床试验在中国完成首例患者给药。此外，公司也在探索KRAS抑制剂与SHP2抑制剂联用方案的治疗效果。
（四）小结
鉴于KRAS突变体的结构特点、信号通路的复杂性以及KRAS突变型肿瘤的耐药性，KRAS一度被称为“不可成药靶点”。安进公司的AMG-510打破了KRAS突变无药可医的魔咒，为KRAS突变患者提供了全新的用药选择。国内也有一批制药企业深耕于KRAS G12C靶点，益方生物和贝达药业目前研发进展居前，均处于临床Ⅰ期，而加科思、劲方医药、首药控股等十余家企业亦在临床前阶段不断精进，争取加速开展相关药物的临床试验。当然，KRAS G12C并非完美答案，毕竟耐药问题始终存在，但科学家也在着手改进，如探索KRAS抑制剂与SHP2抑制剂的联用方案。这一靶点未来将如何发展，谁将脱颖而出，让我们拭目以待。