【First-in-class药设系列】KRas-G12C抗肿瘤首个进入临床抑制剂AMG510的研发
KRAS是癌症中最常突变的一个致癌基因，其编码的KRAS癌蛋白是一个GTP酶，它在肿瘤细胞生长和存活相关通路中发挥重要的信号传导功能。KRAS在正常细胞中作为一个分子开关在GTP结合的活性状态和GDP结合的失活态间转换，GTP结合时会触发RAF-MEK-ERK(MAPK)通路及其他细胞内通路的信号转导，因此，KRAS的激活突变是癌症的一个标志。目前临床上虽然已有了一些MAPK通路蛋白的抑制剂，但是考虑到它们对KRAS突变肿瘤的低效能和非肿瘤/非突变选择性疗法潜在的细胞毒性，靶向MAPK通路的疗法在KRAS突变肿瘤中仍是禁忌，所以亟需发展针对KRAS突变的具有肿瘤选择性的疗法。
近日，美国Amgen公司研究团队发现了第一个进入临床的针对KRAS-G12C抑制剂AMG510，能够有效促进抗肿瘤免疫。KRAS-G12C存在于约13％的肺腺癌，3％的结直肠癌和2％的其他实体瘤中，之前有临床前研究利用GDP结合态的KRAS中突变的半胱氨酸与它旁边的一个口袋的临近发现了具有里程碑意义的KRAS突变选择性抑制剂，而Amgen研究人员使用密集亲电筛选和基于结构的方法从一系列新的丙烯酰胺为基础的分子中，利用和突变半胱氨酸附近口袋的His95可变转向形成的表面沟的相互作用，逐步提升效力和选择性，得到第一个进入临床实验的KRASG12C抑制剂AMG510。临床前研究中发现，AMG510能抑制甚至消退KRASG12C肿瘤生长并能增强化疗药和靶向制剂的效力。另外，AMG510单独以及联合免疫检查点抑制剂在免疫活性小鼠中能产生一个促炎性的肿瘤微环境和持久的疗效。在临床实验中，AMG 510在首批给药组中显示出抗肿瘤活性，对缺乏有效治疗方法的患者而言，是一种潜在的转化疗法。
Amgen公司的研究者首先通过体内和体外的核苷酸交换实验、下游蛋白ERK的磷酸化水平、同KRAS-G12C的结合以及对KRAS-G12C癌细胞的杀伤等指标，发现AMG510得益于其与KRAS-G12C新发现的的表面沟的相互作用，它结合并抑制KRAS-G12C的效力相比ARS-1620提高，并且展现出良好的突变选择性和蛋白选择性。
接下来，他们发现AMG510能在免疫活性小鼠体内剂量依赖性抑制甚至在高剂量时消退KRAS-G12C突变的CDX模型、PDX模型以及小鼠同源CT-26肿瘤的生长，且这种效应具有突变选择性，因为AMG510不能抑制KRAS-G12V突变肿瘤的生长。
然后，他们将AMG510与MAPK通路其他蛋白的抑制剂联用，发现他们在体内和体外都能发挥协同抗肿瘤细胞的效应，提升这些靶向制剂的效力，表明临床上使用AMG510和MAPK信号通路的抑制剂联用有希望消除旁路途径或者其它途径对这些靶向制剂造成的效力限制和抗性。另外，AMG510和化疗药卡铂联用也能协同抗肿瘤。
接着，他们将AMG510和免疫检查点抑制剂（抗PD-1）联用，发现AMG510能与免疫疗法协同抗肿瘤。通过免疫表型分析和免疫组化分析，AMG510能显著增加T细胞的浸润和增殖，巨噬细胞和树突状细胞这些参与T细胞招募、激活的抗原呈递细胞的浸润也增多。对处理后的肿瘤细胞中免疫相关基因转录本分析发现，干扰素、趋化因子、抗原呈递等水平明显上升，且比MEK抑制剂效果好，说明AMG510产生了一种促炎性的肿瘤微环境，且AMG510不会和MEK抑制剂一样对T细胞增殖产生损伤。另外，用AMG510联合免疫疗法治愈后的小鼠再次打入之前的肿瘤细胞CT-26及无关的小鼠乳腺癌肿瘤细胞4T1，发现再次接受挑战的之前的肿瘤不长而新出现的乳腺癌肿瘤长了，且CT-26刺激的小鼠脾细胞中的T细胞启动和活性标志物IFNγ表达提高近3倍，说明510和抗PD-1的联用疗法能诱导长期的肿瘤特异的T细胞反应。
综上，安进公司利用这个KRAS-G12C新的表面沟得到的抑制剂AMG510，效力和选择性显著提高，成为进入临床实验的第一个KRAS-G12C抑制剂。临床前，AMG510选择性靶向KRAS-G12C肿瘤，作为单一疗法可引起持久的消退，并可与细胞毒性和靶向药物联合使用以协同杀死肿瘤细胞。AMG510治疗导致促炎性肿瘤微环境，促进趋化因子的表达，从而使得免疫细胞对肿瘤组织浸润增强，肿瘤对免疫检查点的抑制反应高度敏感。与MEK抑制剂相比，AMG510不会破坏T细胞增殖、启动和活化，且促进免疫细胞浸润肿瘤的效果更显著。AMG510诱导的肿瘤细胞死亡和先天免疫应答与抗PD-1治疗相结合，可以产生能够识别和根除相关但非KRAS-G12C肿瘤的获得性免疫应答，这能很好的解决常常出现的肿瘤内以及原发部位与转移部位的KRAS突变异质性的问题。AMG510与这个新的表面沟的相互作用也为后续的KRAS-G12C抑制剂开发提供参考价值，AMG510在KRAS-G12C临床病人起到抑制肿瘤的优良效果与抗PD-1免疫治疗联用在小鼠体内产生的获得性免疫也让人们对为AMG510与PD-1抑制剂未来在临床上的联用充满希望。
参考文献：
Canon, J., Rex, K., Saiki, A.Y. et al. The clinical KRAS(G12C)inhibitor AMG 510 drives anti-tumour immunity. Nature 575, 217–223 (2019)