重大突破！EGFR阻断可逆转大肠癌对KRAS G12C抑制的耐药性
2019年，安进(Amgen)在ASCO大会上口头公布了KRAS G12C抑制剂(AMG510)的1期临床试验数据，其良好的治疗潜力在当时引起了很大的轰动。
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1. 简介
KRAS错义突变常发生在12号密码子上(如KRAS G12D、KRAS G12V)。然而KRAS的结构过于平滑，突变位点氨基酸残基难以通过化学方式结合，这导致了开发KRAS突变的靶向治疗药物难度加大，几十年来都被认为是不能用药治疗的靶点。然而近年来，由于生物技术公司Amgen发现了KRAS突变中的KRAS G12C的独特特性，因此设计出了一种新型抑制剂，它就是AMG510。
今天给大家介绍的是不久前发表在Cancer Discovery上的关于KRAS G12C抑制剂耐药的一篇文章：
受体酪氨酸激酶(RTK)是最大的一类酶联受体，它既是受体，又是酶，包括表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)受体、血小板生长因子(platelet-derived growth factor, PDGF)受体等。
KRAS位于EGFR信号通路的下游，生理情况下，EGFR可短暂激活KRAS及相关信号通路。但在KRAS突变时，可使EGFR信号通路持续激活，并且不受上游EGFR信号的控制。这其中涉及的信号通路主要是Ras/Raf/MEK/ERK-MAPK与PI3K/Akt/mTOR这两条信号通路。
图片来源于网络
大约13％的非小细胞肺癌(NSCLC)中存在KRAS G12C突变；在结直肠癌和阑尾癌中，KRAS G12C突变约占3％。KRAS G12C抑制剂对KRAS G12C突变的NSCLC患者抑制作用的有效率较高，然而携带相同突变的结直肠癌(CRC)患者对此抑制剂却不是很敏感。
下面我们来一起详细看下这篇文章吧~
2. 方法与结果
1）既往论点论证
首先，作者在细胞系水平上验证KRAS G12C抑制剂在大肠癌与NSCLC中的敏感性差异：AMG510对大肠癌和NSCLC细胞系的抑制没有明显差异(图1)。
图1
2）寻找引起KRAS G12C大肠癌耐药的可能机制
接下来着重讨论了药物作用后的ERK水平变化，发现AMG510对大肠癌细胞ERK的抑制作用不明显，在药物作用1小时后，AMG510导致p-ERK在所有细胞模型中以剂量依赖的方式下调，然而在药物作用24小时后，两个NSCLC细胞系进一步下调p-ERK，而所有的CRC细胞系则表现为p-ERK水平的反向增高(图2A和2B)。这提示可能是由于大肠癌中MAPK信号受到更大的反馈抑制，然后在KRAS G12C抑制剂的作用下释放。
图2
为了检测RTK水平，作者进行了磷酸化RTK阵列实验，结果显示，NSCLC细胞株（NCIH358）未检测到RTK的激活，只有在长时间暴露后信号增强，才能检测到低水平的p-EGFR和p-IGF-IR。相反，两个CRC细胞系，C106和RW7213，表现出较强的p-EGFR信号(图3)。
图3
3）联药的体外验证
因此，作者认为EGFR信号是大肠癌对KRAS G12C抑制剂产生耐药的主要机制，通过联合使用KRAS G12C抑制剂(AMG510)与EGFR单克隆抗体(西妥昔单抗；由于大肠癌中以野生型EGFR偏多，所以未选用EGFR的激酶抑制剂，后者主要针对EGFR突变更有效)，能有效地持续抑制p-MEK和p-ERK，以及可以抑制ERK的下游靶点DUSP6和CyclinD1 (图4)。
图4
短期增殖实验表明，联合用药组相比于单药组，对CRC细胞株的生长抑制效果是较好的(图5)。
图5
长期增殖实验也得到了相同的结果，即联药相比于单药处理，能更有效地抑制增殖(图6)。
图6
联合抑制KRAS G12C与EGFR还可增加细胞死亡率(图7)。
图7
4）联药的类器官及体内验证
此外，作者在100多名患者衍生的类器官(PDO)的队列中，选择了3种不同的KRAS G12C突变PDO和1种KRASG12D突变PDO(作为阴性对照)，分别测试了单一药物AMG510、西妥昔单抗及其组合的效果，结果表明联合使用抑制效果更明显(图8)。
图8
同时，携带有KRAS G12C突变大肠癌患者来源的异种移植物(PDX)小鼠模型，应用联合治疗组的肿瘤大小大幅度甚至完全缩小(图9)。
图9
3. 总结与展望
总结与展望：这是第一项旨在明确KRAS G12C的抑制对大肠癌影响的研究。本文从大肠癌细胞系到类器官再到PDX模型，多方位验证了在大肠癌中KRAS G12C抑制剂联合EGFR靶向可以逆转KRAS G12C抑制剂的耐药，为治疗携带KRAS G12C的大肠癌患者提供了一种新的治疗策略。
参考文献：
Vito Amodio, Rona Yaeger, Pamela Arcella et al. EGFRBlockade Reverts Resistance to KRAS G12C Inhibition in Colorectal Cancer.Cancer Discov. 2020; CD-20-0187. doi: 10.1158/2159-8290.CD-20-0187
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