RAS是第一个被发现的人类肿瘤基因（oncogene）,也最常见的突变基因之一，30%的肿瘤携带RAS变异，加上RAS调控因子和信号通路上下游的变异，几乎覆盖所有肿瘤。
KARS基因编码的蛋白是一种小GTP酶，它属于RAS超蛋白家族。RAS基因家族与人类肿瘤相关的基因有三种——HRAS（3%突变引起癌症）、KRAS（85%突变引起癌症）和NRAS（12%突变引起癌症），其密码子12、13、61的突变较为频繁，这些突变在不同的癌症中也表现出了不同的患病率。
RAS信号通路
RAS将细胞表面受体与细胞内效应通路偶联，是细胞生长和分化的关键调节剂。 GTP 和 GDP 的结合分别使 Ras 蛋白在“开”和“关”信号构象之间循环。在生理条件下，这两种状态之间的转变受到鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEFs）的调节，该因子通过上游信号刺激使 GDP释放和GTP促使 Ras 蛋白的活化；而RAS蛋白本身具有GTPase的活性，可以促使GTP水解。
激活的KRAS蛋白将上游刺激信号传递到胞内，从而调控细胞的增殖、分化、存活和凋亡等生命活动。RAS在体内调控着多种信号通路，研究最多的主要包括以下三种信号通路：（1）PI3K-AKT-mTOR通路，对细胞增殖分化凋亡、葡萄糖转运等细胞生命活动有重要影响；（2）Ras-Raf-MEK-ERK信号通路，参与调控细胞增殖、分化、迁移、免疫应答等生命活动；（3）Ras-Ral A/B-NF-kB信号通路，参与调控细胞增殖、生命周期等生命活动。
KRAS靶点药物研发方向
KRAS一度被认为是“不可成药”靶点，这主要是因为KRAS蛋白表面十分光滑，没有一个pocket，给药物附着点；以及KRAS对于GDP/GTP 皮摩级别的亲和力，底物类似物很难去与GTP竞争。目前药物研究方向主要是以下几种：
1. 直接靶向KRAS
（1） Sotorasib(AMG510)：2021年5月28日，美国FDA批准Sotorasib上市，这是首个靶向KRAS基因突变的药物。2013年，Sotorasib(AMG510)的出现，打破了KRAS“不可成药”的魔咒，AMG510是一种选择性的KRAS G12C抑制剂，通过一个丙烯酰胺弹头和KRAS第12位甘氨酸突变成的的半胱氨酸共价结合，从而占据了switch II region将KRAS G12C锁定在KRAS GDP状态，从而抑制下游的信号传导。9月20日，根据安进公布了Sotorasib完整的I期试验结果。该I期试验共招募了129例患者，在59例非小细胞肺癌中，所有剂量均可以看到对癌症的抑制效果，36%的患者显示出明显的客观缓解（CR）。
（2） MRTX849:Mirati Therapeutics同样很早就在KRAS这个靶点开始布局，其MRTX849同样利用丙烯酰胺弹头靶向KRAS G12C的Swith II region，并且与KRAS(G12C) α3螺旋中的H95残基的相互作用增强增加了其效力，能够有效的抑制小鼠的异种移植瘤生长。在KRAS(G12C)突变肿瘤患者中也显示出了临床活性。紧接着10月25日，第32届AACR上也展示了MRTX849的最新临床数据，MRTX849治疗突变的晚期、转移性非小细胞肺癌ORR达到45%；对于直肠癌ORR为17%。
目前，全球共有6款KRAS(G12C)抑制剂进入临床开发阶段，除了安进、Mirati、礼来等公司，还有中国的益方生物D-1553，在临床上主要治疗实体瘤。从公布的抑制剂结构来看，这些KRAS G12C抑制剂共享一个丙烯酰胺弹头，但不同的化学结构使得它们在溶解性和细胞毒性方面也有所不同。
（3） MRTX1133：Mirati Therapeutics公司在第32届AACR上，公布了KRAS G12D选择性抑制剂MRTX1133的研究进展，这也是报道的第一篇KRAS G12D抑制剂。MRTX1133目前处于临床前阶段，根据会议上的展示来看，MRTX1133可以抑制KRAS G12D失活和活化两种状态下的KRAS G12D突变细胞，且不抑制野生型肿瘤细胞，在胰腺癌和结肠癌上的均表现出很好的抑制活性。相比较KRAS G12C抑制剂而言，KRAS G12D的天冬氨酸残基没有很好的共价修饰物，而且KRAS G12D的GTPase活性比KRAS G12C要低很多。这就需要KRAS G12D抑制剂必须具有和GDP KRAS G12D 更高的亲和力，Mirati Therapeutics基于KRAS G12C抑制剂Adagrasib进行了改造，最后依据吡啶并嘧啶支架作为骨架，对其他位点不断优化，最终得到MRTX1133.
虽然报道的MRTX1133显示在KRAS G12D和WT上表现出了很好的选择性，但是根据我们在Active KRAS to RBD测试结果来看，MRTX1133在KRAS G12D/G12C/G12V/WT的酶学实验上面的IC50均在10nM左右，并没有明显的选择性。
2. 靶向鸟苷酸交换因子
由于SOS1单个激活就会依次激活多个RAS分子，从而扩大RAS信号。通过阻止KRAS-SOS1的相互作用，可以有效的阻断GTP重新加载到KRAS上。目前多个SOS抑制剂正在临床试验阶段，如BAY-293、BI 3406等。但是由于SOS1抑制剂同样与野生型的KRAS结合，并不适用于RAS突变患者的治疗。但是，SOS1抑制剂与KRAS G12C抑制剂联用的试验表现出协同性，能够帮助KRAS抑制剂更好的结合到KRAS上。
3. 靶向KRAS定位
体内的KRAS被上游信号激活，从而激活下游信号通路，需要KRAS蛋白先定位到细胞膜上。RAS蛋白在胞质内合成，具有低疏水性，不能结合到细胞膜上，必须由法尼基转移酶进行修饰，增强其疏水性，才能结合到细胞膜上。目前也有多种法尼基转移酶抑制剂，但是由于胞内存在其他替代修饰，抑癌效果并不明显，且这类抑制剂多数有细胞毒性，这也是限制这类药物发展的一个重要原因。
4. 抑制下游信号通路
针对KRAS下游通路的蛋白也开发出了很多的药物，但由于RAS下游有多个信号通路，所以抑制下游蛋白并不能代替直接抑制Ras蛋白带来的效果。
5. RNAi
通过设计针对KRAS突变的小干扰RNA（siRNA）,直接在体内靶向KRAS突变蛋白，也是目前研究的一种方向。阿斯利康与Ionis合作开发的AZD4785是一种抑制KRAS的反义寡核苷酸抑制剂，但由于能够引起多种副作用，已经被终止。Molecular Cancer研发靶向KRAS突变mRNA疫苗mRNA-5671处于1期临床研究，更多的临床数据尚不可知。相比较其他几种抑制剂，mRNA通过是编码KRAS肿瘤特异性抗原，通过主要组织相容性复合物（MHV）分子被T细胞识别。
除了以上几种策略，还有合成致死、靶向蛋白降解等方式，但是目前都处于早期研究阶段。针对KRAS抑制剂不同方向，我们提供了KRAS抑制剂筛选平台，包括KRAS泛抑制剂，SOS1抑制剂，下游信号（如：RTK、MEK、ERK、PI3K、AKT、SHP2等）抑制剂以及靶向降解技术等。
我们目前已经拥有多种KRAS突变筛选平台，并且有多种阳性药的验证结果。除了常规筛选，也拥有KRAS与小分子（tracer）相互作用、KRAS-PROTAC相关平台的构建经验。
多种检测靶点助力KRAS抑制剂（BI-2852）、SOS1抑制剂(BAY-293/BI-3406)、KRAS G12C抑制剂（AMG510）、KRAS G12D抑制剂（MRTX1133）等抑制剂的筛选。
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小菜G
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