“目前有三個KRAS抑制劑和六個SHP2抑制劑進入臨床試驗階段。加科思作為目前全球第一家同時擁有這兩種抑制劑的公司，我們也真誠期待在未來兩到三年，KRAS抑制劑與SHP2的抑制劑在臨床上能夠為大家呈現(xiàn)出一個真實有效的故事。”

王印祥博士

01

KRAS的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展

60年代Harvey和Kirsten分別發(fā)現(xiàn)了類似RSV病毒的逆轉(zhuǎn)錄病毒攜帶的老鼠腫瘤基因HRAS和KRAS，到1982年Weinberg在人類膀胱癌細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)HRAS，這也使得RAS真正成為生物學歷史上第一個被發(fā)現(xiàn)的人類腫瘤基因。

RAS基因家族發(fā)現(xiàn)的與人類腫瘤相關基因包括HRAS、KRAS和NRAS三種，分別定位在11、12和1號染色體上，其中關于KRAS基因及其蛋白抑制劑的研究最多見。KRAS是用該基因發(fā)現(xiàn)者Kirsten的名字來命名的，即Kirsten rat sarcoma viral oncogene，從PubMed上檢索可知，自1954年發(fā)現(xiàn)至今六十多年，針對KRAS的論文發(fā)表現(xiàn)在已經(jīng)有一萬九千多，將近兩萬篇，尤其是近十年的文章發(fā)表可達一萬五千多篇，由此可知對一個基因的功能研究需要很長的歷史鋪墊。

KRAS基因自1954年發(fā)現(xiàn)，經(jīng)歷近五十年的探索研究，一直未能獲得靶向KRAS蛋白的藥物，故而一直被大家稱為“不可成藥”靶點。

KRAS蛋白難以成藥主要有這么幾點原因：

首先KRAS作為GTP酶，與GTP的結(jié)合親和力高達皮摩爾級別。相對一般激酶（Kinase）的納摩爾級別結(jié)合親和力， KRAS與底物皮摩爾級別的結(jié)合親和力是非常高的。而且KRAS的底物GTP在細胞內(nèi)的濃度又很高，這也使得直接靶向GTP口袋的核苷酸競爭抑制劑難以開發(fā)。此外，KRAS蛋白表面非常平滑，除GTP結(jié)合位點外，難以找到其他小分子結(jié)合口袋，這也為尋找高親和力的變構(gòu)抑制劑進程增加了阻礙。

直到2013年UCSF（加州大學舊金山分校）的Kevan Shokat教授在Nature上首次發(fā)表KRAS G12C的小分子共價靶向策略，針對KRAS突變小分子抑制劑的研究才真正取得顯著進展。研究發(fā)現(xiàn)當KRAS G12C蛋白與GDP結(jié)合時，失活狀態(tài)的KRAS蛋白表面出現(xiàn)一個新的由SwitchⅡ參與組成的結(jié)合口袋，即之后為大家所熟知的S-IIP變構(gòu)結(jié)合位點。而KRAS（G12C）突變蛋白的第12位甘氨酸（Glycine）位點突變成易與共價抑制劑結(jié)合的半胱氨酸（Cysteine），從而將KRAS（G12C）鎖死在失活狀態(tài)下。

Kevan Shokat教授發(fā)表論文后，其在加州參與成立的Wellspring公司也第一個獲得臨床前候選化合物ARS 3248。但是后來安進和Mirati的KRAS G12C共價抑制劑相繼超越ARS 3248進入臨床試驗。AMG510更是在今年以積極的臨床二期數(shù)據(jù)為支持加速進入臨床三期試驗。

每一個靶點由發(fā)現(xiàn)到應用都需要經(jīng)歷很長時間的積累，學術界在靶點研究的前期階段會做出非常多的貢獻，而工業(yè)界的雷厲風行更是會極大的促進靶點的發(fā)展和應用。若KRAS抑制劑能夠經(jīng)歷臨床試驗的重重考驗并成功上市，其在腫瘤界產(chǎn)生的影響力或可比肩PD1單克隆抗體產(chǎn)生的影響力。

甚至于從學術角度，KRAS靶點的整個研究和發(fā)展歷程也是值得寫入教科書，成為一個經(jīng)典案例的。加科思也在同步開發(fā)KRAS抑制劑，其JAB-21000項目已經(jīng)進入pre-IND階段，并準備于明年3月份申報臨床。

由于KRAS基因在腫瘤中發(fā)揮的重要作用及其KRAS長期的“不可成藥”困擾，科學界圍繞KRAS通路也進行了非常多的研究，也成功開發(fā)出多種作用于KRAS上下游靶點的藥物，如處于KRAS上游的多種酪氨酸激酶受體（RTK）的抑制劑開發(fā)，處于KRAS下游的RAF和MEK抑制劑開發(fā)等。在2018年5月28日的《Nature Medicine》同一期上三篇酪氨酸磷酸酶SHP2相關論文發(fā)表，將大家的注意力吸引到了這個靶點上。文章報道表明SHP2作為KRAS的上游靶點連接KRAS與多種RTK受體，同時也表明SHP2抑制劑對于KRAS激活腫瘤的顯著抑制效果。

02

SHP2發(fā)現(xiàn)與發(fā)展

蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2于1993年首次被分離并報道，但長久以來，無論在工業(yè)界還是學術界，SHP2靶點都是默默無聞，并未引起大家的關注。

2014年細胞程序性死亡受體1（PD-1）的單克隆抗體獲批上市，PD-1引領了腫瘤免疫治療領域的革命性進展。2018年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎也授予了James Allison和Tasuku Honjo教授（前者發(fā)現(xiàn)針對CTLA-4的免疫檢查點療法，后者發(fā)現(xiàn)針對PD-1的免疫檢查點療法），以表彰兩位科學家在腫瘤免疫學的巨大貢獻。

但PD-1抗體在2014年首次獲批時，其臨床研究進展其實是遠遠快于作用機制研究的。2014年《Cancer Research》的一篇論文報道指出SHP2處于PD-1下游，當腫瘤PDL1結(jié)合到T細胞的PD-1時，可激活細胞內(nèi)的SHP2磷酸酶，從而引起免疫抑制，這后來也成為加科思選擇開發(fā)SHP2靶點的一個重要理論支持。

在靶向抗癌藥的研發(fā)歷程中，工業(yè)界在90年代開始做靶向抗癌藥的時候，最早都是從激酶抑制劑和磷酸酶抑制劑同時做起。但最后開發(fā)磷酸酶抑制劑的公司一個個折戟沉沙，而開發(fā)激酶抑制劑的公司卻不斷推陳出新，相繼有多個激酶的抑制劑獲批上市。磷酸酶“不可成藥”的說法也因此漸漸成為“共識”。

縱觀以往的磷酸酶抑制劑失敗案例，基本可歸納出如下原因，首先原來的研發(fā)策略都是針對磷酸酶的催化區(qū)域，但催化區(qū)域帶電荷的性質(zhì)導致開發(fā) 的抑制劑小分子難以進入細胞，另外磷酸酶尤其是催化區(qū)域特別保守，且在人體內(nèi)含有多達幾百種，因此很難獲得針對某一個磷酸酶的選擇性非常好的抑制劑。

但是科學界針對磷酸酶的研究工作一直沒有停止，終于在近幾年迎來了磷酸酶SHP2抑制劑的突破性進展。磷酸酶SHP2由三個結(jié)構(gòu)域（N-端兩個SH2和PTP域）組成，SHP2蛋白在體內(nèi)的兩個主要構(gòu)象分別為張開狀態(tài)的活性構(gòu)象與閉合狀態(tài)的非活性構(gòu)象，而新型變構(gòu)抑制劑可以像分子膠水一樣將SHP2蛋白鎖定在失活狀態(tài)，從而達到促進免疫的作用。

近幾年SHP2抑制劑的突破性進展尤為突出，加科思的SHP2抑制劑發(fā)展進程基本與全球同步。諾華在2017年3月向美國FDA申報臨床，加科思在2017年12月申報，是全球第二家申報IND的公司。諾華和加科思都是在2018年于美國開始臨床試驗一期。目前將SHP2抑制劑開發(fā)至臨床階段的公司，在全球除了諾華和加科思，還有Revolution /Sanofi，今年又有Relay和Navire相繼加入了SHP2的臨床賽道。

03

KRAS與SHP2聯(lián)合用藥探索

然而，更多的故事還在徐徐展開，縱觀整個KRAS通路，從上游的RTK受體與SHP2磷酸酶，到KRAS，再延申至下游的RAF和MEK。目前下游的RAF抑制劑和MEK抑制劑均已經(jīng)獲批上市了，而KRAS抑制劑和SHP2抑制劑目前都還在臨床階段。但眾所周知的是，在KRAS抑制劑臨床應用幾個月后，腫瘤細胞就開始產(chǎn)生耐藥，而科學界就KRAS通路耐藥機制也是進行了深刻的研究。美國斯隆-凱特林癌癥研究所專家Rona Yaeger總結(jié)了KRASG12C抑制劑耐藥的作用機制，并提出了可能的克服耐藥的方案。腫瘤細胞很狡猾，當KRAS被抑制時，腫瘤細胞可以非常巧妙的繞過KRAS，轉(zhuǎn)換到H/N RAS通路作用，從而導致腫瘤細胞耐藥。

而從圖D可以看出，當KRASG12C抑制劑與下游MEK抑制劑聯(lián)用，雖然強效抑制了MEK-ERK通路，但也激活了旁路PI3K途徑，即腫瘤可以繞過RAS-MEK通路對KRASG12C抑制劑產(chǎn)生耐藥。

同時文章也指出，SHP2不僅處于KRAS/NRAS/HRAS的垂直上游，且是多個RTK的共同下游信號分子（圖C）是其通路中的“交匯靶點”。SHP2在細胞信號通路中的位置決定了其是克服KRASG12C抑制劑耐藥的最佳靶點。

去年10月份Nature上發(fā)表的文章，也表明當KRAS抑制劑AMG510發(fā)生耐藥后，聯(lián)用上游SHP2抑制劑或者更上游的受體激酶抑制劑，可同時有效阻斷對上游RTK的反饋激活和旁路PI3K的激活，潛在具有最好的治療效果。

目前有三個KRAS抑制劑和六個SHP2抑制劑進入臨床試驗階段。加科思作為目前全球第一家同時擁有這兩種抑制劑的公司，我們也真誠期待在未來兩到三年，KRAS抑制劑與SHP2的抑制劑在臨床上能夠為大家呈現(xiàn)出一個真實有效的故事。

與大家共同分享一段話，這是引自2004年Nature Reviews Drug Discovery的文章，這段話講的是：美國NIH的Rosenberg教授報告了黑色素瘤轉(zhuǎn)移性肺癌，用IL2治療和淋巴細胞治療后，轉(zhuǎn)移灶全部消失，世界為此而震驚。但是八年后發(fā)現(xiàn)，這樣的治療跟安慰劑對照沒什么區(qū)別。

我們看到，Rosenberg教授在90年代初盛行腫瘤免疫研究的時候，便是腫瘤免疫的鼻祖，可是在2004年的時候，科學界對于腫瘤免疫依然是持苛刻甚至諷刺態(tài)度的。但是我們都知道，在終于又經(jīng)過了10年的漫長路程即2013年時，腫瘤免疫藥物已經(jīng)成為廣譜抗腫瘤藥。

在每一個靶點和藥物的研發(fā)初期，其基礎研究都是經(jīng)過無數(shù)的學者和實驗驗證的，幾千篇甚至上萬篇的研究論文的發(fā)表，多少位科研人員經(jīng)過30年到40年的鋪墊，才有可能把一個新藥研發(fā)出來。