“目前有三個(gè)KRAS抑制劑和六個(gè)SHP2抑制劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。加科思作為目前全球第一家同時(shí)擁有這兩種抑制劑的公司，我們也真誠(chéng)期待在未來(lái)兩到三年，KRAS抑制劑與SHP2的抑制劑在臨床上能夠?yàn)榇蠹页尸F(xiàn)出一個(gè)真實(shí)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(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)HRAS，這也使得RAS真正成為生物學(xué)歷史上第一個(gè)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(guān)基因包括HRAS、KRAS和NRAS三種，分別定位在11、12和1號(hào)染色體上，其中關(guān)于KRAS基因及其蛋白抑制劑的研究最多見(jiàn)。KRAS是用該基因發(fā)現(xiàn)者Kirsten的名字來(lái)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(duì)KRAS的論文發(fā)表現(xiàn)在已經(jīng)有一萬(wàn)九千多，將近兩萬(wàn)篇，尤其是近十年的文章發(fā)表可達(dá)一萬(wàn)五千多篇，由此可知對(duì)一個(gè)基因的功能研究需要很長(zhǎng)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(diǎn)。
KRAS蛋白難以成藥主要有這么幾點(diǎn)原因：
首先KRAS作為GTP酶，與GTP的結(jié)合親和力高達(dá)皮摩爾級(jí)別。相對(duì)一般激酶（Kinase）的納摩爾級(jí)別結(jié)合親和力， KRAS與底物皮摩爾級(jí)別的結(jié)合親和力是非常高的。而且KRAS的底物GTP在細(xì)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(jìng)爭(zhēng)抑制劑難以開(kāi)發(fā)。此外，KRAS蛋白表面非常平滑，除GTP結(jié)合位點(diǎn)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(jìn)程增加了阻礙。
直到2013年UCSF（加州大學(xué)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(jià)靶向策略，針對(duì)KRAS突變小分子抑制劑的研究才真正取得顯著進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)KRAS G12C蛋白與GDP結(jié)合時(shí)，失活狀態(tài)的KRAS蛋白表面出現(xiàn)一個(gè)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(diǎn)。而KRAS（G12C）突變蛋白的第12位甘氨酸（Glycine）位點(diǎn)突變成易與共價(jià)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(gè)獲得臨床前候選化合物ARS 3248。但是后來(lái)安進(jìn)和Mirati的KRAS G12C共價(jià)抑制劑相繼超越ARS 3248進(jìn)入臨床試驗(yàn)。AMG510更是在今年以積極的臨床二期數(shù)據(jù)為支持加速進(jìn)入臨床三期試驗(yàn)。
每一個(gè)靶點(diǎn)由發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用都需要經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間的積累，學(xué)術(shù)界在靶點(diǎn)研究的前期階段會(huì)做出非常多的貢獻(xiàn)，而工業(yè)界的雷厲風(fēng)行更是會(huì)極大的促進(jìn)靶點(diǎn)的發(fā)展和應(yīng)用。若KRAS抑制劑能夠經(jīng)歷臨床試驗(yàn)的重重考驗(yàn)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(xué)術(shù)角度，KRAS靶點(diǎn)的整個(gè)研究和發(fā)展歷程也是值得寫入教科書，成為一個(gè)經(jīng)典案例的。加科思也在同步開(kāi)發(fā)KRAS抑制劑，其JAB-21000項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入pre-IND階段，并準(zhǔn)備于明年3月份申報(bào)臨床。
由于KRAS基因在腫瘤中發(fā)揮的重要作用及其KRAS長(zhǎng)期的“不可成藥”困擾，科學(xué)界圍繞KRAS通路也進(jìn)行了非常多的研究，也成功開(kāi)發(fā)出多種作用于KRAS上下游靶點(diǎn)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(kāi)發(fā)，處于KRAS下游的RAF和MEK抑制劑開(kāi)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(guān)論文發(fā)表，將大家的注意力吸引到了這個(gè)靶點(diǎn)上。文章報(bào)道表明SHP2作為KRAS的上游靶點(diǎn)連接KRAS與多種RTK受體，同時(shí)也表明SHP2抑制劑對(duì)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(bào)道，但長(zhǎng)久以來(lái)，無(wú)論在工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界，SHP2靶點(diǎn)都是默默無(wú)聞，并未引起大家的關(guān)注。
2014年細(xì)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(lǐng)了腫瘤免疫治療領(lǐng)域的革命性進(jìn)展。2018年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)也授予了James Allison和Tasuku Honjo教授（前者發(fā)現(xiàn)針對(duì)CTLA-4的免疫檢查點(diǎn)療法，后者發(fā)現(xiàn)針對(duì)PD-1的免疫檢查點(diǎn)療法），以表彰兩位科學(xué)家在腫瘤免疫學(xué)的巨大貢獻(xiàn)。
但PD-1抗體在2014年首次獲批時(shí)，其臨床研究進(jìn)展其實(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于作用機(jī)制研究的。2014年《Cancer Research》的一篇論文報(bào)道指出SHP2處于PD-1下游，當(dāng)腫瘤PDL1結(jié)合到T細(xì)胞的PD-1時(shí)，可激活細(xì)胞內(nèi)的SHP2磷酸酶，從而引起免疫抑制，這后來(lái)也成為加科思選擇開(kāi)發(fā)SHP2靶點(diǎn)的一個(gè)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(kāi)始做靶向抗癌藥的時(shí)候，最早都是從激酶抑制劑和磷酸酶抑制劑同時(shí)做起。但最后開(kāi)發(fā)磷酸酶抑制劑的公司一個(gè)個(gè)折戟沉沙，而開(kāi)發(fā)激酶抑制劑的公司卻不斷推陳出新，相繼有多個(gè)激酶的抑制劑獲批上市。磷酸酶“不可成藥”的說(shuō)法也因此漸漸成為“共識(shí)”。
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(lái)的研發(fā)策略都是針對(duì)磷酸酶的催化區(qū)域，但催化區(qū)域帶電荷的性質(zhì)導(dǎo)致開(kāi)發(fā) 的抑制劑小分子難以進(jìn)入細(xì)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(dá)幾百種，因此很難獲得針對(duì)某一個(gè)磷酸酶的選擇性非常好的抑制劑。
但是科學(xué)界針對(duì)磷酸酶的研究工作一直沒(méi)有停止，終于在近幾年迎來(lái)了磷酸酶SHP2抑制劑的突破性進(jìn)展。磷酸酶SHP2由三個(gè)結(jié)構(gòu)域（N-端兩個(gè)SH2和PTP域）組成，SHP2蛋白在體內(nèi)的兩個(gè)主要構(gòu)象分別為張開(kāi)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(dá)到促進(jìn)免疫的作用。
近幾年SHP2抑制劑的突破性進(jìn)展尤為突出，加科思的SHP2抑制劑發(fā)展進(jìn)程基本與全球同步。諾華在2017年3月向美國(guó)FDA申報(bào)臨床，加科思在2017年12月申報(bào)，是全球第二家申報(bào)IND的公司。諾華和加科思都是在2018年于美國(guó)開(kāi)始臨床試驗(yàn)一期。目前將SHP2抑制劑開(kāi)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(kāi)，縱觀整個(gè)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(yīng)用幾個(gè)月后，腫瘤細(xì)胞就開(kāi)始產(chǎn)生耐藥，而科學(xué)界就KRAS通路耐藥機(jī)制也是進(jìn)行了深刻的研究。美國(guó)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(jī)制，并提出了可能的克服耐藥的方案。腫瘤細(xì)胞很狡猾，當(dāng)KRAS被抑制時(shí)，腫瘤細(xì)胞可以非常巧妙的繞過(guò)KRAS，轉(zhuǎn)換到H/N RAS通路作用，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞耐藥。
而從圖D可以看出，當(dāng)KRASG12C抑制劑與下游MEK抑制劑聯(lián)用，雖然強(qiáng)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(guò)RAS-MEK通路對(duì)KRASG12C抑制劑產(chǎn)生耐藥。
同時(shí)文章也指出，SHP2不僅處于KRAS/NRAS/HRAS的垂直上游，且是多個(gè)RTK的共同下游信號(hào)分子（圖C）是其通路中的“交匯靶點(diǎn)”。SHP2在細(xì)胞信號(hào)通路中的位置決定了其是克服KRASG12C抑制劑耐藥的最佳靶點(diǎn)。
去年10月份Nature上發(fā)表的文章，也表明當(dāng)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(shí)有效阻斷對(duì)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(gè)KRAS抑制劑和六個(gè)SHP2抑制劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。加科思作為目前全球第一家同時(shí)擁有這兩種抑制劑的公司，我們也真誠(chéng)期待在未來(lái)兩到三年，KRAS抑制劑與SHP2的抑制劑在臨床上能夠?yàn)榇蠹页尸F(xiàn)出一個(gè)真實(shí)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(guó)NIH的Rosenberg教授報(bào)告了黑色素瘤轉(zhuǎn)移性肺癌，用IL2治療和淋巴細(xì)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(duì)照沒(méi)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(shí)候，便是腫瘤免疫的鼻祖，可是在2004年的時(shí)候，科學(xué)界對(duì)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(guò)了10年的漫長(zhǎng)路程即2013年時(shí)，腫瘤免疫藥物已經(jīng)成為廣譜抗腫瘤藥。
在每一個(gè)靶點(diǎn)和藥物的研發(fā)初期，其基礎(chǔ)研究都是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)的學(xué)者和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的，幾千篇甚至上萬(wàn)篇的研究論文的發(fā)表，多少位科研人員經(jīng)過(guò)30年到40年的鋪墊，才有可能把一個(gè)新藥研發(fā)出來(lái)。
110102000668（1）號(hào)