▎藥明康德/報(bào)道

近40年前，人類原癌基因首次揭開了神秘的面紗：RAS基因作為第一個(gè)被確認(rèn)的人類癌癥元兇，最早在兩種鼠肉瘤病毒中被發(fā)現(xiàn)，并于上世紀(jì)80年代初被確認(rèn)與導(dǎo)致人類膀胱癌的基因相同。這一發(fā)現(xiàn)為人類腫瘤機(jī)制研究帶來了革命性影響。該基因進(jìn)化保守且機(jī)制、結(jié)構(gòu)特殊，超過30%癌癥患者體內(nèi)都會(huì)表達(dá)該基因突變。數(shù)十年來，科學(xué)家已就EGFR、BCL等常見原癌基因，開發(fā)了數(shù)代抑制劑類靶向藥物；但上市新藥中， RAS靶向抑制劑的身影卻依然缺位。

就在2019開年之際，生物新銳Mirati Therapeutics傳來好消息，其原創(chuàng)新藥MRTX849正是靶向RAS家族特定突變體KRAS G12C蛋白，目前該項(xiàng)目管線已進(jìn)入1/2期臨床試驗(yàn)，治療攜帶相關(guān)基因突變的晚期實(shí)體瘤患者。

▲Mirati藥物研發(fā)副總裁Matthew Marx博士

美國科學(xué)院院士、細(xì)胞療法教父Carl June教授曾在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》撰文，他將突變的RAS基因描述為一種神奇的藥物靶標(biāo)，因?yàn)?strong>該突變廣泛表現(xiàn)于多種腫瘤組織，且多發(fā)生于癌癥早期；但長期以來，相關(guān)小分子靶向藥、抗體藥、疫苗的研發(fā)卻挑戰(zhàn)重重，因此他認(rèn)為在過去很長的時(shí)間內(nèi)，RAS家族是一種“不可成藥的蛋白（The Undruggable RAS）”。

RAS（Rat Sarcoma）家族蛋白廣泛表達(dá)于各類真核生物，有兩種表現(xiàn)形式：非激活狀態(tài)下GDP（二磷酸鳥苷）結(jié)合形式和激活狀態(tài)下的GTP（三磷酸鳥苷）結(jié)合形式。RAS蛋白正是通過兩種表現(xiàn)形式之間的切換，來調(diào)控包括RAF-MEK-ERK、PI3K/Akt/mTOR在內(nèi)的多個(gè)下游通路，從而影響細(xì)胞的生長和分化，以及腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。RAS基因在胰腺癌、結(jié)直腸癌、非小細(xì)胞肺癌等多種癌細(xì)胞中突變率極高，還會(huì)使患者對(duì)其他靶向藥物產(chǎn)生耐藥性。

對(duì)于RAS蛋白的突變形式和信號(hào)通路研究，近年來分子生物學(xué)已取得重大進(jìn)展，然而開發(fā)相關(guān)的靶向藥物卻依然挑戰(zhàn)重重。在化學(xué)藥開發(fā)方向，由于RAS蛋白結(jié)構(gòu)平滑，其表面結(jié)合小分子的疏水性口袋并不明顯；在生物藥開發(fā)方向，抗體藥穿透細(xì)胞膜靶向RAS蛋白，藥物遞送效率也有很大的提升空間。所以不少研究者曾試圖另辟蹊徑，希望研究藥物抑制RAS蛋白與SOS1或RAF等下游信號(hào)蛋白的結(jié)合等，然而相關(guān)研究合成的先導(dǎo)化合物與RAS蛋白親和性卻不盡人意。

目前人們發(fā)現(xiàn)RAS家族蛋白主要分為三大類：KRAS、HRAS、NRAS，其中的KRAS突變比例超過80%，多數(shù)KRAS基因突變發(fā)生于12號(hào)密碼子。Mirati藥物研發(fā)副總裁Matthew Marx博士表示：“MRTX849的靶標(biāo)正是KRAS G12C突變蛋白，該突變?cè)诜伟?、尤其是非小?xì)胞肺癌中比例較大（14%）；此外還在一些結(jié)直腸癌（4%）、胰腺癌（2%）患者體內(nèi)表達(dá)。在美國癌癥人群中，該基因突變發(fā)生率甚至大于ALK、RET、TRK基因突變總和，因此相關(guān)病患人群中存在重大未滿足的醫(yī)學(xué)需求。”

面對(duì)KRAS蛋白成藥性的難點(diǎn)，Mirati從基礎(chǔ)科學(xué)的最新進(jìn)展中找到了突破口。Matthew Marx博士回憶起最初找到新發(fā)現(xiàn)的驚喜：“加州大學(xué)舊金山分校Kevan Shokat教授，曾帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)在知名刊物發(fā)表論文，驗(yàn)證特殊化合物可通過共價(jià)鍵綁定KRAS G12C突變蛋白。由此啟發(fā)，我們通過進(jìn)一步研究證實(shí)Kevan Shokat團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)，可通過共價(jià)化合物靶向KRAS突變基因12號(hào)密碼子編碼的半胱氨酸，并填滿II號(hào)分子開關(guān)區(qū)域一個(gè)可擴(kuò)張的疏水結(jié)合口袋，被綁定的KRAS G12C突變體會(huì)被不可逆地鎖定在失活狀態(tài)，從而阻斷依賴該蛋白的信號(hào)通路和癌細(xì)胞生存能力。”

▲KRAS G12C抑制劑成藥機(jī)制（圖片來源：Mirati官網(wǎng)）

從學(xué)術(shù)成果到可驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，再到最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的成果，是一個(gè)漫長又充滿挑戰(zhàn)的過程。Matthew Marx博士表示要對(duì)靶蛋白實(shí)現(xiàn)高效、特異性的結(jié)合效果，必須要尋找分子量較大的化合物，同時(shí)還要保證優(yōu)秀的成藥性：“我們要在與靶蛋白結(jié)合的親和力、反應(yīng)性、選擇性和藥代動(dòng)力學(xué)屬性等各個(gè)方面達(dá)到平衡，還要保證該化合物的高特異性，不會(huì)綁定其他蛋白從而避免脫靶毒性。而從學(xué)術(shù)研究到臨床轉(zhuǎn)化的道路上，Matthew Marx博士肯定了藥明康德研究服務(wù)部藥物研發(fā)國際服務(wù)部（IDSU）和化學(xué)服務(wù)部（CSU）團(tuán)隊(duì)為MRTX849化學(xué)合成做出的努力與貢獻(xiàn)。

2017年底，Mirati鑒定出兩個(gè)臨床前候選藥物（Preclinical candidate），藥明康德IDSU武漢FTE-Mirati團(tuán)隊(duì)協(xié)助合作伙伴，為關(guān)鍵的動(dòng)物毒理實(shí)驗(yàn)各合成80克化合物，其中一款被成功選中推入臨床?！皬奶崦R床前候選藥物到該項(xiàng)目最終進(jìn)入臨床試驗(yàn)僅歷時(shí)1年左右，”Matthew Marx博士說道：“這也得益于藥明康德測(cè)試事業(yè)部旗下，專門針對(duì)新藥臨床前研究項(xiàng)目成立，整合了臨床前一體化分析測(cè)試服務(wù)的WIND（WuXi IND）平臺(tái)。”

▲非小細(xì)胞肺癌、結(jié)直腸癌患者體內(nèi)KRAS和