KRAS是癌症中最常见的致癌基因，编码肿瘤中的关键信号蛋白，是参与肿瘤细胞生长和存活的细胞内信号通路的重要介质。在正常细胞中，KRAS充当分子开关，在无效的GDP结合状态和有效的GTP结合状态之间交替。鸟嘌呤核苷酸交换因子（加上GTP并激活KRAS）和GTP水解（由GTPase激活蛋白催化使KRAS失活）促进了这些状态之间的转换。GTP与KRAS结合可促进效应子结合，从而触发信号转导途径，包括RAF-MEK-ERK（MAPK）途径。
KRAS的激活突变是癌症的标志，可阻止GTPase激活蛋白的结合，从而稳定效应子结合并增强KRAS信号传导。尽管有临床上认可的几种MAPK途径抑制剂（例如MEK，BRAF和EGFR抑制剂）对于一部分肿瘤类型的抑制，但是迄今为止，还没有直接对KRAS突变肿瘤具有选择性的临床分子。
KRAS（G12C）突变体具有一个半胱氨酸残基，KRAS（G12C）与非活性GDP结合形式的KRAS存在的口袋（P2）相邻。因此，人们对该位点的共价抑制剂进行了广泛筛选，最终筛选出了ARS-1620。该化合物是突变体选择性KRAS抑制的概念验证的里程碑，但是并没有进入临床。作者之前发现在KRAS的His95的方向上找到了一个表面凹槽，这个表面凹槽可能被芳香环占据，从而增强了与KRAS（G12C）蛋白的相互作用。基于此，本文作者利用了KRAS（G12C）中这个从未被利用的表面凹槽设计了一系列新型的基于丙烯酰胺的分子，基于密集的亲电试剂筛选和基于结构的设计的原则，最终发现了AMG 510小分子。这个小分子是第一种在人体中进行临床测试的KRAS（G12C）抑制剂。
而该工作的主要内容是AMG 510作为单一疗法或与其他疗法联合使用时诱导肿瘤细胞杀伤的能力的临床前活性的数据，以及AMG 510对免疫细胞浸润的显着影响，从而使得肿瘤微环境对免疫疗法高度敏感。
AMG 510与 KRAS（G12C）配合物的X射线共晶体结构显示了AMG510在KRAS的P2口袋中的结合。为了评估AMG 510的细胞活性，作者通过测量ERK1/2的磷酸化（p-ERK）并通过质谱检测AMG 510对KRAS（G12C）的共价结合，显示AMG 510几乎能够完全抑制了p-ERK的水平。
之后，作者在22个不同的野生型KRASwt和突变型KRASG12C细胞系中分析了AMG 510的活性和选择性，发现AMG 510能够显著地选择性抑制KRASG12C细胞系的生长及其p-ERK水平。不仅如此，在具有人类肿瘤细胞异种移植的小鼠中，AMG 510在所有剂量下均显着抑制PaCa-2 T2和NCI-H358肿瘤的生长，并且在较高剂量下则观察到肿瘤消退。
考虑到KRASG12C在肺癌中的普遍存在，作者将AMG 510与卡铂进行联合治疗。用AMG 510与卡铂联合处理可更加地显着抑制NCI-H358肿瘤在小鼠中的生长。KRAS（G12C）抑制剂和化学治疗剂的联合使用具有增强功效，为临床上这种方法提供了依据。
更难能可贵的是，作者发现，CT-26 KRASG12C模型对AMG 510治疗敏感，而CT-26KRASG12C模型已被广泛用于评估免疫疗法的效果以及免疫治疗和靶向药物的组合。这让作者想到AMG 510在CT-26 KRASG12C模型中引起的长期治愈可能与免疫系统的参与有关。于是作者猜想，抗PD-1治疗与AMG 510协同作用可能能够进一步增强抗 T细胞活性。因此，作者使用该模型来评估抗PD-1免疫检查点抑制与AMG 510的组合，其结果显示AMG 510作为单一药物不能完全导致小鼠的肿瘤消退，而抗PD-1单一疗法同样也只是延迟了肿瘤的生长，两者都是只有十个肿瘤之一完全消退。值得注意的是，联合治疗导致十分之九的小鼠的肿瘤完全消退，并且在第43天后停止治疗，所有完全缓解的小鼠在112天后仍能够治愈。同时，该联合治疗显着提高了小鼠的生存率。
为了评估AMG 510对于机体的免疫细胞组成的影响，作者在CT-26 KRASG12C中对肿瘤进行了免疫表型分析。治疗4天后，CD8 + T细胞和总CD8 + T细胞向肿瘤的浸润增加。在联合治疗组中也观察到CD8 + T细胞的浸润增加，但在抗PD-1单药治疗后未观察到。免疫组化的结果也与上述的结果一致。同时，作者还通过一组免疫相关基因的转录谱发现AMG 510能诱导了促炎性微环境的改变，例如干扰素信号传导增加，趋化因子产生，抗原加工，细胞毒性和自然杀伤细胞活性以及先天性免疫系统刺激的标志物增加。
此外，AMG 510诱导了MHC I类抗原在CT-26 KRASG12C肿瘤细胞上的体外表达。这些数据表明，AMG510治疗导致T细胞启动性增强，并且导致导致IFNγ几乎增加了三倍。总的来说，AMG 510对KRAS（G12C）的选择性抑制导致T细胞浸润和激活增加。此外，AMG 510和抗PD-1治疗的组合，能够激活针对CT-26 KRASG12C细胞和亲代CT-26肿瘤细胞的记忆T细胞反应。
总之，本文的数据表明，AMG510是一种有效的针对KRAS（G12C）的抗肿瘤药物。
本文作者：LSC
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