G12D
KRAS G12D（KRAS p.Gly12Asp）是 KRAS 原癌基因中最常见的特定点突变，指第 12 号密码子的甘氨酸（Gly）被天冬氨酸（Asp）取代。如果说 KRAS 是“癌症之王”，那么 G12D 就是“王冠上的宝石”。它是胰腺导管腺癌 (PDAC) 和结直肠癌 (CRC) 中频率最高的驱动突变。与可以通过共价键锁定的 G12C 不同，G12D 突变体缺乏反应性的半胱氨酸残基，导致针对 G12C 的革命性药物（如索托拉西布）对其完全无效。长期以来，G12D 被认为是绝对的“不可成药”靶点，但近期随着非共价抑制剂（如 MRTX1133）的开发以及靶向 G12D 的 TCR-T疗法 的临床突破，这一坚冰正在被打破。
分子挑战：为何 G12D 比 G12C 更难成药？
KRAS G12D 的药物开发难度远高于 G12C，核心原因在于突变引入的氨基酸化学性质完全不同。
- 缺乏反应性抓手：
G12C 突变引入的是半胱氨酸 (Cysteine)，其巯基具有高度亲核性，允许药物（如索托拉西布）通过“迈克尔加成反应”与其形成不可逆的共价键。
G12D 突变引入的是天冬氨酸 (Aspartate)，其侧链是短的羧基，极性强但缺乏这种特殊的化学反应性，无法形成共价键锁定。 - GTP 水解率极低：
与 G12C 类似，G12D 突变体通过空间位阻阻碍 GAP 辅助的 GTP 水解。天冬氨酸带负电的侧链可能还会干扰 GTP 结合口袋的静电环境，使其更倾向于保持 GTP 结合的“开启”状态，留给药物结合非活性（GDP）状态的时间窗口极短。 - 必须依赖非共价结合：
针对 G12D 的药物必须具备极高的亲和力（Pico-molar 级别），仅通过非共价键（如氢键、盐桥、范德华力）来结合 Switch-II口袋，这对分子设计提出了极高要求。
临床景观：消化道肿瘤的梦魇
G12D 是典型的“消化道突变”，在胰腺癌和肠癌中的流行率远高于肺癌。
| 癌种 | G12D 占比 | 临床现状 |
|---|---|---|
| 胰腺导管腺癌 (PDAC) | ~40-50% (所有 KRAS 突变中) |
PDAC 几乎是“KRAS 病”。G12D 是最主要的亚型，导致肿瘤微环境高度纤维化和免疫抑制。目前除化疗外无获批靶向药，是 MRTX1133 等新药的主攻方向。 |
| 结直肠癌 (CRC) | ~30-40% | G12D 突变不仅预示着抗 EGFR 抗体（如西妥昔单抗）无效，还与更差的总体生存期相关。 |
| 非小细胞肺癌 (NSCLC) | ~15% | 在肺癌中 G12D 次于 G12C。主要见于从不吸烟或轻度吸烟的肺腺癌患者（G12C 多见于吸烟者）。 |
治疗策略：从非共价抑制到免疫突围
针对 G12D 的研发策略已进入“百花齐放”的临床突破期。
- 非共价小分子抑制剂：
MRTX1133 (Mirati/BMS)：
机制： 经过高度优化的长效非共价抑制剂。它利用盐桥与突变的天冬氨酸（Asp12）结合，极大提高了亲和力（KD < 2 pM），并占据 Switch-II口袋。临床前数据显示其能有效抑制胰腺癌模型生长。
RMC-9805 (Roche/Revolution)： 针对 G12D(ON) 状态的分子胶抑制剂，通过招募 Cyclophilin A 形成三元复合物来阻断信号。 - 过继性细胞疗法 (TCR-T)：
机制： KRAS G12D 突变肽段会被肿瘤细胞表面的 HLA 分子提呈。通过基因工程改造患者自身的 T细胞，使其表达能特异性识别 G12D-HLA 复合物的 T 细胞受体（TCR）。
案例： 2022 年 NEJM 报道了一例晚期胰腺癌患者接受靶向 G12D 的 TCR-T 治疗后，实现了肿瘤显著消退（PR），证明了免疫系统可以看见这一“隐藏”的胞内抗原。 - 癌症疫苗：
如 mRNA疫苗 (Moderna/Merck)，旨在训练免疫系统识别包含 G12D 突变的新抗原（Neoantigen）。
关键关联概念
- KRAS： G12D 所在的母体基因。
- G12C： 另一个常见的 KRAS 突变，已有药物获批，常与 G12D 做对比。
- MRTX1133： 最受期待的 KRAS G12D 特异性抑制剂。
- 胰腺导管腺癌： G12D 最主要的宿主癌种。
- TCR-T： 靶向胞内突变抗原的免疫疗法。
学术参考文献与权威点评
[1] Wang X, Allen S, et al. (2022). Identification of MRTX1133, a Noncovalent, Potent, and Selective KRAS G12D Inhibitor. Journal of Medicinal Chemistry.
[学术点评]：药物化学突破。Mirati 团队详细披露了 MRTX1133 的设计过程，解释了如何利用吡咯并嘧啶骨架与天冬氨酸形成关键的极性相互作用，从而克服 G12D 缺乏反应性基团的难题。
[2] Leidner R, Sanjuan Silva N, et al. (2022). Neoantigen T-Cell Receptor Gene Therapy in Pancreatic Cancer. New England Journal of Medicine (NEJM).
[学术点评]：免疫治疗里程碑。报道了全球首例通过转基因 TCR-T 细胞疗法治愈性治疗晚期 KRAS G12D 突变胰腺癌的案例（由 Steven Rosenberg 团队主导），证明了 G12D 是可被免疫系统攻击的靶点。
[3] Hingorani SR, et al. (2003). Trp53R172H and KrasG12D cooperate to promote chromosomal instability and widely metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma in mice. Cancer Cell.
[学术点评]：经典模型。构建了著名的 KPC 小鼠模型（KrasG12D + p53突变），该模型完美复刻了人类胰腺癌的病理特征和微环境，是研究 G12D 功能的金标准工具。
[4] Hunter JC, et al. (2015). Biochemical and Structural Analysis of Common Cancer-Associated KRAS Mutations. Molecular Cancer Research.
[学术点评]：基础生化。系统比较了 G12C、G12D 和 G12V 的生化性质，指出 G12D 的 GTP 水解受损程度与 G12C 相似，但其独特的静电性质影响了与下游效应子（如 RAF）的亲和力。