KRAS
KRAS（Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog），即 K-Ras 蛋白，是 RAS 超家族中最著名的成员，也是人类肿瘤中突变频率最高的癌基因。作为一种膜结合型 GTP酶，KRAS 扮演着细胞内信号转导“分子开关”的角色：在结合 GTP（三磷酸鸟苷）时处于激活状态，驱动下游 RAF-MEK-ERK 和 PI3K-AKT 通路促进细胞增殖；在结合 GDP 时则处于失活状态。长久以来，由于其表面平滑缺乏高亲和力的药物结合口袋，KRAS 曾被视为“不可成药” (Undruggable) 的靶点。然而，针对 KRAS G12C 突变的共价抑制剂（如索托拉西布）的问世，打破了这一魔咒，开启了靶向 RAS 通路的新纪元。
分子机制：卡死的“开关”
KRAS 的核心功能依赖于 GDP（失活）和 GTP（激活）两种状态的循环转换，这一过程受 GAP 和 GEF 的严密调控。
- 正常循环 (Canonical Cycle)：
上游信号（如 EGFR）激活鸟苷酸交换因子 SOS1 (GEF)，催化 KRAS 释放 GDP 并结合 GTP，使 Switch I 和 Switch II 区域发生构象改变，从而招募效应因子（如 RAF1, PIK3CA）。随后，GTP 酶激活蛋白 NF1 (GAP) 将精氨酸指（Arginine finger）插入催化中心，辅助 KRAS 将 GTP 水解为 GDP，关闭信号。 - 空间位阻机制 (Steric Hindrance)：
癌症中最常见的突变（G12, G13, Q61）均位于 GTP 结合口袋的关键位置。例如，G12 位的侧链体积增大（从甘氨酸变为天冬氨酸 G12D 或半胱氨酸 G12C），产生了空间位阻，使得 GAP 无法插入精氨酸指。这导致内在 GTP 水解能力受损，KRAS 被“锁定”在 GTP 结合的持续激活状态，驱动肿瘤无限增殖。
KRAS 突变导致信号通路持续激活
临床警示：癌症之王与耐药指标
不同癌种，不同面孔
KRAS 突变在三种主要致死性肿瘤中极为普遍，且不同突变亚型具有明显的组织特异性，决定了治疗策略的差异。
结直肠癌 (CRC) 的负向预测因子：
约 40%-50% 的 CRC 患者携带 KRAS 突变（多为 G12D, G12V）。警示： KRAS 突变的存在意味着患者对 EGFR单抗（如西妥昔单抗、帕尼单抗）天然耐药。因此，NCCN 指南规定使用 EGFR 抗体前必须确认 RAS 状态为野生型。
胰腺癌 (PDAC) 的绝对驱动：
超过 90% 的胰腺导管腺癌携带 KRAS 突变，其中 G12D 是最主要的亚型。由于缺乏有效的 G12D 抑制剂（目前仍在早期临床），KRAS 使得胰腺癌长期被称为“癌症之王”。
| 癌种 | 主要突变亚型 | 临床意义 / 治疗现状 |
|---|---|---|
| 非小细胞肺癌 (NSCLC) | G12C (~40% of KRAS+) | 是目前唯一有成熟靶向药（索托拉西布、阿达格拉西布）的亚型。与吸烟史高度相关。 |
| 胰腺癌 (PDAC) | G12D (~40%), G12V | G12D 抑制剂（如 MRTX1133, HRS-4642）正在进行早期临床试验，目前主要依赖化疗。 |
| 结直肠癌 (CRC) | G12D, G12V | 突变提示 EGFR 单抗耐药。G12C 突变较少见（~3%），且由于 EGFR反馈激活，G12C 抑制剂单药疗效不佳，需联合 EGFR 抗体。 |
治疗革命：攻克“不可成药”
KRAS 曾因与 GTP 结合极其紧密（皮摩尔级亲和力）且表面缺乏疏水深袋而被认为无法设计抑制剂。
- G12C 的阿喀琉斯之踵（共价抑制）：
2013年，Kevan Shokat 团队发现 G12C 突变的半胱氨酸附近存在一个隐蔽的口袋（Switch-II Pocket）。利用 G12C 突变体仍保留微弱的 GTP 水解能力，设计出能与 GDP 结合状态下的 KRAS G12C 半胱氨酸发生共价结合的抑制剂（如 Sotorasib / AMG 510），将其锁定在非活性的 GDP 结合构象。 - G12D 与 Pan-KRAS（非共价抑制）：
G12D 缺乏可用于共价结合的半胱氨酸，药物研发难度更大。目前 MRTX1133 等非共价抑制剂利用极强的亲和力占据 Switch-II 口袋。此外，能够同时抑制野生型和突变型的 Pan-KRAS抑制剂 以及 PROTAC 降解剂正成为新热点。
学术参考文献与权威点评
[1] Ostrem JM, Peters U, Sos ML, et al. (2013). K-Ras(G12C) inhibitors allosterically control GTP affinity and effector interactions. Nature. 2013;503(7477):548-551.
[学术点评]：破冰之作。Shokat 实验室首次发现 Switch-II 口袋，证明了通过共价修饰半胱氨酸 12 可以变构抑制 KRAS，终结了“KRAS 不可成药”长达 30 年的教条。
[2] Canon J, Rex K, Saiki AY, et al. (2019). The clinical KRAS(G12C) inhibitor AMG 510 drives anti-tumour immunity. Nature. 2019;575(7781):217-223.
[学术点评]：药物诞生。报道了首个进入临床的 KRAS G12C 抑制剂 Sotorasib (AMG 510) 的临床前及早期临床数据，展示了其导致肿瘤消退并诱导抗肿瘤免疫的双重机制。
[3] Hong DS, Fakih MG, Strickler JH, et al. (2020). KRASG12C Inhibition with Sotorasib in Advanced Solid Tumors. New England Journal of Medicine. 2020;383(13):1207-1217.
[学术点评]：临床验证。CodeBreaK 100 研究的 I 期结果，首次在人体中证实靶向 KRAS 能为晚期肺癌患者带来显著的客观缓解率，为 FDA 批准奠定基础。
[4] Hallin J, Engstrom LD, Hargis L, et al. (2022). The KRASG12D inhibitor MRTX1133 targets KRASG12D on and off states in cancer cells. Nature Medicine. 2022;28(10):2171-2182.
[学术点评]：攻克 G12D。详细描述了首个强效、选择性、非共价 KRAS G12D 抑制剂 MRTX1133 的特性，为胰腺癌治疗带来了新的曙光。
[5] Simanshu DK, Nissley DV, McCormick F. (2017). RAS Proteins and Their Regulators in Human Disease. Cell. 2017;170(1):17-33.
[学术点评]：权威综述。RAS 研究领军人物 McCormick 全面解析了 RAS 的结构生物学、循环机制以及突变如何破坏 GAP 介导的 GTP 水解，是理解 RAS 生物学的必读经典。