KEAP1
KEAP1(Kelch-like ECH-associated protein 1)基因编码一种细胞质蛋白,它是细胞氧化应激反应的关键传感器,也是转录因子 NRF2(NFE2L2)的负向调节因子。在正常生理状态下,KEAP1 像“手铐”一样结合并降解 NRF2,防止其过度激活。然而,在约 20% 的 非小细胞肺癌(尤其是肺腺癌)中,KEAP1 发生功能丧失性突变,导致 NRF2 持续激活。这不仅赋予了肿瘤细胞极强的抗氧化和抗化疗能力,还通过代谢重编程重塑肿瘤微环境,使其呈现典型的“免疫荒漠”(Immune Desert)表型。因此,KEAP1 突变(常与 STK11 共突变)目前被认为是导致 免疫治疗(ICI)发生固有耐药(Innate Resistance)的最主要基因组驱动因素之一。
分子机制:破碎的手铐
KEAP1 是细胞内应对氧化应激的“总开关”。理解 KEAP1 的核心在于理解它与 NRF2 的关系。
- 正常状态(手铐锁紧):
KEAP1 结合 NRF2 并将其招募到泛素连接酶复合物上,导致 NRF2 被不断降解。这保证了细胞内的抗氧化反应处于低水平。 - 突变状态(手铐失效):
当 KEAP1 发生突变(或被活性氧 ROS 氧化)时,它失去了结合 NRF2 的能力。游离的 NRF2 进入细胞核,大量启动抗氧化基因(如 HO-1, NQO1)的转录。这种“超强抗氧化”状态不仅能中和化疗/放疗产生的毒性 ROS,还能通过代谢产物直接抑制 T 细胞的浸润和功能。
临床景观:免疫治疗的“阿喀琉斯之踵”
STK11/KEAP1 共突变
在 KRAS 突变的肺腺癌中,KEAP1 突变常与 STK11 突变同时出现。这一亚组(约占 10-15%)对 PD-1/PD-L1 抑制剂表现出极强的耐药性。即使 PD-L1 表达较高,T 细胞也无法进入肿瘤实质。
| 突变状态 | 微环境特征 | 治疗反应 (PD-1/L1) |
|---|---|---|
| KEAP1 / STK11 野生型 (WT) |
T 细胞浸润良好 (Hot/Inflamed) |
通常疗效较好,尤其是 TMB 高或 PD-L1 高时。 |
| KEAP1 突变 (单突变或共突) |
免疫荒漠 (Immune Desert) |
固有耐药。单药几乎无效。PFS 和 OS 均显著短于野生型患者。 |
| 潜在策略 | 代谢重编程 | 目前尚无获批药物。谷氨酰胺酶抑制剂(Telaglenastat)曾在临床试验中探索,但结果不一。目前主要依赖化疗联合免疫。 |
学术参考文献与权威点评
[1] Skoulidis F, Goldberg ME, Greenawalt DM, et al. (2018). STK11/LKB1 Mutations and PD-1 Inhibitor Resistance in KRAS-Mutant Lung Adenocarcinoma. Cancer Discovery. 2018;8(7):822-835.
[里程碑研究]:MD Anderson 团队的重磅发现。定义了 STK11/KEAP1 突变是 PD-1 抑制剂发生原发性耐药的主要原因,确立了其作为“冷肿瘤”标志物的地位。
[2] Skoulidis F, Byers LA, Diao L, et al. (2015). Co-occurring genomic alterations define major subsets of KRAS-mutant lung adenocarcinoma with distinct biology, immune profiles, and therapeutic vulnerabilities. Cancer Discovery. 2015;5(8):860-877.
[分型定义]:首次将 KRAS 突变肺癌分为三个亚型(KP, KL, KC),其中 KL 亚型(KRAS + LKB1/KEAP1)预后最差,缺乏免疫浸润。
[3] Ricciuti B, Arbour KC, Lin JJ, et al. (2022). Diminished Efficacy of Programmed Death-(Ligand)1 Inhibition in STK11- and KEAP1-Mutant Lung Adenocarcinoma Is Affected by KRAS Mutation Status. Journal of Clinical Oncology. 2022;40(10):1090-1101.
[最新验证]:在大规模队列中证实,无论 KRAS 状态如何,KEAP1 突变本身就是一个强烈的免疫治疗负向预测因子。