錢瑩, 畢清

650000 昆明,昆明醫(yī)科大學 基礎醫(yī)學院(錢瑩); 650118 昆明，云南省腫瘤醫(yī)院 內三科(畢清)

肺癌作為多因素共同參與的一類復雜性疾病，其病因及發(fā)病機制尚不完全明確。肺癌的發(fā)生發(fā)展涉及多因素作用、多步驟形成。隨著分子檢測技術的進步，發(fā)現(xiàn)肺癌的發(fā)生發(fā)展還涉及基因的表達與調控[1-2]。除了環(huán)境因素，個人的遺傳易感性也是致病的重要原因。在特定人群、生活方式、周圍生存環(huán)境的作用下，研究基因的表達突變對非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)的靶向治療具有不可替代的作用[3-5]。

由于化療的細胞毒性，以及其對腫瘤細胞的選擇性抑制作用不強，患者的化療療效和毒副作用具有較大的個體差異性。靶向藥物治療具有選擇性較強、毒性譜相對較窄、毒性反應相對較輕等特點，但隨著藥物的治療劑量及治療時間的增加，耐藥成了靶向藥物需要攻克的難題[6]。

RAS基因作為一類原癌基因，編碼高度同源的G蛋白，調控細胞的生長增殖、黏附分化、存活凋亡以及細胞骨架重排等過程[7]。RAS基因曾被認為是“不可成藥”的靶點[8]。針對RAS基因突變的靶向治療藥物，對NSCLC的預后及生存的影響一直存有爭議。本文對RAS基因突變的NSCLC的治療療效及生存分析等相關研究進展進行綜述，以期為這類疾病的臨床治療、預后分析及科研提供更多的幫助。

1 RAS基因概述

RAS基因作為細胞原癌基因，是致癌物重要的攻擊位點，與腫瘤的形成密切相關。其激活往往會導致細胞生長失控而發(fā)生癌變[8]。RAS基因主要通過以下途徑發(fā)生激活：點突變、DNA重排、啟動子或增強子植入、基因擴增和基因結構變化等。RAS蛋白通過與GDP、GTP的結合，在失活和激活狀態(tài)之間轉變，激活時形成能量的堆積，導致惡性細胞增殖的過程[8]。RAS基因是一種活化后參與腫瘤形成的細胞原癌基因，由3個密切相關的基因組成，即H-RAS、K-RAS、N-RAS,分別定位于人類11號、12號和1號染色體上。突變的RAS基因能將其轉化為惡性表型。K-RAS可通過點突變而激活，導致異常的信號傳導[9-10]，引起細胞增殖。

RAS蛋白分子量約21 kDa，又稱P21蛋白，活化后的表達產物為P21RAS蛋白，本質為膜相關的G蛋白，具有內在的GTP酶活性。RAS蛋白通常以兩種狀態(tài)存在，活化狀態(tài)與GTP結合；失活狀態(tài)時結合GDP。在正常細胞生長發(fā)育的過程中，絕大部分的RAS蛋白與GDP結合，呈現(xiàn)出非活性狀態(tài)；當受到外界刺激時，RAS蛋白與GDP分離，繼而與GTP結合，呈現(xiàn)出活性狀態(tài)?；罨笈c相應的效應分子相互作用，允許信號的傳遞。活化狀態(tài)因GTP水解為GDP而終止，RAS蛋白因具有這種內在GTP酶活性作用，通過將有絲分裂和生長信號從細胞漿傳遞到細胞核內，參與調節(jié)細胞的生長、增殖、分化和凋亡等多種生物學過程，使惡性細胞不斷增殖，引起生物學的改變[11]。

在腫瘤細胞中，RAS蛋白可因發(fā)生點突變而喪失內在GTP酶活性，從而不能正常參與信號傳導通路、細胞周期檢控、細胞增殖分化調節(jié)和凋亡的抑制[12]。在人體的多種腫瘤組織中，大多都能檢測出RAS基因發(fā)生突變，包括肝、肺、結腸、膀胱、胰腺等，其中K-RAS基因在人體腫瘤中的突變頻率相對最高[13]，多發(fā)生于胰腺、結腸和肺癌組織中，突變點大多固定在12、13和61位密碼子，以12位較為常見[14-15]。有研究顯示，15%～20%的NSCLC可觀察到K-RAS突變，其中，肺腺癌的比率占到了20%～30%[16]。存在K-RAS基因突變的NSCLC患者難以從輔助化療中獲益，并且對表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitors,EGFR-TKIs)耐藥[17]。這些發(fā)現(xiàn)提示K-RAS基因突變情況可作為化療藥物、靶向治療療效的預測指標。

2 NSCLS中RAS基因突變情況及影響因素

研究顯示，約20%～30%的NSCLC患者會發(fā)生RAS突變，其中約90%為K-RAS突變。大約80%的K-RAS基因突變發(fā)生于12號密碼子上，其余突變位于13號和61號密碼子上。

RAS基因突變多發(fā)生在吸煙的男性NSCLC患者中，這可能與DNA的氧化損傷有關，據(jù)報道，香煙煙霧產生的活性氧可能通過影響DNA的氧化損傷，啟動和促進對K-RAS基因的活化作用和腫瘤的發(fā)生[18]。煙草影響DNA分子發(fā)生斷裂、交聯(lián)、加合、重排或交換。DNA分子的損傷修復在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的作用。有報道顯示，K-RAS突變率在吸煙的原發(fā)性肺腺癌的患者中較高[18]，明顯高于不吸煙的患者，意味著K-RAS突變與吸煙史有關，而EGFR基因突變檢測陽性多發(fā)生于不吸煙的女性肺腺癌患者中。存在K-RAS突變的患者對EGFR-TKIs的治療有耐藥表現(xiàn)[19]。K-RAS與抑癌基因STK11或TP53伴發(fā)突變定義了NSCLC的不同亞型，表現(xiàn)出不同的生物學、免疫特征及治療敏感性。

在NSCLC中,RAS基因突變與其他基因突變是相互獨立的，出現(xiàn)同時表達的概率很低，可能是RAS基因與其他基因通過不同的分子機制在肺癌的發(fā)生及抗腫瘤靶向治療中起作用。同時表達陽性會降低患者的生存時間[20]，檢測基因的突變情況是患者個體化用藥和預后判斷的重要指標。EGFR基因突變型的患者和K-RAS基因野生型的患者總生存期較長、預后較好，二者同時突變或發(fā)生遠處轉移可能會直接影響其預后，使生存期縮短[21]。

RAS基因的異常表達或突變與NSCLC患者預后較差有密切關系。研究顯示[22-23]，K-RAS基因突變多發(fā)生在應用了EGFR-TKIs治療的晚期出現(xiàn)了疾病進展的NSCLC患者中，稱為繼發(fā)性K-RAS基因突變。檢測K-RAS基因是否發(fā)生突變，也可以預測是否對EGFR-TKIs出現(xiàn)了原發(fā)性耐藥，K-RAS可能是其出現(xiàn)原發(fā)性耐藥的分子標記之一[24]。

有研究分析了NSCLC患者的年齡、性別、吸煙史、腫瘤最大徑線、是否累及胸膜、病理類型、分化、分期等臨床因素與EGFR、RAS基因突變的關系，其中女性、不吸煙者與EGFR基因突變呈顯著相關(P<0.05)，而各臨床因素與K-RAS基因突變無明顯相關[25]，表明EGFR基因突變更常見于女性、不吸煙、腫瘤較小(≤3 cm)且分化程度較好的NSCLC患者，K-RAS基因突變可能與患者年齡、性別、吸煙史、腫瘤大小、組織學類型、腫瘤分化程度、淋巴結轉移及TNM分期等均無顯著的相關性[26]。

RAS基因在NSCLC的發(fā)生發(fā)展過程中受多種因素的影響，因患者的異質性多有不同，同時也與NSCLC的其他基因有相關性。全面檢測NSCLC中的基因，有利于更早地指導臨床醫(yī)生靶向用藥，為患者爭取更長的生存與治療期限。

3 RAS突變的NSCLC患者的治療面臨新的機遇

對于RAS基因的靶向治療一直是抗腫瘤藥物研究的重點，作為“致癌基因之王”的RAS基因，在20世紀60年代被首次發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過多年的研究與探索，RAS基因仍被認為是腫瘤中最常見的突變基因之一[26]。約30%的腫瘤中攜帶突變的RAS基因，因其結構、工作原理和調控機制的復雜性，一直被認為是“不可成靶基因”[27]。

結構上，RAS基因的各個亞型(H-RAS、N-RAS、K-RAS)高度類似，直接靶向小分子蛋白很難達到高度選擇性[28]。工作原理方面，小分子藥物常通過抑制酶的活性達到藥效，而RAS的GTP水解酶與其功能反相關，需要開發(fā)酶的激活劑；且藥物分子與底物競爭需要達到一定濃度，RAS與GTP的親和力常數(shù)達到皮摩爾級別，細胞中GTP的濃度高達0.5 mM[28]。調控機制方面：RAS的調控和功能執(zhí)行是通過蛋白—蛋白的相互作用實現(xiàn)的，小分子很難實現(xiàn)干預，發(fā)生在細胞膜內的多是蛋白相互作用，單抗等大分子難以觸及[29]。

作為研究的熱點和難點，小分子藥物的靶向研究有了新的進展。K-RASG12C共價抑制劑最早產生于2013年，主要功效是通過開關II環(huán)區(qū)域(S-IIP)結合抑制鳥嘌呤核苷酸交換因子(GEF)，催化所產生的的核苷酸活性，使K-RASG12C偏向與GDP結合，同時也能破壞K-RASG12C-GTP激活態(tài)構象，阻礙其下游效應分子作用。

安進公司2018年率先開展了K-RASG12C小分子抑制劑AMG-510(Sotorasib)的人體試驗[30]，起初存在血漿清除率較高、生物利用度低的缺點，經(jīng)過不斷改進，在原有基礎上改進官能團，于2019年9月中旬，安進公司在巴塞羅那的世界肺癌大會上更新了一組臨床研究數(shù)據(jù)：攜帶K-RASG12C突變的NSCLC患者中，960 mg高劑量組的客觀緩解率(objective remission rate,ORR)達到了近54%，疾病控制率近100%，其相關的毒副作用也有相應的對癥處理措施。

AMG-510(NCT03600883)的研究為靶向藥物治療帶來了新的希望和曙光，此后Mirati與Pifer合作的K-RASG12C共價抑制劑MRTX-849(adagrasib)也進入了III期臨床試驗[31]；Wellspring聯(lián)合Janssen研發(fā)的JNJ-74699157(ARS-3248)也進入I期臨床試驗[32]。

由于RAS蛋白的分子特征和相關信號通路的復雜性，使得直接抗RAS靶向治療或單純阻斷信號通路中某個致癌基因和分子，往往不足以產生預期效果[33]，多靶點聯(lián)合用藥或多通路抑制有望為有RAS基因突變的NSCLC帶來新的治療希望。

4 RAS基因突變的NSCLC的生存分析

大多數(shù)研究結果及相關報道發(fā)現(xiàn)：RAS基因突變是腫瘤治療中的負性影響因素，K-RAS野生型的患者，無論是在結直腸癌、肺腺癌、胰腺癌中，都有較好的治療效果[34-36]。國外的一些報道指出：1)在NSCLC中，K-RAS突變的患者OS更短[37]；2)接受鉑類為基礎一線化療的晚期NSCLC患者中，K-RAS基因突變對化療療效、PFS、OS并沒有顯示出預測作用[38]；3)在接受鉑類為基礎的一線化療的晚期NSCLC患者中，腫瘤的組織學類型、PS評分、臨床分期與PFS相關;K-RAS基因突變狀態(tài)與PFS無關，但對OS有負性影響[39]；4)K-RAS突變是未經(jīng)TKIs治療的NSCLC患者生存的獨立預測因子，對患者的預后具有指示性意義[40]。

K-RAS突變狀態(tài)是否與化療藥物有關系，一項回顧性研究結果表明，其突變與鉑類藥物的使用不相關[41]。Mellema等[42]的一項研究結果顯示：RAS突變的晚期非鱗癌NSCLC患者，暫時沒有建立有效的靶向治療，標準的含鉑雙藥化療仍是這類患者推薦的治療選擇。在接受鉑類+紫杉醇藥物或鉑類+培美曲塞一線化療后，患者的ORR和PFS有提高，但OS無改善，提示RAS突變的類型與化療療效的關系仍需進一步研究。研究發(fā)現(xiàn)，K-RAS突變與吸煙關系密切,G-T堿基顛換常與煙霧中的多環(huán)芳烴和亞硝胺類物質有關[43]。對接受術后輔助化療的NSCLC患者進行研究顯示，K-RAS突變與化療療效無明顯關系[44]，但與生存期有一定程度的相關性。RAS突變是NSCLC的一個負性生存影響因素，其突變類型可能對化療療效無明顯影響，但影響患者的OS。

EGFR敏感突變?yōu)榇淼姆肿影邢蛑委熢贜SCLC，尤其是肺腺癌的患者中取得了較好的療效。EGFR是表皮生長因子受體，調控細胞增殖和信號傳導，具有酪氨酸激酶活性，該信號通路在調節(jié)腫瘤細胞的生長、細胞凋亡的抑制、損傷修復和生存、新生血管生成、侵襲和轉移等方面發(fā)揮重要的作用[45-46]。EGFR基因的過表達和腫瘤細胞的轉移、浸潤、預后較差有關[47]。其突變在NSCLC中比較常見，尤其是不吸煙的女性肺腺癌患者，它是靶向藥物治療主要的靶點之一，約有50%的亞裔患者EGFR突變陽性。

EGFR下游的信號轉導通路主要有兩條：一條是Ras/Raf/MEK/ERK-MAPK通路，另一條是PI3K/Akt/mTOR通路[48]。RAS基因位于EGFR信號通路下游，體內的某些生長因子將Ras/Raf/MAPK信號通路中的膜受體激活后，相繼激活RAS蛋白、Raf的N端結構域，從而激活MAPK級聯(lián)反應[49-50]。在Ras/Raf/MAPK通路中，其中的一個蛋白發(fā)生突變，均可導致該通路下游的效應蛋白功能發(fā)生改變，使細胞發(fā)生異常增殖及凋亡障礙[51]。RAS基因突變后產生一系列生物學效應，引起蛋白的高表達，使相應的信號通路處于非依賴性持續(xù)激活狀態(tài)，繼而不受上游EGFR信號通路的影響，不斷刺激細胞生長分化，使細胞持續(xù)增殖，進而導致癌變[52]。K-RAS基因在EGFR的信號轉導中有分子開關的作用，其突變能轉化細胞，影響到腫瘤的生物學行為,能提高細胞的增殖活性并誘導其發(fā)生惡性轉化，導致腫瘤的發(fā)生[53-54]。

在NSCLC，尤其是不吸煙的亞裔女性肺腺癌患者中，EGFR基因突變檢出率較高，K-RAS基因突變率較低，EGFR基因突變與肺癌組織學類型、分化程度、性別等相關[55]。K-RAS基因突變與組織學類型相關,且多發(fā)生在吸煙、應用了EGFR-TKIs治療的、晚期出現(xiàn)了疾病進展的NSCLC患者中。檢測K-RAS基因是否發(fā)生突變，可能預測是否對EGFR-TKIs出現(xiàn)了原發(fā)性耐藥，K-RAS基因突變可能是NSCLC出現(xiàn)EGFR-TKIs原發(fā)性耐藥的分子標記之一[56]。研究顯示[57]，RAS基因作為NSCLC靶向治療的原發(fā)耐藥性預測因子，K-RAS突變與EGFR突變、ALK融合等互斥存在，同一個患者身上很少出現(xiàn)K-RAS、EGFR、ALK三種基因同時突變[58]。

在NSCLC中，EGFR基因與K-RAS基因關系密切。EGFR突變陽性的NSCLC患者，若初次檢測時無K-RAS突變，治療一段時間后行基因檢測，耐藥后再次行基因檢測，若發(fā)現(xiàn)K-RAS基因發(fā)生突變，預后同樣較差?；颊咴谛谢驒z測時，有條件者應盡量覆蓋更多基因，有助于為患者的預后及治療做出指導。

5 展 望

對有RAS突變的肺癌細胞系進行RAS基因表達的抑制可使得細胞生長受到抑制。RAS基因突變與其他基因突變有不同的致病機理，也有不同的發(fā)病患者人群。K-RAS蛋白是一種小GTP酶[59]，作為參與腫瘤細胞生長增殖的信號通路的重要介質，它的激活突變是腫瘤發(fā)生的重要標志[60]。

對于K-RAS藥物靶標的研發(fā),今后仍存在諸多挑戰(zhàn)[61]:1)K-RAS蛋白親和力較低，以皮摩爾濃度與GDP和GTP結合，嚴重阻礙了核苷酸競爭性抑制劑等藥物的開發(fā)與研究[62]；2)K-RAS蛋白結構特殊，缺少理想的小分子結合口袋，難以設計出高親和力的變構抑制劑[63]。

RAS基因是腫瘤中關鍵的信號傳遞介質，靶向藥物的開發(fā)研究目前顯示出良好的臨床應用前景，但同時尚存在需要開發(fā)的領域:1)直接靶向是較為高效低毒的方式，具體的方法需要進一步優(yōu)化；2)非直接靶向的機制不止一個，缺乏特異性，且難度較大；3)藥物聯(lián)用可展現(xiàn)較好的藥效，但毒副作用相應增加，且每種RAS變異具有獨特的生化特征等。通過對有RAS突變的NSCLC患者的生存分析，在靶向治療的研究中逐步克服缺點，綜合治療、個體化用藥，將為NSCLC的臨床治療帶來新的研究方向。

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