索托拉西布(Sotorasib)为KRASG12C突变型肿瘤带来了全新治疗机遇,但患者常在数月内产生耐药,已成为临床面临的一大难题。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路再激活是索托拉西布耐药的核心驱动因素,但其具体机制目前尚未完全阐明。
2026年5月4日,四川大学毕锋、徐焕基共同通讯在Cell Reports(IF=8.1)在线发表题为Accumulated sotorasib-bound KRASG12C reactivates the MAPK pathway and drives sotorasib resistance via the DHX9-RAC1-PAK1 axis的研究论文。本研究发现,索托拉西布处理后MAPK通路的再激活很大程度上不依赖RAS本身活性,而是由结合索托拉西布的KRASG12C(soto-KRASG12C)蓄积所驱动。
机制研究表明:蓄积的soto-KRASG12C可与DEAD/H盒解旋酶9(DHX9)相互作用,进而激活Rac家族小GTP酶1(RAC1)-p21活化激酶1(PAK1)信号轴,最终重新激活MAPK通路。DHX9可在细胞核与细胞质之间穿梭,当其与soto-KRASG12C结合后,会被滞留于细胞质中。联用SOS1抑制剂还可持续下调soto-KRASG12C的蛋白水平。
此外,在KRASG12C突变肿瘤模型及索托拉西布耐药肿瘤模型中,将索托拉西布分别与DHX9抑制剂或SOS1抑制剂联用,均可显著提升抗肿瘤疗效。本研究揭示了一种全新的分子机制,为临床制定克服索托拉西布耐药的治疗策略提供了重要理论依据。
KRAS(Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物)突变可驱动20%以上人类恶性肿瘤的发生发展。KRAS蛋白相当于分子开关,可在GTP结合活化态与GDP结合静息态之间循环切换。一旦发生突变,KRAS会被锁定在GTP结合构象,持续激活下游信号通路,进而导致细胞不受控增殖。
存在KRAS突变的患者,往往难以从表皮生长因子受体(EGFR)靶向治疗中获益。同时,KRAS自身的固有特征使其数十年难以实现药物靶向:它与GTP亲和力极高,且蛋白表面缺乏可供小分子结合的口袋结构。因此,携带KRAS突变的肿瘤患者普遍预后较差。
直到近年,KRASG12C突变型小分子抑制剂取得突破性进展,KRAS才摆脱“不可成药靶点”的标签。KRASG12C是最常见的KRAS突变亚型,KRASG12C共价抑制剂可与GDP结合状态的KRASG12C不可逆结合,阻断核苷酸交换,将其锁定在失活状态,从而抑制KRAS活性。
目前已有多款KRASG12C共价抑制剂被研发。索托拉西布是首个获批临床、应用最广泛的KRASG12C抑制剂,对多种KRASG12C突变肿瘤在治疗初期均表现出显著疗效。但晚期KRASG12C突变患者单用该药仅数月,就极易产生耐药,严重限制临床疗效。因此,深入阐明索托拉西布耐药机制、寻找新型联合用药策略以克服耐药,具有极其重要的研究价值。
索托拉西布耐药由多种因素及信号通路复杂交互调控。经索托拉西布治疗后,受体酪氨酸激酶(RTK)家族基因发生突变,可异常激活野生型RAS,不依赖KRASG12C即可重新激活下游MAPK通路,进而诱发耐药。此外,KRASG12C结合位点突变会直接破坏药物与KRASG12C的共价结合;结合位点外的突变可通过增强核苷酸交换活性、削弱GTP酶功能,减少可与药物结合的KRASG12C-GDP储备。
这类KRAS二次突变均会削弱索托拉西布对KRASG12C的抑制作用,最终导致MAPK通路再度激活。同时,索托拉西布治疗后野生型RAS的反馈性激活,同样会通过重启MAPK通路削弱药物抑瘤效果。以上研究表明:MAPK通路再激活是索托拉西布耐药发生的核心环节,且多由上游RAS活性异常驱动。
DExD/H盒解旋酶9(DHX9)属于RNA解旋酶家族,可在细胞核与细胞质间穿梭,广泛参与RNA加工、基因转录与翻译调控。DHX9在多种肿瘤中高表达,且与不良预后密切相关。既往研究发现,T细胞胞质中的DHX9可结合淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶(LCK),促进LCK介导的ZAP70磷酸化及ERK激活,从而维持T细胞存活。
另一RNA解旋酶家族成员DDX3X可在细胞质中稳定表达,通过直接结合RAC1mRNA促进其翻译,进而上调p21活化激酶1(PAK1)磷酸化,激活肿瘤细胞内RAF-MEK-ERK信号级联。但目前DHX9在肿瘤细胞中调控MAPK通路的作用尚不明确。
图形摘要(图源自Cell Reports)
本研究证实:与既往报道一致,长期索托拉西布处理可使KRASG12C突变肿瘤细胞及索托拉西布耐药细胞出现MAPK通路再激活。该通路再激活基本不依赖RAS本身活性,而与失活型索托拉西布结合态KRASG12C(soto-KRASG12C)蛋白蓄积高度相关。
蓄积的soto- KRASG12C可与DHX9相互作用,促使DHX9向细胞质转位,进而诱导RAC1介导的MAPK通路激活。研究还发现,SOS1抑制剂BAY-293可持续下调soto- KRASG12C蛋白水平,并增强索托拉西布抗肿瘤效果,具备作为联合用药搭档、克服药物耐药的潜在临床价值。
参考消息:10.1016/j.celrep.2026.117338