前言
上世纪八十年代初，人类发现了首个致癌基因KRAS，，安进制药首次公布了KRAS抑制剂AMG510的临床结果。三十多年来，这一最初的“不可成药靶点”再度成为医药研发战场的热点[1]。
KRAS基因与HRAS、NRAS组成RAS家族，彼此之间的同源性可达85%。值得注意的是，仅野生型KRAS基因受到上游EGFR的影响，而KRAS突变状态下不再受上游EGFR的作用，因此，EGFR靶向药物，在具有突变型KRAS基因的肿瘤患者中无效。
KRAS突变约占到所有肿瘤突变的30%。其中胰腺癌约占90%，结肠癌占50%，肺癌约占25%。而KRASG12C是肺癌中最常见的KRAS单个突变。KRASG12C与不良的预后和药物耐受相关，因此凸显了其独特的临床需求和机会。
研究者曽尝试寻找阻断突变型KRAS与GTP结合的小分子抑制剂，但因KRAS与GTP结合能力强、结合位置小，且难以准确判断结合位置，突变型KRAS小分子抑制剂的研发困难重重。但值得注意的是，GTP水解后会生成GDP，而KRAS与GDP结合后构象发生了变化，蛋白表面出现一些结合腔（switch I和switch II）。如果精心设计的小分子可结合到该位置，并把KRAS稳定在失活构象，就可成功抑制KRAS[2]。
近日，J. Med. Chem 杂志报道了一篇KRASG12C共价抑制剂的研究[3]。Jay B. Fell等人基于先前报道的不可逆共价抑制剂（化合物1，与switch II腔结合，与半胱氨酸12形成共价键），主要从该化合物的PK性质展开优化，最终得到了临床候选物MRTX849，其与先导相比，效力和代谢稳定性均得到改善。
他们首先使用小鼠肝微粒体孵育化合物1，确定了其主要的代谢位置为萘酚上的羟基和丙烯酰胺，因此最初的优化是使用了取代的吲哚替换萘酚，希望萘酚处羟基的移除能改善化合物的体外清除。但该系列化合物相对于1，虽然代谢改善，但在NCI-H358细胞中的IC50值呈现极大下降，且细胞渗透性较低。
但羟基为主要的代谢部位，势必要被去除，因此使用萘替换萘酚，得到化合物7，虽然细胞活性较低，但在CD-1小鼠中的清除率及生物利用度均高于化合物1，因此研究者寻找小分子中其他部位的取代，以代偿性的增加其与蛋白激酶的相互作用。
7与KRASG12C结合的晶体结构显示，与Gly10和Thr58络合的结合水分子靠近化合物7的哌嗪环,并与Thr58 (ca. 2.7 )的侧链羟基和Gly10 (3.0 )的羰基形成氢键，因此在哌嗪上引入取代基，替换结合水可能增强化合物活性。在取代的系列化合物中发现包含左旋氰基的类似物（12a）活性最强，ADME性质较优，并发现氰基甲基能增强丙烯酰胺与谷胱甘肽的反应活性。
但化合物12a仅表现出中等渗透性，进一步的优化基于12a与KRASG12C结合的晶体结构。晶体结构显示萘的8位指向一个未被占据的小口袋，为占据此口袋设计的系列化合物显示氯(18)和甲基(19)取代活性最佳，然而CD-1小鼠体内PK性质不够令人满意，但考虑到它们的口服暴露量，化合物18和19被用于MIA PaCa-2异种移植TGI模型，两个化合物均30mg/kg口服给药，观察到肿瘤快速消退，并且停药后不见复发（一段时间内）。18和19进一步在比格犬体内评价PK性质，然而清除率过高，代谢不够稳定。
参考前人的研究结果，围绕化合物18，一系列包含取代的丙烯酰胺的类似物被设计合成，综合考虑细胞活性和PK性质，最终优先化合物20，其100mg/kg的剂量可导致肿瘤迅速明显消退，第16天停药后，直到第70天，依然不见肿瘤复发，证明了优异的剂量依赖的抗肿瘤效果，且在任何剂量下均未见模型体重下降。
总结：
1. AMG510的临床结果将会掀起国内外KRAS抑制剂研发热潮; 2.如果想要推到临床，不应太过单一看重化合物的抑制效果，DMPK性质和安全性需要综合考虑，特别是不可逆共价抑制剂。
参考文献
[1] Cox AD, et al., Drugging the undruggable RAS :missionpossible? Nat Rev Drug Discov, . 13(11): 828-851.
[2] Pylayeva-Gupta Y, et al., Rasoncogenes: weaving a tumo rigenic web. Nat Rev Cancer, , 11(11): 761-774.
[3] Jay B. Fell, et al., Identificationof the Clinical Development Candidate MRTX849, aCovalentKRASG12C Inhibitor for the Treatment of Cancer. J. Med. Chem, .
