肺癌是目前全球癌症相关死亡的首要原因,其中肺腺癌(LUAD)占据了相当大的比例。在原发性肺腺癌患者中,KRAS G12C是最常见的突变类型,约占13%。近年来,KRAS G12C抑制剂的相继获批,为KRAS G12C突变肺癌患者带来了转机。KRAS G12C抑制剂初始治疗反应良好,但随着治疗时间的延长仍会出现耐药和疾病进展。联合用药是提高疗效、克服耐药的重要策略,KRAS G12C突变的NSCLC也需通过联合用药增加疗效机会。SOS1作为一种鸟嘌呤核苷酸交换因子,通过蛋白-蛋白相互作用激活RAS蛋白,因此SOS1抑制剂(SOS1i)被认为可用于治疗RAS驱动的癌症。近日,Cancer Research杂志发表了一项研究显示,SOS1i可增强KRAS G12C抑制剂的疗效,延缓肺腺癌的耐药性。
研究首先评估了SOS1i与G12Ci在不同KRAS G12C突变肺腺癌细胞系中的协同作用。通过在3D球状体培养条件下对H358细胞进行9×9剂量矩阵的药物处理,研究者发现SOS1i与G12Ci之间存在显著的协同效应。
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抑制MAPK信号通路:通过RNA测序分析研究者发现,SOS1i显著影响了与MAPK信号通路相关的基因表达,并且在与G12Ci联合使用时,这种影响更为显著。特别是在6小时时,SOS1i对MAPK调控的转录活性的影响比G12Ci单独使用时更为显著。此外,联合使用SOS1i和G12Ci在6小时和72小时时均能增强对MAPK依赖性转录变化的抑制效果。
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抑制缺氧信号通路: 通过基因集富集分析(GSEA)研究者发现,SOS1i和G12Ci的联合应用在6小时时对缺氧基因的表达有显著的下调作用。此外,SOS1i单独使用或与G12Ci联合使用时,能够显著下调与缺氧相关的基因表达,这一效果在联合使用时更为明显。
SOS1i与G12Ci协同预防G12Ci适应性耐药
研究进一步评估了SOS1i在多个KRAS G12C突变的细胞系中对G12Ci耐药性的影响。结果显示,SOS1i能够增强G12Ci的效力,并且这种协同作用受到SOS2蛋白水平的调节。在SOS2蛋白水平较高的细胞系中,SOS1i 与 G12Ci 的协同作用较弱,需要同时抑制SOS1和SOS2才能实现最佳的协同效果。降低血清浓度或敲除 SOS2 基因可恢复协同作用,表明 SOS2 信号通路可补偿 SOS1i 的作用。更重要的是,SOS1i 可有效抑制 G12Ci 治疗后 ERK 信号通路的反弹,这种反弹信号通常与药物的内在/适应性耐药相关。
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G12Ci诱导DTPs: 除了克服内在/适应性耐药外,理想的联合治疗方案还应进一步延缓获得性耐药的发展。研究还发现,G12Ci 治疗可导致 ALDH 活性高的细胞比例增加,这表明药物耐受持久性细胞(DTPs)得到了富集。
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SOS1抑制剂重新敏化DTPs:由于治疗耐药性被认为源于 DTP 群体,因此我们进一步评估了 SOS1 抑制剂靶向 ALDHhigh DTP 的程度。研究显示,SOS1i可以使 DTP 对 G12Ci 重新敏感,并有可能在获得性耐药发展之前靶向预先耐药的 LUAD 群体。
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抑制G12Ci诱导的TICs数量增加:肿瘤起始细胞 (TIC) 是 DTP 群体中具有干细胞样特性的一个亚群,具有自我更新和不对称分裂的能力,TIC 群体被认为是治疗失败后导致肿瘤复发的主要细胞群体。研究者评估了SOS1i对G12Ci诱导的TICs的影响。结果表明,G12Ci导致TICs频率增加,而SOS1i能够抑制这种增加。这表明SOS1i可能通过直接作用于TICs来限制G12Ci耐药性的发展。
KRAS G12C 抑制剂的有效性受到内在和获得性耐药的限制,因此,迫切需要采用联合治疗方案来改善 KRAS G12C 突变型肿瘤患者的临床结果。这项研究为模拟 G12Ci 耐药性的演变以及评估在此过程中联合治疗的影响提供了一个框架。SOS1 抑制剂可以限制 G12Ci 耐药性发展的每个阶段SOS1 抑制剂增强了 G12Ci 的效价,并抑制了适应性耐药,从而提高了 G12Ci 对 LUAD 细胞的杀伤力。SOS1 抑制剂还使 DTP 对 G12Ci 重新敏感,从而延缓并抑制了 G12Ci 获得性耐药的发展。SOS1 抑制剂可以靶向 G12Ci 耐药性发展的每个阶段,即使在存在 KEAP1/STK11 共突变的情况下也是如此,这揭示了 SOS1 抑制剂 + G12Ci 联合治疗的临床应用潜力,并为未来的临床试验提供了参考。综上所述,这些结果表明SOS1i通过多种机制增强了G12Ci的疗效,并延迟了耐药性的发展,这可能对提高KRASG12C突变LUAD患者的治疗效果具有重要意义。
Daley BR, Sealover NE, et al, Wilkerson MD, Dalgard C, Kortum RL. SOS1 Inhibition Enhances the Efficacy of KRASG12C Inhibitors and Delays Resistance in Lung Adenocarcinoma. Cancer Res. 2024 Oct 22. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-23-3256. Epub ahead of print. PMID: 39437166.