解码生命 守护健康

第一次发现你

1982年 从前列腺癌中分离出人体内的第一个癌基因（原癌基因）RAS。
 

后来，你频频出现

后来又发现了几百个癌基因，但还是RAS在癌症中出场频率最高（每3-4个癌症病例里面，就有一个病例携带RAS基因突变），被称为最强癌基因。

原来，最难对付的就是你

几十年匆匆而逝，司美替尼、曲美替尼、卡比替尼……等轮番上阵也未能“摧毁”RAS家族的你——KRAS，而同时KRAS蛋白质在健康细胞中也起着至关重要的作用，抑制其作用会产生显著的不良反应，简单地用药物灭活并不是一个好的选择......

但是我们从不言弃，潜心前行，从KRAS基因突变开始。

RAS家族

ras基因首先在大鼠肉瘤病毒（rat sarcoma virus）中发现而得名，编码酪氨酸激酶。目前已发现人基因中有：H-ras、K-ras和N-ras三种，所编码的蛋白质都是P21，位于细胞质膜内面，P21可与GTP结合，并具有GTP酶的活性，参与cAMP水平的调节，参与传导细胞增殖信号的调控系统，与肿瘤的生成，增值，迁移，扩散以及血管生成均有关系。

越来越多的研究证明，RAS基因参与肿瘤的发生和发展（图1），RAS基因激活突变是癌症形成早期的启动因素。一旦RAS基因发生激活突变，它会激活下游信号通路，促进细胞的生长、增殖，抑制细胞的衰老和死亡，导致细胞癌变；紧接着，它又下达命令，让细胞分泌一些蛋白质，促进微血管的形成，为转移做准备；等这些都做好了，它再次催促细胞释放特殊的信号因子，诱骗一批巨噬细胞过来为自己服务，同时促进癌细胞转移。

 图1. RAS基因突变在癌症发生生长和转移中的作用

在膀胱癌、乳腺癌、结肠癌、肾癌、肝癌、肺癌、胰腺癌、胃癌及造血系统肿瘤中相继检出ras基因的异常。在不同类型的肿瘤中，ras基因的突变率相差较大。约30％的肺腺癌、50％的结肠癌及70％～90％的胰腺癌中有K-ras基因突变。N-ras基因的突变率在结肠癌等上皮细胞癌中较低，但约20％～30％的急性非淋巴细胞白血病中可检测到N-ras基因突变。只有少数肿瘤中含有H-ras基因突变，常见于膀胱癌，突变率约为10％。

人类实体瘤中1/4携带KRAS的癌症病人预后都比较差，例如胰腺、肺部和直肠的腺癌。这个基因的突变会通过激活一系列信号通路直接或者间接地影响细胞增殖和分化。但是目前为止没有药物可以选择性抑制这些肿瘤中的这些通路。抑制这些肿瘤信号通路且不影响正常细胞稳态是精准医疗的最大挑战之一。以KRAS信号为例，迄今为止只有通过抑制MEK和ERK信号可以抑制这条通路，尽管可以阻止癌症进展，但是却会产生无法预料的毒性。

最常见的KRAS基因突变

KRAS基因全名为：V-Ki-ras2 Kirsten ratsarcoma viral oncogene homolog，是一种鼠类肉瘤病毒癌基因，位于12号染色体。在ras基因中，KRAS基因与人类肿瘤的发生发展关系最为密切，且与抗肿瘤药物疗效相关。
 

KRAS是一个分子开关，一旦它打开，它就会活化多种分裂、增殖因子，例如：c-Raf和PI 3-kinase（图2）。正常情况下，KRAS会和GTP结合，把GTP的最末一个磷酸基切掉，让它变成GDP。在把GTP变成GDP后，KRAS就关闭了。正常情况下，KRAS活化后，会马上失活。但是KRAS基因突变后，KRAS蛋白持续保持活化状态，不再依赖上级信号的刺激，处于与GTP持续结合的状态，导致下游的信号通路异常活跃，从而促进细胞的生长与增殖，细胞增殖失控而癌变。

图2 KRAS突变造成通路持久激活   
 

导致 KRAS 处于激活状态的突变主要位于第 12 和 13 密码子上。KRAS 基因突变检测能提高肿瘤临床治疗的针对性，降低治疗费用，节省宝贵的治疗时间。

KRAS突变与结直肠癌

结直肠癌是世界的第四大肿瘤类型，每年导致50万的患者死亡。从某种程度讲，肠癌也是一种富贵病，食用红肉和脂肪、缺乏运动会明显地增加罹患肠癌的风险。

EGFR基因在60-75%的结肠癌患者中高表达，随着抗EGFR靶向药物临床广泛应用，有效降低患者死亡率的同时也提高生存质量。KRAS基因处于EGFR基因的下游，突变型KRAS基因始终处于激活状态，不受上游EGFR基因状态的影响，因此EGFR抑制剂（TKIs）对该类突变无效。存在KRAS突变的肠癌患者不能从EGFR靶点的靶向治疗中受益，KRAS基因突变使结直肠癌患者对抗 EGFR 抗体类药物产生耐药，不论是EGFR的单抗西妥昔单抗（Cetuximab）、帕尼单抗（panitumumab），还是小分子酪氨酸酶抑制剂，如厄洛替尼、吉非替尼等。不仅如此，目前也没有任何其他药物可以直接抑制KRAS蛋白突变。

但正因为原癌基因KRAS是EGFR下游重要细胞内信号转导因子，故KRAS基因状态可决定患者EGFR靶向治疗的方案（临床耐药和预后）。目前的临床研究证实，KRAS 基因无突变患者可从西妥昔单抗和帕尼单抗等靶向 EGFR 信号通路的单抗类药物获益。  

美国国立癌症综合网络(NCCN)结直肠癌临床实践指南指出：

1、所有转移性结直肠癌患者都应检测K-ras 基因状态；

2、只有K-ras 野生型患者才建议接受EGFR 抑制剂如西妥昔单抗（Cetuximab）和帕尼单抗（panitumumab）治疗。

KRAS突变与肺癌

肺癌是发病率和死亡率最快的恶性肿瘤之一，每年约有160万人死于这类癌症。非小细胞肺癌（ non-small cell lung cancer，NSCLC）作为肺癌的“绝大多数”，约占肺癌病例的85%。过去十年里，疾病驱动基因包括EGFR、ALK、ROS-1和BRAF以及靶向药物研发的进步，非小细胞肺癌的治疗取得了巨大的进展。然而，一个主要驱动基因KRAS，仍然没有成功的靶向KRAS药物临床应用于临床。

KRAS 基因在肺癌患者中的突变率为15～30%。 KRAS 基因突变一般会使肺癌患者对 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂产生耐药。但需注意的是，2010 年10 月有一项新的研究发现第 13 密码子上的Gly13Asp（G13D）突变亦对抗 EGFR 抗体类药物有治疗反应性 （参见：De Roock. W. JAMA. 2010;304(16):1812-1820）。

美国国立综合癌症网络（NCCN）肿瘤治疗指南中明确规定：使用吉非替尼（易瑞沙）、厄洛替尼（特罗凯）和埃克替尼（凯美纳）对非小细胞肺癌进行治疗前需要检测KRAS突变状态，KRAS野生方可用药。

KRAS突变与胰腺癌

所有恶性肿瘤中胰腺癌的K-ras基因突变率最高，K-ras作为原癌基因，在胰腺癌患者中突变率达70～100%。K-ras基因突变通过多条细胞信号传导途径促使细胞增生、转化和抗凋亡，最后恶变。大多数学者认为，ras基因能促进血管内皮生长因子（VEGF）和高亲和力受体Flt-1及Flk-1/KDR结合，可促进肿瘤内血管生成，加快肿瘤细胞生长。对突变K-ras基因如何影响MEK、ERK、JNK和Akt等的认识不断深入和明确，同时也使突变K-ras基因成为分子水平上抗胰腺癌的重要靶向。由于K-ras蛋白中，密码子12是发生突变的热点位置，可作为胰腺癌免疫治疗的潜在靶位。

KRAS，美丽的彼岸在靠近

KRAS在肠癌的突变频率很高，针对该基因的靶向治疗是一个美丽的理想。但是直接抑制KRAS蛋白比较困难，第一是KRAS蛋白和GTP结合的比较紧密，而且二者经常处于一种结合状态；第二是KRAS的活性位点缺乏像是口袋一样的药物结合区域。一个变通的方式就是攻击KRAS基因的下游，进而阻断整条信号通路（见图3）。但是由于信号通路之间的交联、下游效应因子的激活、反馈环激活等多种因素，单独抑制MEK某一条信号通路的临床获益并不理想。策略是联合使用靶向MAPK信号通路的多个基因的多种治疗药物，以此来有效地抑制RAS的活性。

另外，KRAS本身已被证实难以进行药物治疗，因为KRAS在正常细胞中也是必需的，抑制其作用会产生显著的不良反应。但美国科罗拉多大学癌症中心、安德森癌症中心和合作机构的研究显示MUC5AC则不然，正常细胞不太需要。因而将MUC5AC基因作为靶点，开发相应的靶向药物，可能是治疗KRAS基因突变肺癌的一个切入点，期待着进一步研究开发出作用于KRAS突变的靶向药物问世，应用于临床。

当然最鼓舞人心的还是，RAS与PDL1的联手。1999年在梅奥诊所任职的陈列平首次报告了从人的正常细胞和肿瘤细胞里克隆并鉴定了第一个与肿瘤局部免疫反应抑制这一现象有关的分子，并证明这个分子结合到T细胞上一个受体上（现在我们知道是PD-1），对T细胞产生免疫抑制作用，这就是现在我们耳熟能详的PD-L1。去年底，英国Julian Downward团队发现在细胞里面一个叫TTP的蛋白负责促进PD-L1的mRNA的降解，控制PD-L1的表达量；但在有RAS突变的癌细胞内，被突变激活的RAS信号通路竟然抑制了TTP的活性，这样PD-L1的mRNA就不能降解，就可以不停地合成PD-L1。不仅如此，受RAS控制的另一条信号通路可能还会促进PD-L1的mRNA合成PD-L1。故那些携带KRAS基因突变患者PD-L1阳性率比不携带高。RAS基因突变可以通过下游信号维持编码PD-L1蛋白的mRNA保持稳定，源源不断地给癌细胞合成PD-L1，用来对付T细胞表面的PD-1，使癌细胞具备免疫抑制的能力。

图3  RAS基因突变促进PD-L1表达，获得对T细胞免疫抑制的机制

那么，RAS与PDL1联合最先开出的花将是：RAS基因突变很有希望成为PD-1/PD-L1抗体药物治疗效果预测的标志物！KRAS将首当其冲。

检测内容

本试剂盒使用Taqman-ARMS法检测KRAS E2外显子突变，从而预测靶向药物西妥昔单抗、帕尼单抗以及EGFR酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKI）如吉非替尼、厄洛替尼和阿法替尼等对肿瘤的治疗效果。

PCR技术原理

实验数据

KRAS野生型患者从西妥昔单抗治疗中受益

产品优势

灵敏度高：本试剂盒融合突变检测主流技术偏向扩增（ARMS）和Taqman-MGB探针，有效提升检测灵敏度，能够检测低至1%的突变率。

特异性好：假阳性和假阴性率1%以下。

覆盖面广：覆盖临床热点突变。

准确可靠：产品获国家III类医疗器械注册许可，经过北京协和等多种新双盲临床试验认证。

注册证编号

国械注准20173404514

实验流程

从KRAS基因突变开始，

认知更优的治疗方案。

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