学术研究｜转移性结直肠癌的非典型KRAS/NRAS突变的临床和功能特征

大约60%的转移性结直肠癌（Metastatic Colorectal Cancer, mCRC）患者发生KRAS/NRAS突变，KRAS基因2号外显子的密码子12和13突变预示着对抗EGFR治疗耐药，然而KRAS和NRAS中其他突变对治疗结果的影响有待进一步研究。因此，研究团队描述了非典型RAS突变的流行情况，探讨其功能和临床意义。研究成果于2021年发表在Clinical Cancer Research杂志。

共评估了来自mCRC患者的9485例样本，它们来自7个基于组织测序和1个基于cfDNA测序（Guardant Health）的队列。将KRAS/NRAS突变分为三类，KRAS 2号外显子突变定义为KRAS密码子12和13突变，拓展RAS突变定义为KRAS密码子59、61、117、146和NRAS密码子12、13、59、61、117、146突变，非典型RAS突变定义为目前未被纳入指南的所有其他突变。

9485例患者中有4596例（48.5%）检测到RAS突变。3582人（37.8%）有KRAS 2号外显子突变，898人（9.5%）有拓展RAS突变，116人（1.2%）有非典型RAS突变。KRAS Q22K（0.2%）、KRAS L19F（≥0.1%）和RAS D33E（≥0.1%）等突变比指南引用的突变型更常见，各队列的具体情况如图1所示。

图1. mCRC患者的RAS基因突变流行率

共收集到2581名患者的基线特征和临床结果数据。RAS/BRAF V600野生型患者的总生存期（Overall Survival, OS）显著优于KRAS突变（P<0.0001）、NRAS突变（P<0.0001）和BRAF V600突变型患者（P<0.001）（图2A）。RAS/BRAF V600野生型患者的OS显著优于KRAS 2号外显子突变（P<0.0001）、拓展RAS突变（P<0.0001）和非典型RAS突变（P=0.014）患者（图2B）。

图2. mCRC患者RAS/BRAF突变（A）和不同RAS突变类别（B）对OS的影响

使用Novellus FACT法表征了62个KRAS和52个NRAS突变。所有2号外显子突变和拓展突变都比野生型RAS更活跃（图3）。在57个非典型RAS突变中，18个突变的信号低于野生型，23个突变介于野生型和激活对照之间，16个突变比激活对照更活跃。

图3. 通过Novellus FACT法评估114个RAS突变的MAPK信号传导的功能特征

研究者选择了一些突变，通过Ba/F3转化分析验证FACT的结果。如图4所示，18个突变中有17个是一致的，只有KRAS L19F不一致。

图4. 使用Ba/F3转化分析进行RAS突变激活状态功能注释

随后，研究者使用Xenograft模型来评估功能注释结果是否与动物模型中的西妥昔单抗治疗响应一致（图5）。评估了KRAS G12D和NRAS Q61K突变以及流行率≥0.1%的非典型变异。这些突变被分为三类，一类是完全阻断西妥昔单抗作用的突变（KRAS G12D、KRAS T50I和NRAS Q61K），另一类是降低西妥昔单抗活性的突变（KRAS Q22K和KRAS D33E），以及导致对西妥昔单抗的响应类似于野生型的突变（KRAS L19F、KRAS D57N和NRAS K135N）。KRAS L19F突变在Ba/F3和Xenograft模型中结果为失活，但在FACT检测中为激活。

图5. 西妥昔单抗治疗对携带RAS突变的Xenograft模型肿瘤体积的影响。（A）西妥昔单抗治疗21天结束时Xenograft模型肿瘤体积相对于对照的大小倍数变化，以及（B）治疗的21天过程中的西妥昔单抗治疗或对照模型的肿瘤体积

mCRC患者的非典型RAS突变发生率约为1.2%，一些非典型突变比指南所包括的RAS突变发生更普遍。研究揭示了KRAS Q22K、D33E及T50I突变对抗EGFR治疗不敏感，对RAS基因进行全面的检测具有重要意义，可以识别出可能影响抗EGFR疗效的RAS突变。

Loree JM. et al. Clinical and Functional Characterization of Atypical KRAS/NRAS Mutations in Metastatic Colorectal Cancer. Clin Cancer Res. 2021 Aug 15;27(16):4587-4598. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-21-0180. Epub 2021 Jun 11

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