血液腫瘤科/細胞治療中心/台灣細胞免疫醫學會 陳駿逸醫師
本篇專門詳述 RAS 標靶藥物突破「不可成藥」（Undruggable）困境的半世紀演進。內容涵蓋第一代 OFF 狀態抑制劑的局限、呈遞蛋白（Presenter Protein）Cyclophilin A（CYPA）誘導的「新型態界面（Neomorphic Interface）」機制、三元複合物（Tri-complex）四步優化歷程，以及 Revolution Medicines 三條臨床藥物支線（RMC-6291、RMC-6236、RMC-9805）的佈局與臨床考量。
一、卡死的分子開關與滑溜溜的 RAS 蛋白
RAS 蛋白的生理開關與 Oncogenic 卡死機制
在正常細胞傳遞路徑中，RAS 蛋白扮演極為嚴謹的分子開關角色：
當與 GDP（二磷酸鳥苷） 結合時，RAS 蛋白的開關處於 關閉（OFF） 狀態。
當與 GTP（三磷酸鳥苷） 結合時，RAS 蛋白的開關轉為 開啟（ON） 狀態，並與下游效應蛋白（Effector Protein，如 RAF 激酶）結合，啟動下遊的 MAPK/ERK 傳訊路徑，驅動細胞增殖與存活。
一旦發生 KRAS、HRAS 或 NRAS 基因突變（常見如 G12C、G12D、G12V 等點突變），GTP 水的解能力喪失或 GEF（鳥苷酸交換因子）的促進作用增強，導致此開關被強行卡在「GTP-bound ON 狀態」，訊息傳訊路徑會持續狂飆，形成腫瘤生長的核心驅動力。
「不可成藥」（Undruggable）的結構學障礙
長期以來，RAS 被視為標靶藥物開發的禁區，主因有二：
picomolar 級別的高親和力：
RAS 對 GTP/GDP 的親和力極高，且細胞內 GTP 濃度遠高於藥物，傳統競爭性的抑制劑根本無法搶贏 GTP。
光滑無深度口袋的蛋白表面：
傳統小分子藥物如同鑰匙，需要與目標蛋白表面的深口袋（Binding Pocket）緊密結合。但 RAS的表面極為平滑，缺乏小分子可以穩固錨定的空間位阻與相互作用位點。
Tethering 技術與第一代 RAS OFF 抑制劑的開創與瓶頸
2013 年，UCSF 的 Kevin Shokat 團隊利用 二硫鍵繫留技術（Tethering） 帶來了轉機。他們使用帶有共價彈頭的小分子庫，與 KRAS G12C 突變體上特有的半胱氨酸（Cysteine 12）進行可逆交換，成功在 RAS 蛋白的 Switch II 區域下方，引導出一個過去未知的隱藏口袋（Switch II Pocket, SII-P）。第一代 KRAS G12C 抑制劑（如 Sotorasib、Adagrasib）隨之問世。然而，第一代藥物存在極大的臨床局限：
- 只能鎖定 GDP-bound OFF 狀態：
藥物必須等待 RAS 自體水解後切換回 OFF的狀態時才能嵌入。
對於處於高頻率 GTP-bound ON 狀態的癌細胞，或伴隨 RTK 游離活化的抗藥機制，療效受限。
- 突變的局限性：
僅針對具有半胱氨酸親核殘基的 G12C基因突變患者有效，無法推廣至比例更高的 G12D、G12V 等其他非 G12C 突變型。
二、 解決方案（一）：借一隻細胞內的手-呈遞蛋白（Presenter Protein）機制
大自然的化學生物學智慧：從挪威土壤到 Cyclophilin A
1969 年從挪威土壤之真菌中分離出的環孢素（Cyclosporine A），以及後續發現的 FK506 與雷帕黴素（Rapamycin），揭示了一種獨特的「三元複合物」的藥理機制。這類分子本身對終端病理標靶（如 Calcineurin、mTOR）的親和力極弱，必須要先「借用」細胞內高濃度存在的內源性蛋白作為幫手。這類幫手蛋白在化學生物學中稱為呈遞蛋白（Presenter Protein）。
在臨床上，我們可以把這套機制比喻為棒球賽場上的精采防守：
RAS 蛋白（ON 狀態）
就像是一顆以 160 km/h 飛速擊出的強勁飛球（持續發送信號的腫瘤標靶）。
呈遞蛋白 Cyclophilin A（CYPA）
就像是場上的外野手（細胞內高濃度的內源蛋白）。這隻手雖然就在場上（細胞內隨手可得），但如果赤手空拳，根本上還是抓不住那顆高速飛球。
藥物分子（如 RMC-4998 / RMC-6236） 就是一隻量身訂製的特製接球手套。
當外野手戴上這隻特製手套後，手與手套組合形成了完美的「接球窩」，甚至外野手的接球姿勢（蛋白構象）都會隨之微調（新型態界面, Neomorphic Interface）。這樣一來，就能地將飛球（RAS ON 狀態）精準接殺！
選擇 Cyclophilin A（CYPA）作為「呈遞蛋白底盤」的三大關鍵考量
- 電荷與靜電極性互補（Electrostatic Complementarity）：
結構學分析顯示，CYPA 結合面的表面電位與 RAS 的 Effector 結合區域（傳遞信號的帶電界面）具有完美的電荷互補性（正負電相吸）。相對地，另一個常見之呈遞蛋白 FKBP12 的表面電荷則與 RAS 完全排斥。
- 極高且穩定的細胞內生理濃度：
CYPA 在人體各類組織細胞質中廣泛且高濃度的表達，佔總可溶性蛋白的 0.1%–0.4%，確保臨床給藥時有足夠的「手」可供借用，不容易因呈遞蛋白的耗竭而產生抗藥性。
- 高品質的天然產物化學起點：
1999 年發現的天然巨環化合物 Sanglifehrin A（SFA），對 CYPA 展現了 nanomolar 級的高親和力（比環孢素高 10–20 倍），為藥物化學家提供了精確的立體結構起點。
三、 解決方案（二）：精準塑造「新型態界面」與三元複合物的四步優化
在研發初期，藥物分子、CYPA 與 RAS 之間的非共價三元相互作用是極為微弱，幾何碰撞僅在微秒級瞬間發生。為破解此困境，研究團隊設計了工具分子 Compound 1：一端為 CYPA 的最小結合結構域，另一端則帶有泛反應性的半胱氨酸反應彈頭。這就像一個「硬鎖夾子」，在 CYPA 與 RAS (ON) 短暫接觸的瞬間以共價鍵將其「凍結」，成功獲得了 1.40Å 超高解析度的三座複合體晶體結構（PDB: 8G9Q），為後續分子設計提供了精確的原子座標。
藥物化學優化四步曲
- 骨架大環化（Macrocyclization）：
借鑑天然產物Sanglifehrin A的結構特性，將化合物構象鎖定在大環的狀態，降低熵損失，顯著擴大了與 RAS 蛋白表面的接觸面積。
- 界面非共價驗證：
對比「帶共價彈頭」與「無彈頭」版本，證實當新型態界面的空間位阻與電荷調校至最佳讀狀態時，即使沒有共價鍵，三元複合物依然能達到 picomolar 級別的超高親和力。
- 邁克爾加成彈頭反應性調校：
將傳統丙烯醯胺彈頭升級為缺電子型的 Michael acceptor，將靶向IC50從 52 nM 降至 28 nM，第二階結合速率常數（kinact/KI）提高 26 倍。
- 微調連接子（Linker）的姿態：
精密調校 Linker 的構象與柔韌度，使彈頭以最佳幾何角度靠近 RAS G12C 的半胱氨酸，結合速率再次爆發性提升 14 倍。
嚴謹的腫瘤生物學因果驗證
CYPA 基因敲除與補回實驗（KO/Rescue）：
在 KRAS 驅動的非小細胞肺癌細胞株中，利用 CRISPR 基因編輯敲除 PPIA 基因（編碼 CYPA）後，RMC-4998 的抗腫瘤活性完全喪失；當重新導入外源性 CYPA 後，藥效 100%的恢復，證明藥效完全依賴 CYPA 介導的三元複合物。
即時的分子動態監測：
TR-FRET 與共焦顯微鏡監測顯示，加藥後 CYPA 與 RAS 快速聚集，物理性地將下游效應蛋白 RAF 從 RAS 上競爭性擠開，導致下游 p-ERK1/2 磷酸化信號遭到完全抑制。
四、 臨床應用與佈局：Revolution Medicines 的三大 RAS ON 藥物支線
支線一：
專一共價 ON 狀態抑制劑-RMC-6291 (KRAS G12C ON)
- 分子策略：
具備 CYPA 結合基團與靶向 Cysteine 12 的共價彈頭。
- 臨床優勢與機轉：
突破第一代 OFF 狀態抑制劑（Sotorasib/Adagrasib）的限制，直接擊退處於 GTP-bound 活性狀態的 KRAS G12C。臨床上可克服因上游 RTK 活化引起的阻抗，提供更深度的傳訊路徑阻斷，與第一代藥物形成高度互補或後線救援。
- 支線二：
廣效非共價 ON 狀態的抑制劑-RMC-6236 (RAS MULTI ON)
- 分子策略：
完全去除共價彈頭，純粹依賴「CYPA-藥物」組合形成的新型態界面與 RAS 蛋白進行廣泛的表面電荷及空間位阻相互作用。
- 臨床威力與適應症：
由於不依賴特定突變位的親核殘基（如 Cys），RMC-6236 能廣泛鎖定 KRAS、HRAS、NRAS 的多種常見突變型（如 G12V、G12D、G12R、G13D 等）以及野生型 RAS ON 狀態。這代表著癌症標靶藥物史上首個進入臨床驗證、可全面覆蓋胰臟癌、腸癌及肺癌中多種 RAS 突變的「廣效型（RAS-Multi）」標靶新星。
- 支線三：G12D 專一性共價抑制劑-RMC-9805 (KRAS G12D ON)
- 分子策略：
KRAS G12D 突變（胰臟腺癌與結直腸癌中最常見的突變）將甘氨酸換成天冬氨酸（Aspartate），其親核性與化學反應性遠低於半胱氨酸，極難進行共價修飾。
- 化學破解：
RMC-9805 利用三元複合物精確的立體幾何貼合，將專一性彈頭以極近距離（埃米級）逼近 Asp12 殘基，並在局部誘導出有利於親核加成的微環境，成功實現了針對 KRAS G12D ON 狀態的高選擇性共價結合。
- FDA 評審文件與結構醫學的印證
根據美國 FDA 的藥理與臨床評審文件，不同的 RAS 突變型（如 G12C、G12D、G12V）會在蛋白 Switch I/II 區域造成截然不同的局部靜電場與空間位阻。這高度印證了研發團隊在早期分子設計時，針對不同突變殘基精細調校三元複合物界面電荷與幾何形貌的必要性。
五、 結語與臨床展望
從土壤天然物到精準腫瘤醫學的半世紀接力:
從 1969 年挪威土壤中分離出的真菌產物，到半世紀後腫瘤藥化學家借力細胞內地蛋白（CYPA）攻克「不可成藥」RAS 蛋白，這場跨越 50 年的科學接力展現了化學生物學的極致魅力。 透過「手（CYPA）+ 手套（藥物）= 完美接殺（RAS ON）」的智慧，醫療界終於打破了傳統小分子缺乏結合口袋的物理天險。Revolution Medicines 旗下 RMC-6291、RMC-6236 及 RMC-9805 等三元複合物抑制劑的臨床推進，預示著 RAS 驅動型腫瘤（如胰臟癌、非小細胞肺癌、結直腸癌）的臨床治療正規劃出一條全新且極具希望的標靶藍圖。
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五、 結語與臨床展望
- 從土壤天然物到精準腫瘤醫學的半世紀接力
從 1969 年挪威土壤中分離出的真菌產物，到半世紀後腫瘤藥化學家借力細胞內地蛋白（CYPA）攻克「不可成藥」RAS 蛋白，這場跨越 50 年的科學接力展現了化學生物學的極致魅力。
透過「手（CYPA）+ 手套（藥物）= 完美接殺（RAS ON）」的智慧，醫療界終於打破了傳統小分子缺乏結合口袋的物理天險。Revolution Medicines 旗下 RMC-6291、RMC-6236 及 RMC-9805 等三元複合物抑制劑的臨床推進，預示著 RAS 驅動型腫瘤（如胰臟癌、非小細胞肺癌、結直腸癌）的臨床治療正規劃出一條全新且極具希望的標靶藍圖。
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