生物医药靶点赛道：ERK1/2通路-BRAF（3）

RAS-Raf-MEK 1/2-ERK 1/2 通路

促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路是真核生物信号传递网络中的重要途径之一，是细胞增殖、分化、细胞凋亡以及正常条件和病理条件下应激反应的关键信号通路。

MAPK主要有4个亚族，对应4条MAPK通路：ERK、p38、JNK、BMK1（ERK5）。本系列将主要介绍第一条由生长因子介导的ERK 1/2通路的赛道情况，涵盖蛋白RAS、Raf、MEK和ERK1/2，其中任何一个蛋白的异常都有可能诱导肿瘤的发生和增殖，故皆已成为各类创新药靶向的热门靶标。

图片来源：ResearchGate

BRAF

RAF基因家族包含BRAF、ARAF和CRAF，所有的RAF蛋白都拥有磷酸化下游MEK1和MEK2的能力，其中BRAF有着最强的活化能力。作为RAS-Raf-MEK 1/2-ERK 1/2 通路中的一员，BRAF在上游信号介导的级联激活下，参与对细胞增殖、分化和凋亡的调控。

BRAF基因生成包含766个氨基酸的BRAF蛋白，其拥有三个结构域（CR1、CR2和CR3），其中BRAF突变主要发生在激酶结构域CR3第600位密码子上，使缬氨酸（V）突变为谷氨酸（E），从而使酶的活性提升500倍并导致细胞增殖能力的提升。

图片来源：《Classifying BRAF alterations in cancer: new rational therapeutic strategies for actionable mutations》，Nature

BRAF作为致癌驱动基因，有三种突变类型。BRAF I 型突变（如BRAF V600）和BRAF II型突变（如BRAF K601E）皆不依赖于上游RAS，可以以单体（I 型）或二聚体（II 型）的形式激活BRAF激酶以及通路下游的细胞外调节蛋白激酶（ERK）；

BRAF III 型突变由BRAF非600型突变和野生型CRAF组成异质二聚体，导致BRAF激酶的活性降低或丧失，其对下游ERK的激活需要依赖于上游的信号传导（RAS）。相比于野生型的BRAF，III 型突变具有更强的磷酸化下游的能力。

图片来源：《Emerging BRAF Mutations in Cancer Progression and Their Possible Effects on Transcriptional Networks》，PubMed Central

研究显示，近7%的人类癌症与BRAF有关，其中90%的突变类型是V600E突变。从BRAF导致的病理机制来看，BRAF突变对ERK/MAPK通路的异常激活以及对第三类EGFR TKI耐药机制的形成是目前的研究重点之一。

BRAF突变所导致的下游ERK持续性激活使得其能够调控其下游的100多种转录因子，包括原癌基因cMyc、cFos、cJun等。以cMyc为例，cMyc受其N末端的残基Thr58 和 Ser62相互调控。ERK通过磷酸化cMyc的Ser62位点促进其蛋白质的积累，而原本应发挥抑制降解作用的Thr58位点突变则导致cMyc蛋白稳定性的增加，提高其表达水平，并使其转移来自于BRAF突变的致癌信号，从而通过影响细胞增殖、分化基因组稳定性等来促进肿瘤的发生。

除此之外，研究显示BRAF的突变出现会导致针对非小细胞肺癌（NSCLC）第三代EGFR TKI（如奥希替尼）耐药机制的产生。大约3%由EGFR突变介导的NSCLC患者对奥希替尼耐药性的形成与BRAF V600E突变有关（无论是否存在EGFR T790M突变），而且部分病例BRAF突变的形成是在患者接受第三代EGFR TKI疗法的过程中出现的，但目前对抗EGFR治疗期间，EGFR细胞伴随获得BRAF突变的理解仍然有限。

图片来源：《Resistance mechanisms to osimertinib in EGFR-mutated non-small cell lung cancer》，Nature

相关疗法

BRAF抑制剂的作为小分子药物，通过竞争性的占据ATP结合口袋，抑制BRAF的活性构想，从而阻断BRAF与ERK/MAPK通路的交互，达到抑制由此信号通路介导的细胞增殖与分化。从全球范围内已上市的相关药物来看，BRAF抑制剂包括直接靶向BRAF的直接疗法以及靶向下游MEK的间接疗法，涉及的药物包括达拉非尼、曲美替尼、Encorafenib、贝美替尼、Vemurafenib等。

针对表现为EGFR突变共生BRAF突变的第三代EGFR TKI耐药问题，目前研究成果表明将奥希替尼联用BRAF抑制剂Encorafenib或曲美替尼，可以有效的缓解针对EGFR突变的NSCLC患者的第三代EGFR TKI的耐药问题。

据Wind医药库数据显示，目前国内靶向BRAF的药物靶标主要集中在BRAF I型突变 V600E，同时也有一部分药物针对的靶标为BRAF II 型和 III 型突变。已于2019年上市的两款针对BRAF I 型 V600E突变的药物曲美替尼片、甲磺酸达拉非尼胶囊皆为诺华所研发，2021年同比2020年分别增长273倍、86倍。

去除掉主动暂停和终止的试验，正在进行中的上百个相关临床试验分布如下：

据来觅数据库显示，上述相关临床试验的厂商部分已上市或已获得多轮融资。众多厂商靶向BRAF的药物靶标主要集中在BRAF I型突变 V600E，同时也有一部分药物针对的靶标为BRAF II型和III型突变。

2021年奥希替尼在EGFR TKI中的销售占比已超50%，尽管其对于经过第一代/第二代EGFR TKI治疗后产生耐药性的NSCLC患者有着卓越的疗效，但癌细胞的不断再进化不可避免地会导致对第三代EGFR TKI地再耐药，众多研究成果已表明第三代EGFR TKI联用BRAF抑制剂或有望为那些对第三代EGFR TKI耐药地患者带来新的治疗方案。

参考资料

1.《Emerging BRAF Mutations in Cancer Progression and Their Possible Effects on Transcriptional Networks》, 2020/11, Genes

2. 《Clonal dynamics of BRAF-driven drug resistance in EGFR-mutant lung cancer》, 2021/12, Nature

3. 《Resistance mechanisms to osimertinib in EGFR-mutated non-small cell lung cancer》, 2019/09, Nature

4．《Acquired BRAF V600E Mutation as Resistant Mechanism after Treatment with Osimertinib》, 2016/23, Journal of Thoracic Oncology