导读

KRAS是结直肠癌中最常见的突变癌基因，约50%的CRC患者携带KRAS突变。近年来，泛KRAS抑制剂（pan-KRASi）的出现为KRAS突变癌症带来了新希望，但耐药问题仍是临床挑战。耐药机制尚不明确，缺乏有效的联合治疗策略。  

2026年6月，中山大学吴小剑/谭静团队在Nature Communications发表题为“Mevalonate pathway rewiring driven by enhancer remodelling confers resistance to KRAS inhibitors in colorectal cancer”的研究。该研究发现：增强子重塑通过激活甲羟戊酸（MVA）通路驱动KRAS抑制剂耐药。机制上，耐药细胞中增强子H3K27ac修饰重塑，上调胆固醇合成通路基因表达，但胆固醇本身并非耐药直接原因。MVA通路来源的法尼基焦磷酸（FPP）通过法尼基化修饰促进KRAS向细胞膜转运，即使在KRAS抑制剂存在下仍维持MAPK信号激活。他汀类药物通过抑制HMGCR阻断MVA通路，有效阻止KRAS膜定位，克服KRAS抑制剂耐药。该研究揭示了表观遗传-代谢耦合驱动KRAS耐药的新机制，为KRAS突变CRC的治疗提供了代谢靶向策略。    

研究结果

▊▏01.泛KRAS抑制剂在CRC临床前模型中的体外效应

研究团队建立了22例CRC患者来源类器官（PDOs）和12株商业化CRC细胞系。基因组分析显示KRAS突变以G12X（G12D 22.7%、G12C 9.1%、G12S 4.5%）和非G12变异（G13D 18.2%、Q61H 13.6%）为主。IC₅₀分析显示，约半数KRAS突变PDOs对BI-2865敏感（IC₅₀<5 μM），其余表现为天然耐药（IC₅₀>5 μM）。KRAS突变类型与药物敏感性无显著相关性。商业化CRC细胞系中同样观察到部分KRAS突变细胞系对BI-2865耐药。

Western blot分析显示，耐药CRC模型需要更高浓度的BI-2865才能有效抑制ERK磷酸化。长时间暴露于BI-2865导致p-ERK显著反弹，这种补偿效应在耐药CRC中尤为突出。ERK-KTR报告系统同样证实，BI-2865短暂抑制ERK磷酸化，但长时间处理后重新激活。系统性分析MAPK通路基因突变（H/N-RAS、BRAF、MEK1/2、ERK1/2、NF1）与耐药模式无显著相关性，基线p-ERK活性与BI-2865敏感性亦无关联。这些结果表明，CRC对泛KRAS抑制剂的耐药不太可能由MAPK通路体细胞突变驱动，而是可能涉及表观遗传改变等替代机制。

小结：约半数KRAS突变CRC模型对泛KRAS抑制剂天然耐药，耐药与KRAS突变类型无关，p-ERK再激活是耐药的特征性表现，MAPK通路基因突变无法解释耐药。    

▲ 图1 

▊▏02.异常的ERK再激活动力学驱动KRAS抑制剂获得性耐药

为研究泛KRAS抑制剂获得性耐药的分子基础，研究人员将携带KRAS-G13D突变的PDO-CRC5长期暴露于BI-2865以建立获得性耐药模型。短期（2小时）BI-2865处理在敏感和获得性耐药PDOs中均有效抑制p-ERK，但耐药模型需要更高药物浓度才能达到同等抑制。与天然耐药细胞一致，获得性耐药PDOs在持续药物暴露下表现出显著的p-ERK再激活。在LS174T和GP2D细胞中同样建立了BI-2865获得性耐药细胞系。与亲代细胞相比，耐药细胞对BI-2865的增殖抑制不敏感，集落形成能力增强，凋亡减少。获得性耐药细胞的p-ERK再激活同样明显，全外显子测序未发现MAPK通路基因变异。这些结果表明，CRC对KRAS抑制剂的获得性耐药主要由非遗传适应性机制驱动。

小结：获得性耐药模型同样表现出p-ERK再激活特征，全外显子测序排除MAPK通路基因突变的驱动作用，提示表观遗传可塑性是耐药的主要驱动因素。

▲ 图2  

▊▏03.增强子重塑通过表观遗传激活胆固醇合成驱动KRAS耐药

为探究表观遗传可塑性是否参与KRAS抑制剂耐药，研究人员对敏感和耐药LS174T细胞进行了H3K27ac（活性增强子标记）和H3K4me3（启动子标记）的ChIP-seq分析。耐药细胞中鉴定出3178个获得和3115个丢失的增强子，以及1019个丢失和1131个获得的启动子。整合转录组和染色质分析显示，H3K27ac富集变化与靶基因表达变化显著相关。

GSEA分析鉴定出胆固醇合成通路在耐药细胞中显著富集，ChIP-qPCR和RT-qPCR验证了该通路上调。耐药细胞中胆固醇水平和HMGCR酶活性均升高。在天然耐药PDO中同样观察到胆固醇合成基因H3K27ac富集升高。耐药PDOs对应的患者血清总胆固醇、LDL-C水平显著升高，BMI也更高。

CDK7抑制剂THZ1处理可消除BI-2865诱导的胆固醇合成通路上调和H3K27ac富集。THZ1、YKL-5-124、samuraiclib三种CDK7抑制剂及BET抑制剂JQ1均与BI-2865表现出显著协同效应，抑制p-ERK再激活。RMC-6236（RAS(ON)抑制剂）同样与THZ1协同增效。

小结：增强子重塑驱动胆固醇合成通路上调，耐药患者血清胆固醇和LDL-C升高。CDK7/BET抑制剂可阻断该通路上调并与KRAS抑制剂协同增效。    

▲ 图3  

▊▏04.MVA通路驱动的蛋白法尼基化（而非胆固醇本身）介导耐药

胆固醇耗竭（MβCD处理）或补充均不影响耐药表型或p-ERK水平，说明胆固醇本身并非耐药的直接介质。

胆固醇合成包含MVA通路（提供类异戊二烯用于蛋白异戊二烯化）和下游固醇合成通路。选择性沉默MVA通路关键酶（HMGCR、FDPS）可有效抑制ERK磷酸化并逆转耐药；沉默下游固醇合成酶（SQLE、DHCR7）无此效果。药理学验证一致：HMGCR抑制剂（他汀）和法尼基转移酶抑制剂FTI-277可恢复BI-2865和RMC-6236敏感性并抑制p-ERK再激活；下游SQLE抑制剂（特比萘芬）和LSS抑制剂（BIBB-515）无效。

补充甲羟戊酸（MVA）和法尼基焦磷酸（FPP）——而非GGPP、2,3-环氧角鲨烯或羊毛甾醇——可在敏感细胞中诱导p-ERK再激活并赋予部分耐药。FTI-277阻断KRAS法尼基化并降低BI-2865的IC₅₀。

小结：MVA通路通过提供FPP用于蛋白法尼基化（而非下游胆固醇合成）驱动KRAS抑制剂耐药，他汀和法尼基转移酶抑制剂可逆转耐药。    

▲ 图4  

▊▏05.MVA通路介导的KRAS膜转运驱动泛KRAS抑制剂耐药

KRAS蛋白需要法尼基焦磷酸（FPP）进行法尼基化修饰以锚定细胞膜和激活下游信号。研究发现，BI-2865处理在耐药细胞（DLD1、HCT116）中诱导KRAS随时间推移逐渐在质膜积累，而在敏感细胞（GP2D）中无此现象。这种积累对KRAS具有特异性——HRAS和NRAS无类似变化，且伴随KRAS特异性激活（HRAS/NRAS仍被抑制）。

他汀联合治疗可有效阻止KRAS在质膜的积累，同样仅针对KRAS而非HRAS/NRAS。亚细胞分级分离证实，BI-2865处理增加膜组分中KRAS水平，他汀共处理可阻断。免疫共沉淀实验证实BI-2865促进KRAS法尼基化，他汀共处理抑制该过程。FTI-277同样阻止KRAS膜积累。

MVA补充在敏感细胞中选择性增强KRAS膜转运（不影响HRAS/NRAS），同时诱导p-ERK再激活，解除KRAS抑制剂对ERK通路的抑制。这些结果建立了完整的因果关系链：MVA通路上调→FPP增加→KRAS法尼基化增强→KRAS膜定位增加→ERK信号再激活→KRAS抑制剂耐药。

小结：MVA通路通过提供FPP促进KRAS法尼基化修饰和膜转运（而非HRAS/NRAS），即使KRAS抑制剂存在仍维持ERK信号激活，是耐药的核心执行机制。    

▲ 图5  

▊▏06.他汀联合泛KRAS抑制剂在体内克服CRC耐药

在LS174T-R异种移植模型中，BI-2493（BI-2865的体内优化类似物）联合他汀显著抑制肿瘤生长，优于单药治疗，体重无明显变化。血清生化和组织病理学检查未发现肝肾毒性。

在PDX-CRC15（对KRAS抑制剂天然耐药的患者来源异种移植）模型中，联合治疗同样显著抑制肿瘤生长。免疫组化显示联合治疗组Ki-67和p-ERK表达显著降低。

小结：他汀联合泛KRAS抑制剂在两种体内模型中均协同抑制耐药CRC生长，且安全性良好。    

▲ 图6  

▊▏07.他汀联合G12C抑制剂在CRC临床前模型中协同增效

该策略是否适用于KRAS-G12C抑制剂？在sotorasib获得性耐药的SW837-R细胞和天然耐药的SW1463细胞中，研究人员验证了sotorasib联合他汀的效果。SW837-R细胞对sotorasib的IC₅₀显著升高，表现出p-ERK再激活。

他汀与sotorasib协同抑制增殖、克隆形成和诱导凋亡，并有效抑制p-ERK再激活。SW837-R异种移植模型中，sotorasib联合他汀显著抑制肿瘤生长。这些结果将MVA通路抑制策略从泛KRAS抑制剂拓展至KRAS-G12C抑制剂，具有更广泛的临床转化潜力。

小结：他汀联合G12C抑制剂在体内外均协同抑制耐药CRC生长，策略可拓展至KRAS-G12C抑制剂。    

▲ 图7  

研究小结

本研究首次揭示了增强子重塑驱动的MVA通路激活作为KRAS抑制剂耐药的核心机制。核心发现可归纳为：

增强子重塑是KRAS抑制剂耐药的表观遗传基础。耐药细胞中H3K27ac修饰的增强子发生广泛重塑，驱动胆固醇合成通路（含MVA通路）基因转录上调。MVA通路驱动的蛋白法尼基化（而非胆固醇本身）介导耐药。胆固醇本身不直接影响耐药表型；MVA通路来源的FPP用于蛋白法尼基化修饰是耐药的直接代谢基础。KRAS膜转运是耐药的核心执行机制。MVA通路上调→FPP增加→KRAS法尼基化增强→KRAS膜定位增加→即使在KRAS抑制剂存在下仍维持ERK信号激活。他汀可有效克服KRAS抑制剂耐药。他汀通过抑制HMGCR阻断MVA通路，阻止KRAS膜定位，恢复KRAS抑制剂敏感性，且这一策略在泛KRAS抑制剂和G12C抑制剂中均有效。临床相关性：耐药患者血清总胆固醇和LDL-C水平升高、BMI升高，提示MVA通路活性可能与临床指标相关，为患者分层提供了潜在生物标志物。

该研究将表观遗传重塑、代谢重编程和靶向治疗耐药三个领域联系起来，提出了“增强子-代谢-耐药”的新范式。从转化角度看，他汀作为临床广泛使用的降脂药物，其与KRAS抑制剂的联合应用具有较高的临床可行性。

从技术层面看，本研究整合了ChIP-seq、RNA-seq、类器官模型、患者来源异种移植和多种药理学干预手段，展示了表观遗传-代谢交叉研究的完整范式。

科似海：精准靶向代谢组学助力肿瘤代谢重塑与耐药机制研究

本研究首次揭示了增强子重塑通过激活MVA通路驱动KRAS抑制剂耐药的机制，证明MVA通路来源的FPP介导的KRAS法尼基化是耐药的核心执行机制。MVA通路代谢物（甲羟戊酸、IPP、FPP、GGPP）及胆固醇代谢网络的精确定量，对分析平台的灵敏度和特异性提出了极高要求。

科似海生物依托高灵敏度液质联用（LC-MS/MS）平台，建立了覆盖甲羟戊酸通路代谢物（甲羟戊酸、IPP、FPP、GGPP）及胆固醇代谢相关脂质的靶向绝对定量检测体系，支持细胞、组织、血清等多种样本类型，实现低丰度代谢物的可靠检出。科似海代谢以精准检测技术，赋能肿瘤代谢重塑及耐药机制研究。

【参考文献】

Gu Y, Zhong Y, Hu P, et al. Mevalonate pathway rewiring driven by enhancer remodelling confers resistance to KRAS inhibitors in colorectal cancer.Nat Commun. 2026;17:7086. DOI: 10.1038/s41467-026-73805-7