超过85%的胰腺导管腺癌（PDAC）病例中已发现KRAS致癌突变，其中G12D、G12V和G12R是最常见的变异。本研究利用大型临床和基因组数据库，表征KRAS变异之间的预后和分子差异，重点关注KRAS G12D和KRAS G12R。研究使用DNA和RNA测序对PDAC样本进行检测。从RNA表达数据中分析MAPK通路激活评分（MPAS）和肿瘤微环境。从保险索赔数据中获得的真实世界总生存期（OS）从组织收集计算至最后一次接触。显著性通过卡方检验和Fisher精确检验确定。

共鉴定出3,755例携带KRAS G12D（n = 1,766）、KRAS G12V（n = 1,294）、KRAS G12R（n = 621）或KRAS G12C（n = 74）变异的PDAC患者。总体而言，G12R突变患者的OS长于G12D患者（12.7个月 vs. 10.1个月；P值=0.0001），在接受吉西他滨/白蛋白结合型紫杉醇（13.5个月 vs. 10.4个月；P值=0.0002）或FOLFIRINOX（18.3个月 vs. 14.0个月；P值<0.001）治疗的患者中存在相似趋势。ARID1A和KMT2D突变在G12D亚组中更为常见。与G12D相比，G12R中涉及葡萄糖和谷氨酰胺代谢的多个基因表达较低。与G12D相比，G12R中的PD-L1表达更低（13% vs. 19%）。

与G12R肿瘤相比，KRAS G12D肿瘤表现出独特的分子特征，包括涉及MAPK通路、免疫激活以及葡萄糖和谷氨酰胺代谢的基因。G12D突变患者的OS低于G12R患者。基于这些数据，未来的研究应关注KRAS突变状态，并探索不同的治疗弱点。

研究背景

胰腺癌仍然是最致命的癌症之一，5年生存率低于13%。唯一的治愈性治疗是手术切除，但仅适用于少数患者。不可切除疾病的标准治疗主要包括多药化疗方案，临床获益有限，预期生存时间不足1年。KRAS突变是多种癌症中公认的致癌驱动因素，在胰腺导管腺癌（PDAC）中尤为高发（超过85%）。正常情况下，KRAS基于上游受体信号在非活性GDP结合状态和活性GTP结合状态之间穿梭。然而，KRAS的致病性变异将蛋白质锁定在活性构象中，导致下游通路激活失调。在PDAC中，突变最常出现在密码子12，主要的错义变异为G12D（39.2%）、G12V（32.5%）和G12R（17%）。野生型甘氨酸由c.34G或c.35G上的鸟嘌呤碱基编码。这些位置的其他碱基替换会导致KRAS变异G12D（c.35A，天冬氨酸）、G12R（c.34C，精氨酸）和G12V（c.35T，缬氨酸）的错义突变。另外两种可能的变异（G12S和G12A）在PDAC中很少检测到，本研究不讨论。

KRAS变异的等位基因频率因癌症类型而异。G12R替换在15%至20%的PDAC患者中发生，但在结肠癌或肺癌中较少见。KRAS G12C是肺腺癌中最常见的G12错义突变，而在PDAC中罕见。尽管与致癌物相关的暴露可能部分解释这些发现，但它们不能完全说明观察到的等位基因变异失衡。在PDAC内部，多项研究表明，特定的密码子12变异可影响预后和药物敏感性，其中G12D预示更差的临床结局。

鉴于KRAS突变在胰腺癌中的重要性，本研究的目标是探索与KRAS密码子12突变相关的PDAC的分子谱。研究者对3,755例PDAC进行了分子分析，并比较了密码子12变异与其他癌症相关生物标志物、免疫细胞浸润和免疫基因表达的关联。最后，研究者评估了KRAS密码子12变异与PDAC患者生存率之间的关联。

研究方法

研究分析了两个患者队列：队列1 包含 3,755 例接受基因组和转录组分析的 KRAS 第 12 号密码子突变患者；队列 2 包含 9,021 例 KRAS 第 12 号密码子突变患者，其生存数据来自 CODEai 数据库（该数据库将可用分子数据与临床结局数据整合）。PD-L1检测采用SP142抗体。

研究结果

PDAC肿瘤中KRAS第12号密码子变异的队列特征：

从提交至综合分子分析的PDAC肿瘤数据库中，鉴定出3,755例KRAS基因第12号密码子突变的PDAC。该队列中最常见的变异为KRAS G12D（n=1,766，47%），其次为G12V（n=1,294，34%）、G12R（n=621，17%）和G12C（n=74，2%）。在这些分子定义的亚组中，年龄和性别分布无显著差异（表1）。

表1

携带KRAS第12号密码子变异的PDAC生存分析：

研究者通过保险索赔数据比较了9,021例KRAS第12号密码子突变患者的生存率。在1,491例KRAS G12R突变患者和4,387例KRAS G12D突变患者中，KRAS G12D组的中位生存期为10.1个月，而KRAS G12R组为12.7个月[HR=0.831；95%CI=0.78–0.89；P值=0.0001；图1A]。接下来，研究者将3,143例KRAS G12V突变患者与4,385例KRAS G12D突变患者的结局进行比较：G12V组的OS为11.4个月，G12D组为10.1个月（HR=0.933；95%CI=0.886–0.982；P值=0.008；图1B）。1,490例KRAS G12R突变患者的OS（中位OS=12.7个月）也高于3,144例KRAS G12V突变患者（中位OS=11.4个月；HR=0.933；95%CI=0.83–0.95；P值=0.001；图1C）。对接受吉西他滨和白蛋白结合型紫杉醇治疗的亚组分析显示相似的趋势，G12R的OS更长（13.5个月；95%CI=11.9–14.8），G12D的OS更短（10.4个月；95%CI=9.7–11.1；P值=0.0002；图1D）。接受FOLFIRINOX治疗的患者分析也显示，G12R（18.3个月；95%CI=16.6–20.9；P值<0.001）与G12D（14.0个月；95%CI=13.0–14.7；P值<0.001；图1E）之间存在相似趋势。

图1

携带KRAS第12号密码子变异的PDAC分子特征：

 

当进一步比较KRAS变异的分子特征时，G12D和G12R组之间的差异最为显著。研究者对比了KRAS G12D和G12R组中常见癌症相关通路的突变（图2）。在染色质重塑基因中，G12D组的KDM6A（4.5% vs. 1.8%；P值=0.0001）和KMT2C（3.1% vs. 1.5%；P值=0.037）突变频率较G12R组呈升高趋势，而KMT2D（4.4% vs. 0.9%；q值=0.01）和ARID1A（12% vs. 4.1%；q值=0.0004）突变在G12D组的频率显著更高（q值<0.05；图2）。SMAD4突变在G12R组（25.0%）较G12D组（21.1%）呈升高趋势（P值=0.041；图2）。在PI3K/AKT/mTOR通路基因中，虽无显著差异，但PTEN突变在G12R组（1.6%）较G12D组（0.5%）呈升高趋势（P值=0.015）。TP53共突变频率较高（81.7%~85.1%），G12D和G12R组之间无显著差异。CDKN2A突变在G12D和G12R组中检出率也无显著差异（23.5%~27.4%）。

图2

携带KRAS第12号密码子变异的PDAC肿瘤微环境与基因表达：

 

研究者比较了所有四个KRAS第12号密码子变异组的免疫治疗生物标志物。PD-L1表达在G12C（26.8%）和G12D（19.0%）组中最常见，在G12R组中最少（13%）。G12C与G12R（q值=0.0054）、G12D与G12R（q值=0.0029）之间的PD-L1表达频率差异显著（图3）。高TMB肿瘤（1.0%~2.7%）和dMMR/MSI-H肿瘤（0.6%~1.4%）的频率较低，四组间无显著差异（图3）。

图3

quanTIseq分析显示，G12R和G12D组的免疫细胞浸润水平不同：与G12D相比，G12R组的B细胞、M2巨噬细胞、CD8+ T细胞和CD4+ T细胞水平呈升高趋势，中性粒细胞水平较低（P<0.05；图4）。检测基质细胞群（内皮细胞和成纤维细胞）时，内皮细胞群无显著差异（图4）。

图4

此外，研究者发现G12R肿瘤的T细胞炎症发生率和MAPK通路活性评分（MPAS）特征低于G12D肿瘤（P<0.05；表2）。与G12D相比，G12R中多个MPAS基因的表达显著降低，包括CCND1（q值=0.0001）、PHLDA1（q值=0.01）、DUSP6（q值=0.001）、DUSP4（q值=0.01）和EPHA2（q值=0.001）。免疫检查点基因表达分析显示，G12R组中多个基因的表达低于G12D组，包括CD274、CD86、CD80、PDCD1LG2、CTLA4、HAVCR2、PDCD1和ADO1（均P<0.05；表2）。与G12D相比，G12R中多种细胞因子基因（CCL2、CCL7、CCL2和CXCL10）的表达水平也较低（均P值<0.05）。G12R中参与葡萄糖（SLC2A1、LDHA和RPE）和谷氨酰胺代谢（GOT1和GOT2）的基因表达也低于G12D（均P<0.05；表2）。基因集富集分析表明，G12D中PI3K/AKT/mTOR通路基因的表达富集趋势高于G12R（P值=0.04）。

表2

讨 论

本研究是针对PDAC中不同KRAS变异亚组分子特征及临床结局的最大规模研究。分析中几个关键部分值得重点强调，例如特定KRAS第12号密码子变异与OS的关联。与携带G12D或G12V突变的患者相比，KRAS G12R突变患者的预后最佳。另一方面，G12D患者的OS最短，分别比G12V和G12R变异亚组少约1.3个月和2.7个月。无论患者是否接受FOLFIRINOX或吉西他滨/白蛋白结合型紫杉醇治疗，这些预后差异均显著。

本研究的局限性在于：回顾性数据和生存评估基于与医疗系统的最后接触记录，可能无法真实反映实际OS；此外，研究未纳入人口统计学或临床分期等其他变量，因此关于预后或预测价值的结论仅局限于为未来研究或临床试验提供方向建议。尽管如此，这些结果支持多项既往探索PDAC人群和KRAS突变状态的研究。在一项纳入219例不可切除胰腺癌患者的研究中，G12D患者的生存劣于G12V和G12R患者。另一项纳入所有分期PDAC患者的回顾性分析显示，G12D变异预示可切除疾病患者的生存更短，但在整个队列中无此关联。单中心晚期PDAC研究表明，与非G12R变异患者相比，G12R变异患者的OS和无进展生存期改善。另一项大型回顾性研究显示，G12R队列的结局与KRAS野生型肿瘤相当，而野生型患者通常比突变型生存更长。最近一项针对1,360例接受手术切除的PDAC患者的研究还报告，G12R的生存长于G12D，并进一步证明G12R肿瘤与胰腺切除部位及其周围复发率增加更相关，而G12D肿瘤最常与远处复发率增加相关。同一研究分析了20例患者的较小队列，报告称与G12R相比，G12D与上皮-间质转化和增殖的分子特征相关，而G12R PDAC类器官表现出相对降低的迁移能力。这些预后结果表明，在前瞻性胰腺癌临床试验中报告KRAS突变发生率和特定亚型的重要性。

不同KRAS突变定义亚组预后差异的原因尚不明确。既往报告提示，突变驱动基因的数量与结局相关。从本研究对基因组突变的评估来看，G12X亚型之间TP53和CDKN2A突变的发生率相当。与G12D相比，G12R队列中SMAD4变异的发生率略微更高。相反，与G12R相比，ARID1A突变在G12D亚组中更常见。另一项研究也报告了KRAS亚组间SMAD4和ARID1A突变发生率的类似趋势。尽管ARID1A与胰腺癌的不良生存相关，但其对KRAS G12D突变相关不良预后的影响尚未明确。尽管这代表KRAS突变患者的一小部分亚组，但对于这些不同的共突变谱，可能需要考虑下游通路的差异激活。

基于G12R驱动的PDAC对MEK抑制剂敏感性增加，研究者推测该亚组中MAPK信号级联会过度激活。在本分析中，反映MAPK通路激活的10基因特征MPAS在G12R队列中较G12D呈降低趋势。KRAS介导包括RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR在内的关键细胞通路，下游信号的差异激活可能是这些预后发现的基础。既往研究报告了G12R肿瘤与G12V和G12D肿瘤相比，PI3K活性的不同机制。在非G12R肿瘤中，与PI3Kα的相互作用导致巨胞饮作用、肿瘤生长和增殖。然而，KRAS G12R表现出与PI3Kα的结合受损，其功能由PI3Kγ取代。其次，无效应蛋白结合的KRAS非G12R突变肿瘤对MEK抑制剂缺乏敏感性。尽管单药MEK抑制剂在KRAS G12R PDAC中显示出有限的临床活性，但包括靶向MAPK的联合策略似乎更有前景，值得进一步研究。

本研究报告了KRAS变异亚组中PI3K突变的频率相似（除PTEN外），这与另一项近期报告一致。然而，另一项研究对126例晚期PDAC肿瘤进行分析，报告称G12R中PI3K突变的发生率（26%）高于非G12R肿瘤（8%）。尽管G12R总体与更长的OS相关，但携带共发PI3K突变的G12R肿瘤亚组与更短的OS相关，而非G12R肿瘤突变中未观察到与PI3K相关的OS差异。

在胰腺癌中，KRAS突变与免疫逃逸和代谢失调相关，这些是治疗耐药和疾病进展的组成部分。因此，研究者比较了第12号密码子变异间免疫微环境和代谢的特征。与G12D样本相比，KRAS G12R肿瘤显示出显著更低的PD-L1表达、多种炎症细胞因子的mRNA表达以及抑制性/刺激性检查点。研究者还观察到G12R和G12D肿瘤之间参与谷氨酰胺和葡萄糖代谢的基因差异表达。此外，与G12D相比，G12R中的T细胞炎症特征评分和中性粒细胞水平呈降低趋势。PDAC是一种对靶向PD-1或CTLA4轴的单克隆抗体不敏感的免疫抵抗性“冷”癌类型，而已证明未成熟中性粒细胞会驱动免疫抑制。然而，有趣的是，G12R亚组在第12号密码子变异亚组中维持最佳的总体生存，但表现出最少的免疫原性标志物。本文描述的免疫学差异表明，G12D肿瘤可能比G12R更可能对新型免疫疗法产生反应。结直肠癌和胰腺癌的转化研究表明，KRAS抑制剂可增强抗肿瘤免疫。随着KRAS G12C抑制剂的批准以及正在进行的对多种其他靶向KRAS疗法（单独或与免疫治疗药物联合）的评估，按KRAS亚型分析临床结局和相关免疫分析将很重要。这些发现支持以下观点：除预后意义外，KRAS亚型可能影响肿瘤生长的潜在机制并影响药物敏感性。

总之，本研究最重要的发现是G12突变肿瘤患者之间总体生存的差异。生存差异最显著的两个G12亚组（G12D和G12R）还表现出MAPK特征、T细胞炎症特征、免疫激活标志物和代谢通路变异标志物的差异，这可能为进一步研究临床结局差异指明方向。这一知识也可能有助于指导未来胰腺癌中靶向生物标志物临床试验的开展。

参考文献：

Ardalan B, Ciner A, Baca Y, et al. Distinct Molecular and Clinical Features of Specific Variants of KRAS Codon 12 in Pancreatic Adenocarcinoma. Clin Cancer Res. 2025;31(6):1082-1090. doi:10.1158/1078-0432.CCR-24-3149

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