索托拉西布通过FABP4-PPARγ-CPT1B轴诱导线粒体氧化应激导致间质性肺病的新型脱靶机制研究

　　本刊推荐：为解决KRAS G12C抑制剂索托拉西布(sotorasib)临床应用中引发的致死性间质性肺病(ILD)机制不明问题，研究人员开展药物脱靶效应研究，发现sotorasib通过结合PPARγ Thr325位点，经FABP4介导核转位激活CPT1B依赖性脂肪酸氧化(FAO)，导致线粒体ROS过量产生并诱发肺泡上皮细胞凋亡及纤维化。该研究揭示FABP4抑制可成为临床干预新策略，为增强靶向药物安全性提供重要依据。

　　

在精准肿瘤治疗领域，KRAS G12C突变曾被认为是"不可成药"靶点，直到2021年索托拉西布(sotorasib)作为首个FDA批准的KRAS G12C抑制剂横空出世。这项突破性疗法在非小细胞肺癌(NSCLC)治疗中展现出显著临床效益，在CodeBreaK 100临床试验中达到41%的客观缓解率(ORR)和84%的疾病控制率(DCR)，远优于传统化疗方案。然而，光鲜疗效的背后隐藏着致命威胁——约1.5-1.6%患者会出现危及生命的间质性肺病(ILD)，这种剂量限制性毒性迫使临床医生不得不中止治疗，却苦于对其分子机制一无所知。

更令人困惑的是，过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路在肺部稳态中扮演着双重角色。既往研究表明，PPARγ适度激活可抑制炎症反应并保护急性肺损伤，但持续过度激活反而会破坏脂质平衡，引发氧化应激和细胞损伤。这种"双刃剑"特性与sotorasib疗效-毒性的平衡难题惊人相似，但PPARγ是否参与药物毒性机制仍是未解之谜。

针对这一临床难题，Zhang等人在《Cell Communication and Signaling》发表的研究成果揭开了神秘面纱。通过整合转录组学与代谢组学分析，研究者发现sotorasib能异常激活PPARγ信号通路，上调脂肪酸β-氧化(FAO)关键酶CPT1B表达，引发线粒体活性氧(ROS)爆发，最终导致肺泡上皮细胞凋亡和肺纤维化形成。机制上，sotorasib直接结合PPARγ的Thr325位点，并通过FABP4介导的核转位作用放大其转录活性，形成正反馈循环。更重要的是，研究团队发现天然化合物金丝桃苷(hyperoside)通过抑制FABP4可有效逆转这一毒性过程，为临床联合用药策略提供了实验依据。

本研究主要采用多组学整合分析技术（转录组与脂质代谢组学）、分子对接与分子动力学模拟（AutoDock Vina 1.2.3）、生物素pull-down验证（biotin-conjugated sotorasib）、基因沉默（siRNA干扰PPARγ/FABP4/CPT1B等关键靶点）、PPRE-GFP报告基因系统检测转录活性、以及临床前小鼠模型（C57BL/6J品系）的体内验证等关键技术方法。人体样本来源未注明。

Sotorasib诱导体内外肺毒性

研究团队通过构建sotorasib处理的小鼠模型发现，药物处理四周后肺组织出现典型损伤特征：肺泡塌陷、肺泡隔增厚和炎性细胞浸润。Masson染色显示明显纤维化病灶，免疫组化检测发现中性粒细胞标志物MPO和巨噬细胞标志物F4/80表达显著升高。体外实验表明，sotorasib处理的人肺上皮细胞BEAS-2B和小鼠肺上皮细胞TC-1出现细胞活力下降和凋亡形态改变，泛 caspase抑制剂Z-VAD-FMK可逆转这一现象。Western blot检测到cleaved PARP表达上调，流式细胞术验证凋亡率增加，同时上皮间质转化(EMT)标志物纤维连接蛋白(FN)升高而E-钙黏蛋白(E-cad)降低。

PPARγ信号通路激活是肺毒性的关键原因

转录组分析显示sotorasib处理组有380个基因上调和185个基因下调，KEGG富集分析表明PPAR信号通路变化最显著。GSEA分析进一步验证这一发现。qRT-PCR检测到Fabp4、Cpt1b、Scd4等多个PPAR下游基因表达上调。通过siRNA沉默不同PPAR亚型发现，仅PPARG沉默能显著逆转sotorasib引起的细胞活力下降和凋亡现象。PPRE-GFP报告基因实验证实sotorasib处理增强PPARγ转录活性。

激活的PPARγ通路通过上调CPT1B诱导肺毒性

脂质代谢组学分析发现286种代谢物上调和282种下调，KEGG富集显示脂解调节和脂肪酸降解通路显著改变。筛选PPARγ下游靶点中，CPT1B沉默能显著逆转sotorasib引起的细胞凋亡和EMT，而SCD、CPT2、ACADM等靶点沉默效果有限。作为线粒体脂肪酸β-氧化的限速酶，CPT1B表达上调导致β-氧化水平升高和线粒体ROS过量产生，MitoSOX染色证实线粒体超氧化物水平升高。

Sotorasib通过直接结合激活PPARγ

转录组和qRT-PCR显示sotorasib不改变PPARγ表达水平。分子对接模拟发现sotorasib与PPARγ结合亲和力(-7.497 kcal/mol)与经典激动剂罗格列酮(-7.634 kcal/mol)相当。通过合成生物素标记的sotorasib(Bio-Soto)进行pull-down实验，证实sotorasib直接结合PPARγ而非其他蛋白。Thr325位点缺失突变体实验表明该残基是sotorasib结合的关键位点，突变体转录活性显著降低且无法诱导CPT1B表达上调和细胞凋亡。

抑制FABP4可抑制PPARγ转录活性并减轻毒性

研究发现FABP4在sotorasib处理后表达显著升高并发生核转位。沉默FABP4可减弱PPARγ转录活性和sotorasib诱导的凋亡/EMT。天然FABP4抑制剂金丝桃苷(HYP)处理能抑制FABP4表达，逆转sotorasib的毒性效应。

金丝桃苷作为潜在干预策略

体内实验表明HYP联合处理显著改善sotorasib引起的肺组织病理损伤、纤维化、炎症细胞浸润和细胞凋亡。IHC分析显示HYP处理逆转FABP4核转位和CPT1B表达上调。

研究结论与讨论部分强调，该研究首次揭示sotorasib通过FABP4-PPARγ-CPT1B轴诱发间质性肺病的脱靶机制。sotorasib作为PPARγ非经典配体，通过结合Thr325位点（不同于罗格列酮等经典激动剂），经FABP4介导的核转位形成正反馈循环，过度激活CPT1B依赖性脂肪酸氧化，导致线粒体ROS爆发和肺泡上皮细胞凋亡/EMT。

该发现的重要意义在于：一方面破解了sotorasib临床毒性的分子谜题，将药物不良反应与脂代谢重编程和氧化应激联系起来；另一方面提出FABP4抑制作为联合治疗新策略，天然化合物金丝桃苷的干预效果为临床转化提供可能。然而研究也存在局限性：小鼠模型缺乏肿瘤微环境复杂性，需在荷瘤模型或患者来源类器官中进一步验证；金丝桃苷长期安全性仍需评估；仅1.5-1.6%临床发生率提示遗传易感性可能存在，需筛查FABP4/PPARG在易感人群中的表达特征。未来研究应聚焦于金丝桃苷的临床转化验证，以及KRAS与PPARγ通路的协同靶向治疗策略优化。