BRAF 基因功能
B-Raf 原癌基因、丝氨酸/苏氨酸激酶
概述
BRAF V600E 存在于约 50% 的黑色素瘤、约 60% 的甲状腺乳头状癌、约 10% 的结直肠癌和约 100% 的毛细胞白血病中。 V600E 模拟激活环磷酸化，无需 RAS 输入即可实现单体活性的组成型 MEK/ERK 信号传导，这是区分其与 2 类和 3 类 BRAF 突变的关键特征。 BRAF+MEK 抑制剂组合（dabrafenib+trametinib；encorafenib+binimetinib）在黑色素瘤中的缓解率>60%。在结直肠癌中，EGFR反馈重新激活需要三联疗法（BRAF+MEK+EGFR抑制剂，BEACON试验）。耐药性是通过 NRAS 突变、BRAF 剪接变体和 BRAF 扩增产生的——所有这些都集中在 ERK 重新激活上。
分子机制
机制总结
BRAF V600E 在激酶激活环（位置 600）处用谷氨酸替代缬氨酸，模拟磷酸化并实现组成型 MEK/ERK 激活，而无需上游 RAS 参与或激酶二聚化。作为一种单体活性激酶，V600E 避免了 CRAF 二聚化依赖性 ERK 重新激活，当 BRAF 抑制剂应用于 RAS 野生型细胞时，这种重新激活会矛盾地发生——这是强制 MEK 抑制剂联合治疗的机制基础。黑色素瘤的获得性耐药主要通过 NRAS 突变（约 20%）、缺乏 RAS 结合域的 BRAF 剪接变体（约 15%）、BRAF V600E 扩增（约 10%）或受体酪氨酸激酶上调来恢复 ERK 通路输出——所有这些都集中在 MEK/ERK 重新激活上。
分步机制
野生型 BRAF 通过 GTP-RAS 结合其 RAS 结合域 (RBD) 来激活，诱导与 CRAF 或另一个 BRAF 单体的二聚化，并促进抑制性 Ser365 的 14-3-3 置换。
V600E 取代将谷氨酸（模拟磷酸化）引入激活环的 600 位，稳定活性 DFG-in 构象并实现催化活性而无需二聚化。
活性 BRAF（野生型或 V600E）磷酸化 MEK1 Ser218 和 MEK2 Ser222。激活的 MEK 然后使 ERK1/2 在 Thr185/Tyr187 处双磷酸化。
核 ERK1/2 磷酸化转录因子 ELK1、MYC 和 RSK，驱动细胞周期蛋白 D1、FOS、JUN 和抗凋亡蛋白的表达。细胞质 ERK 磷酸化 RSK 和 MNK 以进行翻译控制。
ERK 介导的负反馈磷酸化 SOS1 和 RAF 激酶，通常会减弱信号。 V600E 突变体 BRAF 具有反馈抗性，可维持最大 ERK 输出。
第一代 BRAF 抑制剂 (vemurafenib) 通过促进 BRAF-CRAF 异二聚化、反式激活 CRAF 和绕过药物结合 BRAF，矛盾地激活 RAS 突变细胞中的 ERK——这是强制 MEK 抑制剂联合治疗的机制基础。
上游监管机构
GTP-RAS 结合 BRAF RBD 促进二聚化和激活； V600E绕过这个要求
结合磷酸-Ser365/Ser729，维持 BRAF 处于自抑制状态；激活后中断
伴侣突变体BRAF V600E； Hsp90 抑制剂破坏癌蛋白的稳定性
下游目标
ERK1/2 激活 → 增殖、存活、分化
ERK 通路在膜上组装的支架蛋白
关键的翻译后修饰
激活激酶结构域；模仿V600E突变
未磷酸化时具有自抑制性；由RAS结合释放
错误折叠/过量 BRAF 的蛋白酶体降解
发病机制
BRAF V600E 存在于约 50% 的黑色素瘤、约 60% 的甲状腺乳头状癌、约 10% 的结直肠癌和几乎所有毛细胞白血病中。该突变从单个激酶结构域提供接近最大的 ERK 输出，与上游生长因子控制无关。在结直肠癌中，BRAF V600E 的预后特别差，并且与 CpG 岛甲基化表型 (CIMP) 和微卫星不稳定性有关。为什么 BRAF 靶向治疗具有组织特异性局限性：（1）在结直肠癌中，EGFR 反馈环路重新激活发生在 BRAF 抑制后 2-4 小时内——EGFR 上调重新参与 KRAS/CRAF/MEK/ERK，使得单药或双药 BRAF+MEK 抑制基本上无效；三联疗法（encorafenib + binimetinib + 西妥昔单抗，BEACON 试验）取得了 26% 的缓解率，而单一疗法的缓解率约为 2%。 (2) 在黑色素瘤中，获得性耐药主要重新激活 ERK：NRAS 突变 (~20%) 驱动 CRAF 二聚化，绕过受抑制的 BRAF V600E；缺乏 RAS 结合域 (~15%) 的 BRAF 剪接变体在没有 RAS 相互作用的情况下组成二聚体； BRAF 扩增 (~10%) 压倒抑制剂化学计量。 (3) V600E 选择性抑制剂不涵盖 2 类 BRAF 突变（K601E、G469A）和 3 类突变（D594G、G596R）——它们以活性二聚体或 RAS 敏感受损激酶的形式发出信号，需要 MEK 抑制剂或泛 RAF 策略。 (4) 在一线耐药后，用替代的 BRAF/MEK 抑制剂组合重新挑战在黑色素瘤患者的子集中显示出活性，表明不完全交叉耐药。
关键途径
- ·MAPK/ERK 信号传导
- ·RAS 信号传导
- ·RAF/MEK/ERK 级联
- ·BRAF 抑制剂耐药性
疾病协会
- ·黑色素瘤
- ·结直肠癌（BRAF V600E预后不良）
- ·甲状腺乳头状癌
- ·毛细胞白血病
研究活动
BRAF 是一个积极研究的目标：大约 175+ 提及它的临床试验目前正在 ClinicalTrials.gov 上招募。试验活动反映了研究兴趣，而非已证实的益处——设计、终点和人群差异很大。
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职能合作伙伴
常见问题 BRAF
BRAF V600E 突变是什么？
BRAF V600E 在激酶激活环中用谷氨酸替代第 600 位的缬氨酸，模拟磷酸化并将 BRAF 锁定在组成型活性构象中。突变激酶通过 MEK 和 ERK 持续发出信号来驱动细胞增殖，完全绕过上游 RAS 激活的正常要求。
BRAF 是癌基因还是抑癌基因？
BRAF 是一种原癌基因，其野生型形式可响应 RAS 信号传导促进正常细胞生长，但激活 V600E 等突变使其成为驱动癌基因。单个 BRAF V600E 突变足以转化细胞，与经典癌基因的主要功能获得行为一致。
BRAF 抑制剂如何发挥作用以及为何与 MEK 抑制剂联合使用？
BRAF 抑制剂（vemurafenib、dabrafenib）占据 BRAF V600E 的 ATP 结合袋，阻断 ERK 通路激活。单一疗法通过 CRAF 二聚化导致 RAS 野生型细胞中矛盾的 ERK 激活；在下游添加 MEK 抑制剂（trametinib）可以防止这种反弹并延迟耐药性。
哪些癌症携带 BRAF V600E？
BRAF V600E 发生在大约 50% 的皮肤黑色素瘤、60% 的甲状腺乳头状癌、10% 的结直肠癌和毛细胞白血病 (~100%) 中。 BRAF/MEK 联合抑制改变了黑色素瘤的治疗结果，缓解率超过 60%。
为什么 BRAF 抑制剂对结直肠癌无效但对黑色素瘤有效？
主要区别是 EGFR 反馈重新激活。在结直肠癌中，BRAF 抑制导致 EGFR 配体信号快速（2-4 小时内）上调，从而重新激活 RAS→CRAF→MEK→ERK，完全绕过药物抑制的 BRAF V600E。结直肠细胞表达高水平 EGFR，并表现出强大的反馈诱导，而黑素细胞表达低水平 EGFR，并且更完全依赖 BRAF V600E 进行 ERK 输出。这就是为什么结直肠 BRAF V600E 需要三联疗法（encorafenib + binimetinib + 西妥昔单抗，BEACON 试验）同时阻断 EGFR，实现约 26% 的缓解率，而单药 BRAF 抑制的缓解率约为 2%。
什么是 1 类、2 类和 3 类 BRAF 突变？为什么分类很重要？
BRAF 突变根据其信号传导机制进行分类：1 类（V600E、V600K）具有单体活性、RAS 独立性，并且对 V600E 选择性抑制剂（如维莫非尼和恩科拉非尼）高度敏感。 2 类（K601E、G469A、融合）信号为活性 RAS 独立二聚体 — V600E 选择性抑制剂通过 CRAF 反式激活反常地激活 2 类肿瘤中的 ERK；这些需要 MEK 抑制剂或下一代泛 RAF 抑制剂。 3 类（D594G、G596R）催化受损，并通过 RAS 驱动的与 CRAF 的二聚化发出信号，使它们有效地依赖于 RAS；标准 BRAF 抑制剂没有帮助，其方法类似于治疗上游 RAS 激活突变。分类决定了哪种治疗策略是合适的。
BRAF/MEK 抑制剂治疗黑色素瘤后会出现什么耐药机制？
黑色素瘤中对 BRAF + MEK 抑制剂的获得性耐药主要重新激活 MAPK/ERK 通路：NRAS 激活突变（约 20% 的耐药病例）提供 RAS-GTP 驱动的 CRAF 二聚化，绕过受抑制的 BRAF V600E；失去 N 端 RAS 结合结构域 (~15%) 的 BRAF V600E 剪接变体形成对 V600E 选择性抑制剂具有抗性的组成型二聚体； BRAF V600E 扩增超过抑制剂结合能力； MEK1/2 突变（MEK1 P124L/S、MEK2 C125S）减少抑制剂结合或本身构成激活改变。通过 AKT/PI3K 通路过度激活（PTEN 丢失、PIK3CA 突变）的非 MAPK 旁路代表约 15% 的耐药性，需要联合使用 PI3K 或 AKT 抑制剂策略。