藥物研發(fā)的新趨勢正在向著(zhù)精準醫療傾斜，即開(kāi)發(fā)出選擇性更強、針對性更明確的治療藥物。在這一過(guò)程中，眾多企業(yè)紛紛投入巨資生產(chǎn)新藥，但關(guān)鍵在于這些新藥能否提供與現有藥物不同的新機制，新療效。這種差異化是它們成功與否的決定因素。具體來(lái)說(shuō)，在藥效、表觀(guān)遺傳調控、安全性等關(guān)鍵領(lǐng)域中創(chuàng )造出獨特的治療方案尤為重要。筆者深信，這三個(gè)領(lǐng)域至關(guān)重要，而且，無(wú)論是我們這些致力于藥物開(kāi)發(fā)的研究人員，還是醫療領(lǐng)域的臨床專(zhuān)家，我們的終 極使命都是共同探索和創(chuàng )造更好的治療方法，以便為社會(huì )帶來(lái)更多的福祉。這是我們的共同追求，也是我們不懈努力的方向。

       PROTAC（蛋白質(zhì)降解靶向嵌合體）就是一種新的治療方法。與傳統的抑制靶蛋白的靶向藥物機制有所不同，PROTAC通過(guò)選擇性降解病因蛋白質(zhì)來(lái)發(fā)揮作用，為精準醫療開(kāi)辟了新領(lǐng)域，可能解決當前癌癥治療的局限性。

       PROTAC的特點(diǎn)和重要性

       大約85%的蛋白質(zhì)屬于難以靶向的類(lèi)別，針對這85%難以靶向的蛋白質(zhì)，已經(jīng)出現了多種不同的靶向方法，其中蛋白質(zhì)降解就是一個(gè)新策略。

       去年筆者已經(jīng)對分子膠和PROTAC的總體概念做了介紹（年度盤(pán)點(diǎn)：2022年分子膠降解劑波瀾壯闊的一年），今年很多臨床試驗有了新進(jìn)展，結果有喜有淚。本文將結合各公司公布的臨床研究進(jìn)展，對PROTAC藥物再次進(jìn)行梳理。

       和傳統靶向致病蛋白的小分子抑制劑不同，利用細胞內垃圾回收系統誘導目標蛋白降解是一種新興技術(shù)，它可以像掃地機器人一樣清除人體內不需要的蛋白質(zhì)。想象一下，有些蛋白質(zhì)就像壞了的機器零件，如果不清理掉，可能會(huì )引發(fā)疾病。

       PROTAC和分子膠水（MGD）這兩種“掃地機器人”通過(guò)不同的方式抓住這些壞零件，然后標記它們，讓細胞的清潔系統知道要將它們處理掉。

       PROTAC是一種特別聰明的工具，它可以同時(shí)抓住壞零件和清潔系統，把它們拉到一起，確保壞零件被及時(shí)處理。PROTACs或者分子膠可促使目標蛋白（POI）與E3泛素連接酶復合體靠得更近，形成三元復合物并轉移泛素分子。多泛素化標記的目標蛋白就會(huì )被送至蛋白酶體并隨后降解。PROTAC的結構如圖1所示，其中一端連接我們想要降解的蛋白質(zhì)，通過(guò)一定長(cháng)度的碳鏈連接到可以結合E3水解酶的化合物上，形成雙節棍的結構。這種化學(xué)結構能從兩側吸引蛋白質(zhì)，引發(fā)泛素化并促使其降解，這就是PROTAC的工作機制。

       圖1 PROTACs與分子膠作用機理的示意圖

       圖片來(lái)源：參考論文2

       相比之下，分子膠（Molecular glue）分子量和傳統小分子藥物類(lèi)似，比如沙利度胺，雖然沒(méi)有雙節棍式的結構，但也能直接引發(fā)蛋白質(zhì)間的相互作用。因此，它們以相似的方式引發(fā)泛素化和蛋白質(zhì)降解。從廣義上來(lái)看，PROTAC也屬于分子膠，不過(guò)分子膠可遇不可求，但是一旦確認分子膠結構后成藥性合成難度都是比PROTAC更有優(yōu)勢。

       降解劑熱門(mén)靶點(diǎn)和臨床進(jìn)展

       下圖總結了適合通過(guò)靶向蛋白降解進(jìn)行治療的靶標。圖中的圓圈分為六個(gè)部分，每個(gè)部分代表了一個(gè)與PROTAC目標相關(guān)的關(guān)鍵領(lǐng)域：耐藥性突變、傳統無(wú)法成藥的轉錄蛋白、結構蛋白以及基因擴增/過(guò)表達等。每個(gè)領(lǐng)域旁邊都列出了相關(guān)降解劑的在研管線(xiàn)，包括Nurix公司的BTK蛋白降解劑、Arvinas公司的Tau蛋白、轉錄因子，諾華的TEAD和Arvinas的BCL6、C4公司的BRAF、Prelude公司的SMARCA2降解劑以及Kymera公司的IRAK4蛋白。

       圖2 六大類(lèi)適合降解劑開(kāi)發(fā)的靶點(diǎn)蛋白

       圖片來(lái)源：根據參考資料6整理

       AR/ER降解劑

       2013年耶魯大學(xué)的Crews教授創(chuàng )立了第一家專(zhuān)注于PROTAC藥物開(kāi)發(fā)的Arvinas公司，2018年和19年用于治療前列腺癌的雄性荷爾蒙受體（AR）降解劑ARV-110（bavdegalutamide）和降解雌激素受體（ER）的ARV-471乳腺癌的PROTAC藥物分別進(jìn)入臨床1期。ARV-471正在臨床3期試驗，預計2024年將會(huì )發(fā)布正面結果。

       另外用于治療耐藥前列腺癌的第二代 AR 雙功能降解劑ARV-766也正在臨床2期試驗中。ARV-766與前身ARV-110相比，經(jīng)過(guò)優(yōu)化，具有更廣泛的基因型覆蓋范圍和更高的化學(xué)穩定性。在最近的一項試驗中，42% 的 AR 配體結合域突變患者根據前列腺抗原水平獲得了顯著(zhù)的反應。

       圖3 PROTAC的優(yōu)勢和挑戰

       圖片來(lái)源：參考資料2

       BRD降解劑

       除了AR和ER之外，BRDs（溴結構域蛋白）這個(gè)和癌癥相關(guān)的表觀(guān)基因學(xué)靶點(diǎn)也在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界備受關(guān)注。目前，已有多種BRDs抑制劑進(jìn)入針對各類(lèi)癌癥的早期臨床試驗。然而，這些抑制劑在臨床中展現的抗腫瘤效果有限，這促使研究者尋找新的治療策略——BRD降解劑。

       臨床前研究表明，抑制和降解BRDs會(huì )導致完全不同的細胞命運和生物學(xué)效應。與傳統抑制劑相比，BRDs PROTACs展現出幾個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)，包括更高的選擇性和特異性、克服耐藥性、消除激酶的功能以及快速、可逆地敲低靶點(diǎn)蛋白。例如，BRDs PROTACs（如dBET1/dBET6、ARV-825/ARV-771等）在調節基因表達（如c-MYC）上比傳統BRD抑制劑更有效。這在實(shí)體瘤和血液惡性腫瘤的臨床前模型中導致顯著(zhù)的細胞生長(cháng)抑制和細胞凋亡。

       和傳統小分子抑制劑的作用機理非常不同導致PROTAC在極低濃度下可以相對持久地發(fā)揮更好的療效。如下圖中的靶向BRD4的PROTAC為例，與傳統BRD4抑制劑相比，BRD4降解劑的DC50濃度低于1nM的比比皆是大部分都接近pM。

       圖4 BRD4降解劑代表結構及活性

       （紅色為結合BRD4的彈頭，藍色為結合E3降解酶的化合物）

       圖片來(lái)源：參考論文3

       同屬BRD家族的BRD9也是降解劑藥物的一個(gè)熱門(mén)靶點(diǎn)。C4公司通過(guò)多輪優(yōu)化將他們公司的口服BRD9降解劑CFT8634推向了1期臨床。如下圖所示，CFT8634將柔性碳鏈優(yōu)化為成藥性更好的剛性連接子，此外還采用了新型的沙利度胺衍生物作為E3泛素連接酶的結合配體。不過(guò)根據官網(wǎng)公告，C4公司宣布由于臨床數據BRD9 降解并沒(méi)有對多發(fā)性骨髓瘤患者產(chǎn)生足夠的療效，這款藥物終止了開(kāi)發(fā)。（參考資料3）

       圖5 BRD9降解劑CFT8634

       圖片來(lái)源：C4官網(wǎng)

       BTK降解劑NX-5948

       首先簡(jiǎn)單地介紹一下為什么要開(kāi)發(fā)BTK降解劑NX-5948。

       想象一下，我們的身體就像一個(gè)復雜的城市，在這個(gè)城市里，有一種叫做BTK的蛋白質(zhì)，它就像一個(gè)交通指揮官，控制著(zhù)B細胞（一種重要的免疫細胞）的行動(dòng)。但有時(shí)候，這個(gè)指揮官會(huì )出錯，導致一些疾病，比如某些類(lèi)型的癌癥和自身免疫性疾病。這時(shí)，NX-5948就像是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的“調解者”，它能夠找到這個(gè)出錯的指揮官（BTK蛋白質(zhì)），并讓它“退休”（也就是降解掉）。這樣，就能幫助治療那些因為BTK出錯而引起的疾病，比如慢性淋巴細胞白血病和非霍奇金淋巴瘤。

       除了癌癥，NX-5948還在實(shí)驗室里對付另一個(gè)壞蛋——類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎。在小鼠的實(shí)驗中，它顯示出了希望的跡象，能減輕炎癥和關(guān)節損傷，這意味著(zhù)它未來(lái)可能幫助那些患有類(lèi)似疾病的人們。

       圖6 Nurix官網(wǎng)海報公布的BTK降解劑機理

       圖片來(lái)源：參考資料7

       NX-5948由Nurix Therapeutics公司開(kāi)發(fā)，是從NX-0492通過(guò)對CRBN binder和Warhead部分不斷優(yōu)化得到的，具有更加穩定的構型。

       圖7 從NRX-0492改造得到NX-2127再進(jìn)一步對E3水解酶結合小分子的改造獲得了NX-5948

       圖片來(lái)源：Nurix公司官網(wǎng)

       NX-5948主要被用于治療多種免疫炎癥性疾病，如類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎。它在臨床前研究中顯示出顯著(zhù)效果，能夠降低大腦中TMD8腫瘤細胞和小膠質(zhì)細胞中的BTK蛋白水平。

       圖8 NX-5948在細胞和各種動(dòng)物模型中的活性和藥代學(xué)特性

       圖片來(lái)源：參考資料7

       最近在A(yíng)SH會(huì )議上，Nurix發(fā)布了關(guān)于NX-5948的1a/1b期臨床試驗的數據。該試驗評估了NX-5948作為口服藥物在B細胞惡性腫瘤患者中的劑量效應。研究結果表明，NX-5948具有劑量依賴(lài)性藥代動(dòng)力學(xué)特性，能夠在患者中快速、穩健地降解BTK蛋白。

       圖9 NX-5948臨床結果

       圖片來(lái)源：Nurix公司官網(wǎng)

       NX-5948的創(chuàng )新機制在于其誘導BTK的野生型和突變型降解的能力，有可能克服與傳統BTK抑制劑相關(guān)的耐藥性和不耐受性問(wèn)題。此外，在膠原誘導性關(guān)節炎（CIA）小鼠模型中，NX-5948顯示出了有希望的預臨床活性。CIA是一種廣泛認可的類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎（RA）模型。在這個(gè)模型中，NX-5948減輕了關(guān)節炎癥狀，并減少了炎癥和關(guān)節損傷，表明其在治療自身免疫性疾病方面的潛力。

       除了上文所述靶點(diǎn)，下篇筆者將繼續介紹BRAF降解劑、SMARCA2降解劑，以及結合了抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）和蛋白質(zhì)降解技術(shù)兩大技術(shù)的創(chuàng )新療法——DAC（降解劑-抗體偶聯(lián)物），歡迎繼續關(guān)注～