2001年，雷蒙德·J·德赫斯教授與Crews教授一起提出了PROTAC的概念。在《自然》雜志上，德赫斯教授總結了利用“媒介藥物”將蛋白質(zhì)配對的策略，以激活或抑制生物過(guò)程。

       傳統靶向藥通過(guò)與靶點(diǎn)蛋白質(zhì)結合來(lái)直接增加或減少其功能，以達到治療效果，遵循了“一個(gè)靶點(diǎn)，一個(gè)藥物”的原則。但現在，一類(lèi)新興的令人興奮的藥物——即“媒介藥物”，它們通過(guò)將兩個(gè)（或更多）小分子結合在一起，使得其中一個(gè)（效應器）可以作用于另一個(gè)（靶點(diǎn)），從而實(shí)現對靶點(diǎn)的治療性調控。

       如下圖所示，一個(gè)雙功能分子設計用來(lái)一端結合目標蛋白，另一端結合效應器蛋白，使兩者接近，由此效應器蛋白能對目標蛋白發(fā)揮作用。不同的效應器蛋白能產(chǎn)生不同的生物效應；如果效應器是E3連接酶，這種雙功能分子則被稱(chēng)為PROTAC。同理也可以使用分子膠來(lái)誘導鄰接。此外，目標和效應器不僅限于蛋白，還可以是RNA、細胞器，甚至是完整的細胞。這樣的生物分子設計擴大了靶向治療的可能性，開(kāi)辟了治療多種疾病的新途徑。

       圖1 雙功能分子示意圖，一端結合靶蛋白，一端結合effector蛋白，拉近兩個(gè)蛋白，通過(guò)effector蛋白對靶蛋白產(chǎn)生效應。不同的effector蛋白產(chǎn)生不同的效應，Target與effector，也可以不限于蛋白，比如RNA、細胞器，甚至完整細胞。雙功能分子包括PROTAC，分子膠等

       圖片來(lái)源：參考資料3

       在上篇（蛋白降解劑新篇章：2023年6大創(chuàng )新靶點(diǎn)臨床進(jìn)展深度解析（上））中，筆者介紹了PROTAC的特點(diǎn)，和AR/ER降解劑、BRD降解劑、BTK降解劑NX-5948等熱門(mén)降解劑的臨床進(jìn)展，本篇將繼續介紹BRAF降解劑、SMARCA2降解劑，以及DAC（降解劑-抗體偶聯(lián)物）的臨床進(jìn)展。

       BRAF降解劑CFT1946

       C4公司開(kāi)發(fā)的針對突變型BRAF V600X選擇性降解劑CFT1946是另一個(gè)潛力降解劑，目前實(shí)體瘤適應癥正在進(jìn)行2期臨床研究。同樣先簡(jiǎn)單解釋一下為什么選擇BRAF V600X作為藥物靶點(diǎn)。

       想象我們的身體是一個(gè)繁忙的城市，那么蛋白質(zhì)就像是這個(gè)城市里的工人，每個(gè)都有自己的任務(wù)。在這個(gè)城市里，有一種特別的工人叫做BRAF V600，它通常幫助控制細胞的生長(cháng)和分裂。但有時(shí)，這個(gè)工人會(huì )出現一些“錯誤”，變成一個(gè)不受控制的版本，就像一個(gè)壞了的機器，不停地工作，導致一些腫瘤的產(chǎn)生。這時(shí)，CFT1946就像是一個(gè)超級英雄，它的任務(wù)是找到這些出了問(wèn)題的BRAF V600工人，并讓它們“退休”。CFT1946特別厲害的地方在于，它不僅認得出常見(jiàn)的壞工人（如V600E），還能識別出一些不太常見(jiàn)的類(lèi)型（比如G469A和G466V），甚至是那些經(jīng)過(guò)特殊“剪輯”變異的BRAF。CFT1946的工作方式是通過(guò)一種叫做CRBN的機制，它能夠把這些壞工人標記出來(lái)，然后讓身體的清潔隊伍來(lái)清理它們。這樣，它幫助阻止了那些不受控制的細胞增殖，從而抑制腫瘤的生長(cháng)。

       用專(zhuān)業(yè)的表述就是CFT1946是一種口服降解劑藥物，屬于基于CRBN的、針對BRAF V600X突變選擇性的雙功能降解激活化合物（BiDAC）。這種化合物能夠有效降解不同類(lèi)型的BRAF突變，包括V600E（I類(lèi)）、G469A（Ⅱ類(lèi)）、G466V（III類(lèi)）突變和p61-BRAF剪接變體。它的工作原理是通過(guò)誘導BRAF V600突變蛋白的降解，從而抑制MAPK信號通路，這是控制BRAF V600驅動(dòng)的腫瘤細胞增殖和存活的關(guān)鍵途徑。

       圖2 CFT1946通過(guò)把一個(gè)碳替換為氮降低了SASA值從而大大提高了口服利用率

       圖片來(lái)源：參考資料9

       根據C4公司副總裁梁博士在A(yíng)ACR2023年大會(huì )介紹的CFT1946藥物分子設計的思路，如圖所示其目標是改善口服生物利用度，改造基于將不同的化學(xué)核心應用到藥物結構中。這里展示了兩種不同的核心：Azaindole（化合物8）和Quinazolinone（CFT1946），以及對它們的溶劑可及表面積（SASA）進(jìn)行分析的結果。

       彈頭使用Azaindole核心（compound 8，tPSA 226, F 65%）：這種結構具有較高的極性表面積（topological polar surface area, tPSA）和較好的生物利用度（F 65%）。

       彈頭使用Quinazolinone核心（CFT1946，F 89%）：當Azaindole核心被Quinazolinone核心取代后，生物利用度提升到89%。

       SASA分析的結果揭示了一個(gè)假設：在BRAF雙功能降解激活化合物（BiDAC）的背景下，piperidine N（一種化學(xué)結構，標記在CFT1946的分子結構圖中的藍色部分）提供了更高的傾向于構象坍塌，這導致了SASA的降低。簡(jiǎn)言之，這意味著(zhù)藥物分子更傾向于“折疊”成更緊湊的結構，從而減小其暴露于溶劑（如水）的表面積。這樣的結構變化通常與更好的膜滲透性和口服生物利用度相關(guān)。

       SASA分析下方的散點(diǎn)圖展示了化合物8和化合物9在不同相對勢能下的SASA值。化合物8的圖表顯示了一個(gè)明顯的趨勢，其中一些構象具有顯著(zhù)較低的SASA值，表明它們在空間結構上更緊湊。相比之下，化合物9的SASA值相對分散，沒(méi)有表現出類(lèi)似的趨勢。

       下圖展示的是CFT1946在BRAF-V600E/NRAS-Q61K腫瘤模型中的活性，該模型是臨床上已知BRAF抑制劑耐藥的常用模型。

       圖3 CFT1946單獨或與MEKi聯(lián)合使用在對BRAF-V600E驅動(dòng)的腫瘤模型中的活性，具有抑制MAPK信號通路和減小腫瘤體積的潛力，尤其是在對BRAF抑制劑產(chǎn)生耐藥的情況下

       圖片來(lái)源：參考資料9

       左側的圖表顯示了與CFT1946單獨或與MEKi（一種MEK抑制劑）聯(lián)合治療的A375+NRAS-Q61K異種移植模型的研究結果。不同顏色和樣式的線(xiàn)表示不同治療方法對腫瘤體積的影響。可以看到：

       空白對照組和Trametinib（一種MEKi，0.1 mg/kg 兩次/日）治療的組，腫瘤體積增長(cháng)迅速。

       Encorafenib（一種BRAFi，35 mg/kg 每日一次）加MEKi的組表現出了腫瘤生長(cháng)的抑制。

       低劑量（10 mg/kg 兩次/日）和高劑量（30 mg/kg 兩次/日）的CFT1946單獨治療組顯示了顯著(zhù)的腫瘤體積減小。

       CFT1946與MEKi聯(lián)合使用時(shí)，即使在低劑量下也顯示了腫瘤體積的顯著(zhù)減少，高劑量組更好。

       右側的圖表通過(guò)Western blot分析顯示了CFT1946作為單一藥物和與MEKi聯(lián)合使用在抑制MAPK（有絲分裂原活化蛋白激酶）信號通路中的效果，這與BRAF抑制劑相比較。Western blot圖像顯示：

       使用DMSO（對照組）時(shí)，BRAF-V600E和pERK（活化的ERK蛋白）表達正常。

       CFT1946在不同濃度下能顯著(zhù)降低pERK水平，表明它有效地抑制了MAPK信號通路。

       當CFT1946與1nM MEKi聯(lián)合使用時(shí)，pERK的抑制更加顯著(zhù)。

       Encorafenib在不同濃度下對pERK的影響較小，即使與MEKi聯(lián)合使用也是如此。

       目前來(lái)看，在體外和體內的BRAF V600E驅動(dòng)疾病模型中，CFT1946展現出比傳統抑制劑更強大的活性，能夠有效降解那些對BRAF抑制劑產(chǎn)生耐藥性的BRAF V600E/NRAS Q61K逃逸突變。

       SMARCA2降解劑PRT3789

       最后來(lái)講一下Prelude therapeutics公司開(kāi)發(fā)的靶向降解劑PRT3789。這是一種突破性的SMARCA2降解劑，已進(jìn)入I期臨床試驗階段。它主要用于治療攜帶SMARCA4基因突變的癌癥患者，這種突變可作為生物標志物幫助選擇合適的患者群體。SMARCA2和SMARCA4是SWI/SNF復合體中的兩種ATP依賴(lài)性蛋白，它們的主要功能是調節染色質(zhì)結構，從而影響基因表達。這個(gè)復合體在修復DNA、細胞周期調控和細胞分化中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。當SMARCA4發(fā)生突變時(shí)，腫瘤細胞會(huì )依賴(lài)其旁系同源蛋白SMARCA2來(lái)維持生存，這成為一種新的藥物靶向機會(huì )。因此，研究人員和藥物開(kāi)發(fā)商都將目光投向了SMARCA2抑制劑或降解劑，這些藥物能夠特異性地殺死SMARCA4突變的癌細胞。

       SMARCA4基因的突變不僅在非小細胞肺癌中較為常見(jiàn)，而且在一些難以找到明確靶點(diǎn)的癌癥中也經(jīng)常出現，如小細胞卵巢癌、某些皮膚癌、膠質(zhì)瘤和結腸癌。這意味著(zhù)針對SMARCA2/4的藥物可能對一系列廣泛的癌癥類(lèi)型有效，展示了其巨大的市場(chǎng)潛力。

       正因為如此，大型制藥公司也在積極投資于這個(gè)領(lǐng)域。例如，禮來(lái)公司于2021年底與Foghorn Therapeutics達成了一項重大協(xié)議，針對SMARCA2選擇性抑制劑的交易總金額高達16.8億美元，這顯示出業(yè)界對這一新療法的高度期待和信心。在2022年的AACR會(huì )議上，Foghorn公布了他們首 個(gè)進(jìn)入臨床試驗的SMARCA2/SMARCA4雙抑制劑FHD-286的臨床前數據，這進(jìn)一步加深了這一領(lǐng)域的研究和發(fā)展熱度。

       圖4 選擇性 SMARCA2 降解劑的機理

       圖片來(lái)源：Prelude公司官網(wǎng)

       而Prelude公司副總裁樸博士在筆者研究所的報告中介紹了為什么他們選擇SMARCA這個(gè)靶點(diǎn)。想象一下我們的細胞就像一個(gè)非常忙碌的圖書(shū)館，其中的每本書(shū)（基因）都需要被放在正確的架子上，以便讀者（細胞的機器）可以在需要時(shí)找到它們。在這個(gè)圖書(shū)館中，SMARCA4就像是一個(gè)圖書(shū)管理員，負責確保這些書(shū)正確地上架。但當SMARCA4出了問(wèn)題，比如發(fā)生了突變，這個(gè)圖書(shū)館就會(huì )變得混亂，書(shū)籍（基因）不在它們應該在的地方，讀者（細胞的機器）就會(huì )混淆，最終導致一些嚴重的問(wèn)題，比如癌癥。

       PRT3789就像是被召喚來(lái)的超級圖書(shū)管理員，它有一個(gè)特別的能力：找到并解決由于SMARCA4突變而導致的圖書(shū)錯位問(wèn)題。它做的不僅僅是重新排列錯放的書(shū)籍，它實(shí)際上能夠找到圖書(shū)館里另一個(gè)管理員——SMARCA2，這個(gè)管理員在沒(méi)有SMARCA4的情況下通常會(huì )變得不那么有效。PRT3789確保SMARCA2得到正確的指導，以便圖書(shū)館能夠恢復秩序。

       目前，PRT3789正在經(jīng)歷臨床1期試驗。在這個(gè)階段，研究人員正在密切觀(guān)察這個(gè)新超級管理員在現實(shí)世界中的表現，確保它既安全又有效。如果一切順利，Prelude Therapeutics公司希望在2024年向世界展示PRT3789能夠清理混亂圖書(shū)館的證據，并計劃進(jìn)行更大規模的試驗（II/III期臨床試驗），這些試驗將決定PRT3789是否能成為正式的圖書(shū)館救星，也就是一個(gè)批準上市的癌癥治療降解劑藥物。

       PRT3789作為SMARCA2的降解劑，展示了在細胞水平上對SMARCA2相比SMARCA4具有超過(guò)1000倍的選擇性，這意味著(zhù)它能夠非常精確地瞄準并降解SMARCA2蛋白，同時(shí)基本不影響SMARCA4。這種高度的選擇性對于癌癥治療至關(guān)重要，因為它允許治療更加針對性，減少了對健康細胞的潛在損害。

       該公司計劃在2024年提供臨床效果的證據，并計劃在證據確立后進(jìn)入II/III期的注冊臨床試驗，這些試驗是藥物獲得監管批準前的關(guān)鍵步驟。SMARCA2和SMARCA4都是與染色質(zhì)重塑相關(guān)的蛋白質(zhì)，對維持正常基因表達和細胞功能至關(guān)重要。PRT3789通過(guò)特別設計來(lái)靶向并促進(jìn)SMARCA2蛋白的降解，這對于那些因SMARCA4突變而導致的蛋白失調的癌癥具有潛在治療作用。

       降解劑新模式：PROTAC+ADC

       最近，在藥物發(fā)現領(lǐng)域，有一種創(chuàng )新的治療策略正在浮現，它結合了兩種強大的技術(shù)：抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）和蛋白質(zhì)降解技術(shù)。這種新型降解劑的概念，就像是給ADCs賦予了PROTAC（一種小分子降解劑）的能力，這樣的組合被稱(chēng)為DAC（降解劑-抗體偶聯(lián)物）。

       AbCellera和Prelude Therapeutics公司的合作正是基于這一理念。AbCellera利用其尖端的抗體發(fā)現平臺，旨在開(kāi)發(fā)出新一代的治療藥物，這些藥物能夠精準地靶向病變細胞。而Prelude Therapeutics則擅長(cháng)于設計小分子藥物，如SMARCA2降解劑。當這兩家公司的技術(shù)結合時(shí)，他們的第一個(gè)合作項目就誕生了：一種SMARCA降解劑-抗體偶聯(lián)物。

       這種新型的治療藥物是如何工作的呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，抗體部分負責尋找并精確靶向病變細胞，就像一個(gè)有高度專(zhuān)業(yè)知識的導游，能夠在繁忙的城市中精確找到目的地。一旦抗體找到目標細胞，它就會(huì )將綁定在它上的SMARCA降解劑“送貨上門(mén)”。這個(gè)降解劑就像是一個(gè)拆遷專(zhuān)家，它可以拆除導致細胞變成癌細胞的部分結構。通過(guò)這種方式，抗體和降解劑的結合不僅提高了藥物的精確度，還增強了其摧毀癌細胞的能力。

       這項合作的宣布，標志著(zhù)醫藥界在精準癌癥治療領(lǐng)域的一個(gè)重要進(jìn)步。這種策略的潛力巨大，因為它可以提供一種更為直接和個(gè)性化的治療方法，將療效最大化，同時(shí)減少對正常細胞的損害。隨著(zhù)研究的深入，我們期待看到這種新型ADCs——DAC藥物——在未來(lái)癌癥治療中扮演的角色。