PROTAC技术向癌症治疗III期试验迈进
蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)正从实验性技术迈向临床阶段癌症治疗,首批候选药物已进入III期研究。与传统抑制剂不同,PROTAC通过招募E3泛素连接酶促使靶蛋白被蛋白酶体降解,为既往“不可成药”的靶点带来新的治疗可能。
蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)正进入用于癌症治疗的后期临床试验,标志着该技术从实验阶段走向潜在的治疗现实。首批PROTAC候选药物目前已在III期研究中接受评估,这代表着从阻断蛋白功能到直接清除致病蛋白的根本性转变。
PROTAC是一类异双功能分子,由三个关键要素构成:与靶蛋白结合的配体(关注蛋白,protein of interest,POI)、募集E3泛素连接酶的配体,以及连接二者的化学连接子。空间上的靠近会促使靶蛋白发生泛素化,随后由细胞26S蛋白酶体降解。这种催化式作用机制使单个PROTAC分子能够连续标记多个靶蛋白,从而在更低剂量下实现更高效率。
与传统小分子药物通常通过暂时阻断蛋白活性不同,PROTAC通过将靶蛋白从细胞中物理性移除而发挥作用。三元复合物形成后,PROTAC促进泛素分子转移至靶蛋白的赖氨酸残基上,导致多聚泛素化。随后,多聚泛素化的POI被26S蛋白酶体识别,在那里泛素链被去除,靶蛋白被高效降解。
相较传统抑制剂,一个关键优势在于能够克服耐药性。肿瘤细胞常在活性位点发生突变,从而阻止抑制剂结合。然而,由于PROTAC并不一定需要结合催化位点,而是可以利用蛋白表面任何可及的口袋,它们为治疗打开了新的窗口。这一策略使此前被认为“不可成药”的靶蛋白也变得可触及。
Vepdegestrant(ARV-471)是一种可口服的雌激素受体(ER)降解剂,目前正在一项大规模III期研究(VERITAC-2)中进行评估,研究对象为ER阳性/HER2阴性的局部晚期或转移性乳腺癌患者。I/II期数据已显示其可显著降低肿瘤组织中的ER水平,且其临床获益率可能超过传统fulvestrant治疗。
Bavdegalamide(ARV-110)以雄激素受体(AR)为靶点。在既往已接受多种治疗的转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)患者中获得令人鼓舞的结果后,开发方正为其在更晚期的更广泛临床应用铺路。
推动PROTAC开发势头的,是资金充足的国际联盟。在美国和亚洲,Arvinas、Pfizer和Roche等公司正与大学附属医院开展密切合作,以优化这些通常分子量较大的嵌合体的药代动力学。一个重点方向是突破血脑屏障,以用于治疗CNS转移。诸如由European Research Council(ERC)资助的“Design and biological evaluation of PROTACs as anti-cancer agents”(H2020)等项目,则聚焦于在Cereblon(CRBN)和VHL之外开发新型E3连接酶配体。
PROTAC研究中使用的分析技术包括AlphaScreen®、TR-FRET(荧光共振能量转移)以及作为发光方法的NanoBRETTM。利用UbiReal测试原理作为高通量筛选方法,可对泛素缀合与去缀合阶段进行实时监测。
由于PROTAC通过降解而非抑制发挥作用,其效应可能更为持久,因为细胞必须重新合成新的蛋白分子才能恢复功能。这种精准靶向构成了PROTAC的治疗前景,并使其区别于常常同时影响病变细胞与正常细胞的传统癌症治疗。靶向蛋白降解将成为个体化癌症治疗的基石。