近日，制藥巨頭羅氏旗下的基因泰克與濟(jì)民可信旗下的濟(jì)煜小分子創(chuàng)新研究院簽訂獨家許可協(xié)議，以高達(dá) 6.5 億美元的價格買下一種前列腺癌靶向雄激素受體（AR）蛋白質(zhì)降解 (TPD) 藥物：“JMKX002992”。

       通過這項許可協(xié)議，羅氏在前列腺癌領(lǐng)域增加了一種針對轉(zhuǎn)錄蛋白AR的降解劑新藥。而上個月，羅氏叫停了AKT 抑制劑 ipatasertib 的前列腺癌 1 期臨床試驗。

       圖1 ipatasertib結(jié)構(gòu)圖。圖源：筆者繪制

       前列腺癌是男性癌癥死亡的重要原因。據(jù)WHO統(tǒng)計顯示，2021年全球新發(fā)前列腺癌141萬例，發(fā)病率僅次于乳腺癌、肺癌、結(jié)直腸癌，位列第4位，已然成為最常見的“男性健康殺手”。

       前列腺癌治療重要靶點——AR

       雄激素受體 (AR) 轉(zhuǎn)錄因子是前列腺正常腺體穩(wěn)態(tài)以及前列腺癌細(xì)胞生長和存活的主要調(diào)節(jié)因子。因此，AR 靶向治療可有效提高無法通過手術(shù)或放療治愈的晚期前列腺癌患者的總體生存率。

       雄激素受體AR屬于一種轉(zhuǎn)錄蛋白，轉(zhuǎn)錄因子的失調(diào)與多種疾病有關(guān)。和p53，Myc，NF-kappaB等蛋白同屬轉(zhuǎn)錄因子的雄激素受體AR一直是前列腺癌的主要靶點，很多公司已經(jīng)開發(fā)了靶向AR藥物。

       圖2：依賴和不依賴雄激素的基因表達(dá)途徑。A、雄激素；AR, 雄激素受體; HSP，熱休克蛋白；ARV，雄激素受體變體。圖源：王少萌教授論文綜述

       圖3 靶向AR的藥物銷售額近幾年節(jié)節(jié)攀升。圖源：pharmacodia global database

       表1：包括AR在內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子蛋白的相關(guān)藥物靶點及其相關(guān)疾病。

       圖源：文獻(xiàn)整理

       市場上在售的傳統(tǒng)針對AR的小分子藥物包括楊森的AR抑制劑Erleada（apalutamide），輝瑞的AR抑制劑Xtandi（enzalutamide），拜耳的AR抑制劑Nubeqa（darolutamide）等。

       表2 靶向AR的前十大藥廠布局

       圖源：pharmacodia global database

       然而，這些蛋白質(zhì)傳統(tǒng)上被認(rèn)為是很有挑戰(zhàn)性的藥物靶點。此外，傳統(tǒng)抑制劑的耐藥性也阻礙了這些藥物的臨床應(yīng)用。

       在過去的幾年中PROTAC為代表的蛋白質(zhì)降解劑顯示出巨大的潛力，它們具有克服耐藥性以及靶向以前無法成藥的蛋白質(zhì)的能力。

       多款A(yù)R-PROTAC藥物已進(jìn)入臨床階段

       2001 年，加州理工學(xué)院 Deshaies 實驗室和耶魯大學(xué)克魯斯實驗室發(fā)表了他們開創(chuàng)性的論文，正式記錄了蛋白水解靶向嵌合體 (PROTACs) 的概念。20年之后靶向AR的PROTAC進(jìn)入臨床試驗。

       ARV-110（bavdegalutamide）是 Arvinas降解AR蛋白用于治療前列腺癌的發(fā)展最快的PROTAC候選藥物。目前處于臨床2期階段。 Avinas 還有一款口服PROTAC 藥物ARV-766正在進(jìn)行臨床一期試驗。關(guān)于進(jìn)入一期臨床的ARV-766的化合物結(jié)構(gòu)目前還未公開，但很容易和2016年crews教授論文發(fā)布的BDR4降解劑混淆。根據(jù)Avinas官網(wǎng)披露他們正在開發(fā) ARV-766，是針對 AR 的口服 PROTAC 蛋白降解劑，用于治療患有 mCRPC 的男性。

       在臨床前研究中，ARV-766 降解了所有AR 耐藥性驅(qū)動點突變，包括 L702H，這是一種與阿比特龍和其他 靶向AR 通路療法治療相關(guān)的突變，而ARV110（ bavdegalutamide） 在臨床前研究中沒有降解。

       圖4 ARV-110分子化學(xué)結(jié)構(gòu)。圖源：筆者繪制

       值得一提的是與AR降解劑同名的ARV-766其實是BRD4降解劑ARV771的陰性對照化合物。BRD4抑制劑ARV-771研發(fā)過程中觀察到一些毒副作用。Raina等人，在使用ARV-771（76號藥物）時觀察到各種毒副作用，包括注射部位皮膚變色，雖然用藥2-3天后，皮膚顏色會恢復(fù)。另外更令人擔(dān)憂的影響是小鼠不能耐受每天給藥的劑量，不得不間歇性一天隔一天給藥，還觀察到小鼠活動水平下降，脊柱畸形。這些相關(guān)毒 性的機(jī)制尚不清楚，但可能不是由于PROTAC特有的副作用。因為在RNAi小鼠模型中，抑制BRD4已被證明會導(dǎo)致可逆性表皮增生和脫發(fā)等影響，但總體來說，PROTAC的收益風(fēng)險比還是不錯。

       圖5 ARV-771分子化學(xué)結(jié)構(gòu)。圖源：文獻(xiàn)報道

       圖6 2016年Crews論文中的“ARV-766”

       注：該結(jié)果應(yīng)該不是真正的正在一期臨床的ARV-766結(jié)構(gòu)。文章中的結(jié)構(gòu)是基于BRD4抑制劑JQ1的PROTAC，最初來自 Crews 教授2016的一篇文章（10.1073/pnas.1521738113），論文中此化合物沒有活性。因為 E3 這端連的是VHL，VHL的順反異構(gòu)體會導(dǎo)致活性有無，特別適合PROTAC陰性對照物。cis-hydroxyprolines沒法結(jié)合E3 ligase，trans-hyp 可以結(jié)合E3 ligase而已。而目前臨床ARV766結(jié)構(gòu)還不確定，可能代號復(fù)用。圖中的結(jié)構(gòu)可能是舊文中的BRD4降解劑的結(jié)構(gòu)。

       最近學(xué)術(shù)界在針對靶向AR的降解劑開發(fā)上也不斷有突破：

       2021年9月密歇根大學(xué)藥物化學(xué)王少萌教授團(tuán)隊報道了PROTAC口服降解劑ARD-2585，此化合物針對降解AR設(shè)計。有出色的蛋白降解活性，DC50小于0.1 nM。前列腺癌相關(guān)的兩種細(xì)胞系VCaP和LNCaP中的IC50值分別為1.5 nM和16.2 nM。

       除此之外，在小鼠實驗中，它表現(xiàn)出51%的口服生物利用度，并在抑制腫瘤模型的生長方面優(yōu)于苯扎魯胺（enzalutamide），且沒有觀察到毒 性。

       圖7：ARD-2585結(jié)構(gòu)式及活性數(shù)據(jù)。圖源：JMC論文

       2022年王少萌教授在JMC綜述介紹了制藥界的武林高手們開發(fā)AR降解劑開發(fā)的心路歷程，早期日本武田公司的科學(xué)家們使用 IAP 配體來設(shè)計雙功能降解劑，他們將其命名為凋亡蛋白依賴性蛋白擦除器 (SNIPERs)?；衔?32就是這樣一種 SNIPER 分子。VCaP 細(xì)胞抑制活性IC50值達(dá)到1 μM。

       化合物135 至 137出自PROTAC創(chuàng)始人Crews教授團(tuán)隊，在 VCaP、LNCaP、22RV1 等前列腺癌相關(guān)細(xì)胞實驗中實現(xiàn)了低于納摩爾數(shù)量級的降解效力。但盡管化合物136 和137具有出色的降解能力，但它們在動物體內(nèi)的口服生物利用度較低，限制了它們的進(jìn)一步發(fā)展。

       ARV110是AR降解劑的集大成者，它由強效抑制劑，CRBN配體含氟衍生物通過剛性連接子相連，有非常出色的AR降解效力、前列腺癌細(xì)胞抑制活性、良好的口服成藥性并且在動物實驗中顯示出抗腫瘤功效。

       圖8：靶向AR的PROTAC的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。圖源：JMC論文綜述

       總結(jié)

       在過去的半個世紀(jì)里，制藥公司和學(xué)術(shù)研究實驗室投入了大量精力來開發(fā)雄激素受體藥物，包括已獲得 FDA 批準(zhǔn)的雄激素受體激動劑，和抑制劑。第二代AR抑制劑enzalutamide、apalutamide和darolutamide在臨床上具有選擇性、強效、有效且副作用較少。

       然而，對這些藥物耐藥性的迅速出現(xiàn)則意味著需要新的靶向雄激素受體藥物開發(fā)策略。與傳統(tǒng)小分子藥物不同，以分子膠和PROTAC為代表的靶向蛋白降解劑(TPD)藥物優(yōu)勢是減少傳統(tǒng)小分子藥物由于脫靶造成的副作用，也可以克服抑制劑藥物由靶蛋白表達(dá)增高和變異引起的抗藥性，還有催化劑的特性，可以反復(fù)利用，1個TPD分子可以反復(fù)降解致病靶標(biāo)蛋白。

       但目前PROTAC化合物都面臨分子量過大，成藥性差的問題。這意味著口服投藥需要加大劑量，造成潛在的毒副作用問題。另外也并非所有蛋白皆可高效降解，比如BRD4有潛在on target副作用，IRAK4抑制劑和降解劑都遇到一些困難。雖然目前還沒有FDA批準(zhǔn)的藥物，但經(jīng)過20多年的技術(shù)積累，PROTAC終將迎來它的時代。