在传统的小分子抑制剂开发过程中，很多关键疾病靶点因为构象原因导致“不可成药”，究其原因：活性位点太多导致单一小分子难以发挥功能；分子“口袋太浅小分子结合能力差；蛋白质表面“平滑”没有小分子结合位点。靶向蛋白降解技术PROTAC治疗平台突破了“不可成药”的问题。

       PROTAC的本质是一种双向功能小分子，包括两个功能配体和中间的连接子。一个配体负责结合目标蛋白（POI），另一个配体负责招募泛素连接酶（以下简称E3）。首先，PROTACs诱导连接酶和底物接近，泛素通过连接酶的活性与募集的底物结合，然后泛素链被蛋白酶体识别，通过其蛋白水解室穿梭泛素化底物，并将目标蛋白降解为肽，剩下的PROTAC则能够多次循环发挥作用。不同于传统小分子药物和目标蛋白“一对一”的作用关系，PROTAC和目标蛋白以“一对多”的方式发挥作用。

       PROTAC靶向蛋白降解技术的发展

       2001年PROTAC相关学术论文首次发表，被称为Protac-1，其由两部分组成：靶向METAP2的ovalicin，用于抑制血管增殖；和来自NF-κBIα的多肽，用于结合E3β-TRCP，实现在细胞外环境中靶向降解METAP-2。早期利用多肽作为配体结合，由于多肽本身不稳定，且多肽的分子量大，在体内代谢缓慢，进入细胞困难，因此早期的“bioPROTAC”的成药性受到限制。

       为了解决上述问题，陆续开发了多种能够结合不同E3（人类基因组中包括600多种E3）的小分子配体，包括小分子E3 VHL(von Hippel–Lindau tumour suppressor),小分子沙利度胺结合E3 cereblon(CRBN)，和小分子sulfonamide indisulam结合E3 DDB1(damage-specific DNA damage- binding protein 1)。新一代的小分子PROTAC不仅保持了小分子药物的低生产成本、高生物利用度等优势，还能够靶向传统小分子药物“不可成药”的靶点，这些优势吸引着医药研究者的开发兴趣，不断探索其临床应用前景。

       2013年起，Arvinas、C4 Therapeutics、Kymera Therapeutics 等公司相继成立，都专注于PROTAC技术的开发，默克、基因泰克、辉瑞、诺华、勃林格殷格翰等制药巨头也纷纷布局这一领域。

       2020年以前，有四个问题迟迟未能回答，就像是悬在所有开发者头顶上的达摩克里斯之剑：PROTAC在人体内是否安全；PROTAC是否能在人体内准确作用于靶点；PROTAC是否具有治疗效果；PROTAC是否保留了小分子药物的动力学特性？2019年由耶鲁大学教授Craig Crews创立的PROTAC公司Arvinas率先将管线ARV-110和ARV-471推进临床1期，2020年公布的临床数据对上述四个问题给出了明确且肯定的答复，Arvinas的两条管线推进到临床2期，给整个PROTAC领域注入了一剂强心剂，将国际国内的临床开发热情一举推上新的台阶。

       PROTAC发现时间表

       ARV-110治疗转移性去势抵抗性前列腺癌

       2022年2月17日Arvinas发布了其靶向雄激素受体（AR）的PROTAC蛋白降解剂ARV-110发布了临床1期临床结果和临床2期中期数据，临床1期剂量爬坡试验证明420mg安全，正在进行的临床2期中沿用这一剂量。ARV-110能够在体内作用于特定靶点，并且初步显示出治疗肿瘤的效果：在携带AR T878X/H875Y突变的肿瘤患者中，ARV-110使46%患者的前列腺特异性抗原（PSA）水平降低≥50%（PSA50）；在符合RECIST（Response Evaluation Criteria in Solid Tumors）标准、可评估的7名患者中，6名患者的肿瘤减少，2名患者达到部分缓解，Arvinas 计划在 2022 年底开展关键性临床 3 期试验。

       ARV-471治疗局部晚期或转移性ER+/HER2-乳腺癌

       ARV-471是Arvinas和辉瑞共同开发的雌激素（ER）降解剂，用于治疗ER+/HER2-乳腺癌。根据2021年12月10日Arvinas发布的临床1期结果，在患者入组前都接受过多种治疗的前提下，ARV-471具有良好的安全性，每日口服一次用药，剂量爬坡实验中700mg没有观察到剂量限制**。相比目前临床中使用的ER降解剂氟维司群40~50%的降解率，ARV-471的降解率平均值为64%、最高值为89%。在可评估的47名入组患者中，19名临床获益（包括部分缓解和病情稳定），获益率为40%，其中3名患者部分缓解。

       图3 ARV-110 和 ARV-471 的结构

       PROTAC研发管线梳理

       表1 国际上处于临床开发阶段的PROTAC管线

       CRBN并不是唯一可用的E3，其他E3的开发丰富了PROTAC的性能

       ARV-110和ARV-471都是利用E3 CRBN来降解目标蛋白，同时第一批进入临床的PROTAC管线披露的E3降解酶大多数是CRBN，除了Dialectic Therapeutics的DT2216选用了VHL。DT2216可针对血液瘤和多种实体瘤，能够选择性诱导BCL-XL蛋白的降解，并刺激癌细胞凋亡程序的启动，或者使癌细胞对化疗更加敏感。如今基于CRBN和VHL开发PROTAC已经成为领域内的标准化流程，但是在临床前和临床开发中，人们发现细胞特别是肿瘤细胞，可能产生突变从而逃逸CRBN和VHL介导的E3降解。人们已经发现了一系列具有特异性的E3，包括在骨骼肌中表达的KLHL41，在神经系统中表达的RNF182、TRIM9，以及在肿瘤中表达的CDC20、CIAO1、WD82。另外靶向BTK的PROTAC有望解决传统小分子抑制剂耐药性问题。

       表2 国内处于临床开发阶段的靶向蛋白降解管线

       在靶向蛋白降解药物开发的热潮席卷全球的影响下，有多家中国新药企业参与其中康朴生物、珃诺生物的管线已经推进到临床1/2期，与PROTAC龙头Arvinas处于统一阶段。此外，冰洲石生物、百济神州等药企的研究管线已经推进到临床1期。恒瑞医药也已建立PROTAC平台，并有管线申报临床。在已经披露的管线中，康朴生物和正大天晴选择了分子胶水路线，其余管线均为PROTAC。其中，珃诺生物的RNK05047在全球范围内属于First-in-class。

       总之，PROTAC概念自2001年提出，行业龙头Arvinas于2019年首次将两条PROTAC管线推进临床，目前靶向蛋白降解药物在全球掀起了开发热潮，在PROTAC国际竞争中，以康朴生物、珃诺生物为代表的中国药企研发进度处于国际前沿，像恒瑞、正大天晴等大型药企也在积极布局相关领域，随着具有组织、细胞特异性E3的开发，PROTAC的应用场景也将日益丰富，相关技术也将成为最主要的竞争壁垒。靶向蛋白降解技术PROTAC也将继续续写更多“春天的故事”。