2001年，雷蒙德·J·德赫斯教授与Crews教授一起提出了PROTAC的概念。在《自然》杂志上，德赫斯教授总结了利用“媒介药物”将蛋白质配对的策略，以激活或抑制生物过程。

       传统靶向药通过与靶点蛋白质结合来直接增加或减少其功能，以达到治疗效果，遵循了“一个靶点，一个药物”的原则。但现在，一类新兴的令人兴奋的药物——即“媒介药物”，它们通过将两个（或更多）小分子结合在一起，使得其中一个（效应器）可以作用于另一个（靶点），从而实现对靶点的治疗性调控。

       如下图所示，一个双功能分子设计用来一端结合目标蛋白，另一端结合效应器蛋白，使两者接近，由此效应器蛋白能对目标蛋白发挥作用。不同的效应器蛋白能产生不同的生物效应；如果效应器是E3连接酶，这种双功能分子则被称为PROTAC。同理也可以使用分子胶来诱导邻接。此外，目标和效应器不仅限于蛋白，还可以是RNA、细胞器，甚至是完整的细胞。这样的生物分子设计扩大了靶向治疗的可能性，开辟了治疗多种疾病的新途径。

       图1 双功能分子示意图，一端结合靶蛋白，一端结合effector蛋白，拉近两个蛋白，通过effector蛋白对靶蛋白产生效应。不同的effector蛋白产生不同的效应，Target与effector，也可以不限于蛋白，比如RNA、细胞器，甚至完整细胞。双功能分子包括PROTAC，分子胶等

       图片来源：参考资料3

       在上篇（蛋白降解剂新篇章：2023年6大创新靶点临床进展深度解析（上））中，笔者介绍了PROTAC的特点，和AR/ER降解剂、BRD降解剂、BTK降解剂NX-5948等热门降解剂的临床进展，本篇将继续介绍BRAF降解剂、SMARCA2降解剂，以及DAC（降解剂-抗体偶联物）的临床进展。

       BRAF降解剂CFT1946

       C4公司开发的针对突变型BRAF V600X选择性降解剂CFT1946是另一个潜力降解剂，目前实体瘤适应症正在进行2期临床研究。同样先简单解释一下为什么选择BRAF V600X作为药物靶点。

       想象我们的身体是一个繁忙的城市，那么蛋白质就像是这个城市里的工人，每个都有自己的任务。在这个城市里，有一种特别的工人叫做BRAF V600，它通常帮助控制细胞的生长和分裂。但有时，这个工人会出现一些“错误”，变成一个不受控制的版本，就像一个坏了的机器，不停地工作，导致一些肿瘤的产生。这时，CFT1946就像是一个超级英雄，它的任务是找到这些出了问题的BRAF V600工人，并让它们“退休”。CFT1946特别厉害的地方在于，它不仅认得出常见的坏工人（如V600E），还能识别出一些不太常见的类型（比如G469A和G466V），甚至是那些经过特殊“剪辑”变异的BRAF。CFT1946的工作方式是通过一种叫做CRBN的机制，它能够把这些坏工人标记出来，然后让身体的清洁队伍来清理它们。这样，它帮助阻止了那些不受控制的细胞增殖，从而抑制肿瘤的生长。

       用专业的表述就是CFT1946是一种口服降解剂药物，属于基于CRBN的、针对BRAF V600X突变选择性的双功能降解激活化合物（BiDAC）。这种化合物能够有效降解不同类型的BRAF突变，包括V600E（I类）、G469A（Ⅱ类）、G466V（III类）突变和p61-BRAF剪接变体。它的工作原理是通过诱导BRAF V600突变蛋白的降解，从而抑制MAPK信号通路，这是控制BRAF V600驱动的肿瘤细胞增殖和存活的关键途径。

       图2 CFT1946通过把一个碳替换为氮降低了SASA值从而大大提高了口服利用率

       图片来源：参考资料9

       根据C4公司副总裁梁博士在AACR2023年大会介绍的CFT1946药物分子设计的思路，如图所示其目标是改善口服生物利用度，改造基于将不同的化学核心应用到药物结构中。这里展示了两种不同的核心：Azaindole（化合物8）和Quinazolinone（CFT1946），以及对它们的溶剂可及表面积（SASA）进行分析的结果。

       弹头使用Azaindole核心（compound 8，tPSA 226, F 65%）：这种结构具有较高的极性表面积（topological polar surface area, tPSA）和较好的生物利用度（F 65%）。

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

       SASA分析的结果揭示了一个假设：在BRAF双功能降解激活化合物（BiDAC）的背景下，piperidine N（一种化学结构，标记在CFT1946的分子结构图中的蓝色部分）提供了更高的倾向于构象坍塌，这导致了SASA的降低。简言之，这意味着药物分子更倾向于“折叠”成更紧凑的结构，从而减小其暴露于溶剂（如水）的表面积。这样的结构变化通常与更好的膜渗透性和口服生物利用度相关。

       SASA分析下方的散点图展示了化合物8和化合物9在不同相对势能下的SASA值。化合物8的图表显示了一个明显的趋势，其中一些构象具有显著较低的SASA值，表明它们在空间结构上更紧凑。相比之下，化合物9的SASA值相对分散，没有表现出类似的趋势。

       下图展示的是CFT1946在BRAF-V600E/NRAS-Q61K肿瘤模型中的活性，该模型是临床上已知BRAF抑制剂耐药的常用模型。

       图3 CFT1946单独或与MEKi联合使用在对BRAF-V600E驱动的肿瘤模型中的活性，具有抑制MAPK信号通路和减小肿瘤体积的潜力，尤其是在对BRAF抑制剂产生耐药的情况下

       图片来源：参考资料9

       左侧的图表显示了与CFT1946单独或与MEKi（一种MEK抑制剂）联合治疗的A375+NRAS-Q61K异种移植模型的研究结果。不同颜色和样式的线表示不同治疗方法对肿瘤体积的影响。可以看到：

       空白对照组和Trametinib（一种MEKi，0.1 mg/kg 两次/日）治疗的组，肿瘤体积增长迅速。

       Encorafenib（一种BRAFi，35 mg/kg 每日一次）加MEKi的组表现出了肿瘤生长的抑制。

       低剂量（10 mg/kg 两次/日）和高剂量（30 mg/kg 两次/日）的CFT1946单独治疗组显示了显著的肿瘤体积减小。

       CFT1946与MEKi联合使用时，即使在低剂量下也显示了肿瘤体积的显著减少，高剂量组更好。

       右侧的图表通过Western blot分析显示了CFT1946作为单一药物和与MEKi联合使用在抑制MAPK（有丝分裂原活化蛋白激酶）信号通路中的效果，这与BRAF抑制剂相比较。Western blot图像显示：

       使用DMSO（对照组）时，BRAF-V600E和pERK（活化的ERK蛋白）表达正常。

       CFT1946在不同浓度下能显著降低pERK水平，表明它有效地抑制了MAPK信号通路。

       当CFT1946与1nM MEKi联合使用时，pERK的抑制更加显著。

       Encorafenib在不同浓度下对pERK的影响较小，即使与MEKi联合使用也是如此。

       目前来看，在体外和体内的BRAF V600E驱动疾病模型中，CFT1946展现出比传统抑制剂更强大的活性，能够有效降解那些对BRAF抑制剂产生耐药性的BRAF V600E/NRAS Q61K逃逸突变。

       SMARCA2降解剂PRT3789

       最后来讲一下Prelude therapeutics公司开发的靶向降解剂PRT3789。这是一种突破性的SMARCA2降解剂，已进入I期临床试验阶段。它主要用于治疗携带SMARCA4基因突变的癌症患者，这种突变可作为生物标志物帮助选择合适的患者群体。SMARCA2和SMARCA4是SWI/SNF复合体中的两种ATP依赖性蛋白，它们的主要功能是调节染色质结构，从而影响基因表达。这个复合体在修复DNA、细胞周期调控和细胞分化中扮演着至关重要的角色。当SMARCA4发生突变时，肿瘤细胞会依赖其旁系同源蛋白SMARCA2来维持生存，这成为一种新的药物靶向机会。因此，研究人员和药物开发商都将目光投向了SMARCA2抑制剂或降解剂，这些药物能够特异性地杀死SMARCA4突变的癌细胞。

       SMARCA4基因的突变不仅在非小细胞肺癌中较为常见，而且在一些难以找到明确靶点的癌症中也经常出现，如小细胞卵巢癌、某些皮肤癌、胶质瘤和结肠癌。这意味着针对SMARCA2/4的药物可能对一系列广泛的癌症类型有效，展示了其巨大的市场潜力。

       正因为如此，大型制药公司也在积极投资于这个领域。例如，礼来公司于2021年底与Foghorn Therapeutics达成了一项重大协议，针对SMARCA2选择性抑制剂的交易总金额高达16.8亿美元，这显示出业界对这一新疗法的高度期待和信心。在2022年的AACR会议上，Foghorn公布了他们首 个进入临床试验的SMARCA2/SMARCA4双抑制剂FHD-286的临床前数据，这进一步加深了这一领域的研究和发展热度。

       图4 选择性 SMARCA2 降解剂的机理

       图片来源：Prelude公司官网

       而Prelude公司副总裁朴博士在笔者研究所的报告中介绍了为什么他们选择SMARCA这个靶点。想象一下我们的细胞就像一个非常忙碌的图书馆，其中的每本书（基因）都需要被放在正确的架子上，以便读者（细胞的机器）可以在需要时找到它们。在这个图书馆中，SMARCA4就像是一个图书管理员，负责确保这些书正确地上架。但当SMARCA4出了问题，比如发生了突变，这个图书馆就会变得混乱，书籍（基因）不在它们应该在的地方，读者（细胞的机器）就会混淆，最终导致一些严重的问题，比如癌症。

       PRT3789就像是被召唤来的超级图书管理员，它有一个特别的能力：找到并解决由于SMARCA4突变而导致的图书错位问题。它做的不仅仅是重新排列错放的书籍，它实际上能够找到图书馆里另一个管理员——SMARCA2，这个管理员在没有SMARCA4的情况下通常会变得不那么有效。PRT3789确保SMARCA2得到正确的指导，以便图书馆能够恢复秩序。

       目前，PRT3789正在经历临床1期试验。在这个阶段，研究人员正在密切观察这个新超级管理员在现实世界中的表现，确保它既安全又有效。如果一切顺利，Prelude Therapeutics公司希望在2024年向世界展示PRT3789能够清理混乱图书馆的证据，并计划进行更大规模的试验（II/III期临床试验），这些试验将决定PRT3789是否能成为正式的图书馆救星，也就是一个批准上市的癌症治疗降解剂药物。

       PRT3789作为SMARCA2的降解剂，展示了在细胞水平上对SMARCA2相比SMARCA4具有超过1000倍的选择性，这意味着它能够非常精确地瞄准并降解SMARCA2蛋白，同时基本不影响SMARCA4。这种高度的选择性对于癌症治疗至关重要，因为它允许治疗更加针对性，减少了对健康细胞的潜在损害。

       该公司计划在2024年提供临床效果的证据，并计划在证据确立后进入II/III期的注册临床试验，这些试验是药物获得监管批准前的关键步骤。SMARCA2和SMARCA4都是与染色质重塑相关的蛋白质，对维持正常基因表达和细胞功能至关重要。PRT3789通过特别设计来靶向并促进SMARCA2蛋白的降解，这对于那些因SMARCA4突变而导致的蛋白失调的癌症具有潜在治疗作用。

       降解剂新模式：PROTAC+ADC

       最近，在药物发现领域，有一种创新的治疗策略正在浮现，它结合了两种强大的技术：抗体药物偶联物（ADCs）和蛋白质降解技术。这种新型降解剂的概念，就像是给ADCs赋予了PROTAC（一种小分子降解剂）的能力，这样的组合被称为DAC（降解剂-抗体偶联物）。

       AbCellera和Prelude Therapeutics公司的合作正是基于这一理念。AbCellera利用其尖端的抗体发现平台，旨在开发出新一代的治疗药物，这些药物能够精准地靶向病变细胞。而Prelude Therapeutics则擅长于设计小分子药物，如SMARCA2降解剂。当这两家公司的技术结合时，他们的第一个合作项目就诞生了：一种SMARCA降解剂-抗体偶联物。

       这种新型的治疗药物是如何工作的呢？简单来说，抗体部分负责寻找并精确靶向病变细胞，就像一个有高度专业知识的导游，能够在繁忙的城市中精确找到目的地。一旦抗体找到目标细胞，它就会将绑定在它上的SMARCA降解剂“送货上门”。这个降解剂就像是一个拆迁专家，它可以拆除导致细胞变成癌细胞的部分结构。通过这种方式，抗体和降解剂的结合不仅提高了药物的精确度，还增强了其摧毁癌细胞的能力。

       这项合作的宣布，标志着医药界在精准癌症治疗领域的一个重要进步。这种策略的潜力巨大，因为它可以提供一种更为直接和个性化的治疗方法，将疗效最大化，同时减少对正常细胞的损害。随着研究的深入，我们期待看到这种新型ADCs——DAC药物——在未来癌症治疗中扮演的角色。