眼下,生物药的市场占比已经超越小分子药物,成为新的医药市场主角。
但随着被称为生物医药领域革命性技术的PROTAC横空出世,小分子药物或将迎来下一个“黄金时代”。
一、PROTAC:不可成药靶点的“克星”
PROTAC是一种双靶点嵌合分子,分子结构类似“哑铃”,通过一个连接链(Linker)将目标蛋白配体和E3泛素连接酶连接。
目前,药企将PROTAC开发用于治疗血液瘤和实体瘤等多种不同的疾病领域,其中在肿瘤的治疗上,PROTAC是通过利用细胞内固有的质量控制机制即泛素-蛋白酶体系统选择性诱导目标蛋白降解,恢复细胞内蛋白质的稳态,从而达到抑制肿瘤生长的目的。
PROTAC之所以能助力小分子药物进入下一个“黄金时代”,就在于具备多种治疗优势。
一方面,相较于需要长时间占据靶蛋白才能发挥功能的小分子、抗体药物,PROTAC只需要与靶蛋白瞬时结合,将蛋白拉近到E3酶拉并打上泛素标签,再通过泛素-蛋白酶进行降解即可实现治疗。这一独特的作用机制,让PROTAC成为了不可成药靶点的“克星”。
在已被解析的疾病相关蛋白中,小分子和抗体药只能靶向20%的蛋白,另外高达80%的蛋白多位于细胞内或核内,而PROTAC可作用于蛋白质表面的任意位点,市场前景相当广阔。
另一方面,PROTAC在靶点上的选择高于小分子,且只需要较低的化合物浓度就能降解目的蛋白,安全性好。相反,小分子药物需要加高剂量才能提高靶点占有率,毒副作用较大。
PROTAC技术与其他传统药物形式对比 来源:德邦证券
特别是,小分子药物经常出现耐药问题,而PROTAC不需要与靶蛋白活性中心的高强度结合,就能有效降解靶蛋白,克服耐药的优势相当显著。
例如,坐拥超百亿美元市场的BTK抑制剂,就存在副作用大、耐药的问题。这是由于BTK抑制剂主要是通过与BTK活性位点的半胱氨酸残基形成共价键产生酶抑制作用,容易产生耐药突变。
相较之下,PROTAC只需要与BTK形成相对较弱的非共价结合,便可以招募E3蛋白酶,对BTK形成修饰,最终降解BTK。比如,海思科研发的靶向BTK口服PROTAC药物HSK-29116,就能诱导BTK泛素化标记,通过蛋白酶体途径将其降解,从而阻断BCR信号通路的传递,抑制B细胞淋巴瘤细胞的生长与增殖。
二、PROTAC先驱Arvinas:能否诞生全球首款药物?
任何新型药物的开发和上市都需要有引领者,PROTAC也不例外。
2001年,耶鲁大学的Crews教授和合作伙伴设计出了能够将目标蛋白“拉”到E3泛素连接酶附近的人造分子PROTAC,一种新型药物应运而生。
12年后,Crews教授创立了被誉为“PROTAC先驱”的Arvinas公司,之后实现多项“零的突破”:2016年,诞生了首款可用于临床试验评估的口服PROTAC蛋白降解剂;2018年,诞生了首款可穿越血脑屏障的PROTAC蛋白降解剂,将适应症拓展至神经退行性疾病领域。
随着PROTAC平台的治疗潜力不断凸显,Arvinas不仅获得了罗氏、辉瑞、拜耳等等众多大型药企的认可,还于2018年成功登陆美股。
根据公司官网显示,Arvinas已经布局了12款在研产品(8款为肿瘤领域,4款为神经科学领域),其中已有3款进入临床阶段,包括已处于Ⅲ期临床的ARV-471(ER,治疗乳腺癌),以及靶向雄激素受体(AR)的ARV-110和ARV-766,治疗转移性去势抵抗前列腺癌(mCRPC)。
Arvinas三款临床阶段的在研产品 来源:公司官网
从临床研究结果看,上述3款核心产品都公布了可圈可点的数据。
其中,ARV-471已经牵手辉瑞,2021年7月Arvinas和辉瑞达成了超20亿美元的合作协议,目标是将其打造成为治疗ER阳性乳腺癌患者的支柱性内分泌疗法。
在本周刚刚落幕的ESMO年会上刚刚公布了ARV-471在ER阳性、HER2阴性乳腺癌患者中的I/II期试验更新结果(摘要编号:390P),在83例中位年龄64岁、既往接受过中位数4种前线疗法(包括100的CDK4/6抑制剂、81%前线氟维司群治疗、82%前线化疗)的患者中,实现37%的CBR(95%CI,26-49)。
ARV-110治疗mCRPC患者的疗效也较为显著。I/II期临床试验结果显示,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)。
2023年6月8日,Arvinas还公布了ARV-766在mCRPC男性患者中进行I/II期剂量递增和扩展研究的积极数据。结果显示,42%的AR配体结合域(LBD) 突变患者达到PSA50反应,而且耐受性良好,大多数治疗相关不良事件(TRAE)为1级或2级,未发生4级及以上TRAE。
除了Arvinas以外,国外还有不少药企进军PROTAC领域,而且靶点丰富多样、疾病领域广泛。据Insight数据库显示,截至今日,全球已有34个PROTAC项目处于临床阶段。
三、站在PROTAC潮头的国内药企
可以看到,PROTAC领域是一个较为新兴的领域,目前尚处于不断发展和完善的初级阶段,而且以海外药企布局居多,国内市场可谓是“无人区”,但也有一些药企勇立潮头。
就在Arvinas实现“零的突破”的2016年,海创药业也开始进军PROTAC研发,是国内较早进行PROTAC技术探索的企业,目前已合成多个目标蛋白配体、数百个Linker,布局了4款针对癌症领域的PROTAC在研产品,包括HP518(AR靶点)、HP568(ER靶点)、HC-X029(AR-sv靶点)、HC-X035(SHP2靶点)。
其中,HP518是国内首个进入临床试验阶段的口服AR PROTAC在研药物,目前已在澳大利亚完成多个剂量组的爬坡Ia期临床研究,与HC-X029一样,都是针对标准治疗失败的mCRPC的末线治疗;HP568、HC-X035则分别针对ER+乳腺癌、KRAS突变的肿瘤适应症。
开拓药业基于自有PROTAC平台开发了靶向AR的GT20029,于2023年8月完成了治疗男性雄激素性脱发(AGA)或脱发中国Ⅱ期临床试验,是全球首个进入Ⅱ期临床试验的外用PROTAC化合物,预计将于2024年第一季度获得顶线数据,差异化和市场先发优势显著。
开拓药业的研发管线 来源:2023年半年报
海思科利用PROTAC技术平台布局了多款PROTAC,目前已有3款进入临床阶段针对不同疾病领域,包括HSK29116(BTK,B细胞淋巴瘤)、HSK40118片(EGFR,非小细胞肺癌)、HSK38008(AR,前列腺癌),均处于Ⅰ期临床阶段。
其中,HSK29116是中国首款、全球第二款进入临床研究的BTK-PROTAC药物,相较于重磅炸弹级药物伊布替尼,其靶点选择性更强且药物灵敏度更高;HSK38008是全球首家口服AR-V7降解剂,在AR-V7突变的22RV1去势小鼠移植瘤模型中,药效显著优于ARV-110和前列腺癌“药王”恩扎卢胺,期待后期数据读出。
伊布替尼和HSK29116作用效果比较 资料来源:德邦研究所
恒瑞医药同样关注技术前沿,自主建立了检测PROTAC三元复合物和细胞内蛋白降解的技术平台,目前已有2个项目处于临床研究阶段,包括HRS-1358(ER靶点)、HRS-5041(AR靶点),1个项目即将PCC,多个在研项目覆盖多种实体瘤和血液瘤,与公司已有管线形成组合,并探索不可成药靶点。
百济神州也利用PROTAC技术平台(CDAC)开发了1个治疗B细胞恶性肿瘤的BTK CDAC项目BGB-16673,有望凭借CDAC平台能够减少剂量限制性毒性,克服E3连接酶相关耐药的优势,克服BTK抑制剂耐药,并加强现有BTK靶向药产品组合。
贝达药业也在今年5月30日与C4 Therapeutics签署了许可与合作协议,以1000万美元首付款取得具有口服生物利用度的变构BiDAC™ 降解剂CFT8919。
CFT8919通过与L858R突变的变构位点结合,展示出突出的选择性,同时对像T790M和/或C797S突变的EGFR继发耐药突变有效。此外,CFT8919不仅对携带L858R单突变、而且对奥希替尼、厄洛替尼耐药后产生的L858R继发耐药突变,均具有很好细胞增殖抑制活性,同时展示出良好的 EGFR 野生型选择性,有望与贝达已有NSCLC管线组合发力,在这一领域深化布局。
四、小结
尽管PROTAC尚处于蓝海阶段,但依然有一些药企敢于对新型药物发起挑战。
不过,由于PROTAC技术新兴且较为复杂,仍有许多难题需要解决,后续能否成功研发还存在较大的不确定性。期待更多国产药企加入其中,并实现突围。
参考资料:
1.各公司财报、公告、官网
2.《海思科-002653-仿制药落地,创新业务崛起》,德邦证券
3.《从被指“业余”到行业翘楚,这家生物技术公司如何花十年完成不凡蜕变?》,药明康德,2023-08-07
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