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近日，在首爾大學(xué)藥學(xué)院召開(kāi)了第27屆有機(jī)合成學(xué)會(huì)，三場(chǎng)主題演講聚焦ADC藥物平臺(tái)，PROTAC降解劑進(jìn)展和DEL技術(shù)助力新藥研發(fā)。下面和大家分享一下講座精華和筆者的一些感想。
關(guān)鍵詞：ADC
第一位發(fā)言的是來(lái)自韓國(guó)Aptis公司的金博士（Joo-Hwan Kim），演講主題為：新一代抗體-藥物共軛(ADC)技術(shù)抗體結(jié)合位點(diǎn)的選擇性結(jié)合。內(nèi)容主要是基于已發(fā)表的論文：通過(guò)鄰近驅(qū)動(dòng)的S到N?；D(zhuǎn)移反應(yīng)對(duì)治療性抗體進(jìn)行位點(diǎn)選擇性抗體-藥物偶聯(lián)。
圖1 ADC新技術(shù)論文
圖片來(lái)源：參考資料1
該項(xiàng)目，研究了一種將藥物附著到抗體上以產(chǎn)生抗體-藥物偶聯(lián)物的新方法。
研發(fā)人員使用一種特殊的肽和一種名為AbClick-1的化學(xué)物質(zhì)，比以前更可控的方式將藥物附著在抗體上。
他們建立的AbClickPro是一種新型交聯(lián)劑技術(shù)，用于使用基于硫酯的無(wú)痕交聯(lián)方法進(jìn)行位點(diǎn)特異性IgG偶聯(lián)。
該技術(shù)可用于生成具有95%收率的功能化抗體，并已用于創(chuàng)建兩種類(lèi)型的接頭：可逆的T-VC-DM1和T-nc-DM1。使用該技術(shù)生成的ADC在HER2/ν陽(yáng)性細(xì)胞系和異種移植小鼠模型中顯示出顯著的細(xì)胞毒性和腫瘤抑制作用。AbClickPro為ADC治療開(kāi)發(fā)中穩(wěn)健的化學(xué)、制造和控制提供了極好的機(jī)會(huì)。
圖2 通過(guò)S到N的?；D(zhuǎn)移進(jìn)行位點(diǎn)特異性抗體-藥物共軛的策略
圖片來(lái)源：參考資料2
筆者順便調(diào)查了一下Aptis公司的背景：
Abtis成立于2016年，旨在開(kāi)發(fā)抗體位點(diǎn)特異性抗體藥物偶聯(lián)物(ADC)源技術(shù)，并開(kāi)發(fā)ADC療法。Abtis的ADC平臺(tái)技術(shù)是一種創(chuàng)新的專(zhuān)有鏈接器平臺(tái)技術(shù)，在可擴(kuò)展性和CMC方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。
目前，Abtis正在自主構(gòu)建多種抗癌ADC管線，同時(shí)也通過(guò)開(kāi)放式創(chuàng)新與多家抗體研發(fā)生物公司和藥物研發(fā)制藥公司合作開(kāi)展ADC聯(lián)合研究。
2021年1月，Abtis吸引了價(jià)值150億韓元（約8千萬(wàn)人民幣）的B輪投資，并計(jì)劃借此進(jìn)一步加速ADC的開(kāi)發(fā)。
2021年12月，Aptis宣布與CDMO公司GenScript ProBio進(jìn)行合作，用于臨床前CMC開(kāi)發(fā)以及ADC產(chǎn)品抗體的臨床和商業(yè)生產(chǎn)，合作開(kāi)發(fā)的ADC藥物針對(duì)的靶點(diǎn)是Claudin-1。
此蛋白是Claudin蛋白家族的重要成員，Claudin18.2主要在胃上皮細(xì)胞中表達(dá)，并在胃癌、胰腺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌和肝癌等原發(fā)性惡性腫瘤中高度表達(dá)。
去年11月，Aptis宣布和全球最大的CDMO公司Lonza合作，將aptis開(kāi)發(fā)的“AppClick”平臺(tái)技術(shù)，納入Lonza開(kāi)發(fā)抗體結(jié)合候選藥物的定制化解決方案工具箱。
AbClick利用一種環(huán)肽與mAb的特定部位結(jié)合，由于連接劑與附近的賴氨酸建立了異肽鍵，提高了穩(wěn)定性和抗裂解性，導(dǎo)致小分子與抗體結(jié)后之后的ADC藥物更精確。
圖3 Aptis官網(wǎng)介紹AbClick平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)
圖片來(lái)源：官網(wǎng)截圖
關(guān)鍵詞：PROTAC
第二位嘉賓是來(lái)自韓國(guó)化學(xué)研究所的黃教授（Hwang Jong-yeon），他的發(fā)言主題是靶向蛋白降解（TPD）：為小分子藥物鋪平道路。
黃博士在韓國(guó)西江大學(xué)化學(xué)研究所攻讀五年碩博課程。畢業(yè)后在美國(guó)圣裘德兒童研究醫(yī)院學(xué)習(xí)化學(xué)生物學(xué)，并在韓國(guó)巴斯德研究所學(xué)習(xí)傳染病治療兩年。2013年調(diào)入韓國(guó)化學(xué)研究所生物制藥研究本部，現(xiàn)任下一代醫(yī)學(xué)研究中心蛋白水解誘導(dǎo)劑負(fù)責(zé)人。
他在回答觀眾關(guān)于PROTAC如何達(dá)到理想活性的提問(wèn)中，強(qiáng)調(diào)了PROTAC研究時(shí)靶點(diǎn)不同，降解劑的活性會(huì)千差萬(wàn)別。
在針對(duì)A靶點(diǎn)時(shí)合成4個(gè)化合物就找到了50nM左右的苗頭化合物，而另一個(gè)靶點(diǎn)合成了超過(guò)300個(gè)protac也沒(méi)有找到低于10微摩的降解劑。所以他建議還是按照不同的靶向蛋白小分子連接長(zhǎng)度為6個(gè)、9個(gè)、12個(gè)碳鏈的linker，再嘗試CRBN或者VHL的E3水解酶結(jié)合子，合成20個(gè)左右的protac測(cè)一批活性。如果不行建議直接放棄，換一個(gè)靶點(diǎn)。
另外，PROTAC和分子膠水降解靶向的蛋白質(zhì)時(shí)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中老鼠模型安全性沒(méi)問(wèn)題，但在猴子模型會(huì)有毒副作用的情況也很常見(jiàn)，需要注意。
黃博士最后還強(qiáng)調(diào)，近期已有研究報(bào)道了PROTAC也產(chǎn)生了耐藥性所以，對(duì)新型E3水解酶結(jié)合化合物的需求很大。
筆者多次聆聽(tīng)黃博士的PROTAC報(bào)告，每次都深入淺出，也指出目前PROTAC的種種挑戰(zhàn)，以及分子膠水的潛在機(jī)遇。
基于蛋白質(zhì)分解靶向嵌合體（PROTAC）策略的蛋白質(zhì)降解已經(jīng)成為一種很有前途的藥物發(fā)現(xiàn)方法。PROTAC小分子降解劑通過(guò)降低疾病組織中的目標(biāo)蛋白水平，可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)小分子抑制劑更徹底的目標(biāo)抑制，預(yù)計(jì)治療效果更好。
目前為止，已經(jīng)報(bào)道了一些類(lèi)別的PROTAC AR降解劑。
2008年，耶魯大學(xué)的PROTAC創(chuàng)始人Crews等人報(bào)道了一類(lèi)AR降解劑的設(shè)計(jì)，使用配體來(lái)招募MDM2 E3連接酶。
2017年，Naito等人報(bào)道了特異性和非遺傳性IAP依賴性蛋白清除劑（SNIPER）化合物，該化合物使用配體招募細(xì)胞凋亡蛋白抑制劑1（cIAP1）E3連接酶降解AR。Salami等人報(bào)道ARCC-4是一種強(qiáng)效的AR降解劑，通過(guò)招募VHL-1/cullin 2 E3連接酶復(fù)合物而運(yùn)作。
王教授實(shí)驗(yàn)室報(bào)告了通過(guò)招募VHL-1/cullin 2 E3連接酶復(fù)合物發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)效AR降解劑。
Takwale等人報(bào)告發(fā)現(xiàn)TD-802是一種有效的AR降解劑，具有良好的肝臟微粒體穩(wěn)定性和藥代動(dòng)力學(xué)特性。來(lái)自Arvinas的科學(xué)家在專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)中披露了許多類(lèi)PROTAC AR降解劑，并將ARV-110推進(jìn)到臨床開(kāi)發(fā)。
圖4 AR抑制劑和PROTAC AR降解劑
圖片來(lái)源：韓欣博士JMC綜述論文
關(guān)鍵詞：DEL
第三位演講嘉賓是來(lái)自浦項(xiàng)工大的林教授（Hyun‐Suk Lim）演講主題是：基因編碼庫(kù)技術(shù)（DEL）用于藥物開(kāi)發(fā)的進(jìn)展，局限性及解決方法。
林教授是韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)（POSTECH）化學(xué)和先進(jìn)材料科學(xué)部的教授。他已經(jīng)發(fā)表了多篇關(guān)于DNA編碼的各種化合物組合庫(kù)的論文，如大環(huán)庚烷、雙環(huán)庚烷和吡咯并[2,3-d]嘧啶為核心構(gòu)建的DEL化合物庫(kù)。這些DEL庫(kù)有助于通過(guò)篩選大量具有生物目標(biāo)的分子來(lái)發(fā)現(xiàn)新型候選藥物。
DNA編碼的組合庫(kù)是小分子的集合，這些小分子附著在編碼其化學(xué)結(jié)構(gòu)的單個(gè)DNA序列上。它們有助于通過(guò)篩選大量具有生物目標(biāo)的分子來(lái)發(fā)現(xiàn)新型候選藥物。這些分子可以通過(guò)使用與DNA兼容的化學(xué)反應(yīng)或使用天然或合成的構(gòu)件（如氨基酸或蛋白酶）來(lái)合成。
林教授介紹說(shuō)GSK公司內(nèi)部約30%的項(xiàng)目使用DEL技術(shù)來(lái)尋找潛在候選藥物。這項(xiàng)技術(shù)可以在數(shù)千萬(wàn)甚至上億個(gè)化合物中找到小于1微摩的先導(dǎo)化合物，目前中國(guó)的CDMO公司包括藥名康德和成都先導(dǎo)的DEL定制服務(wù)也很有名。但DEL由于使用DNA需要在水溶液中反應(yīng)所以無(wú)法使用對(duì)水敏感的化學(xué)反應(yīng)。
林教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于納米粒子的體系可以解決傳統(tǒng)DE化合物庫(kù)的局限性。
筆者也調(diào)查了一些通過(guò)DNA編碼庫(kù)技術(shù)發(fā)現(xiàn)藥物的例子。
GSK-2256294，一種可溶性環(huán)氧化物水解酶的強(qiáng)效抑制劑，它是慢性阻塞性肺病的潛在治療藥物；
GSK-3326595，一種蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶5的選擇性抑制劑，是一種潛在的癌癥治療藥物；
PF-06650833，一種白細(xì)胞介素-1受體相關(guān)激酶4的抑制劑，是治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和其他炎癥性疾病的潛在藥物；
PF-06747775，一種白細(xì)胞介素-4受體α的抑制劑，是一種治療哮喘和其他過(guò)敏性疾病的潛在藥物。
另外，查爾斯河國(guó)際實(shí)驗(yàn)室和旗艦公司的先鋒藥品公司已經(jīng)達(dá)成協(xié)議，使用Logica，一個(gè)利用DNA編碼庫(kù)的人工智能平臺(tái)，來(lái)發(fā)現(xiàn)各種目標(biāo)的新型藥物。
小結(jié)
PROTAC是PROteolysis TArgeting Chimera的縮寫(xiě)，它是一種可以通過(guò)招募E3泛素連接酶來(lái)誘導(dǎo)目標(biāo)蛋白降解的分子。
ADC是Antibody-Drug Conjugate的縮寫(xiě)，它是一種由抗體和細(xì)胞毒藥物連接而成的分子，可以將藥物選擇性地傳遞給表達(dá)目標(biāo)抗原的細(xì)胞。
DEL是指DNA編碼庫(kù)，這是一種分子集合，包含連接在DNA標(biāo)簽上的小分子，這些標(biāo)簽編碼其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以使用DNA測(cè)序?qū)ι锬繕?biāo)進(jìn)行篩選。
這些技術(shù)的市場(chǎng)分析是復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的，因?yàn)樗鼈內(nèi)蕴幱谠缙陂_(kāi)發(fā)階段，面臨著各種挑戰(zhàn)，如特異性、穩(wěn)定性、毒性和可擴(kuò)展性。
這些技術(shù)的一些各自研發(fā)痛點(diǎn)是：
為PROTAC設(shè)計(jì)尋找合適的E3連接酶和連接物；為ADC設(shè)計(jì)優(yōu)化藥物與抗體的比例和結(jié)合部位；為DEL設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高效的合成和篩選方法。
解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵，筆者認(rèn)為核心還是要扎根有機(jī)合成。
