PROTAC:从理论突破到临床验证的20年征程

抗体圈

1天前

临床验证突破:PROTAC药物ARV-471(乳腺癌)和ARV-110(前列腺癌)的II/III期数据验证了降解策略的可行性,而分子胶药物沙利度胺衍生物年销售额已超2亿美元,为市场注入强心剂。
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引言:PROTAC-突破传统的新星

2001年,科学家Craig M. Crews团队首次提出PROTAC(蛋白降解靶向嵌合体)概念,其核心灵感来源于细胞的自毁机制”——泛素-蛋白酶体系统(UPS)。这一设想标志着药物研发从传统的抑制蛋白功能转向直接清除致病蛋白的全新思路。然而,早期PROTAC多为多肽结构,面临稳定性差、难以入胞等挑战。

日程表

AI 生成的内容可能不正确。

关键的转折点出现在2015年,随着小分子PROTAC的成功设计,科学家首次在动物体内验证了其蛋白降解能力。随后的短短4年,首个小分子PROTAC药物ARV-1102019年进入临床,瞄准转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)。这一突破性进展宣告:PROTAC正式从实验室迈入临床时代。 

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PROTAC的作用机制与核心优势

1. 作用机制:细胞的特洛伊木马

PROTAC是一种双功能分子,一端结合靶蛋白(POI),另一端招募E3泛素连接酶,通过搭建靶蛋白-PROTAC-E3连接酶三元复合物,促使泛素分子标记靶蛋白,最终由蛋白酶体将其降解。这一过程具有 催化循环特征——单个PROTAC分子可循环降解多个靶蛋白,实现低剂量高效作用。 

形状, 箭头

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2. 传统药物无法企及的优势

攻克“不可成药”靶点:传统小分子需结合靶蛋白活性位点,而PROTAC只需结合任意表面,成功靶向转录因子、支架蛋白等传统“难治”靶点。

克服耐药性:即使靶蛋白突变或过表达,PROTAC仍能有效清除,突破靶向治疗耐药瓶颈。

超低剂量长效作用:临床前研究表明,PROTAC在纳摩尔浓度即可生效,且降解效果可持续数天。

-03-

临床验证:从癌症到神经系统疾病的治疗突破

1. 抗癌战场:ARER靶点的里程碑

ARV-110(靶向雄激素受体AR):针对前列腺癌的II期数据显示,46%携带AR 878X/H875Y突变患者实现PSA50(前列腺特异性抗原下降≥50%),6/7患者肿瘤缩小,其中2例达到部分缓解(NCT03888612)。 

ARV-471(靶向雌激素受体ER):治疗ER+/HER2-乳腺癌的II期试验中,52.9%患者临床获益,目前该药已进入III期全球多中心试验(NCT04072952),有望成为首个获批的PROTAC疗法。     

2. 管线爆发:多靶点与多疾病拓展

截至20239月,全球共有28PROTAC进入临床(数据来源:药渡数据库),覆盖从血液肿瘤到实体瘤的广泛领域:

    -04-

    全球行业现状:领跑者与新兴力量

    1. 行业领军者:Arvinas的核心布局

    Arvinas作为PROTAC领域的先驱,凭借ARV-110ARV-471两大核心管线奠定领先地位。其技术平台已吸引辉瑞、拜耳等巨头合作,共同拓展适应症。 此外,除AR/ER外,BTKBRD4BCL-xL等靶点成为热门赛道。PROTAC神经领域也极具潜力,PROTAC的脑渗透性改进(如ARV-102)为阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统疾病带来曙光。

    2. 中国力量:加速追赶国内药企如海创药业、百济神州等布局16款临床阶段PROTAC,虽尚无III期项目,但2023年临床启动数激增,覆盖BTKAR等靶点,适应症集中于实体瘤与血液肿瘤。

    BGB-16673是百济基于其CDAC平台开发的首款口服靶向BTK的嵌合式降解激活化合物,通过触发BTK蛋白的消除,防止BTK活性并中断其作为结合伴侣的功能。20248月,BGB-16673FDA授予快速通道认定,用于治疗既往接受过至少两线治疗(包括BTK抑制剂和BCL2抑制剂)的复发/难治性(R/R)慢性淋巴细胞白血病或小淋巴细胞淋巴瘤(CLL/SLL)成年患者。

    -05-

    商业化前景:百亿美元市场的机遇

    PROTAC全球市场规模预计以年均50%增速扩张,2030年或突破百亿美元。其应用正从癌症拓展至自身免疫病、神经疾病(如阿尔茨海默病)及病毒感染领域。

    这一爆发式增长背后,是多重驱动力的共振:

    未满足的临床需求:全球约70%的疾病相关蛋白为“不可成药”靶点,TPD技术通过降解而非抑制的机制,覆盖传统药物难以企及的领域,如KRAS突变肿瘤、阿尔茨海默病。

    资本狂潮涌入:2022年TPD领域风险投资额达7.07亿美元,较2017年增长超2000%;2024年全球药企合作交易额已超100亿美元,诺华、辉瑞、渤健等巨头纷纷押注PROTAC与分子胶技术。

    临床验证突破PROTAC药物ARV-471(乳腺癌)和ARV-110(前列腺癌)的II/III期数据验证了降解策略的可行性,而分子胶药物沙利度胺衍生物年销售额已超2亿美元,为市场注入强心剂。

    -06-

    结语:未来已来,无限可能

    PROTAC的二十年历程,是科学理想照进现实的缩影。从学术界的冷门概念,到工业界的研发热潮,再到临床治疗的曙光初现,它证明了降解致病蛋白这一策略的可行性。尽管挑战犹存——如毒性控制、递送系统优化——但随着技术迭代与资本投入,PROTAC有望成为继小分子、抗体药后的第三大药物范式。

    参考文献:

    1.Proteolysis-targeting chimera (PROTAC) for targeted protein-egradation and cancer therapy. J Hematol Oncol. 2020 May 13;13(1):50

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    临床验证突破:PROTAC药物ARV-471(乳腺癌)和ARV-110(前列腺癌)的II/III期数据验证了降解策略的可行性,而分子胶药物沙利度胺衍生物年销售额已超2亿美元,为市场注入强心剂。
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    引言:PROTAC-突破传统的新星

    2001年,科学家Craig M. Crews团队首次提出PROTAC(蛋白降解靶向嵌合体)概念,其核心灵感来源于细胞的自毁机制”——泛素-蛋白酶体系统(UPS)。这一设想标志着药物研发从传统的抑制蛋白功能转向直接清除致病蛋白的全新思路。然而,早期PROTAC多为多肽结构,面临稳定性差、难以入胞等挑战。

    日程表

AI 生成的内容可能不正确。

    关键的转折点出现在2015年,随着小分子PROTAC的成功设计,科学家首次在动物体内验证了其蛋白降解能力。随后的短短4年,首个小分子PROTAC药物ARV-1102019年进入临床,瞄准转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)。这一突破性进展宣告:PROTAC正式从实验室迈入临床时代。 

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    PROTAC的作用机制与核心优势

    1. 作用机制:细胞的特洛伊木马

    PROTAC是一种双功能分子,一端结合靶蛋白(POI),另一端招募E3泛素连接酶,通过搭建靶蛋白-PROTAC-E3连接酶三元复合物,促使泛素分子标记靶蛋白,最终由蛋白酶体将其降解。这一过程具有 催化循环特征——单个PROTAC分子可循环降解多个靶蛋白,实现低剂量高效作用。 

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    2. 传统药物无法企及的优势

    攻克“不可成药”靶点:传统小分子需结合靶蛋白活性位点,而PROTAC只需结合任意表面,成功靶向转录因子、支架蛋白等传统“难治”靶点。

    克服耐药性:即使靶蛋白突变或过表达,PROTAC仍能有效清除,突破靶向治疗耐药瓶颈。

    超低剂量长效作用:临床前研究表明,PROTAC在纳摩尔浓度即可生效,且降解效果可持续数天。

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    临床验证:从癌症到神经系统疾病的治疗突破

    1. 抗癌战场:ARER靶点的里程碑

    ARV-110(靶向雄激素受体AR):针对前列腺癌的II期数据显示,46%携带AR 878X/H875Y突变患者实现PSA50(前列腺特异性抗原下降≥50%),6/7患者肿瘤缩小,其中2例达到部分缓解(NCT03888612)。 

    ARV-471(靶向雌激素受体ER):治疗ER+/HER2-乳腺癌的II期试验中,52.9%患者临床获益,目前该药已进入III期全球多中心试验(NCT04072952),有望成为首个获批的PROTAC疗法。     

    2. 管线爆发:多靶点与多疾病拓展

    截至20239月,全球共有28PROTAC进入临床(数据来源:药渡数据库),覆盖从血液肿瘤到实体瘤的广泛领域:

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      全球行业现状:领跑者与新兴力量

      1. 行业领军者:Arvinas的核心布局

      Arvinas作为PROTAC领域的先驱,凭借ARV-110ARV-471两大核心管线奠定领先地位。其技术平台已吸引辉瑞、拜耳等巨头合作,共同拓展适应症。 此外,除AR/ER外,BTKBRD4BCL-xL等靶点成为热门赛道。PROTAC神经领域也极具潜力,PROTAC的脑渗透性改进(如ARV-102)为阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统疾病带来曙光。

      2. 中国力量:加速追赶国内药企如海创药业、百济神州等布局16款临床阶段PROTAC,虽尚无III期项目,但2023年临床启动数激增,覆盖BTKAR等靶点,适应症集中于实体瘤与血液肿瘤。

      BGB-16673是百济基于其CDAC平台开发的首款口服靶向BTK的嵌合式降解激活化合物,通过触发BTK蛋白的消除,防止BTK活性并中断其作为结合伴侣的功能。20248月,BGB-16673FDA授予快速通道认定,用于治疗既往接受过至少两线治疗(包括BTK抑制剂和BCL2抑制剂)的复发/难治性(R/R)慢性淋巴细胞白血病或小淋巴细胞淋巴瘤(CLL/SLL)成年患者。

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      商业化前景:百亿美元市场的机遇

      PROTAC全球市场规模预计以年均50%增速扩张,2030年或突破百亿美元。其应用正从癌症拓展至自身免疫病、神经疾病(如阿尔茨海默病)及病毒感染领域。

      这一爆发式增长背后,是多重驱动力的共振:

      未满足的临床需求:全球约70%的疾病相关蛋白为“不可成药”靶点,TPD技术通过降解而非抑制的机制,覆盖传统药物难以企及的领域,如KRAS突变肿瘤、阿尔茨海默病。

      资本狂潮涌入:2022年TPD领域风险投资额达7.07亿美元,较2017年增长超2000%;2024年全球药企合作交易额已超100亿美元,诺华、辉瑞、渤健等巨头纷纷押注PROTAC与分子胶技术。

      临床验证突破PROTAC药物ARV-471(乳腺癌)和ARV-110(前列腺癌)的II/III期数据验证了降解策略的可行性,而分子胶药物沙利度胺衍生物年销售额已超2亿美元,为市场注入强心剂。

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      结语:未来已来,无限可能

      PROTAC的二十年历程,是科学理想照进现实的缩影。从学术界的冷门概念,到工业界的研发热潮,再到临床治疗的曙光初现,它证明了降解致病蛋白这一策略的可行性。尽管挑战犹存——如毒性控制、递送系统优化——但随着技术迭代与资本投入,PROTAC有望成为继小分子、抗体药后的第三大药物范式。

      参考文献:

      1.Proteolysis-targeting chimera (PROTAC) for targeted protein-egradation and cancer therapy. J Hematol Oncol. 2020 May 13;13(1):50

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