从概念验证到药物上市:PROTAC领域的历史性突破
2026年5月1日,美国食品药品监督管理局(FDA)批准Vepdegestrant(商品名:Veppanu)用于治疗携带ESR1突变的ER阳性(ER+)/HER2阴性(HER2−)晚期或转移性乳腺癌患者(FDA, 2026)。这一事件不仅标志着一种新型乳腺癌治疗药物的诞生,更具有超越单一产品的产业意义。作为全球首个获批上市的PROTAC(Proteolysis-Targeting Chimera)药物,Vepdegestrant完成了靶向蛋白降解(Targeted Protein Degradation, TPD)技术从实验室概念到商业化产品的历史性跨越(Tang et al., 2026)。
过去二十余年中,现代药物发现主要建立在“抑制蛋白功能”的逻辑之上。无论是激酶抑制剂还是核受体拮抗剂,其本质均遵循occupancy-driven pharmacology原则,即药物必须持续占据靶蛋白活性位点才能维持药效。然而,大量疾病相关蛋白缺乏可成药结合口袋(druggable pocket),或因获得性突变导致药物结合能力下降,从而形成耐药(Burslem & Crews, 2020)。
PROTAC技术则提出了完全不同的药理学理念。药物并不直接抑制蛋白功能,而是通过同时结合目标蛋白和E3泛素连接酶(E3 ubiquitin ligase),诱导目标蛋白发生泛素化并被蛋白酶体降解。由于一个PROTAC分子能够反复催化多个蛋白降解事件,因此其作用机制被定义为event-driven pharmacology(Bondeson et al., 2015)。Vepdegestrant的成功首次在人类疾病治疗中验证了这一理论体系。PROTAC概念的诞生与Arvinas的建立
Vepdegestrant的研发历程实际上可以追溯至2001年。彼时,Craig Crews与Raymond Deshaies团队首次提出利用双功能小分子诱导目标蛋白降解的概念,并发表了第一篇PROTAC奠基性论文(Sakamoto et al., 2001)。这一工作证明,化学小分子能够将目标蛋白招募至泛素化系统,从而实现选择性降解。
然而,早期PROTAC分子存在严重局限。由于缺乏高效E3连接酶配体、细胞通透性不足以及药代动力学性质较差,这些化合物更接近化学生物学工具,而非真正意义上的药物。直到2015年,Winter等人发现来那度胺(lenalidomide)和泊马度胺(pomalidomide)能够结合Cereblon(CRBN)并诱导新底物降解,现代PROTAC药物开发才真正进入快速发展阶段(Winter et al., 2015)。
2013年,Crews创立Arvinas公司,试图将PROTAC从学术发现转化为药物研发平台。公司早期工作集中于建立可药用的PROTAC设计框架,包括CRBN和VHL等E3连接酶配体优化、linker工程学以及三元复合物(ternary complex)稳定性设计。这些技术积累最终催生了两个里程碑项目:针对雄激素受体(AR)的ARV-110以及针对雌激素受体(ER)的ARV-471,即后来的Vepdegestrant。为什么选择雌激素受体作为突破口
在众多潜在靶点中,Arvinas选择雌激素受体(ER)作为首个重点开发方向具有明确的战略逻辑。ER阳性乳腺癌约占全部乳腺癌的70%,是全球最常见的乳腺癌亚型(Turner et al., 2020)。尽管Tamoxifen、芳香化酶抑制剂以及Fulvestrant等内分泌治疗药物显著改善了患者预后,但绝大多数患者最终会发生获得性耐药。
随着CDK4/6抑制剂广泛应用,ESR1突变逐渐成为最重要的耐药机制之一。此类突变能够使ER在缺乏雌激素的条件下持续激活,从而削弱传统内分泌治疗效果(Jeselsohn et al., 2018)。Fulvestrant虽然属于选择性雌激素受体降解剂(SERD),但其肌肉注射给药方式、生物利用度有限以及降解效率不足,均限制了临床获益(Robertson et al., 2023)。因此,一个能够深度降解ER、口服给药并克服ESR1耐药的新型药物成为乳腺癌领域的重要研发目标。PROTAC技术恰好提供了解决方案。ARV-471的发现与药物化学优化
Vepdegestrant是一种典型的heterobifunctional degrader,由ER配体、CRBN配体以及连接二者的linker组成。其设计目标并非单纯提高ER结合能力,而是在ER与CRBN之间形成稳定高效的三元复合物,从而诱导持续泛素化和蛋白降解。
药物化学优化是ARV-471研发过程中最具挑战性的环节之一。PROTAC通常具有较高分子量(800–1000 Da),明显超出传统Lipinski Rule of Five范围,因此普遍面临口服吸收差、细胞渗透性低和药代动力学不佳等问题(Burslem & Crews, 2020)。
Arvinas通过系统性的structure–activity relationship(SAR)研究,对linker长度、柔性、空间构象及E3连接酶配体进行持续优化。最终获得的ARV-471能够在低纳摩尔浓度下实现超过90%的ER降解,并同时保持良好的口服暴露和组织分布特征(Han et al., 2019;Tang et al., 2026)。
在患者来源异种移植模型(PDX)中,ARV-471表现出显著优于Fulvestrant的抗肿瘤活性。药效学研究显示,ARV-471能够实现80%–95%的ER降解,而Fulvestrant通常只能达到约50%–60%的降解水平(Han et al., 2019)。这些结果首次证明,深度ER降解可能成为克服内分泌耐药的重要策略。从临床验证到Pfizer战略合作
Vepdegestrant进入临床开发后迅速成为全球TPD领域最受关注的项目之一。早期临床研究显示,该药物不仅具有良好的安全性和耐受性,而且能够在接受多线治疗后的ER+/HER2−晚期乳腺癌患者中产生明确的抗肿瘤活性(Hamilton et al., 2024)。
更重要的是,药效学分析首次证明PROTAC机制能够在人类肿瘤组织中实现预期的目标蛋白降解。这意味着蛋白降解并非仅存在于细胞和动物模型中的理论机制,而能够在人体内稳定发挥作用。
2021年,Pfizer与Arvinas达成全球合作协议。根据协议,Pfizer支付6.5亿美元首付款,并承诺总额超过20亿美元的里程碑付款,共同开发ARV-471(Arvinas, 2021)。这是大型跨国制药企业首次全面押注PROTAC平台,被视为TPD领域产业化的重要转折点。VERITAC-2研究与注册成功
决定Vepdegestrant命运的是关键III期VERITAC-2研究。该研究纳入接受过CDK4/6抑制剂和内分泌治疗后进展的ER+/HER2−晚期乳腺癌患者,并采用ESR1突变富集策略开展精准医学开发(Campone et al., 2025)。
研究结果显示,在ESR1突变患者亚组中,Vepdegestrant显著改善无进展生存期(PFS),疾病进展或死亡风险下降约43%,成功达到主要终点(Campone et al., 2025)。尽管整体ITT人群获益有限,但ESR1突变亚群的明确优势为监管审批提供了坚实依据。这一研究不仅验证了Vepdegestrant本身的临床价值,也证明了“深度蛋白降解”能够转化为真实的患者获益,成为整个PROTAC领域的关键里程碑。FDA批准与监管框架的建立
基于VERITAC-2研究结果,Arvinas于2025年提交新药申请(NDA)。FDA随后授予优先审评资格,并于2026年正式批准Veppanu上市(FDA, 2026)。
从监管科学角度看,这一批准的重要性甚至超过药物本身。FDA首次在正式审评框架中认可heterobifunctional degrader这一药物类别,并建立了针对蛋白降解药物的监管评价体系。虽然审评框架整体仍沿用传统小分子药物路径,但FDA特别关注降解选择性(degradation selectivity)、E3连接酶相关脱靶效应(off-target degradation)、蛋白稳态影响以及长期安全性等问题(FDA, 2026)。这些审评经验为后续BTK降解剂、AR降解剂、STAT3降解剂及KRAS降解剂的开发提供了重要监管先例。Veppanu的历史意义与未来展望
Vepdegestrant的获批回答了PROTAC领域长期存在的三个核心问题。首先,大分子量PROTAC能够实现口服给药;其次,E3连接酶介导的蛋白降解能够在人类体内稳定发生并产生临床获益;第三,监管机构已经接受蛋白降解作为独立于蛋白抑制的新型治疗模式。
从药物研发史的角度看,Veppanu的重要性可类比于Imatinib开启靶向治疗时代,或Trastuzumab开启精准抗体时代。它不仅是一种新药,更是Targeted Protein Degradation时代的起点。随着BGB-16673、BMS-986365、NX-5948以及多种KRAS和STAT3降解剂进入后期临床开发,Vepdegestrant极有可能被视为未来蛋白降解药物产业发展的标志性起点(Crews, 2024)。
参考文献
Arvinas. (2021). Arvinas and Pfizer enter global collaboration for ARV-471.
Bondeson, D. P., Mares, A., Smith, I. E. D., et al. (2015). Catalytic in vivo protein knockdown by small-molecule PROTACs. Nature Chemical Biology, 11(8), 611–617.
Burslem, G. M., & Crews, C. M. (2020). Proteolysis-targeting chimeras as therapeutics and tools for biological discovery. Cell, 181(1), 102–114.
Campone, M., Turner, N. C., Kalinsky, K., et al. (2025). Vepdegestrant in ESR1-mutated advanced breast cancer. New England Journal of Medicine, 393, 1445–1458.
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Tang, C., Zhang, Y., & Wang, J. (2026). The first-in-class estrogen receptor proteolysis-targeting chimera degrader vepdegestrant. Drug Discovery Today, 31(2), 104123.
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Winter, G. E., Buckley, D. L., Paulk, J., et al. (2015). Phthalimide conjugation as a strategy for in vivo target protein degradation. Science, 348(6241), 1376–1381.