HRO-761

合成致死这一概念早在二十多年前就已被提出，它为靶向癌症治疗开辟了全新路径 —— 当癌细胞因某个基因或通路的缺失或抑制而存活依赖于另一个基因或通路时，靶向这一 “依赖性” 基因或通路就能选择性杀死癌细胞，而对正常细胞影响极小。这一机制的核心优势在于，它能解决传统靶向治疗面临的两大难题：一是部分癌基因因分子结构难以被小分子药物靶向（即 “不可成药” 靶点），二是肿瘤抑制基因常发生功能缺失突变，直接抑制这类已失活的蛋白毫无意义。最广为人知的成功案例便是 PARP 抑制剂在 BRCA1/2 突变乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和胰腺癌中的应用，这一组合不仅通过了严格的临床试验验证，更成为首个基于合成致死概念获批的疗法，证实了该策略的临床可行性。然而，过去二十年间，尽管研究人员通过大规模表征肿瘤、癌细胞系和健康组织，发现了数千个候选合成致死相互作用（仅 SynLethDB 数据库就收录了超过 2.6 万个基因对），但绝大多数临床前发现未能转化为有效疗法，转化速度缓慢的背后，既源于合成致死相互作用具有强烈的细胞和组织特异性，也涉及从基因靶点到药物开发的多重挑战。 当前合成致死研究面临的核心科学问题亟待突破：首先是相互作用的上下文特异性，多数已发现的合成致死对仅在特定细胞模型或遗传背景下有效，例如 KRAS 相关的合成致死相互作用在不同筛选中结果差异极大，SNAI2 和 PLK1 分别在不同研究中被鉴定为 KRAS 的合成致死伴侣，这与模型的遗传背景、细胞类型、培养条件等多种因素相关；其次是靶点成药性难题，基因组筛选发现的合成致死靶点中，仅 15%-20% 能通过传统小分子或抗体药物靶向，许多靶点（如转录因子、支架蛋白）因缺乏酶活性或配体结合位点被归为 “不可成药”，例如 ARID1A 突变癌细胞对 ARID1B 存在合成致死依赖，但 ARID1A 缺乏成药所需的结构特征，发现十年后仍无针对性小分子抑制剂；此外，毒性评估也是一大障碍，筛选阶段难以预测靶向合成致死靶点对正常细胞的毒性，部分疗法在临床后期才发现严重毒性，如 USP1 抑制剂 TNG348 因肝毒性终止试验，ATR 抑制剂 M4344 也因同样问题停止开发；最后，从遗传扰动到药物作用的差异，CRISPR 敲除会破坏基因全部功能，而小分子可能仅抑制蛋白某一结构域，导致两者表型不一致，给临床转化带来不确定性。 合成致死相互作用可根据其涉及的生物学通路分为多个类别，各类别的作用机制既存在共性，又各具特色。DNA 损伤修复（DDR）通路是合成致死研究最成熟的领域，核心机制在于癌细胞 DNA 修复通路的 “互补缺陷”—— 当一个修复通路因基因突变失活后，癌细胞会高度依赖另一个修复通路存活，靶向后者即可导致 DNA 损伤累积直至细胞死亡。除了经典的 BRCA-PARP 组合（BRCA1/2 负责同源重组修复，PARP 负责碱基切除修复，两者同时失活使癌细胞无法修复 DNA 损伤），近年来发现的微卫星不稳定性（MSI）与沃纳综合征解旋酶（WRN）的合成致死相互作用同样备受关注：MSI 由错配修复基因（如 MLH1、MSH2）突变或表观沉默导致，这类癌细胞因基因组高突变积累大量 TA 二核苷酸重复和基因组损伤，对 WRN 解旋酶的依赖性显著增强，抑制 WRN 即可选择性杀死 MSI-high 癌细胞，目前已有两款 WRN 抑制剂（RO7589831、HRO761）进入 I 期临床试验，针对晚期实体瘤患者招募。旁系同源基因对（paralogues）是合成致死的另一重要类别，这类基因由基因组复制产生，功能上存在冗余，当其中一个基因在癌细胞中缺失或失活时，另一个同源基因会代偿其功能，成为癌细胞存活的必需基因，抑制这一代偿基因即可触发合成致死。例如，染色质重塑复合物亚基 SMARCA4 在部分癌症中突变失活后，其旁系同源基因 SMARCA2 成为癌细胞依赖的靶点，针对 SMARCA2 的 PROTAC 降解剂已进入临床前开发；类似地，ARID1A 突变癌细胞对 ARID1B 存在合成致死依赖，STAG2 缺失后 STAG1 成为必需基因，这类旁系同源基因对的合成致死相互作用因功能互补性强，往往具有较高的特异性。代谢通路相关的合成致死则聚焦于癌细胞的代谢重编程，甲基硫代腺苷磷酸化酶（MTAP）是一个典型案例：MTAP 常与邻近的肿瘤抑制基因 CDKN2A 共缺失，导致其底物甲基硫代腺苷（MTA）在癌细胞内积累，MTA 会部分抑制蛋白精氨酸甲基转移酶 5（PRMT5），使 MTAP-null 癌细胞对 PRMT5 的活性更为依赖。基于这一机制，研究人员开发了 MTA 协同型 PRMT5 抑制剂（如 MRTX1719、AMG 193），这类抑制剂优先结合 MTA 结合状态的 PRMT5，显著提高了对 MTAP 缺失癌细胞的选择性，目前已进入 I/II 期临床试验，用于治疗晚期 MTAP-null 实体瘤。此外，还有跨通路的合成致死相互作用，例如 CDH1 突变的浸润性小叶乳腺癌细胞对 ROS1 抑制剂（克唑替尼、恩曲替尼）敏感，这类抑制剂原本获批用于 ROS1 重排的非小细胞肺癌，通过药物重定位快速进入临床；KRAS 突变结直肠癌对 PLK1 抑制剂（Onvansertib）存在合成致死依赖，尽管早期临床试验主要终点未达，但后续分析发现未接受过贝伐珠单抗治疗的患者应答良好，推动了新的临床试验开展。 近年来，一系列技术突破正在推动合成致死研究的革新。CRISPR 相关技术的升级尤为关键，组合 CRISPR 筛选（如双 gRNA Cas9 系统、Cas12a 阵列系统）能够在单个研究中检测大量基因对的相互作用，突破了传统筛选的局限性；碱基编辑和饱和突变技术则能精准鉴定蛋白中介导合成致死相互作用的关键结构域，例如通过饱和突变发现 WRN 的解旋酶结构域是 MSI-WRN 合成致死的核心，为抑制剂开发提供了明确靶点。机器学习模型的应用则解决了候选相互作用筛选的效率问题，通过整合多组学数据（基因组、转录组、蛋白质组）和临床数据，模型能够优先排序具有临床转化潜力的合成致死对，并识别患者分层的生物标志物，例如预测旁系同源基因对的合成致死关系，准确率显著高于随机筛选。高内涵成像和单细胞分析技术则丰富了表型读数，不再局限于细胞增殖或存活，而是能够捕捉更复杂的细胞形态、转录组变化，例如单细胞 RNA 测序结合遗传扰动，能够绘制基于转录组特征的合成致死图谱，深入解析相互作用的分子机制；细胞绘画（cell painting）技术通过多色荧光染色捕捉细胞形态变化，帮助发现传统筛选遗漏的合成致死相互作用。结构生物学和生成式 AI 的结合则为成药性难题提供了新解法，AlphaFold 等工具能够快速预测蛋白结构，辅助靶点设计，而 GENTRL、POLYGON 等生成式 AI 模型能够从头设计小分子抑制剂，例如 GENTRL 在 46 天内就设计并验证了 DDR1 激酶的有效抑制剂，为不可成药靶点的药物开发提供了可能。 临床转化过程中，针对上述挑战的应对策略也在不断完善。对于上下文特异性问题，DepMap 等数据库整合了超过 1800 个癌细胞系的多组学和遗传扰动数据，能够系统分析合成致死相互作用在不同癌症亚型、遗传背景中的适用性，同时儿科癌症依赖图谱、患者来源类器官等模型的建立，填补了特定癌症类型和遗传背景的模型缺口，提高了临床转化的准确性。对于成药性问题，PROTACs（蛋白降解靶向嵌合体）和分子胶等新型靶向技术正在扩展可成药靶点范围，这类技术无需靶点具有酶活性，只需能够与靶点蛋白结合并招募泛素 - 蛋白酶体系统即可降解靶点，例如针对 SMARCA2 的 PROTAC 降解剂已在 SMARCA4 突变癌症模型中显示出显著疗效，有望解决传统小分子难以靶向的问题。毒性评估方面，除了利用 DepMap 区分 “普遍必需基因” 和 “选择性必需基因”（后者毒性风险更低），小鼠敲除模型和类器官模型能够模拟正常组织的生理环境，预测靶向特定基因的毒性；此外，第二代药物的设计也在降低毒性，例如 MTA 协同型 PRMT5 抑制剂利用 MTAP 缺失癌细胞的代谢特征，选择性结合 PRMT5，减少对正常细胞的影响。药物重定位则成为加速临床转化的有效路径，通过筛选已获批药物或临床阶段药物与癌细胞系的敏感性，发现新的合成致死标志物，例如 SF3B1 突变癌细胞对 PARP 抑制剂敏感，EWS-FLI1 易位的尤因肉瘤对 PARP 抑制剂应答良好，这类发现能够快速将现有药物应用于新的癌症亚型，缩短研发周期。 展望未来，合成致死疗法的发展将聚焦于多个方向：一是扩展 DDR 之外的通路，目前临床 trials 中约三分之二的合成致死疗法集中于 DDR 基因，而染色质重塑、代谢、细胞周期等通路的合成致死相互作用具有巨大潜力，例如 EZH2 抑制剂针对 ARID1A 突变妇科癌症、PKMYT1 抑制剂针对 CCNE1/FBXW7 突变实体瘤的临床试验正在推进；二是优化机器学习模型，整合更多癌症亚型、遗传背景和环境因素的数据，提高合成致死相互作用预测的通用性和准确性；三是推动 PROTACs、分子胶与 AI 辅助药物设计的深度融合，突破不可成药靶点的限制；四是利用患者来源类器官开展个性化筛选，为患者匹配最适合的合成致死疗法；五是探索合成致死疗法与免疫治疗、化疗、放疗的联合应用，提高治疗效果，克服耐药性。 随着这些技术和策略的不断成熟，合成致死有望成为精准癌症治疗的核心支柱，为更多难治性癌症患者提供新的治疗选择。 看了这么久，累了吧，玩个游戏放松下吧？ 原文链接： https://doi.org/10.1039/d5cs00596e

早研早知道 近期（Dec. 11），来自 Durg Hunter 的 Dennis Koester 快评了 2024年10款年度分子，并重点介绍了候选中出现的主要趋势和科学突破。 文末点击“阅读原文”看原视频，部分信息来自于摩熵医药数据库检索补充。 EARLY R&D TALKING 过去四年 TOP1 分子回顾 01 （1）2020年，Lenacapavir 来自美国吉利德科学公司，针对 HIV p24 衣壳蛋白；这是一种改变 HIV 治疗格局的分子，在2020年度 Drug Hunter  举行的年度分子评选中，脱颖而出，被评为 TOP 1 年度分子。 两年后，2022年12月，该药物首次获得 FDA 批准！用于抗感染领域，治疗HIV-1型感染。 作为I 型新分子实体，用于与其它抗逆转录病毒药物联合使用，适用于治疗多重耐药 HIV-1 感染且耐药、不耐受或安全性考虑而对当前尼康转录病毒治疗方案无应答的治疗经验丰富的成人患者。 （2）2021年，Nirmatrelvir 来自美国辉瑞，针对 SARS-Co 3CLpro；一种对抗 COVID-19 的可逆共价 Mpro 抑制剂。这款要求在加速药物研发方面有太多值得吸取的经验教训。2021年，获评为 TOP1 分子。 两年后，2023年5月，该药物首次获得 FDA 批准，用于抗感染领域，治疗 COVID-19。 （3）2022年，Deucravacitinib 来自百时美施贵宝（BMS），针对酪氨酸激酶2（TYK2）；一种基于表型筛选发现的激酶抑制剂； 其之所有引入瞩目，是因为两个不常见： 首先，这是一种激酶抑制剂（常见于肿瘤治疗），并不常见免疫领域疾病。此外，这类激酶抑制剂一般也多基于结构的药物发现，在表型筛选中发现也并不常见。 此外，这也是首个从头发现的氘代药物。而且，它相对于其它 JAK 激酶具有选择性。 2022年 9月，该药物获得 FDA 批准，用于免疫系统银屑病的治疗。 （4）2023年，Enlicitide （MK-0616） 来自默沙东的，针对 PCSK9；一种口服大环肽，源于 mRNA 环肽展示，并经过SBDD优化改善，用于心血管系统，动脉粥样硬化的治疗。 目前，已有多项 III 期临床达到预期，有望不久的将来获批。 EARLY R&D TALKING 10款年度分子候选 02 2.1  Laroprovstat 靶点：PCSK9 Laroprovstat（AZD0780）是由阿斯利康和Dogama制药开发的，首个用于临床靶向 PCSK9 非肽类小分子口服抑制剂。 该化合物最初是由基于片段的筛选，发现靶向全长人PCSK9的C末端结构域结合倾向的片段，再经由基于结构配体扩展，优化了其结合亲和力；随后经由代谢稳定性、安全性改善等发展而出的最终分子。 2.2  Icotrokinra  靶点：IL23R Icotrokinra（JNJ-2113）是由强生和Protagonist 开发的口服大环肽 IL-23R 调节剂。其先导化合物是由噬菌体展示发现，进而经过结构优化发展而来。 目前该药物三期临床表现理性，有望获批上市。在免疫调剂治疗领域，用于治疗12岁及以上成人和儿童中度至重度斑块状银屑病。 2.3 Suzetrigine 靶点：NaV1.8 Suzetrigine（VX-548）是一种由美国福泰制药公司研发的口服、变构钠离子通道抑制剂；2025年1月获FDA批准用于治疗急性疼痛。 这是20年来首款钠离子通道新型药物，此前的抑制剂研发一度让人失望，如下，或是因为药代动力学问题或II期结果无效而终止。 而 VX-548 从研发到 FDA获批，经历了一个漫长的过程。 2.4  Hro761 靶点：WRN Hro761 是诺华研发的一款WRN解旋酶口服、变构抑制剂，可诱导 WRN降解。 目前在 I 期临床研究中。 该药物的发现经历了一系列“变色龙式的转变”，同时优化分子的溶解性与渗透性。 2.5  VVD-214 靶点：WRN VVD-214 是由 Vividion 制药开发的一款 WRN 解旋酶口服、变构、不可逆共价抑制剂，可诱导 WRN降解。 这款药物是由 Vividion 的蛋白组学筛选平台，利用带亲电弹头的小分子化合物直接筛选发现。其中，若反应性弹头在选择性中起到关键作用。 现由罗氏推进到临床I期。 2.6  Zoldonrasib 靶点：KRAS(G12D)(on) Zoldonrasib（RMC-9805）是一款由 Revolution Medicines 开发的KRAS(G12D)(ON）口服、共价抑制剂；其开发与发展利用了基于 CypA 的分子胶机制。 目前正在临床I/II期研究。 2.7  Daraxonrasib  靶点：pan-RAS Daraxonrasib（RMC-6236）是Revolution Medicines 利用基于 CypA分子胶机制开发的另一款重磅药物，这是一款泛-RAS 抑制剂，对 KRAS(G12V)、G13X、Q61X均有活性。目前已推进到临床 III 期。 2.8  Inavolisib 靶点：PI3Kα Inavolisib是由基因泰克意外发现的一种靶向 PI3Kα 突变体的选择性单分子降解剂。其突破性疗法获得美国 FDA 2024年10 批准，用于治疗 HR+/HER2-乳腺癌。 其意外发现是在对 Taselisib 的机制分析中发现的。 2.9  KT-474 靶点：IRAK4 KT-474 是由Kymera制药开发的一种 IRAK4 口服、选择性降解剂。 2.10  Bexobrutideg 靶点：BTK Bexobrutdeg(NX-5948）是由 Nurix 制药开发的一款靶向 BTK 的口服、CNS活性降解剂。目前在临床Ia/Ib。 声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓