Bavdegalutamide

PROTAC：降解而非抑制——蛋白靶向的新范式 一、从"占据"到"降解"：一个根本性的思路转变 传统的小分子药物，绝大多数遵循一个共同的逻辑——占据驱动（occupancy-driven）。它们通过与靶蛋白的活性位点或特定口袋结合，暂时地"占据"并阻断该蛋白的功能。这一逻辑曾经极其成功，催生了无数的激酶抑制剂、受体拮抗剂等重磅药物，但它也存在一个根本性的局限：为了维持疗效，药物必须持续地、高浓度地占据靶点。这带来了一系列问题——高剂量带来的脱靶毒性、因靶点突变导致结合力下降而产生的耐药，以及大量"缺乏可结合口袋"的蛋白根本无从下手。 PROTAC（proteolysis targeting chimera，蛋白降解靶向嵌合体）则提出了一条截然不同的思路：与其"抑制"一个坏蛋白，不如直接"清除"它。这一思路被称为事件驱动（event-driven）——PROTAC 分子并不需要持续占据靶点，它的作用是"促成一次降解事件"：把靶蛋白"押送"到细胞的降解机器——蛋白酶体——面前，使其被分解为氨基酸。 这一转变看似微妙，却带来了革命性的后果。因为降解是不可逆的：一旦靶蛋白被清除，它的功能就彻底消失了，而"消失的蛋白"需要细胞重新合成才能恢复——这比"被暂时抑制的蛋白"要持久得多。更重要的是，降解整个蛋白，等于同时废除了它的所有功能，包括酶活性功能之外的支架功能、蛋白-蛋白相互作用功能等——这些恰恰是传统抑制剂"够不到"的领域。 为了更清晰地理解这一转变，可以类比一组概念：传统抑制剂像是给一台"故障机器"反复按下"暂停键"，一旦手松开，机器就可能重新运转；而 PROTAC 则像是直接把这台"故障机器"拆解、拆除。前者是"可逆的、需持续施压的管控"，后者是"不可逆的、一次性的清除"。这一区别带来的一个直接后果是：PROTAC 的疗效持续时间更长，因为它不依赖于药物在体内的持续高浓度——它只需"促成一次降解事件"，降解本身就会客观地、持久地改变细胞的状态。 二、作用机制：一个"分子胶水"如何挟持降解机器 要理解 PROTAC，必须先理解细胞自身的一套"蛋白质回收系统"——泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system, UPS）。 UPS 是细胞清除多余、错误折叠或受损蛋白的主要途径，其核心是一套"标签 + 粉碎"的流水线：首先，泛素激活酶（E1）激活泛素分子；然后，泛素结合酶（E2）接过泛素；最后，泛素连接酶（E3） 就像一个"精准的快递分拣员"，把泛素"贴"到特定的靶蛋白上。当靶蛋白被贴上多条泛素链（多泛素化）后，它就被"标记"，随后被 26S 蛋白酶体识别并降解为氨基酸。 PROTAC 分子的精妙之处，在于它"挟持"了这个系统。一个典型的 PROTAC 由三个模块组成： 第一模块：靶蛋白配体（warhead，弹头）——它负责识别并结合我们想要清除的"蛋白 of interest"（POI），即那个导致疾病的坏蛋白。 第二模块：E3 连接酶配体——它负责识别并结合一个 E3 泛素连接酶。常用的 E3 连接酶有 cereblon（CRBN，脑白质发育不良蛋白）和 VHL（von Hippel-Lindau）等。 第三模块：连接子（linker）——它将前两个模块连接起来。 当 PROTAC 进入细胞后，它的两端分别抓住"坏蛋白"和"E3 连接酶"，在空间上把它们"拉"到一起，形成一个三元复合物（POI–PROTAC–E3）。在这个"被迫靠近"的瞬间，E3 连接酶就把泛素标签贴到了坏蛋白上。被标记的坏蛋白随后被蛋白酶体降解，而 PROTAC 分子本身则得以解离、循环再利用，去"押送"下一个坏蛋白。 这里有两个关键词值得反复咀嚼："诱导接近（induced proximity）" 与 "催化（catalytic）"。PROTAC 的本质是"化学诱导接近"——它通过把两个本不相干的蛋白拉到一起，人为地制造了一场"误标"与"误杀"。而由于 PROTAC 分子在降解完成后会被释放、可循环使用，它的作用方式是催化式的：一个 PROTAC 分子可以降解多个靶蛋白分子，因此可以以亚化学计量（sub-stoichiometric）的剂量发挥疗效——这与传统抑制剂"一对一占据"的模式形成了鲜明对比。 三、PROTAC 的独特优势：攻克"不可成药"与"耐药" 理解了机制，PROTAC 的优势便不言自明，其中最具革命性的是两条： 第一，攻克"不可成药"靶点。 人类基因组编码的数万种蛋白中，绝大部分因为"缺乏深而规则的可结合口袋"而被传统小分子药物视为"不可成药（undruggable）"——尤其是转录因子、支架蛋白、非酶调节亚基等。然而，PROTAC 并不需要一个深的活性口袋，它只需要靶蛋白表面存在任何一个可被配体结合的位点即可，因为它的目的是"把靶蛋白拉到 E3 连接酶面前"而非"占据某个关键口袋"。这意味着，一大批此前无法企及的靶点，第一次进入了药物的射程。 第二，克服"点突变"驱动的耐药。 传统抑制剂常因靶蛋白的活性位点发生点突变（改变了结合口袋的形状）而失效。但 PROTAC 对结合亲和力的要求较低——它"容忍"低亲和力的结合，只要能把靶蛋白"拉"到 E3 连接酶附近即可完成降解。因此，许多让抑制剂失效的耐药突变，并不能让 PROTAC 失效。 此外，PROTAC 还有一个独特的优势：它同时废除了靶蛋白的酶活性功能与支架功能。以某些激酶为例，它们"致癌"不仅靠激酶活性，也靠其作为支架募集其他信号蛋白的功能。传统抑制剂只能阻断前者，而 PROTAC 的"蛋白清除"则两者皆废。 四、临床突破：ARV-471（vepdegestrant）——首个获批的 PROTAC PROTAC 从 2001 年 Craig Crews 团队提出概念，到首次进入人体试验（2019 年），再到获批上市，走过了四分之一个世纪。2026 年 5 月 1 日，FDA 批准了 vepdegestrant（ARV-471，商品名 Veppanu），这是全球首个获批的异双功能 PROTAC 降解剂，标志着这一技术从"概念验证"正式迈入"监管批准"的历史性时刻。 vepdegestrant 靶向的是雌激素受体 α（ERα），用于治疗携带 ESR1 突变的、ER 阳性 / HER2 阴性的晚期或转移性乳腺癌患者（在至少一线内分泌治疗后进展）。这一适应症的选择极具代表性：ESR1 突变（尤其是 Y537 和 D538 位点的突变）是乳腺癌对传统内分泌治疗（如芳香化酶抑制剂、氟维司群）产生耐药的重要原因，这些突变使 ERα 持续激活，而传统药物难以有效抑制。 关键的 III 期 VERITAC-2 研究（NCT05654623）纳入 624 例患者。在预设的 ESR1 突变亚组（n=270）中，vepdegestrant 相比氟维司群显著延长了中位无进展生存期（5.0 个月 vs 2.1 个月，分层风险比 0.57，P<0.001），客观缓解率也从 4.0% 提高到 18.6%。值得注意的是，这一获益主要集中于 ESR1 突变人群，在总体人群中并未显示出统计学显著的 PFS 获益。这恰恰凸显了 vepdegestrant 的"生物标志物驱动"特征——它的价值被精确定位在"ESR1 突变、内分泌耐药"这一特定人群中。 vepdegestrant 的结构清晰体现了 PROTAC 的三模块设计：一个 lasofoxifene 衍生的"弹头"（高亲和力结合野生型与突变型 ERα）、一个来那度胺衍生的"E3 配体"（招募 CRBN 连接酶）、以及一个刚性的含氮杂环连接子。其体外 ERα 降解的半数有效浓度（DC₅₀）低至约 0.94 nM，降解率达 95%。安全性方面，vepdegestrant 总体耐受性良好，主要不良反应为 1–2 级的恶心、疲劳等，最需要关注的安全性问题是 QT 间期延长（需 ECG 监测并纠正血钾、血镁）。 vepdegestrant 的获批，还伴随着一个 FDA 批准的伴随诊断——Guardant360 CDx，用于从外周血循环肿瘤 DNA 中检测 ESR1 突变。这一"PROTAC + 伴随诊断"的组合，为整个降解剂领域的监管路径树立了范本。 vepdegestrant 的成功，还有一个值得深思的启示：它虽然在传统"类药五规则（Rule of Five）"的评价下并不"理想"（分子量高达约 800 Da、clogP 较高），却依然实现了口服生物利用度与一日一次的给药。这提示我们，对于降解剂这类"超越常规"的分子，传统的小分子成药性评价框架需要被重新审视——透膜性、构象刚性、氢键供体数量等"实测理化性质"，可能比单纯的分子量或 clogP 更能预测其成药前景。这一认识，正在改变药物化学家对"什么是可成药的分子"的固有理解。 五、正在扩张的降解剂版图 vepdegestrant 只是靶向蛋白降解领域的"第一只下地的靴子"。紧随其后的，是一个正在快速扩张的管线版图，其中几个方向值得关注： AR 降解剂：针对雄激素受体（AR）的降解剂是另一个主战场。ARV-110、ARV-766 以及 BMS-986365（gridegalutamide）等，正被开发用于克服前列腺癌对 AR 通路抑制剂的耐药。其中 BMS-986365 已进入 III 期。 BTK 降解剂：针对 Bruton 酪氨酸激酶（BTK）的降解剂（如 NX-2127、BGB-16673 等）旨在克服 B 细胞恶性肿瘤对 BTK 抑制剂（如伊布替尼）的耐药，尤其是泛 BTK C481 突变相关耐药。 KRAS 降解剂：针对 KRAS G12D 突变（胰腺癌等）的降解剂 ASP-3082（setidegrasib）已进入 III 期，标志着降解剂向"传统不可成药"的 KRAS 蛋白发起了挑战。 在理解降解剂版图时，还有一个不可回避的重要议题——降解剂自身的耐药机制。尽管 PROTAC 能够克服靶点活性位点突变的耐药，但它并非"免疫"于耐药。研究表明，肿瘤对降解剂的耐药可以发生在多个层面：其一，E3 连接酶层面的改变——如果肿瘤细胞下调了被 PROTAC 所招募的那个 E3 连接酶（或使其突变）的表达，那么 PROTAC 就无法有效地把靶蛋白"押送"到降解机器，降解效率随之下降甚至失效；其二，靶蛋白层面的改变——如果靶蛋白的结合位点发生突变（尽管 PROTAC 对亲和力要求低，但极端的结合丧失仍可能影响三元复合物形成）；其三，下游通路的代偿——降解了某个靶蛋白后，肿瘤可能通过激活旁路信号来"补偿"该蛋白的缺失，从而维持存活。理解这些耐药机制，有助于我们对"PROTAC 万能论"保持清醒：它解决了一部分耐药，却也可能孕育出新的耐药。 从格局上看，一个显著的趋势是：CRBN 已成为主导的 E3 连接酶——因为 CRBN 配体（如来那度胺衍生物）分子量小、氢键供体少，更有利于维持降解剂的口服生物利用度，而后者恰恰是异双功能分子长期以来最大的挑战。 在此，有必要将 PROTAC 与同属"靶向蛋白降解"的另一类技术——分子胶（molecular glue）——加以辨析。二者虽然都劫持泛素-蛋白酶体系统来降解靶蛋白，但分子结构与作用方式有本质区别。PROTAC 是异双功能分子：由两个独立配体（一个结合靶蛋白、一个结合 E3 连接酶）通过连接子拼接而成，分子量较大，但可"理性设计"去靶向任意有可结合配体的蛋白。分子胶则是单功能、分子量小得多的分子：它通过"嵌入"E3 连接酶与靶蛋白之间的缝隙，诱导或稳定二者原本并不存在的相互作用，从而促成靶蛋白降解。一个经典例子是沙利度胺及来那度胺：它们作为分子胶，稳定了 CRBN 连接酶与转录因子 IKZF1/IKZF3 的相互作用，导致后者被降解——这正是来那度胺在多发性骨髓瘤中疗效的机制基础，也即"分子胶"概念的由来。二者的成药性特征也因此互补：分子胶更符合传统小分子特征、口服生物利用度更易实现，但其发现往往具偶然性，难以像 PROTAC 那样任意理性设计。理解这一谱系，有助于避免将两者混为一谈。 六、对医学生与药师的实践提示 其一，理解"降解"与"抑制"的根本区别。这是理解 PROTAC 价值的钥匙：抑制是"暂时关掉"，降解是"彻底清除"。当面对"为何要用降解剂而非现成的抑制剂"这一问题时，答案通常指向：蛋白的支架功能同样致癌、或存在抑制剂的耐药突变。 其二，掌握 PROTAC 的模块化结构。记住"弹头–连接子–E3 配体"三模块，以及最常用的两个 E3 连接酶 CRBN 与 VHL，就能快速读懂任何一个临床降解剂的设计逻辑。 其三，关注生物标志物与伴随诊断。vepdegestrant 的获益集中于 ESR1 突变人群，这提示我们：PROTAC 的合理使用，同样离不开分子检测。治疗前检测 ESR1（及其他相关突变）是精准用药的前提。 其四，重视药代动力学与 DDI 的特殊性。PROTAC 分子量大、水溶性差、口服生物利用度是长期挑战；同时，CRBN 招募型降解剂的结构与免疫调节药物（IMiD）相似，可能具有一定的 CRBN 相关毒性（如中性粒细胞减少），也需注意其与其他药物的相互作用。药师在审方时应特别留意 QT 延长风险（vepdegestrant）及血细胞监测。 最后，值得从研发逻辑的角度做一个总结性的提炼：PROTAC 代表的是药物发现范式的一次静默革命。传统药物研发遵循"找到一个靶点、筛选一个抑制剂"的路径，其前提是靶点"有可结合的口袋"。而 PROTAC 把问题翻转了过来：它不再问"靶点是否可被抑制"，而是问"靶点是否可被拉近到降解机器面前"。这一翻转，把大量此前因"不可成药"而被搁置的靶点重新纳入了视野。与此同时，PROTAC 的"事件驱动"也改变了人们对"给药"的理解——传统抑制剂的疗效曲线与药物浓度高度相关，而 PROTAC 的疗效更多取决于"降解事件"的累积。这种"从占据到事件"的跃迁，是理解未来药物形式（包括分子胶、LYTAC 等近缘技术）的一把通用钥匙。 七、结语：可编程的"分子剪刀" 如果用一个比喻来总结传统药物与 PROTAC 的区别：传统抑制剂是一把"锁"，它试图锁住坏蛋白的功能；而 PROTAC 则更像一把"可编程的分子剪刀"，它指挥细胞自己的"回收系统"，把坏蛋白整个"剪碎"并清除。 这一范式的意义是深远的。它第一次让"清除"而非"抑制"成为药物设计的核心目标，从而把数千个此前"不可成药"的蛋白纳入了药物的射程。从 2001 年的概念，到 2026 年的首个获批药物，PROTAC 用了四分之一个世纪走完了从实验室到临床的漫漫长路；而它的故事，才刚刚开始。对医学生而言，理解"靶向蛋白降解"这一新范式，是把握未来十年药物研发与临床治疗趋势所不可或缺的一课。 不过，我们也应理性地看待 PROTAC 的边界。它并非万能：一方面，降解剂的分子量大、透膜性与口服吸收仍是持续的技术挑战；另一方面，降解"整个蛋白"也可能带来"超出预期的后果"——如果被降解的蛋白在某些正常组织中也承担重要功能，那么过度降解同样会带来脱靶毒性（即"on-target, off-tissue"的新形式)。此外，肿瘤也可能通过下调所招募的 E3 连接酶、或使靶蛋白发生结合位点突变而产生对降解剂的耐药。这些挑战提醒我们，PROTAC 是一种"有边界的新范式"，而非"万能钥匙"——它的价值，在于恰当地瞄准那些"抑制不够、只能降解"的靶点。 回顾本讲，PROTAC 的理解可浓缩为三个关键词：“模块化”、“催化式”与“清除而非抑制”。“模块化”指它由“弹头—连接子—E3 配体”三部分拼接而成，可灵活适配不同靶点；“催化式”指它在促成一次降解后即被释放、可循环再利用，以亚化学计量剂量发挥作用；“清除而非抑制”则是它与传统抑制剂的本质分野——降解是不可逆的、废除了靶蛋白的全部功能，因而能攻克“不可成药”靶点、绕过活性位点突变耐药。vepdegestrant 作为首个获批的 PROTAC，以其在 ESR1 突变乳腺癌中的 PFS 获益，验证了这一范式的临床价值；而 CRBN 与 VHL 这两大 E3 连接酶、以及分子胶等近缘技术，则构成了这一领域的整体版图。抓住这三个关键词，便能读懂绝大多数降解剂的研发逻辑与临床定位。 最后，可以留一个更宏观的思考来收束本讲。靶向蛋白降解之所以被视为"范式革命"，其深层原因在于它改变了药物设计的"底层假设"：传统药物问的是"这个靶点能被我占据、抑制吗？"，而 PROTAC 问的是"这个靶点能被拉近到降解机器面前吗？"。这一假设的转移，把"靶点是否有一个完美的口袋"这个前提条件本身消解掉了——它意味着，药物不再被蛋白质的"形状"所限制，而是被"能否被拉近"这一关系所定义。从"发现能结合的分子"到"设计能拉近的分子"，这不仅是技术手段的升级，更是一种思维方式的跃迁。对医学生而言，理解这种"底层假设的转移"，比记住某几个 PROTAC 的具体数据更有价值——因为未来的药物创新，很可能都源自对既有"假设"的重新审视。 若要把本讲的启示落到可操作的层面，可以提炼为三点：第一，当遇到一个"传统药物束手无策"的靶点时，先不要急于下"不可成药"的结论，而应追问一句——它能否被"降解"而非"抑制"？第二，当面对一个因耐药而失败的传统抑制剂时，也应思考——耐药点是否恰好是 PROTAC 可以绕过的"非活性位点"？第三，在临床应用中，务必记住降解剂同样需要"生物标志物"来精准定位获益人群（如 vepdegestrant 依赖 ESR1 突变）。这三点，构成了从"学习 PROTAC"走向"运用 PROTAC 思维"的桥梁。 总而言之，PROTAC 的出现，让"不可成药"这个曾经横亘在药物研发面前的高墙，第一次出现了裂缝。它提醒我们，蛋白质的命运是可以被"设计"的：既然细胞本身拥有一套精密的"回收系统"，那么聪明的人类就可以"借力打力"，让这条系统去清除那些本该被清除的坏蛋白。这种"利用内源机制达成治疗目的"的思路，与 CAR-T 利用 T 细胞、放射性配体利用受体介导内吞，在哲学上是一脉相承的——它们共同标志着，肿瘤治疗正在从"外源武器的堆砌"，走向"对生命内源机制的精妙驾驭"。 参考文献 1. Sakamoto KM, Kim KB, Kumagai A, et al. Protacs: chimeric molecules that target proteins to the Skp1-Cullin-F box complex for ubiquitination and degradation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001;98(15):8554–8559. 2. Békés M, Langley DR, Crews CM. PROTAC targeted protein degraders: the past is prologue. Nat Rev Drug Discov. 2022;21(3):181–200. 3. Kumar A, Ali S, Shen Q, Zhou J. FDA Approval of the First-Ever PROTAC: Vepdegestrant (ARV-471) Marks a New Era in Targeted Protein Degradation. J Med Chem. 2026;69(14):16135–16142. 4. Lai AC, Crews CM. Induced protein degradation: an emerging drug discovery paradigm. Nat Rev Drug Discov. 2017;16(2):101–114. 5. Winter GE, Buckley DL, Paulk J, et al. Phthalimide conjugation as a strategy for in vivo target protein degradation. Science. 2015;348(6241):1376–1381. 6. Xie H, Liu J, Alem Glison DM, Fleming JB. The clinical advances of proteolysis targeting chimeras in oncology. Explor Target Antitumor Ther. 2021;2(6):511–521. 7. 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蛋白降解靶向嵌合体技术在药物研发中的研究进展 来源 《医药导报》 2026年6月 第45卷第6期 作者 徐诗霞，曹迪，吴华勋 皖南医学院药学院； 安徽医科大学药学科学学院临床药理研究所 摘要 蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）是利用人体内固有的泛素⁃蛋白酶体系统（UPS）形成三元复合物E3泛素连接酶⁃PROTAC⁃靶蛋白（POI），进而诱导POI结构中赖氨酸多泛素化，并在UPS作用下被蛋白酶体识别实现POI的特异性降解。相较于传统的小分子药物，PROTAC分子作用具有高效性，通过“事件驱动”药理作用模式短暂接触即可发挥作用，直接靶向降解POI，在“不可成药”靶点的药物研发领域具有重要意义。PROTAC分子形式多样，小分子PROTAC应用较为广泛，具有高效、安全、稳定与易吸收的特点，多肽类PROTAC较高的安全性和亲和力，基于光学原理、纳米技术等研发的PROTAC技术更是在肿瘤等疾病领域具有较大的开发应用前景，然而无论何种形式研发设计的PROTAC分子均可能因其结构缺陷或在临床转化中面临重大挑战，PROTAC药物研发任重道远。 关键词 蛋白降解靶向嵌合体；E3泛素连接酶；多肽；小分子 _ 正文 _ 蛋白降解靶向嵌合体（proteolysis⁃targeting chimera，PROTAC）是利用人体内固有的泛素⁃蛋白酶体系统（ubiquitin⁃proteasome system，UPS）选择性降解致病靶蛋白进而调节传统小分子药物难以靶向的靶点[1]。传统小分子药物治疗机制主要是通过结合并影响活性位点靶蛋白（protein of interest，POI）功能进而产生一定的治疗效果，如影响蛋白激酶活性、离子通道开放[2⁃3]。然而，小分子药物的研究主要集中于可直接结合的POI结合位点或者变构位点，对于缺乏活性位点或结合口袋宽而浅的蛋白，小分子难以实现有效靶向。有关资料显示，人类蛋白质组有2万余种，而目前药物研究可成药的靶点仅有约20%，仍有80%的疾病相关蛋白由于缺乏明确的蛋白功能结合位点而无法开发出有效的药物[4]。2019年，首批PROTAC分子雄激素受体（androgen receptor，AR）靶向制剂ARV⁃110和雌激素受体（estrogen receptor，ER）靶向制剂ARV⁃471，经过严格的临床前研究评估后进入临床研究，自此开始蛋白降解领域的新阶段[5⁃6]。目前，PROTAC已广泛运用于降解与各种疾病相关POI的新药研发，涉及癌症、免疫性疾病、神经退行性疾病、病毒感染等[4，7⁃8]。 作为一种双官能团分子，PROTAC通过中间连接子连接两端配体，一端招募并连接E3泛素连接酶，另一端连接POI，通过形成E3泛素连接酶⁃PROTAC⁃POI三元复合物诱导POI结构中的赖氨酸多泛素化，进而在UPS作用下被26S蛋白酶体识别实现POI的特异性降解（图1）。整个过程中PROTAC分子结构不受影响，具有“即插即用”的特点，继而解离并靶向另一个POI降解[9]。PRO⁃TAC技术相比于传统小分子抑制剂具有许多潜在的优势。首先，PROTAC主要通过介导E3泛素连接酶与POI短暂的接触即可介导POI直接降解，具有高效性[10]。其次，传统小分子抑制剂需要在靶点富集一定浓度才可发挥治疗效应，长期大剂量使用导致药物蓄积现象时有发生，PROTAC通过“事件驱动”药理作用模式，仅需要较低的药物剂量即可循环降解多个POI[11]。此外，PROTAC由于具有较高的特异性，通过短暂接触POI即可使其降解，因此PROTAC不易产生由POI结合亲和力降低导致的突变风险，有望克服小分子药物的耐药性问题[12]。目前PROTAC技术的研发形式多样，包括小分子、多肽类、核酸类、抗体类以及各类新型PROTAC技术等（表1）。笔者在本文主要基于近年来国内外PROTAC相关研究报道，阐述PROTAC技术的药物设计组成及作用机制研究现状，为相关领域药物研发提供参考。 1 多肽类PROTAC技术 多肽类PROTAC（peptide PROTAC，p⁃PROTAC）的核心特征是利用一段由10~100个氨基酸组成的多肽作为POI配体，因此其分子量通常介于小分子与大分子蛋白之间。该技术的优势在于利用多肽较大的接触面和易于修饰的特性，以此靶向缺乏明确活性位点、传统小分子难以作用的“不可成药”蛋白（如某些转录因子）。这一概念于2001年由美国耶鲁大学Craig M. Crews与加州理工大学Raymond J. Deshaies团队首次验证，他们设计的首个PROTAC分子（PROTAC⁃1）即为p⁃PROTAC。该分子通过连接子将招募E3泛素连接酶（Skp1⁃Cullin⁃F boxβ⁃TRCP）的IκBα磷酸肽与靶向POI甲硫氨酰氨肽酶⁃2（methionine aminopeptidase⁃2，METAP⁃2）的卵泡菌素相连，在细胞外实验中成功诱导METAP⁃2的降解[13⁃14]。Deshaies与Crews团队继而将PROTAC⁃1结构中靶向METAP⁃2的卵泡菌素替换成雌二醇与二氢睾酮后，改造后的PROTAC分子能够有效降解ER与AR，从而证实了PROTAC技术具有普适性[15]。然而人类生物细胞膜具有选择性透过作用，p⁃PROTAC分子量较大无法穿过细胞膜，这使得药物难以被有效地送达治疗部位，应用前景受限。 细胞穿膜肽的研发改善p⁃PROTAC的细胞渗透性差问题。研究发现，选用低氧诱导因子1α（hypoxia⁃inducible factor 1α，HIF⁃1α）中可被E3肽段特异性识别的肽段作为配体，在PROTAC分子连接子处融合多聚赖氨酸穿膜肽可以诱导该分子进入细胞内降解POI[16]。HIF⁃1α可以通过结合von Hippel⁃Lindau（VHL）结构进而靶向E3泛素连接酶复合物VBC⁃Cul2，因此VHL现下已成为PROTAC分子中常用的复合物之一[17]。细胞穿膜肽在体内动物实验研究结果显示，基于细胞穿膜肽建立的PhosphoPROTACs分子可以选择性靶向并降解磷脂酰肌醇⁃3激酶进而抑制肿瘤细胞增长，这也是首个报道的具有细胞通透性的p⁃PROTAC分子[18]。在一项乳腺癌相关的PROTAC研究中，利用N⁃末端天冬氨酸交联促进肽类螺旋结构的形成以增强PROTAC的稳定性和细胞膜渗透性，进而有助于PROTAC与E3泛素连接酶复合物的形成，以有效降解ERα并抑制雌激素阳性的乳腺癌细胞生长[19]。TOURE等[20]研发出一种PROTAC分子，主要由β⁃微管相关蛋白Tau和作为Keap1的强结合物的肽段通过连接子组成，将Tau募集到Keap1⁃Cul3泛素连接酶复合物中，Tau蛋白最终通过UPS系统以浓度依赖和时间依赖的方式在几种Tau过表达的细胞系如SH⁃SY5Y、Neuro⁃2a和PC⁃12细胞中降解，这为多肽形式的PROTAC在神经系统疾病药物研发提供了有力证据。尽管p⁃PROTAC技术在该类药物机制验证研究中取得了显著进步，但体内稳定性与递送效果差的问题使药物的成药性与靶向性问题难以解决，因此p⁃PROTAC药物研发仍面临诸多挑战。 2 小分子PROTAC技术 相比于p⁃PROTAC的通透性差、肽键的稳定性较弱以及合成纯化难等问题，小分子PROTAC更容易被人体吸收、稳定性较强、分布更为广泛，更有望被开发为临床药物[21⁃22]。2019年，针对ER与AR研发的两种小分子药物ARV⁃110与ARV⁃471（图2）正式进入临床试验[5⁃6]，在治疗转移性去势抵抗性前列腺癌与局部晚期或转移性ER阳性/HER2阴性乳腺癌临床获益率较高，这是PROTAC技术在恶性肿瘤药物研发中的里程碑式转化，也是小分子PROTAC技术在生物医药领域的重要尝试。 在小分子PROTAC的设计中，靶向POI的配体部分可以选择已上市的小分子药物，因此寻找合适的E3泛素连接酶配体是药物研发的关键。理想的E3泛素连接酶的选择应首先考虑对其具有较高的亲和力的配体，且不影响E3泛素连接酶泛素化活性。目前广泛用于PROTAC分子中的E3泛素连接酶包括VHL和CRBN，主要是由于二者具有适宜的连接子连接位点，且具有比较容易获取的小分子配体，分子结构稳定，表达相对普遍。SCHNEEKLOTH等[23]通过将与小鼠双微体2（mouse double minute，MDM2）E3泛素连接酶具有高亲和力的咪唑啉衍生物Nutlins与选择性AR调节剂结合，设计出首个真正意义上的全小分子PROTAC，相对分子量降至500，但细胞的渗透性与稳定性大大增加，该研究还验证其可以有效降解胞内AR蛋白，实现PROTAC技术在抗肿瘤治疗中的首个突破。随后，ITOH等[24]利用乌苯美司酯能够特异性结合凋亡抑制蛋白（inhibitor of apoptosis proteins，IAPs）E3家族中细胞IAP1的原理设计合成首个可以招募细胞IAP E3泛素连接酶的PROTAC分子，其可以快速靶向细胞视黄醇或视黄酸结合蛋白（cellular retinoic acid binding pro⁃teins⁃Ⅰ/Ⅱ，CRABP⁃Ⅰ/Ⅱ），进而诱导神经母细胞瘤细胞内CRABP⁃Ⅰ/Ⅱ靶向降解，该复合物可延缓肿瘤细胞的迁移。自此乌苯美司酯各类衍生物被相继设计成为PROTAC，相关设计理念被运用于诸多POI的降解，如核受体蛋白、溴结构域包含蛋白（bromodomain⁃containing protein，BRD）、激酶蛋白布鲁顿酪氨酸激酶等[25⁃26]。BUCKLEY等[27]基于生物信息学研究方法设计出首个能够与VHL E3泛素连接酶结合的小分子配体，且二者结合具有较高的亲和力。基于上述研究，GALDEANO等[28]研究设计出首个可以招募VHL E3泛素连接酶的小分子PROTAC，该技术中将雌激素相关受体α（oestrogenrelated receptor⁃α，ERRα）作为POI，可直接靶向降解90%以上的POI，该技术在黏着斑激酶、渐变性淋巴瘤激酶等领域研究越来越广泛[29⁃30]。基于Cereblon E3泛素连接酶形式招募的小分子PRO⁃TAC研究曾在免疫调节剂领域取得重要进展，有研究发现，沙利度胺等邻苯二甲酰亚胺药物的主要靶标是Culin⁃RING E3泛素连接酶（Culin⁃RING ubiquitin lig⁃ase，CRL）中的Cereblon组分，通过与Cereblon有效结合进而导致POI降解，产生较好的治疗效果，如Ikoros家族锌脂蛋白-1或-3，同年，首个可靶向结合CRL E3泛素连接酶的小分子形式PROTAC被合成设计出来[31⁃32]。ARV⁃825是通过将BRD⁃4的小分子抑制剂OTX015与phthalimides结合，体外实验结果显示，纳摩尔浓度级的ARV⁃825作用下几乎可以使Burkitt肿瘤细胞的BRD⁃4全部降解[33]。另有研究发现，溴结构域BET家族分子JQ1与phthalimides相连合形成的PRO⁃TAC分子dBET，通过JQ1特异性结合POI如BRD，结合phthalimides形成三元复合物，可以诱导几乎所有BRD家族蛋白在2h内高效特异地降解，并在体内肿瘤实验中得到很好的验证[34]。此后抗肿瘤药物研究领域相继合成了BETd⁃246[35]和BETd⁃260[36]，基于Cereblon E3泛素连接酶的PROTAC分子也已在STAT3[37]领域显示较好的治疗优势。 此外，以共价形式结合三元复合物的小分子PRO⁃TAC相比于非共价结合而言，其不可逆的结合方式可以使形成的分子结构稳定性更好，仅需PROTAC分子与POI单次短暂的结合就可以诱导POI高效降解。一项抗恶性肿瘤药物Nimbolide的作用机制研究中发现，重组人环指蛋白114（ring finger protein114，RNF114）E3泛素连接酶N末端半胱氨酸残基可与Nimbolide共价结合，进而靶向破坏RNF114对底物的识别和降解，产生治疗作用[38]。通过将Nimbolide与JQ1结合设计而成的PROTAC小分子可有效结合RNF114并降解BET家族蛋白[38]。 3 核酸与抗体PROTAC技术 核酸形式的PROTAC技术是一种利用核酸基序作为关键组件的PROTAC技术，它结合核酸的特性与PROTAC的原理，通过UPS实现对POI的特异性降解，具有靶向性高的特点，可靶向转录因子、RNA结合蛋白和G⁃四联体结合蛋白等，在抗肿瘤与RNA疾病药物研发中具有重要价值。研究显示，通过连接双链寡核苷酸序列与CRISPR RNA并使后者特异性结合融合蛋白dCas9⁃Halotag7，再在UPS系统中通过VHL E3泛素连接酶即可实现POI的泛素化降解[39]。另有研究将双链寡核苷酸序列作为配体结合E⁃26相关基因家族转录因子蛋白与淋巴样增强子结合因子，通过与VHL配体连接形成三元复合物，通过体内外研究均可降解POI[40]。 上述核酸形式及传统小分子或多肽形式的PRO⁃TAC技术只能降解胞内蛋白，而胞外蛋白和膜蛋白因缺乏与胞浆E3泛素连接酶的结合域，难以通过传统PROTAC设计实现靶向降解。人类体内膜蛋白编码基因有20%以上属于膜蛋白，大多数药物针对的都是膜蛋白编码基因，若能实现膜蛋白的有效定位，PROTAC技术的应用领域将被大大拓宽。为此，抗体形式的PROTAC技术应运而生。抗体PROTAC技术是利用抗体的组织特异性与靶向性，通过内吞作用将PROTAC传递到肿瘤细胞内，进而裂解连接子释放活性的PRO⁃TAC，从而实现对POI的降解，该过程不依赖于UPS。近年来，溶酶体途径逐渐进入蛋白降解领域，为PRO⁃TAC技术提供了新的思路。溶酶体靶向嵌合体（lyso⁃some⁃targeting chimaeras，LYTAC）是由小分子或抗体与化学合成的糖肽配体融合而成，其配体是阳离子非依赖性甘露糖⁃6⁃磷酸受体的激动剂，通过内吞⁃溶酶体途径实现细胞外或膜蛋白的特异性降解，该技术目前已在程序性细胞死亡⁃配体1（programmed death⁃ligand1，PD⁃L1）受体领域得以验证[41]。另有一项关于双特异性IgG抗体形式的PROTAC分子研究（antibody⁃based PROTAC，AbTAC），通过膜蛋白结合的E3泛素连接酶RNF3内化PD⁃L1，进而降解PD⁃L1[42]，实现分泌蛋白和膜蛋白的溶酶体降解，在生化研究和治疗学中具有广泛意义。 4 新型PROTAC技术 虽然通过多种类型的结构修饰已经克服了PRO⁃TAC技术的部分局限性，但理化性质的优化问题仍是未来PROTAC技术面临的严峻挑战，新型PROTAC技术旨在使PROTAC分子在特定组织或外部刺激下恢复降解功能，同时可保持其他组织的无活性状态，实现精准靶向降解的功能，如光控PROTAC分子、PROTAC纳米颗粒递送系统等。 将小分子进行光改造修饰主要通过光笼或可逆的光开关形式，光笼形式的PROTAC主要是通过设计光保护基团掩盖药效基团，当有光照射时，光保护基团被裂解，释放出PROTAC分子进而发挥靶向降解作用[43]。研究显示，较大剂量的dBET1能够降解细胞内几乎所有的BET家族蛋白，具有较高的细胞毒性，通过在dBET1的JQ1结构上引入4，5⁃dimethoxy⁃2⁃nitro⁃benzyl（DMNB）基团合成设计的光敏笼状PROTAC（Photocaged PROTAC，pc⁃PROTAC），可以大大降低其与BET家族蛋白的结合力，而给予紫外照射后DMNB可被解离出来，PROTAC激活，实现对BRD4的高效降解[44]。光开关形式的PROTAC技术主要通过在可逆的光激活和光失活之间切换产生治疗效果。另有资料显示，将基于光开关原理设计的PROTAC与E3泛素连接酶配体连接，利用偶氮苯连接基作为连接子得到的光化学靶向嵌合体，具有持久光照射条件下的稳定性，可以实现对BET家族蛋白的可控性降解[45]。然而，由于光的穿透性问题以及UVA对人体遗传物质的破坏，导致目前此类PROTAC技术仅能在皮肤癌症等领域得到应用。 纳米颗粒递送系统可通过调节PROTAC分子的水溶性、改善细胞膜渗透性和体内药动学性质、增强PROTAC分子在病变组织中的积累，减轻组织外靶向副作用，可最大限度地减少药物全身递送的潜在毒性，实现靶向定位，提高治疗效果。例如，SPNpro是一种基于光疗法设计的半导体聚合物纳米PROTAC分子，主要用于光免疫代谢癌症的治疗，SPNpro主要通过定向分解吲哚胺2，3⁃二氧酶，激活肿瘤患者体内的效应T细胞，抑制肿瘤的生长于转移，改善机体免疫力[46]。尽管纳米递送系统展现出较高的应用潜力，但其载体材料的生物相容性、长期安全性、载药量以及大规模生成的质量可控性等问题仍然是限制其临床转化广泛运用的关键瓶颈。 5 总结与展望 从药物设计和结构修饰到临床前研究，再到临床研究，PROTAC技术经历20多年的快速发展，各类研究数据均有力地证明了其应用前景。目前广泛用于研究的PROTAC分子以小分子形式为主，其具有较高的吸收效果与稳定性，但E3泛素连接酶配体的选择以及小分子的结合力不足导致的脱靶效应是当前研究应充分关注的问题。p⁃PROTAC虽然具有较高的安全性和亲和力，但肽结构的稳定性与递送效果差的问题限制其发展。新型PROTAC技术正是克服传统PROTAC技术的部分难点，如光调节PROTAC技术利用光笼或光开关原理实现药效基团的精准适时靶向降解POI作用，基于纳米颗粒递送系统而设计的PROTAC分子更是在肿瘤疾病的研究领域中显示一定的优势。 即使上述各类合成设计方法具有较大的开发应用前景，但在PROTAC前药设计中也会因为其结构缺陷或在临床转化中面临重大挑战。首先，E3泛素连接酶的非选择性表达可能会导致PROTAC的脱靶活性进而引起副作用；其次，PROTAC分子是由2个配体通过连接子组成，分子量大于传统小分子，水溶性以及生物利用度均是研发过程中的重难点；PROTAC的高极性表面限制了其渗透性，可能会出现细胞通透性问题；最后，当胞内PROTAC浓度较高时更容易形成POI⁃PRO⁃TAC的二元复合物而产生Hook效应，从而降低POI的降解活性，影响其体内剂量的合理设计。未来PRO⁃TAC研发设计重点仍需考虑如何有助于形成安全高效、稳定、易吸收且生物利用度高的三元复合物，开发出“即插即用”的PROTAC合成方法，推动其在各类疾病中的应用。 参考文献 详见 《医药导报》 2026年6月 第45卷第6期 免责声明 来源：凡默谷公众号】 *本微信公众号对所有原创、转载的内容、陈述、观点判断均保持中立，推送内容仅供公益性分享，部分转载作品、图片如有作者来源标记有误或涉及侵权，请原创者友情提醒并联系小编删除。 *责任编辑 | 木易 *转载开白 | 小E  13166175613 (微信同号) *商务合作 | 刘老师 13262726197 (微信同号)