Nanjing University

点击蓝字 关注我们 编者按 间变性淋巴瘤激酶（ALK）融合基因是非小细胞肺癌（NSCLC）第二常见的致癌驱动基因，发生率约3%-7%[1]，在年轻、不吸烟或少吸烟患者中更为常见。近几年来，《中国非小细胞肺癌ALK检测临床实践专家共识》[2]、《非小细胞肺癌分子病理检测临床实践指南（2021版）》[3]和《非小细胞肺癌融合基因检测临床实践中国专家共识（2023版）》[4]等指南共识相继出台，为NSCLC中ALK的精准检测以及ALK靶向治疗提供了指导。针对ALK精准检测，《肿瘤瞭望》邀请丹阳市人民医院张腊娣教授、南京大学医学院附属金陵医院刘红兵教授、梧州市红十字会医院覃慕萍教授、界首市人民医院赵春红教授和新乡医学院第一附属医院张敏教授分享思考和见解。 张腊娣教授 大家好，我是来自丹阳市人民医院的张腊娣医生。基于目前的共识和患者生存数据，您认为哪些NSCLC患者需要进行ALK基因突变的检测？ALK检测有何临床意义？ 刘红兵教授 大家好，我是来自南京大学医学院附属金陵医院的刘红兵医生，今天我们探讨一下ALK检测的适用人群以及ALK检测的价值。 ALK检测的适用人群：晚期NSCLC患者使用ALK-TKI治疗前必须检测ALK变异状态。推荐所有含腺癌成分的NSCLC患者在诊断时常规进行ALK融合基因或融合蛋白检测，对于小活检标本或者不吸烟的鳞状细胞癌患者也建议进行ALK检测[1]。 根据《中国非小细胞肺癌ALK检测临床实践专家共识》：①强烈推荐肺浸润性腺癌（包括腺癌成分）患者均进行靶分子基因检测，不论分期。在我国，未经选择的NSCLC中ALK阳性病例约占5.6%，其中近1/10（6.6%-9.6%）的肺腺癌检测出ALK基因突变阳性，且晚期患者阳性率高于早期患者[2]；②推荐经活检组织病理学证实为非腺癌的晚期NSCLC进行ALK检测：很多医生不重视肺鳞癌的基因检测，然而部分由活检证实为肺鳞癌的患者，经术后病理证实存在肺腺癌成分，这类患者可从ALK抑制剂治疗中获益。近些年来，肺鳞癌中的驱动基因检出率也在逐步提高，我国学者开展的一项真实世界研究发现肺鳞癌（n=109）患者中ALK基因融合发生率可达3.7%[5]。综上，我们应重视肺鳞癌的基因检测，尽量不要让携带驱动基因突变的患者失去靶向治疗的机会。 ALK检测具有以下临床意义：①精准检测是精准治疗的前提：ALK精准检测能够准确判断患者是否携带ALK基因融合，为进行靶向治疗提供依据。②提高治疗效果：ALK阳性NSCLC患者使用ALK抑制剂相比化疗能够显著改善总生存期（OS）和生活质量，基于精准检测确认的ALK突变亚型或耐药机制，临床医生可为患者制定更加高效、个体化的靶向治疗方案；③指导疾病全程管理：ALK精准检测的结果对于治疗方案选择、疗效评估、耐药管理、治疗计划精细调整及预后判断等方面具有重要的指导意义。 小结：ALK融合突变对ALK靶向药物治疗非常敏感，故被称为肺癌驱动基因中的「钻石突变」。目前，NSCLC患者接受靶向治疗前进行相关靶基因检测在国内外已进入指南和共识。ALK精确检测是实现肺癌精准治疗的“导航仪”，因此检测结果的准确性非常重要。 张腊娣教授 对于NSCLC患者的ALK检测，目前常用的分子病理检测方法有哪些？各有哪些优缺点？ALK检测方法的临床选择会受哪些因素影响？请谈谈您的看法。 覃慕萍教授 大家好，我是梧州市红十字会医院的覃慕萍医生。病理诊断是恶性肿瘤诊断的金标准，精准基因检测结果在分子病理分型中起着至关重要的作用，是多学科团队（MDT）提供精准医疗的前提和必要条件。ALK是首个被发现且靶向药获批的融合基因，其检测结果能够有效甄选ALK-TKI的潜在获益人群。常用的ALK检测方法包括荧光原位杂交（FISH）、免疫组化（IHC）、即时定量PCR（qRT-PCR）和二代测序（NGS），其中NGS包括DNA based NGS和RNA based NGS。各检测平台结果存在较高的一致率，也存在结果不一致的情况。 FISH：FISH依然是ALK融合突变检测的经典方法，其检测结果直观稳定，直接在显微镜下观察细胞核染色质形态和分离信号。FISH检测方法较简单，对样本质量的要求较低，当怀疑检测标本有质量问题时，可优先应用FISH检测。FISH的缺点是经济效益比不佳，检测范围相对较窄。 IHC：ALK Ventana-D5F3 IHC检测快速、经济、操作简单，且在肺腺癌中具有较高的灵敏度及特异度，需要的组织样本量相对较小，可以优先使用。为降低组织样本耗损、加快检测流程，建议将肺癌鉴别诊断IHC标志物与ALK Ventana-D5F3 IHC同时进行检测。对于非腺癌，应用ALK Ventana-D5F3 IHC应格外谨慎。 qRT-PCR：qRT-PCR检测具有快速、简单和性价比高的优点，检测ALK融合基因的灵敏度和特异度均较高。当NGS不可及，可选用qRT-PCR进行EGFR、ALK和ROS1等多基因检测。qRT-PCR只能检测已知ALK融合基因类型，所以存在假阴性可能。同时，因涉及基于mRNA的PCR扩增，其对检测环境和标本质量都有较高的要求。 NGS：NGS可高通量检测多个癌症相关基因，包括罕见基因，识别已知和未知的融合基因类型。NGS的精准度和灵敏度均很高，但准确性可能会受捕获探针的覆盖区域、覆盖度以及标本DNA质量等因素的影响。一般情况下，ALK基因融合通过捕获平台在DNA或RNA水平上进行检测，目前常用的DNA模板的NGS检测可能会漏诊，如果临床采用DNA+RNA的NGS检测，可以最大程度地发现基因融合事件。 ALK阳性NSCLC具有独特的临床病理学特征，我们可以根据这些临床病理特征优先选择检验方法。如果只需了解患者的治疗基因（比如ALK单基因检测），可以选择IHC或FISH。如果希望同时检测其他的驱动基因，可选择qRT-PCR或NGS检测。如果需要ALK融合伴侣基因的信息，可选择NGS检测。 小结：精准治疗时代下的病理检测囊括肺癌基因检测的全流程，取样和检测方法的选择对诊断至关重要。所有分子病理检测方法均具有优缺点，检测的准确性受所检基因变异类型和数量、标本类型、标本数量和质量、实验室条件等影响。在实际临床工作中，我们应该根据患者的实际需求、治疗目的来选择基因检测方式。 张腊娣教授 请您结合临床经验谈一谈如何实现ALK检测策略优化，如何基于ALK检测结果指导NSCLC靶向治疗，从而改善NSCLC患者的全程管理。 赵春红教授 大家好，我是来自界首市人民医院的赵春红医生。肿瘤组织检测从采集活检标本开始，然后经过一系列诊断评估，最终获得包含诊断和预后数据的临床报告，指导癌症患者的个性化治疗。ALK检测策略的优化应重视以下几个方面。 （1）腺鳞癌均送检：所有经病理学诊断为肺浸润性腺癌（包括含腺癌成分）患者均需进行ALK检测。肺鳞癌患者的ALK融合检测也不应忽视，尤其是年轻、不吸烟或者长期戒烟（停止吸烟>15年）的患者。 （2）优选组织样品：高质量的检测样本是获得准确检测结果的前提条件，首选组织样本，在组织样本不足或不可及的情况下，液体标本可作为补充。NGS方法学拓展了使用血液进行ALK融合基因的检测，弥补组织检测的不足。在酪氨酸激酶抑制剂（TKI）治疗癌基因驱动的NSCLC后出现获得性耐药时，首先使用ctDNA来确定耐药机制（“血浆优先”），如果血浆ctDNA无信息，则重复组织活检。由于易于连续取样和患者接受度高，ctDNA也逐渐成为实时监测的首选方法。 （3）精准检测与全程管理相结合：随着ALK阳性晚期NSCLC治疗迈入精准时代，这类疾病已经向“慢性病”转化，因此在患者长期诊疗过程中的全程管理非常重要。ALK阳性晚期NSCLC的一线治疗用药应考量药物疗效和安全性、患者基线特征、药物可及性和家庭经济条件等因素，在有条件允许的情况下建议优选三代ALK-TKI洛拉替尼。随着ALK突变检出率增高和靶向治疗逐渐普及，临床上的“疑难病例”也越来越多，例如治疗未达预期疗效、出现原发或继发性耐药的患者。这类患者的治疗需要NGS等精准检测手段准确识别具体耐药机制，根据耐药机制调整后续治疗策略，优化靶向药物的排兵布阵，真正实现把ALK突变NSCLC作为一种慢性病来管理的目标。 小结：基因检测应贯彻在ALK阳性NSCLC疾病全程管理的全过程，精准检测与高效治疗相结合，推动ALK突变晚期NSCLC慢病化。 张腊娣教授 NSCLC基因检测报告解读对于正确选择治疗方案非常重要。如何正确解读基因检测报告，有哪些需要关注的内容？ 张敏教授 大家好，我是新乡医学院第一附属医院张敏医生。病理科囊括肺癌基因检测全流程，包括取样处理、诊断检测、数据解读和临床报告。基因检测报告是对分子检测结果的仔细解读，为治疗决策提供依据。基因检测报告通常包含基本信息、检测结果和结果解释三个部分，病理科医生可以帮助解释分子检测的结果，确定某些突变或生物标志物的重要性，以及它们可能如何影响治疗决策，旨在确保患者获得尽可能个性化和最有效的治疗手段。 ALK基因变异形式主要包括点突变、扩增和融合突变，其中部分点突变可导致ALK-TKI耐药，而ALK扩增并非NSCLC的重要驱动事件，基因重排导致的ALK融合突变是最常见的ALK变异形式。初治患者进行ALK检测时，必须检测是否存在基因易位/融合/表达，可进行ALK融合变体亚型（最常见的是EML4变体V1和变体V3）及易位丰度的检测；ALK-TKI耐药患者需要进行ALK获得性耐药突变的相关检测。ALK融合检测可能涉及不同的断裂点和多个融合伴侣（EML4、TFG、KLC1、SOCS5、H1P1、TPR、BIRC6等）。 病理医生应充分掌握各检测平台及试剂的特点和局限性，结合标本情况、检测质控及检测发现等进行综合判读，对于复杂情况进行多学科讨论，并以规范形式报告检测结果。 在进行FISH结果判读时，对于分离信号肿瘤细胞比例在临界值附近的病例，判读应谨慎，必要时加备注，并建议使用其他技术平台进行复检。存在不典型信号时，如单绿信号（5′端荧光信号）或伴扩增等，应定义为不典型病例，并建议复检。 对于ALK Ventana-D5F3 IHC检测结果，应警惕结果判读中存在的一些陷阱，避免假阳性或假阴性，结果不能确定时需要复检。ALK Ventana-D5F3 IHC用于低分化癌、神经内分泌癌和鳞状细胞癌可能出现非特异性着色，疑似阳性结果需要通过其他方法验证。 对于qRT-PCR检测，Ct值在阈值范围附近的病例，判读应谨慎。必要时加备注，并建议使用其他技术平台进行复检。 对于NGS检测的ALK结果，应结合标本情况、检测质控及测序数据等进行综合判读。对于质控不合格或结果不典型病例，报告时应加备注，并建议使用其他技术平台进行复检。与单个变异相比，多基因多变异的解读逻辑要复杂的多，需要结合治疗史、突变丰度和既往分子检测结果等信息综合判读。临床医生应正确理解NGS报告的逻辑结构，抓取关键信息以指导临床决策。 DNA检测ALK融合需要同时覆盖外显子和内含子，而内含子区域常见重复区、同源区，干扰DNA-seq检测灵敏度，同时panel往往难以全部覆盖融合发生的位置。为避免漏检，若DNA NGS没有检测到任何驱动突变，建议补充RNA NGS检测。若最初DNA NGS仅检出ALK点突变，建议补充ALK融合的RNA检测、FISH或IHC检测。若两个以上技术平台都没有检出ALK融合，则基本确定不存在ALK融合。 小结：精准治疗时代促使病理学医生所承担的职责日益扩大，分子检测的执行、解释是重要一环。正确、规范解读基因检测报告是确保患者获得最有效治疗的前提。 张腊娣教授 国家卫生健康委印发《肿瘤专业医疗质量控制指标（2023年版）》[6]，其中也包括靶向治疗前进行基因检测阳性率。结合质控指标及医院实际情况，您认为应如何提高检测的准确率？ 赵春红教授 质控指标体系是医疗质量管理与控制体系的重要组成部分，对于提升我国医疗质量水平具有重大的意义。单病种质控是将已经成熟的方法、技术总结成规范，在全国范围加以推广，并以明确的指标和相应的考核形式，确保临床医生在医疗实践中加以贯彻。《肿瘤专业医疗质量控制指标（2023年版）》的13项肺癌质控指标涉及到各个学科，包含多条“病理诊断”的规定，强调肿瘤病理诊断的重要意义，例如指标三（肺癌患者非手术治疗前病理学诊断率）、指标四（肺癌患者术后病理TNM分期率）和指标十（肺癌患者接受分子靶向治疗前基因检测阳性率）。 靶向治疗前进行基因检测的重要性：指标十的定义是“肺癌患者接受分子靶向治疗前基因检测显示驱动基因突变阳性的患者数占接受分子靶向治疗的肺癌患者总数的比例。分子分型是NSCLC实施靶向治疗的前提，依据指南推荐进行驱动基因检测，基于分子分型选择靶向药物为患者带来的生存获益更多。以ALK-TKI为例，完善基因检测明确存在ALK+的NSCLC患者接受三代ALK-TKI洛拉替尼可以获得很好的疗效，如果不进行ALK检测，盲吃药物的疗效可能不太好，并非药物的疗效有问题，而是因为没有检测出获益人群。基于此，国内外指南推荐所有含腺癌成分的NSCLC患者均需进行驱动基因ALK检测。我国卫健委所颁布的6版《新型抗肿瘤药物临床应用指导原则》（2018-2023）均将“病理诊断后方可用药”的原则放在首条位置[7]。 提高ALK基因检测准确率：对于NSCLC患者的治疗，各医院应贯彻“精准治疗、检测先行”的理念，重视基因检测和其它辅助检查，这是实现MDT诊疗的必要前提。病理科应根据各种ALK检测技术的特点以及自身实验室条件，分析各种ALK检测技术在临床实践中常规开展的难易程度、实验成本、样本损耗、检测周转时间等具体问题，选择合理有效的检测方式和流程。为提高ALK检测的准确率，建立和优化ALK检测的标准操作流程（SOP）、定期开展ALK检测质量评估以及组织人员培训非常重要。临床医生与组织病理医师及分子检测人员应及时就ALK基因检测进行必要的沟通，及时发现检测问题和特殊病例，保障病理诊断结果的准确性。为尽量避免漏检，可在实施IHC等检测方法的基础上配合RNA-NGS检测；临床医生应提升腺鳞癌均送检的意识，首选组织样品送检，尤其重视年轻、不吸烟患者的ALK融合基因检测。 小结：精确诊断是实现NSCLC精准治疗的前提条件，病理科医生在肿瘤诊断中起着决定性作用，是“医生的医生”。 张腊娣教授 综合各位专家的意见，我们体会到没有精准检测，精准治疗就是一句空话。病理科医生应选用恰当的分子病理检测方法，正确判读检测结果，指导精准治疗在临床贯彻实施，使患者获得更多生存获益。 专家简介 张腊娣 硕士，主任医师，南通大学副教授 丹阳市人民医院 江苏省医学会呼吸分会感染学组成员 江苏省呼吸分会基层学组委员 江苏省医师协会基层学组委员 江苏省预防与控制疾病委员 刘红兵 南京大学医学院附属金陵医院呼吸科、肺癌中心主任医师、副教授 南京大学、南京医科大学、南京中医药大学硕士研究生导师 美国科罗拉多大学医学院访问学者 中国抗癌协会肺癌专业委员会青年委员 CSCO肿瘤生物标志物专家委员会委员 中国初级保健基金会胸部肿瘤精准治疗专委员会委员 中国初级保健基金会肿瘤精准诊疗专委员会委员 江苏省医学会呼吸病学分会烟草学组副组长 江苏省医学会呼吸病学分会委员兼学术秘书 全军呼吸病学分会肺癌和介入学组委员 南京医学会呼吸分会委员 海西医药卫生发展中心介入呼吸学专业委员会委员 江苏省333高层次人才 江苏省“科教强卫工程”青年人才 发表SCI论文80余篇，其中以第一作者或通讯作者发表40余篇 主持国家自然科学基金等多项课题，获得江苏省科技进步一等奖，教育部科技进步二等奖，江苏省医学新技术奖二等奖等 《Translational lung cancer research》杂志编委 覃慕萍 副主任医师 梧州市红十字会医院肿瘤科六区 广西医师协会肿瘤科医师分会委员 广西临床肿瘤学会（GSCO）第一届神经内分泌肿瘤专家委员会常委 第三届广西抗癌协会肿瘤生物治疗专业委员会委员 赵春红 主任医师 界首市人民医院呼吸与危重症医学科二病区主任 中国临床肿瘤学会会员 安徽省呼吸内镜委员 安徽省医师协会呼吸医师分会委员 阜阳市医学会呼吸分会委员 阜阳市肺癌质控专家 阜阳市健康促进巡讲专家 张敏 新乡医学院第一附属医院肿瘤医院副院长 医学博士，硕士研究生导师，肿瘤内科副主任医师 河南省教育厅学术技术带头人 中国肿瘤整合诊治技术指南（CACA）编委 《中国肿瘤防治核心科普知识（2024）》卓越编审专家 河南省抗癌协会分子靶向委员会副主任委员 河南省临床肿瘤学会免疫治疗专委会常委 河南省抗癌协会骨与软组织肿瘤整合康复专委会常委 北京医学奖励基金会肺癌医学青年专家委员会委员等 河南省临床肿瘤协会（HSCO）乳腺癌专委会青委会委员 新乡市人工智能肺结节早诊早治工程技术研究中心负责人 新乡市乳腺癌转化与精准治疗医学重点实验室负责人 参考文献： [1]张绪超,陆舜,张力等. 中国间变性淋巴瘤激酶(ALK)阳性非小细胞肺癌诊疗指南[J].中华病理学杂志,2015,44(10):696-703. [2]中国非小细胞肺癌ALK检测模式真实世界多中心研究专家组,中华医学会病理学分会分子病理学组.中国非小细胞肺癌ALK检测临床实践专家共识[J].中华病理学杂志,2019,48（12）:913-920. [3]中华医学会病理学分会,国家病理质量控制与指导中心,中华医学会肿瘤学分会肺癌学组,等. 非小细胞肺癌分子病理检测临床实践指南（2021版）. 中华病理学杂志,2021, 50（4）: 323-332 [4]中国抗癌协会肿瘤病理专业委员会, 中华医学会肿瘤学分会肺癌专家委员会, 国家病理质控中心. 非小细胞肺癌融合基因检测临床实践中国专家共识（2023版）[J]. 中华病理学杂志, 2023, 52（6）: 565-573. [5]Liang H, Song X, Zhang Y, et al. Real-world data on EGFR/ALK gene status and first-line targeted therapy rate in newly diagnosed advanced non-small cell lung cancer patients in Northern China: A prospective observational study. Thorac Cancer. 2019;10(7):1521-1532. [6]肿瘤专业医疗质量控制指标（2023年版） [7]新型抗肿瘤药物临床应用指导原则（2023年版） （来源：《肿瘤瞭望》编辑部） 声 明 凡署名原创的文章版权属《肿瘤瞭望》所有，欢迎分享、转载。本文仅供医疗卫生专业人士了解最新医药资讯参考使用，不代表本平台观点。该等信息不能以任何方式取代专业的医疗指导，也不应被视为诊疗建议，如果该信息被用于资讯以外的目的，本站及作者不承担相关责任。

来源：药渡 撰文：balabala     编辑：维他命 近期，南京大学张晶晶教授研究团队针对上述新型PROTAC策略的局限性，以miRNA触发的DNA编码的pre-PROTAC的形态调节为依据，成功开发出一种全新的miRNA启动的组装pre-PROTAC平台——miRiaTAC。 PART. 01 传统PROTAC技术所面临的挑战 靶向蛋白水解嵌合体（PROTACs）作为一种极具前景的治疗策略，通过利用细胞天然蛋白质降解机制靶向消除疾病相关蛋白，展现出与传统占位驱动抑制剂不同的独特优势，如在低剂量下发挥催化作用以及降解顽固蛋白等（图1）。 图1. 基于靶蛋白降解的各种嵌合体策略 然而，在临床应用中，PROTACs面临着诸多挑战。 首先，肿瘤选择性差是一个突出问题。由于无法精准区分肿瘤细胞和正常细胞，PROTACs在发挥作用时可能会对正常组织造成不良影响，降低了治疗的特异性。这种缺乏肿瘤选择性的特性可能导致治疗效果受限，同时增加了患者出现副作用的风险。 其次，蛋白质不受控制的降解带来了非癌组织全身毒性风险。PROTACs引发的蛋白质降解若失去控制，可能会对正常组织和器官的蛋白质平衡产生破坏，干扰人体正常的生理功能。这种全身毒性风险不仅影响患者的生活质量，还可能对治疗的安全性和可持续性构成威胁。 此外，过度激活也是PROTACs面临的挑战之一。过度激活可能引发一系列未知的生理反应或副作用，进一步加重患者的病情或导致新的健康问题。这种不确定性增加了治疗的复杂性和风险。 因此，研发一种按需开关策略，以实现选择性激活和终止PROTACs介导的蛋白质降解，成为当前迫切需要解决的问题。这将有助于提高PROTACs的治疗特异性和安全性，为其在临床治疗中的广泛应用奠定基础。 PART. 02 新型PROTAC技术 对副作用的优化策略 1 Nano-PROTACs策略 2023年7月，国家纳米科学中心的王浩研究员开发了一种用于肿瘤治疗的Nano-PROTACs技术，该技术旨在解决传统PROTACs的问题。其设计的Nano-PROTAC 系统由含特定结构域的两个肽基前体组成，在肿瘤细胞高GSH水平下经点击反应自组装成有序纳米结构。 图2. 原位自组装Nano-protacs的示意图 体外研究表明，它能形成多元纳米复合物，有效降解EGFR和AR等蛋白，且具有剂量依赖性和抗钩效应。体内研究显示，Nano-PROTACs可在肿瘤部位富集和保留，在荷瘤小鼠模型中呈现剂量依赖性的肿瘤抑制效果，通过降解靶蛋白诱导凋亡发挥抗肿瘤作用，同时该系统具有良好生物相容性和细胞选择性。 Nano-PROTAC技术虽然在蛋白降解领域显示出巨大潜力，但仍面临靶点单一、不能即时终止降解过程和制造成本昂贵等多方面的挑战。 2 Ligation to Scavenging策略 在探索靶蛋白可控降解以及按需终止相关问题的进程中，中国药科大学姜正羽教授研究团队于2023年3月开创性地提出了一种能够即时终止蛋白降解过程的连接-清除（Ligation to Scavenging）策略（图3）。 图3. 受控的PROTACs和连接-清除系统示意图 该策略由经反式环辛烯（TCO）修饰的树枝状大分子（PAMAM-G5-TCO）以及四嗪标记的PROTACs（Tz-PROTACs）这两个关键部分构成。其中，PAMAM-G5-TCO能够借助逆电子需求的Diels-Alder反应（IEDDA），快速且有效地清除细胞内处于游离状态的PROTACs，进而达成对靶向蛋白降解过程的终止调控。通过这一调控机制，那些已经出现下调情况的靶蛋白能够逐步恢复到正常水平。 在研究过程中，研究人员针对BET蛋白、PARP蛋白等多个底物蛋白展开了降解终止的相关实验，充分论证了该策略具备可靠性以及广泛的适用性，为PROTAC降解技术装上了可靠的“刹车”。 然而，该策略在选择性和特异性方面可能会受到特定靶蛋白以及降解条件的限制，这一局限给这一颇具潜力的策略未来发展蒙上了一层阴影。 3 DbTAC策略 2023年7月，中国药科大学马祎教授研究团队受到DNA框架所具备的可寻址性、可编程性以及刚性特质的启发，成功开发出基于共价DNA框架的PROTACs（DbTACs）。这种DbTACs能够借助简单的生物正交化学以及自组装方式，实现高通量合成（图4）。 图4. 选择性靶向蛋白降解的DbTACs平台设计示意图 在其构建过程中，采用DNA四面体作为模板，此模板能够精准地定义每个原子的空间位置。基于这一特性，通过在模板上对POI和E3连接酶的配体进行精确的定位操作，就能够对配体间距进行有效控制，其范围可从8 Å到57 Å。研究人员经研究发现，具有配体之间最佳连接长度的dbtac，展现出了更高的降解率以及更强的结合亲和力。 此外，具有三价配体组装的双特异性DbTACs（双-DbTACs）表现出独特优势，它能够在确保对蛋白质亚型进行高度选择性降解的同时，实现对多个靶点的消耗。而且，当运用不同类型的弹头，如小分子、抗体以及DNA基元时，DbTACs在针对多种靶标进行降解方面彰显出强大的功效，这些靶标涵盖了位于不同细胞区室的蛋白激酶和转录因子等。 DbTACs这一策略突破了传统PROTAC分子仅能降解单一靶点的局限，然而，它也面临着一些挑战，例如无法即时终止降解过程且不具有细胞选择性等。 4 Dual-PROTAC策略 2021年5月，华中科技大学同济药学院李华教授研究团队，鉴于单一靶点治疗存在诸多局限，创新性地提出了双靶向PROTAC分子（Dual-PROTAC）这一概念。 受到双靶向药物的启发，研究人员设计并合成了一种能够同时对表皮生长因子受体（EGFR）和聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）进行降解的双靶点PROTAC分子。在合成过程中，研究团队巧妙地运用天然氨基酸作为连接体，并选取吉非替尼、奥拉帕利以及CRBN或VHL的E3配体作为底物来合成相关分子（图5）。 图5. Dual-PROTAC策略示意图 细胞实验结果显示，所合成的双靶点PROTAC在SW1990和H1299细胞系中，能够同时实现对EGFR和PARP的降解，并且其降解效果呈现出浓度和时间的依赖性。此研究首次成功实现一个小分子同时降解两种不同靶蛋白，拓展了PROTAC技术应用并开辟药物发现新领域，然而该策略可能会由于分子量的增加，从而引发药物性质和药代动力学方面的一系列问题。 PART. 03 miRNA-触发DNA编码的 前PROTAC平台 DNA具备可编程性，这一特性使其能够构建多种多样的纳米结构，进而为动态DNA纳米技术的开发奠定了基础。近期，南京大学张晶晶教授研究团队针对上述新型PROTAC策略的局限性，以miRNA触发的DNA编码的pre-PROTAC的形态调节为依据，成功开发出一种全新的miRNA启动的组装pre-PROTAC平台，即miRiaTAC。 miRiaTAC的模块化工具包含一对可修饰的DNA发夹H1和H2。在癌细胞中，靶miR -21呈现过表达的状态，H1和H2能够对其做出响应，并通过HCR形成交替共聚物。具体而言，弹头JQ-1（L1）标记的H1可以招募靶蛋白BRD4，而H2与配体pomalidomide（L2）结合以招募CRBN E3泛素连接酶。精确确定L1和L2的修饰位点，以确保在miR-21启动时L1/L2对的邻近性，使miRiaTAC诱导BRD4多泛素化，引起其蛋白酶体介导的降解，并形成（BRD4）m:miRiaTAC:(E3)n复合物（图6）。 图6. 原位miRNA启动组装预protac（miRiaTAC）系统的示意图 为了进一步降低过度降解所带来的副作用，研究人员设计了一种用于时空控制终止蛋白质降解的概念策略。他们通过在合适的位置插入可光性基团，实现了对长dsDNA纳米结构拆卸过程的光学调节，从而构建出一个具有理想可控性的系统。针对多重蛋白降解这一挑战，研究人员将另一种配体（L3）添加到H1上，以此来募集CDK6。借助可编程的配体比例，成功实现了正交多靶点降解（图7）。此外，体内实验也进一步证实了miRiaTAC在小鼠肿瘤模型中展现出强大的抗癌活性以及显著的肿瘤抑制效果。 图7. miRiaTAC的多重蛋白降解模式 miRiaTAC策略通过插入光不稳定基团实现了对蛋白质降解的时空控制终止，避免了过度蛋白降解。同时，研究人员设计了一种新的DNA编码预PROTAC（H1-Pal），可实现单靶点和双靶点蛋白降解，拓宽了miRiaTAC在多靶点治疗中的应用。 总之，miRiaTAC平台解决了传统PROTACs和miRNA疗法的关键挑战，为开发下一代靶向癌症治疗提供了有前景的途径。 参考文献(可上下滑动）： [1]Zhang, Ni-Yuan et al. “Nano Proteolysis Targeting Chimeras (PROTACs) with Anti-Hook Effect for Tumor Therapy.” Angewandte Chemie (International ed. in English) vol. 62,37 (2023): e202308049. doi:10.1002/anie.202308049 [2]Jin, Yuhui et al. “Ligation to Scavenging Strategy Enables On-Demand Termination of Targeted Protein Degradation.” Journal of the American Chemical Society vol. 145,13 (2023): 7218-7229. doi:10.1021/jacs.2c12809 [3]Zhou, Li et al. “DNA framework-engineered chimeras platform enables selectively targeted protein degradation.” Nature communications vol. 14,1 4510. 27 Jul. 2023, doi:10.1038/s41467-023-40244-7 [4]Zheng, Mengzhu et al. “Rational Design and Synthesis of Novel Dual PROTACs for Simultaneous Degradation of EGFR and PARP.” Journal of medicinal chemistry vol. 64,11 (2021): 7839-7852. doi:10.1021/acs.jmedchem.1c00649 [5]Hollingsworth, S., Johnson, S., Khakbaz, P. et al. The rise of targeting chimeras (TACs): next-generation medicines that preempt cellular events. Med Chem Res 32, 1294–1314 (2023). https://doi.org/10.1007/s00044-023-03104-z [6]Zhan, Jiayin et al. “MicroRNA-Triggered Programmable DNA-Encoded Pre-PROTACs for Cell-Selective and Controlled Protein Degradation.” Angewandte Chemie (International ed. in English), e202415323. 9 Oct. 2024, doi:10.1002/anie.202415323 *声明：本文仅是介绍医药疾病领域研究进展或简述研究概况或分享医药相关讯息，并非也不会进行治疗或诊断方案推荐，也不对相关投资构成任何建议。内容如有疏漏，欢迎沟通指出！ 「医药一哥」赴港二次上市传闻起，拟募资20亿美元，透露哪些信号？ 辉瑞DMD基因疗法折戟，试验结果“打脸”FDA 这5家核药公司，值得关注！

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