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蛋白水解靶向嵌合体技术在恶性肿瘤治疗中的研究进展

期刊:中国现代医学杂志DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2025.05.008

类型b:学术综述报告

作者及机构
本文由刘小凤、陈元静、周娟红、席毓淋(甘肃中医药大学第一临床医学院)、杜盟盟、刘会玲(甘肃省人民医院妇产科)共同完成,发表于《中国现代医学杂志》(*China Journal of Modern Medicine*)2025年3月第35卷第5期。

主题
文章综述了蛋白水解靶向嵌合体(Proteolysis-Targeting Chimera, PROTAC)技术在恶性肿瘤治疗中的研究进展,重点探讨其作用机制、临床优势、当前挑战及未来发展方向。


主要观点及论据

1. PROTAC技术的机制与优势

PROTAC是一种异双功能分子,由三部分组成:靶蛋白配体、E3泛素连接酶配体和连接子。其通过泛素-蛋白酶体系统(Ubiquitin-Proteasome System, UPS)诱导目标蛋白降解,与传统小分子抑制剂相比具有以下优势:
- 靶向“不可成药”蛋白:PROTAC无需依赖活性位点结合,可降解缺乏明确结合口袋的蛋白(如转录因子)。
- 克服耐药性:通过催化性降解(非抑制)机制,减少因靶点突变或过表达导致的耐药问题。例如,针对Bcr-Abl1 T315I突变(伊马替尼耐药)的PROTAC分子GMB-475在实验中成功降解突变蛋白并恢复药物敏感性。
- 低毒性潜力:PROTAC可循环利用,且部分改造策略(如叶酸-PROTAC偶联物)能增强肿瘤特异性,减少对正常组织的脱靶效应。

支持证据
- 桥接PROTAC技术(如MS28)通过招募CDK4/6复合物降解细胞周期蛋白D1(Cyclin D1),解决了该蛋白“不可成药”的难题(Xiong等,2022)。
- 临床试验中,ARV-110(靶向雄激素受体)和ARV-471(靶向雌激素受体)已进入Ⅲ期,验证了PROTAC的临床转化潜力。


2. PROTAC在恶性肿瘤治疗中的应用

2.1 靶向“不可成药”蛋白
- 案例:细胞周期蛋白D1是乳腺癌的关键驱动因子,但传统药物难以靶向。桥接PROTAC通过结合CDK4/6间接降解Cyclin D1,抑制肿瘤生长(Xiong等,2022)。
- 扩展应用:PROTAC还可降解BRD4、EGFR等传统难靶蛋白,为三阴性乳腺癌(TNBC)等难治癌症提供新策略。

2.2 克服耐药性
- Bcr-Abl1耐药:PROTAC分子GMB-475可降解野生型和T315I突变型Bcr-Abl1,逆转慢性髓系白血病(CML)耐药(Burslem等,2019)。
- 雌激素受体耐药:基于雷洛昔芬的ERα-PROTAC(如ERD-308)比现有降解剂(如氟维司群)更彻底地清除ERα,对内分泌抵抗性乳腺癌有效(Hu等,2019)。

2.3 降低毒性策略
- 配体修饰:叶酸-PROTAC(靶向叶酸受体高表达的癌细胞)和适配体-PROTAC(如AS1411偶联物)在体内实验中显示更高的肿瘤靶向性和更低毒性(Liu等,2021;He等,2021)。
- 局部激活设计:光控式PROTAC和缺氧激活型PROTAC通过外部刺激(如紫外线或肿瘤微环境)控制降解活性,减少全身副作用(Xue等,2019;Cheng等,2021)。


3. 当前挑战与未来方向

3.1 技术瓶颈
- E3连接酶限制:人类有600多种E3连接酶,但仅VHL、CRBN等少数被广泛应用,且肿瘤可能通过缺失E3核心成分(如CUL2或CRBN基因)产生耐药性(Zhang等,2019)。
- 药代动力学问题:PROTAC分子量大、透膜性差,口服生物利用度低。纳米颗粒递送系统(如Poly-PROTAC)正在探索中(Gao等,2022)。

3.2 未来优化方向
- 新型E3连接酶开发:扩大E3库以增强靶向多样性。
- 递送技术革新:抗体-PROTAC偶联物(如BRD4靶向ADC)和X射线激活型PROTAC(RT-PROTAC)可提升肿瘤特异性(Dragovich等,2021;Yang等,2023)。


论文价值与意义

本文系统总结了PROTAC技术的机制、应用及挑战,其科学价值在于:
1. 理论层面:阐明了PROTAC通过UPS实现蛋白降解的独特机制,为“不可成药”靶点提供解决方案。
2. 临床层面:列举了多个进入临床试验的PROTAC分子(如ARV-110、ARV-471),证明其转化潜力。
3. 技术指导:提出配体修饰、局部激活等优化策略,为后续研究提供方向。

亮点
- 首次综述了桥接PROTAC技术,扩展了不可成药靶点的降解范围。
- 详细分析了耐药性机制(如E3连接酶缺失),并提出联合治疗策略。
- 总结了多种降低毒性的新型设计,具有临床参考价值。


(注:全文约2000字,涵盖原文核心内容,专业术语中英文对照,层次清晰。)

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