如果要找出一个最具吸引力的主题，那是‘蛋白降解’。
已知许多特定蛋白与人类疾病有关，而以这些蛋白作为治疗靶点，取得的成功是比较有限的，例如针对Bcr-Abl蛋白的TKIs（ATP激酶竞争性抑制剂）、有针对Bruton酪氨酸激酶蛋白的BTKi抑制剂（共价结合）、也有针对Kras癌蛋白的别构体抑制剂。尽管如此，仍有超过>80-90%的疾病相关蛋白无法成药，或因为药物递送、药效、或安全性问题。随着技术的发展，很多原因无法成药的靶点逐渐浮出水面。泛素-蛋白酶体是细胞内蛋白降解的主要途径，参与细胞内80%以上的蛋白质降解。通俗一点来讲，泛素是标记需要降解的蛋白（侦察兵做标记），而蛋白酶体发挥降解蛋白作用（攻击）。其中，细胞中的E3泛素连接酶，可将泛素贴在靶蛋白上将其标记为缺陷或受损蛋白（泛素化），被标记的蛋白会被细胞内的蛋白酶体识别和降解。
![]()
‘蛋白降解’药物的开发仍在早期阶段，目前成药的方式有两类，1）PROTAC：全名Proteolysis Targeting Chimera，称为蛋白靶向降解嵌合体。药物把E3泛素连接酶和靶蛋白连接在一起，三人一起去蛋白酶体送死。2）分子胶：可诱导E3泛素连接酶底物受体与靶蛋白之间新型相互作用，从而导致靶蛋白降解的小分子。分子胶在分子量、药理学活性方面比PROTAC更具优势。目前来看，值得一提的是Dr CraigCrews以及他的公司Arvinas；另一个是Celgene公司（今BMS）。参考下图，预估2021年底将至少有15款蛋白降解疗法进入临床阶段，而目前所选靶点也基本都是已验证的靶点，而非全新蛋白靶点，引用文中的一句话：“As such, risk reduction was key during projectprioritization. Drug development is hard enough without venturing intounexplored biology.” 蛋白降解药物仍不得不去探索已验证的靶点，那又如何挖掘更多‘不可成药’的蛋白靶点呢？Kras突变的别构体抑制剂提供了一种解决方案，更具有创意的下面这篇文章。针对TP53基因（p53）成药，由于p53是细胞内的抑癌蛋白，缺失才是致癌因素，因此非常难以成药。当我们了解，p53蛋白的清除涉及泛素-蛋白酶体，而清除后的肽段会结合HLA分子表达在细胞膜的表面，那么有没有可能把这种复合物作为治疗靶点呢？假设步骤如下：1. 选择最常见p53突变类型R175H，发现p53-R175H通过HLA-A*02：01（大约40%的美国人）组成复合体表达在三种癌细胞系中，可以作为治疗靶点，尽管表达非常低，大约1-2拷贝/细胞；2. 采用噬菌体展示技术，选择单链可变区片段（scFvs），后者针对上述复合体有高度的特异性，对野生型p53无结合作用；3. 链接CD3，做成T cell engager，CD3-p53-R175H-HLA-A*01:01复合体。相比CAR-T或其他CD3的T细胞衔接器治疗，本方法优势在于“现货供应型”，并且探索一种全新治疗模式，靶向众多未知‘不可成药的’靶点。未来可期，值得关注。![]()
再推荐两篇综述，介绍激酶抑制剂的发展历史。至2001年，伊马替尼上市以来，在过去的20年里，FDA批准71个小分子激酶抑制剂，有110个药物在研，其中大部分药物为抗肿瘤治疗。![]()
![]()
请参考下图，已经获得成功的治疗靶点包括BCR-ABL、EGFR、VEGFR、RET、JAK、CDK4/6、PI3K、FLT3、MET、BTK、ALK、RAF、mTOR、CSF1R、FGFR等。而根据药物名称，我们可以了解对应的药物类型，其基本命名法则为：inib（TK）、limus（mTOR）、clib（CDK）等。遗憾的是，所有针对这些靶点的治疗，大多面临复发风险，文章总结了针对小分子药物耐药的常见机制：1. 药物靶点的突变、2. 旁路激活、3. 下游效应、4. 疾病本身的变化。![]()
至于小分子抑制剂如何发挥治疗作用，大约有以下几种模式：1. ATP激酶竞争性抑制剂：常见包括伊马替尼、达沙替尼、吉非替尼、索拉菲尼、厄洛替尼等。在诸多激酶抑制剂的研究中，此类ATP竞争性结合抑制剂是过去20年里研究最多的类型。通过高度选择性的激酶，与ATP竞争性结合激酶催化域部位，阻断相应激酶的生理功能，从而发挥治疗作用。2. 别构体抑制剂：人体内大约85%～90%的蛋白质是“不可成药的”靶标，有70%的激酶家族归属不可成药靶标，最大的可成药靶点G蛋白偶联受体（GPCRs）仅9个可成药靶点，但58%的GPCRs仍处于未开发或非成药状态。目前被FDA批准上市的15000多种药物中药物靶点有800个左右，而且95%的药物靶点是蛋白的“活性位点”，这些常规靶点赛道极为拥挤、竞品众多，化学空间迫近极限。一方面可成药的靶点本身就少，另一方面以正构药物（即靶点为蛋白的活性位点）为主导的开发方向对现有易成药靶点的开发空间已接近耗尽，二者共同导致近年来小分子药物的开发日趋艰难。别构体抑制剂是指那些不直接与蛋白活性位点结合，而是与靶标蛋白的别构位点结合扰动周围的残基引起蛋白分子结构发生变化，并将信号传导至活性位点从而改变蛋白功能产生相应生理活性的药物分子。别构药物和正构药物比可能有几个优点，一是选择性，二是有些蛋白因为活性腔结构特殊所以成药性差，三是别构调控可能更精准。目前市场上常见别构体抑制剂包括：诺华的CML的新一代Bcr-Abl抑制剂Ascriminib、Amgen公司针对Kras G12C突变的sotorasib以及其他几乎所有的KRAS抑制剂，还有包括Kras的上游，SHP2抑制剂等。3. 共价不可逆性抑制剂：小分子共价抑制剂（covalent inhibitors）也称不可逆抑制剂（irreversible inhibitors），是通过共价键与靶蛋白残基发生不可逆结合，从而发挥其生物学功能的一类抑制剂。相对可逆抑制剂来说，共价抑制剂具有较高的生化效率、作用较强并且持久，给药剂量以及给药频率减少、药效学与药代动力学分离，药物被迅速清除也能够维持效力、能够预防耐药性的产生、能够靶向特定蛋白罕见的、非保守残基，达到较高的选择性等特点，但是共价抑制剂存在脱靶导致的副作用。![]()
再谈谈大分子，一篇名为“FDA批准的第100个抗体类药物”的文章值得一读。1975年Georges Köhler和 César Milstein成功发明杂交瘤技术，奠定了单克隆抗体药物发展的基础，并因此获得1984年诺贝尔奖。1986年，人类历史上第一个抗体类药物OKT3（muromonab-CD3）被FDA批准上市，这是一个鼠源单克隆抗体药物，因为免疫源性强，产生人抗小鼠抗体，导致药物快速清除，半衰期只有几个小时到十几个小时，而且抗药物的IgE抗体引起致命的过敏反应。在这之后，单克隆抗体很快进入了人源化改造的时期。这一等便是8年。1994年，人类历史上第二个抗体才获得FDA批准。而进入21世纪以来，随着生物工程技术的快速发展，优化后的抗体呈现快速喷发状态。2015年，FDA批准了第50种抗体，6年过去这一数字已达到100个。分析已获得FDA批准的100个抗体，41个抗体用于癌症治疗、其次是血液（9）、皮肤（9）、神经系统疾病（8）。相对来讲，靶点也非常集中，其中最多的前10名靶点分别为PD-1/L1、CD20、TNF、HER2、CGRP、VEGR、IL-6、IL-23、EGFR、CD19。分析在研项目中，PD-1仍然是最多的靶点，其他相对新的靶点有：CD3、4-1BB、LAG-3、CD47等。PD-1/L1如此火热，但呈现马太效应，O药和K药占据大部分市场份额，其次包括Durvalumab和Atezolizumab，其他大部分PD-1内卷化。在研发方面，单药治疗迅速减少，取而代之的是对联合治疗的探索，而最常见的联合靶点是VEGF/R以及化疗，CTLA-4从2017年达峰后快速下降。![]()
回答前文，归纳现有抗体类型，主要包括以下四种：传统抗体（如通过ADCC效应）、抗体药物偶联（ADC）、单克隆双特异性抗体（如CD3-CD20）、抗体片段（如Fab、scFv等）。![]()
至2021年中，全球有11款药物已上市销售，6款是2019年之后获得批准的，ADC类药物在血液和实体肿瘤中均有。血液方面，辉瑞的GO（CD33-ADC）于2000年获批用于AML，2010年撤市并于2017年重获FDA批准上市；Takeda的Bretuximab Vedotin（CD30-ADC）获批用于霍奇金淋巴瘤；除此之外，辉瑞的CD22-ADC（inotuzumab ozogamicin）用于ALL，AZ的MoxetumomabPasudotox用于毛细胞白血病也都获得批准。相比上述小众产品（适应症很窄，销量预期低），罗氏的Polatuzumab Vedotin（Polivy）和GSK的Belantamab Mafodotin（Blenrep）都格外亮眼。Polivy在今年公布了三期一线DLBCL的数据，时隔20年，第一个击败美罗华的新药，用于一线DLBCL；而Blenrep是第一个商业化BCMA作为治疗靶点用于骨髓瘤的药物，而单纯靶点出发，BCMA显然是骨髓瘤中的重磅靶点。这里介绍下令人激动的Polivy的POLARIX研究结果，2021年ASH作为LBA-1公布，研究对比Pola-R-CHPvs. R-CHOP，入组的初发DLBCL，人群只精选到IPI 2-5分（而没有考虑基因型），主要终点为研究者评估的PFS。研究1：1随机879例患者，中位年龄65岁，62%的患者IPI为3-5分。中位随访28.2个月，PFS的HR为0.73（P<0.02），2年PFS为76.7% vs. 70.2%。EFS的HR为0.75，治疗结束的PET-CT CR率为78% vs. 74%（P=0.16），OS两组没有明显差别（HR=0.94，P=0.75）。作为参与过数年ROBUST研究的成员来说，POLARIX来之不易。1. R-CHOP作为已有20年历史的DLBCL标准治疗，仍具有非常明显的实际价值，其2年PFS率>70%，PET-CR率为74%，生存方面与Polivy无差别。2. Polivy战胜自家兄弟，一个原因是样本量够大，降低样本量后的HR肯定会高于0.73；第二个原因可能是IPI 2分的患者较少，如果增大2分患者比例，R-CHOP的PFS一定会进一步提高，结果就不好说了；3. 第三点是选择研究者判断的PFS作为主要终点，实际中，选择独立中心审阅，会出现相当比例的discordant案例，研究者认为PD于是停止治疗，中心假设不同意的话，大量事件删失，也可能是研究失败的原因之一。当然，除了科学外，运气也很重要。实体肿瘤方面，ADC类药物主要在HER2+乳腺癌。乳腺癌的治疗分为：HER2+乳腺癌（约占20%，Herceptin、T-DM1、T-DXd、Margenza）、激素受体阳性（HRs）/HER2阴性（CDK4/6联合内分泌治疗，还包括PI3Ki、everolimus等）、三阴乳腺癌（PD-L1联合Abraxane）。未来销量的预测，CDK4/6将取代HER2传统靶点，成为第一位的乳腺癌靶点，其他包括激素治疗、化疗、PI3Ki、PD-1类、PARP抑制剂。![]()
关于ADC类药物，罗氏的Trastuzumabemtansine（T-DM1）是第一个获批的用于实体肿瘤产品，用于治疗HER2+的乳腺癌，第二个获批的是Daiichi/AZ的trastuzumab deruxtecan（Enhertu，T-DXd）。两强相争，DESTINY-Breast03是一项多中心、开放、随机III期研究，在既往接受过曲妥珠单抗和紫杉烷治疗的患者中比较T-DXd与T-DM1在HER2阳性晚期乳腺癌患者中的疗效和安全性。这是首个头对头对比ADC药物二线治疗HER2阳性晚期乳腺癌疗效与安全性的Ⅲ期临床研究，DESTINY-Breast03研究在今年ESMO报告中大放异彩，看到了难得的主要终点为0.28的HR！![]()
![]()
![]()
回到其他类型抗体，销量方面，根据2019年数据，两个PD-1产品贡献200亿美元，而修美乐单个产品即达到200亿美元的销量，其他值得关注的是美罗华（65亿）、贝伐单抗（71亿）、赫赛汀（61亿）、Ocrelizumab（37亿）、Eculizumab（39亿）、Daratumumab（30亿）、雅美罗（23亿）、dupilumab（23亿）。2021年，预测的top 10销量的处方药见下图，主要看点：Humira仍贡献200亿美元/年销量，K药的销量一倍于O药（两者相加达200亿美元），2个用于血液肿瘤药物（BTK和来那度胺）约200亿美元，2个作用于Xa因子的抗凝药年销量也近180亿美元。实际Xa因子也是和血液相关，在凝血途径上，分为内源性（13-12-11-9-8）和外源性（3-7）途径，达到共同点是10因子（Xa因子）。Xa因子会活化2因子（凝血酶原）变成凝血酶，后者活化1因子（纤维蛋白原）变成纤维蛋白，发挥最终凝血作用（4因子是钙因子）。这一点和血小板的止血作用不同。因此，无论是阿哌沙班或是利伐沙班，作用于Xa因子，切断内外途径的交叉点。可以用大分子么。。。![]()
回顾过去10年的重磅产品，罗氏占了相当大的比例。美罗华、赫赛汀、贝伐、Ocrelizumab、雅美罗等。也难怪罗氏被选为过去十年里，拥有最成功肿瘤产品线的企业，销量共计2520亿美元，即使排名第二的新基（800亿美元）和排名第四的BMS（550亿美元）合并之后，也没能超过罗氏。诺华排名第三（800亿美元）。从产品趋势上来看，在过去的十年，有明显上扬增长的包括单抗类药物和免疫检查点抑制剂，化疗有明显下降趋势，但传统小分子激酶抑制剂仍呈现上升趋势。![]()
在这些风光无限的明星产品后面，是无数的研发失败、挫折和迷茫的研发人员。全新机制first-in-class，听起来很有吸引力，但伴随的却是寂寞和无尽风险。Velcade，泛素-蛋白酶体，最初是用于肌肉萎缩、又用于免疫性疾病，最后才碰巧进入骨髓瘤；Revlimid，免疫调节剂，在沙粒度胺丑闻后，Celgene也是走了个大运；Opdivo，PD-1抑制剂，如果早知道这么好，Medarex的董事会也不会买了公司；Ibrutinib，谁承想，一个本来不是‘药’的工具，最后成了爆款药品，而且还成就了不可逆共价抑制剂的开发；Imatinib，上世纪90年代，谁能想象，用一个口服药物，居然可以进入癌症细胞的细胞核中，只针对某一个癌症蛋白，控制疾病呢。。。全新机制药物的开发，基础科学的可信、准确和可重复性，药物合成技术发展、资本的耐心和信任、甘愿寂寞的科学信徒、以及成熟可靠的药物开发生态系统。这一系统不是一朝一夕之事，觥筹交错间，难以成就原创创新。从2012到2017，三期研究的成功率从49%提高到62%，三期失败的技术原因为：药物剂量选择不佳、不恰当的主要研究终点。技术之外存在的失败原因归纳为三种：![]()
1) expertise-basedfailure（专业能力不足）：缺乏足够药物开发经验，缺少有经验的统计、注册、临床开发部门；团队部门之间的沟通和协调存在障碍，决策制定过程存在问题。特别对于FIC创新，由于public-sector缺乏系统的培训和对药物研发的重视度，缺乏经验的人员进入药物研发领域，势必会产生负面影响。2) execution-basedfailure（执行能力不足）糟糕的管理能力和错误的组织架构，会导致错误的决策，是执行能力不足的主要原因。具体来说，产品开发计划不清晰、研究方案设计不恰当、数据解读错误、研究具体执行的种种问题（GCP，入排、方案偏倚等）是主要的问题源。另外，通过II期研究中发现的替代终点优势，尽管数据仍不清楚、安全性指标存疑、临床获益相关性不清，但由于财务考虑，仍然直接进入三期研究，这种情况下失败也难免。3) knowledge-basedfailure（知识储备不足）缺乏对疾病的深刻理解，包括病理生理机制、诊疗常规、医学需求，对靶点选择和非预期的毒性反应不清晰。由于知识储备不足，选择不恰当的患者，对药物结合靶点的尺度完全没有任何数据，由此种种，很难避免研究不失败，所有上述都可以在阿尔兹海默症的药物开发中找到原型。在现代药物开发的交互模型中，4DM是值得一提的——Drug、Discovery、Development、Deployment2018年数据分析，20家顶级药企的56%处方药销量全部来自于重磅产品（Blockbuster，年sales为10-20亿美元），预估至2024年，10%的全球药物销量来源于10个Mega Blockbuster（年sales>20亿美元）。![]()
毫无疑问，去开发Blockbuster当然是极具诱惑力的方向，但风险巨大。从宏观上来讲，如本文标题，药物的nature和nurture都至关重要。Nature是指产品本身，它的内在属性（产出率、配体结合度、PK-PK参数、目标适应症人群等等）是不是值得开发，最关键的是，该标的为潜在患者能带来的获益，是否足够吸引人，特别是监管部门。如果产品本身不够好，即使基于各种考虑继续往前开发，最后大把的钱也必然打了水漂，患者也无法获益。Nurture，是关于如何开发的问题。药物上市必须经过极其昂贵的大规模临床三期研究，相比不同类型的产品，Blockbuster类药物有更多的临床研究数量，当然，更多的是，该如何做的问题。![]()
放眼未来，除了小分子和大分子药物以外，细胞基因疗法显然方兴未艾，未来可期。首先，对比三种形式药物的区别，从分子类型、血脑屏障、靶点特异性、剂量、代谢、半衰期、预处理、DDI、免疫原性、心脏毒性和临床研究的要求方面。我们学习到细胞治疗的一些基本特征：可以通过血脑屏障、特异性高、单剂量给药常见、半衰期长到自我扩增、需要淋巴细胞清除作为预处理、尽量避免同时使用免疫抑制药物、对心脏毒性小、有可能重建免疫反应、需要长期随访。![]()
