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近日，国际权威药物化学期刊《Journal of Medicinal Chemistry》发表了一篇题为“Vepdegestrant（ARV-471）向美国食品药品监督管理局（FDA）提交新药申请（NDA）：靶向蛋白降解剂（PROTAC）新时代的开启”的文章。该文聚焦于靶向蛋白降解（TPD）技术，特别是蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs）在药物研发中的突破性进展。文章详细介绍了Vepdegestrant（ARV-471）这一口服生物可利用的PROTAC蛋白降解剂的研发历程，以及其在治疗ESR1突变的ER+/HER2-晚期或转移性乳腺癌中的临床应用前景。Vepdegestrant的成功研发及新药申请（NDA）标志着PROTAC技术从概念验证到临床转化的重大突破，开启了靶向蛋白降解药物研发的新纪元。

靶向蛋白降解技术的突破性进展

靶向蛋白降解（TPD）技术，包括蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs）和分子胶降解剂（MGDs），正在成为药物研发领域的变革性治疗策略。自2001年Crews及其团队首次报道基于肽的PROTAC以来，该技术在过去二十年中取得了飞速发展，从概念验证（POC）到临床转化，彻底改变了精准医学领域，尤其是在癌症治疗中。最近，Arvinas和Pfizer向美国食品药品监督管理局（FDA）提交了新药申请（NDA），申请批准vepdegestrant（ARV-471）这一口服生物可利用的PROTAC蛋白降解剂，用于治疗ESR1突变的ER+/HER2-晚期或转移性乳腺癌患者。这一申请基于VERITAC-2三期临床试验的积极结果，预示着vepdegestrant有望成为首个获得FDA批准的PROTAC降解剂。这一里程碑事件标志着PROTAC降解剂新时代的开启，极大地激励了PROTAC技术的发展及其在药物研发和临床试验中的影响。

图片来源：ACS

PROTACs：新型靶向蛋白降解分子的优势与挑战

作为传统小分子抑制剂的替代品，PROTACs是一类通过选择性降解致病蛋白来发挥作用的新型分子。它们属于小分子化学诱导邻近性（CIPs）家族，由三个部分组成：靶蛋白（POI）的结合剂、E3泛素连接酶的结合剂以及连接两者的连接链。通过诱导POI-PROTAC-E3三元复合物的形成，PROTACs利用人体固有的泛素-蛋白酶体系统（UPS），实现对POI的多泛素化和蛋白酶体降解。

与小分子抑制剂相比，PROTACs具有诸多独特优势。它们以亚化学计量的量诱导POI降解，作为化学催化剂发挥作用，采取“事件驱动”模式而非小分子抑制剂的“占据驱动”模式，从而减少高系统暴露下的非靶向效应。PROTACs通过消除POI而非简单抑制其功能来发挥作用，即使对结合亲和力较低的配体也具有可行性，并且能够克服由POI结合口袋突变引起的药物耐受性。此外，PROTACs不仅能消除POI的催化功能，还能消除其支架功能，展现出比抑制剂更高的疗效，并且可以降解传统上被认为“不可成药”的靶点，大大扩展了可靶向蛋白的范围。然而，PROTACs通常分子量较大，不符合Lipinski的五规则（Ro5），可能导致药物性质受限，例如水溶性差、细胞渗透性低和代谢稳定性差。不过，Arvinas、Kymera Therapeutics和Nurix Therapeutics等生物制药公司近期发布的口服PROTACs的积极临床结果，已经缓解了这些担忧。

截至目前，已有6111种PROTACs被合成并研究，针对超过200种靶蛋白的降解。其中，超过30种PROTAC降解剂已进入临床试验阶段，展现出显著的治疗效果。其中，vepdegestrant（ARV-471，PF-07850327）是最先进的PROTAC，其新药申请（NDA）已提交至美国食品药品监督管理局（FDA）。受PROTACs成功应用的启发，研究人员还开发了多种新型化学诱导邻近性（CIPs）分子，包括调节诱导邻近性靶向嵌合体（RIPTACs）、去泛素化酶靶向嵌合体（DUBTACs）、增强靶向嵌合体（ENTACs）、RESTORACs、磷酸化诱导嵌合体（PHICs）、磷酸酶招募嵌合体（PhoRCs）、磷酸化靶向嵌合体（PhosTACs）、去磷酸化靶向嵌合体（DEPTACs）、乙酰化标记系统（AceTAG）以及转录/表观遗传CIPs（TCIPs）。

Vepdegestrant的特性

靶向蛋白降解（TPD）技术，包括蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs）和分子胶Vepdegestrant是一种强效、选择性高、口服生物利用度良好的小分子雌激素受体（ER）靶向PROTAC降解剂。它由lasofoxifene基的ER结合基团、lenalidomide基的E3泛素连接酶CRBN结合基团和一个刚性的含氮杂环连接链组成。Vepdegestrant对重组ER具有高亲和力和效力（Ki = 0.28 nM；IC₅₀ = 0.99 nM），与合成激素雌二醇（Ki = 0.24 nM；IC₅₀ = 0.85 nM）相当。其结合效力与lasofoxifene（IC₅₀ = 1.5 nM）相当。在T47D-KBluc荧光素酶报告基因实验中，vepdegestrant能够剂量依赖性地结合并抑制ER功能，抑制荧光素酶表达（IC₅₀ = 1.1 nM）。此外，vepdegestrant能够在多种乳腺癌细胞系中剂量依赖性地降解野生型ER，包括MCF7、BT474、CAMA-1、ZR-75-1和T47D。在MCF7细胞中，vepdegestrant的半最大降解浓度（DC₅₀）为0.94 nM，最大降解率（Dmax）为95%。乳腺癌细胞在芳香化酶抑制剂治疗后常出现药物耐受性，这主要是由于雌激素受体基因ESR1的激活突变所致。vepdegestrant能够有效降解T47D细胞中特异性表达的两种临床相关突变体ERY537S和ERD538G，降解效力相当。此外，vepdegestrant还能在T-Rex-293胚胎肾细胞中降解其他五种临床相关突变体，包括Y537C、Y537N、E380Q、L536P和V422del。降解剂（MGDs），正在成为药物研发领域的变革性治疗策略。自2001年Crews及其团队首次报道基于肽的PROTAC以来，该技术在过去二十年中取得了飞速发展，从概念验证（POC）到临床转化，彻底改变了精准医学领域，尤其是在癌症治疗中。最近，Arvinas和Pfizer向美国食品药品监督管理局（FDA）提交了新药申请（NDA），申请批准vepdegestrant（ARV-471）这一口服生物可利用的PROTAC蛋白降解剂，用于治疗ESR1突变的ER+/HER2-晚期或转移性乳腺癌患者。这一申请基于VERITAC-2三期临床试验的积极结果，预示着vepdegestrant有望成为首个获得FDA批准的PROTAC降解剂。这一里程碑事件标志着PROTAC降解剂新时代的开启，极大地激励了PROTAC技术的发展及其在药物研发和临床试验中的影响。

图片来源：ACS

Vepdegestrant的机制与抗增殖活性

Vepdegestrant能够诱导雌激素受体（ER）配体结合域（ER-LBD）与CRBN之间形成三元复合物（ER:vepdegestrant:CRBN），从而发挥其降解作用。在MCF7细胞中，vepdegestrant显示出比CRBN非活性对照组更强的ER拮抗活性（IC₅₀ = 3.06 nM，对照组IC₅₀ = 33.23 nM），这种活性主要源于其降解ER的机制，而非单纯的抑制作用。Vepdegestrant通过蛋白酶体依赖的方式降解ER蛋白，这一过程可以通过与蛋白酶体抑制剂卡非佐米（carfilzomib）联合处理来消除。Vepdegestrant在多种ER阳性乳腺癌细胞中选择性地降解ER蛋白，并且在MCF7细胞中对ESR1编码的ER蛋白的降解效果最为显著，这一结果通过串联质谱标签（TMT）蛋白质组学得到证实。此外，vepdegestrant处理还能适度减少MCF7和T47D细胞中ER响应蛋白PGR的水平，这部分归因于直接结合和降解，而不仅仅是由于ER水平降低导致的转录下调。

与已知具有新底物降解活性的免疫调节剂（IMiDs）lenalidomide和CC-885不同，vepdegestrant在Ramos细胞中即使在1 μM的浓度下也不会导致IKZF1、IKZF3、GSPT1和CK1α的降解。然而，vepdegestrant在神经母细胞瘤SK-N-DZ细胞中以1 μM的浓度诱导部分SALL4降解，而lenalidomide在相同浓度下会导致SALL4的完全降解。此外，vepdegestrant在宫颈上皮细胞系C-33中不会降解SALL4，这表明vepdegestrant对SALL4的降解具有组织依赖性，可能源于不同组织中E3连接酶CRBN的分布差异。

Vepdegestrant的强效ER降解活性能够成功转化为显著的细胞增殖抑制活性。它能够以浓度依赖的方式显著抑制野生型ER依赖的MCF7（GI₅₀ = 3.3 nM）和T47D（GI₅₀ = 4.5 nM）细胞的增殖。重要的是，vepdegestrant还能有效抑制表达ER突变体Y537S和D538G的T47D细胞的生长，这些细胞对配体独立和内分泌治疗（ET）具有耐药性，其GI₅₀值分别为8 nM和5.7 nM。Vepdegestrant的显著抗增殖活性主要源于ER降解，而不仅仅是抑制作用。

Vepdegestrant的体内抗肿瘤活性与联合治疗潜力

Vepdegestrant在多种动物模型中展现出强大的抗肿瘤活性。在NOD SCID小鼠中，vepdegestrant（10 mg/kg，口服，每日一次）能够有效降解MCF7肿瘤组织中的ER，使ER水平降低≥90%。与AZD9496不同，AZD9496在ER+乳腺癌模型中具有抗肿瘤活性，但在子宫内膜组织中表现出雌激素/ER激动活性，而vepdegestrant（30 mg/kg，口服，每日一次）在未成熟大鼠子宫肥大模型中没有表现出内在的雌激素/ER激动活性，与对照组相比，子宫重量没有增加。与vepdegestrant类似，氟维司群（100 mg/kg，皮下注射，每日一次）在该模型中也没有雌激素/ER激动活性。两者都能有效降低子宫组织中的ER水平，分别减少96%和65%。

在多种动物模型中，包括野生型ER（WT ER）CDX模型、突变型ERY537S患者来源的异种移植（PDX）模型以及对Palbociclib耐药的ERY537S PDX模型，vepdegestrant显示出显著的肿瘤消退效果。在WT ER乳腺癌模型中，vepdegestrant（口服，每日一次，连续28天）以3、10和30 mg/kg的剂量给药，分别实现了85%、98%和120%的肿瘤生长抑制（TGI）。vepdegestrant在所有剂量下都通过在肿瘤组织中实现超过94%的ER降解来实现强大的体内抗肿瘤活性。在携带ERY537S突变的ST941/HI PDX模型中，vepdegestrant（10 mg/kg，口服，每日一次，连续28天）实现了99%和107%的TGI，这比氟维司群（200 mg/kg，皮下注射，每周两次，连续2周）实现的62%的TGI更有效。vepdegestrant对氟维司群的优越性归因于其更强的ER降解能力。vepdegestrant（30 mg/kg）使ER水平降低了88%，而氟维司群在相同剂量下使ER降低了63%。

CDK4/6抑制剂与内分泌治疗（ET）联合是目前ER+晚期乳腺癌的标准治疗方案，显示出协同效应。然而，与大多数靶向治疗一样，CDK4/6抑制剂治疗后也会出现耐药性。在对Palbociclib耐药的ST941/HI PDX模型（ST941/HI/PBR）中，vepdegestrant（10 mg/kg，口服，每日一次，连续28天）显著抑制了肿瘤生长，TGI为102%，而Palbociclib（60 mg/kg，口服，每日一次，连续28天）和Abemaciclib（50 mg/kg，口服，每日一次，连续28天）的TGI分别为57%和40%，显示出较差的肿瘤生长抑制活性。靶向PI3K/AKT/mTOR信号轴的抑制剂是治疗涉及这些通路耐药的复发或难治性ER+乳腺癌的有效疗法。CDK4/6抑制剂（如Palbociclib、Abemaciclib和Ribociclib）、PI3K抑制剂和mTOR抑制剂（如Everolimus）的每一种抑制剂与Vepdegestrant联合使用时，都能增强Vepdegestrant的抗增殖活性，在体外显示出协同的抗肿瘤活性。重要的是，与单独使用Everolimus相比，Vepdegestrant与Everolimus联合使用在携带配体独立的ERY537S或ERD538G突变的T47D细胞中显示出更强大的疗效。同样，Vepdegestrant与这些抑制剂中的每一种联合使用也在MCF7原位异种移植模型中显示出体内协同效应。Vepdegestrant（30 mg/kg，口服，每日一次，连续28天）与Palbociclib（60 mg/kg，口服，每日一次，连续28天）联合使用导致更显著的肿瘤消退（TGI = 131%），与氟维司群（200 mg/kg，皮下注射，每周两次，连续2周）联合Palbociclib（60 mg/kg，口服，每日一次，连续28天）（TGI = 108%）以及单独使用Vepdegestrant（30 mg/kg，口服，每日一次，连续28天，TGI = 105%）或氟维司群（200 mg/kg，皮下注射，每周两次，连续2周，TGI = 46%）相比。所有治疗在整个研究期间对小鼠体重的影响可以忽略不计，耐受性良好。此外，Vepdegestrant与CDK4/6抑制剂Abemaciclib（50 mg/kg）或Ribociclib（75 mg/kg）、mTOR抑制剂Everolimus（2.5 mg/kg）或PI3Kα抑制剂Alpelisib（25 mg/kg）或Inavolisib（25 mg/kg）联合使用，与单独治疗相比，显示出协同的抗肿瘤活性，显著提高了TGI，导致显著的肿瘤消退。所有与Vepdegestrant联合的治疗在小鼠肿瘤组织中几乎完全降解了ER，并显著降低了CDK4/6和PI3K/AKT/mTOR通路中信号通路的磷酸化水平。综上所述，这些发现表明，通过Vepdegestrant诱导的ER降解和直接靶向CDK4/6或PI3K/AKT/mTOR轴抑制的双重阻断，有可能发挥出更好的治疗效果，为包括配体独立的ER突变乳腺癌在内的晚期ER+/HER2−乳腺癌患者提供了新的治疗选择。

Vepdegestrant的药代动力学特性与临床试验进展

Vepdegestrant具有较高的脂溶性，其计算得到的LogP（cLogP）值为6.8，超过了Lipinski五规则（Ro5）中5.0的上限。然而，通过实验方法评估其脂溶性，包括在pH 7.4下进行的正辛醇/水分配实验（LogD）和高效色谱LogD（chromLogD）实验，其实验值分别为4.6和5.3，均低于计算值6.8。此外，通过超临界流体色谱（SFC）方法测得的vepdegestrant的实验极性（ePSA = 146 Ų）是通过Ertl拓扑极性表面积（tPSA）方法计算的极性值（tPSA = 96 Ų）的1.5倍。研究表明，溶剂暴露的氢键供体（eHBD）≤2的PROTACs比eHBD > 2的具有更高的口服生物利用度，而vepdegestrant具有2个氢键供体和2个eHBD。总体而言，vepdegestrant显示出可接受的体内药代动力学（PK）特性，并且是口服生物可利用的。在狗、小鼠和大鼠中，vepdegestrant的清除率（CL）、半衰期（T_1/2）和分布体积（Vss）存在差异，但其半衰期在三种物种中均有利于每日一次给药。此外，vepdegestrant在小鼠、大鼠和狗中的口服生物利用度（F%）分别为59%、24%和5%，表明其在不同物种间存在显著差异。尽管vepdegestrant不符合Ro5，但它符合“口服PROTAC规则”（eHBD ≤ 2），这可能更适合用于评估PROTACs的口服生物利用度。

鉴于vepdegestrant在临床前显示出的抗肿瘤活性、高安全性和理想的代谢稳定性，它顺利进入了临床试验阶段。目前，vepdegestrant正在超过20项临床试验中进行研究。在一项I/II期临床试验（NCT04072952）中，vepdegestrant显示出高安全性、理想的药代动力学特性和强大的抗肿瘤活性。在13.8个月的中位随访时间里，vepdegestrant（每日总剂量30-700 mg）被良好耐受，未出现剂量限制性毒性（DLTs）。大多数治疗相关不良事件（TRAEs）为1/2级，最常见的为疲劳和恶心。在每日总剂量为30-500 mg时，vepdegestrant的0-24小时血浆浓度-时间曲线下面积（AUC0-24h）和最大血浆浓度（Cmax）呈剂量依赖性增加。在患者肿瘤组织中，200 mg每日总剂量的vepdegestrant导致ER降解的中位数为69%，平均值为71%（范围：28%-95%）；500 mg每日总剂量的vepdegestrant导致ER降解高达89%。此外，vepdegestrant在患者中显示出强大的抗肿瘤活性，临床获益率（CBR）为36.1%（95% CI：25.9%-47.4%），确认的客观缓解率（ORR）为11.5%（95% CI：4.7%-22.2%）。在两项III期临床试验中，vepdegestrant被研究用于治疗ER+/HER2-晚期乳腺癌，一项是与批准的CDK4/6抑制剂Palbociclib联合使用对比Letrozole联合Palbociclib（NCT05909397），另一项是作为单药治疗对比氟维司群（NCT05654623）。关键的III期VERITAC-2（NCT05654623）临床试验结果显示，作为二线治疗的vepdegestrant单药治疗使患者的中位无进展生存期（PFS）比氟维司群延长了2.9个月（PFS = 5个月对比PFS = 2.1个月），这些患者此前接受过CDK4/6抑制剂和内分泌治疗。此外，vepdegestrant在该试验中通常被良好耐受，显示出与先前研究一致的高安全性。在试验期间，很少出现中断治疗的情况，并且观察到的胃肠道相关副作用发生率较低。作为首个进入III期临床试验的PROTAC，vepdegestrant为乳腺癌患者，尤其是那些具有ESR1突变的ER+/HER2-晚期乳腺癌患者，提供了新的治疗选择。基于有希望的III期临床试验结果，vepdegestrant显示出作为二线治疗ESR1突变患者的最佳单药治疗方案的潜力。2025年6月6日，Arvinas及其合作伙伴Pfizer Inc.已向FDA提交了vepdegestrant的新药申请（NDA），用于治疗此前接受过内分泌治疗后疾病进展的ESR1突变ER+/HER2-晚期或转移性乳腺癌患者。vepdegestrant的NDA提交是开发PROTAC降解剂作为新型疗法领域的一个重要里程碑。Vepdegestrant作为一类开创性的PROTAC降解剂，有望成为首个获得FDA批准上市的此类药物。PROTAC技术的快速发展确实为药物开发的新时代铺平了道路，特别是在靶向蛋白质降解和其他创新的邻近诱导治疗策略领域，这些策略利用双功能分子，有可能解决以前未满足的医疗需求并改善患者预后。