DNA雙鏈斷裂(DSB)是最嚴重的DNA損傷類型,主要通過同源重組(HR)及非同源末端連接 (NHEJ)兩種典型途徑進行修復,而這兩種修復途徑的選擇主要取決于細胞所處的細胞周期節(jié)點。一般情況下,HR在S/ G2期活躍,NHEJ在整個細胞周期都有發(fā)生,但在G1/G2期更為活躍。當HR和NHEJ同時受損時,細胞就會進化出后備修復途徑——微同源末端介導的連接(MMEJ)。MMEJ是發(fā)生在細胞中的一種較少見的機制,活躍于細胞周期的S期和G2期,部分在G0/G1期出現(xiàn)。
關于Polθ
DNA聚合酶θ(Polθ)屬于DNA聚合酶A家族,由哺乳動物細胞中的POLQ基因編碼。Polθ是MMEJ途徑的重要組成部分,作為效應蛋白參與DNA雙鏈斷裂修復。研究發(fā)現(xiàn),DNA末端切除發(fā)生時,在存在BRCA2的情況下,BRCA2不僅將重組酶RAD51募集到DSB 促進HR,而且還抑制替代末端連接(alt-EJ)等修復途徑。
當HR介導的修復受到損害時,若BRCA1或BRCA2突變,Polθ會高度表達并引導DSB修復朝向alt-EJ,開啟MMEJ的DNA修復過程。此外,Polθ還具有逆轉錄RNA并促進以RNA為模板的DNA修復功能。但在HR 缺陷的情況下,Polθ的抑制通過毒性RAD51中間體的積累和alt-EJ修復途徑的抑制,導致細胞死亡。
研究發(fā)現(xiàn),Polθ在正常組織中幾乎不表達,但在乳腺癌、卵巢癌、肺癌等多種腫瘤中高表達,而且這些瘤種中又普遍存在HR修復缺陷。因此,Polθ被認為是合成致死藥物研發(fā)的潛力靶點。
Polθ抑制劑進展
據(jù)insight數(shù)據(jù)庫,目前全球藥企已研發(fā)出多款Polθ抑制劑,詳見下表。在研Polθ抑制劑被開發(fā)用于治療多種實體瘤,但進展緩慢,大多處于臨床前階段,最快處于1/2期臨床。
具體品種來看,GSK101是GSK與IDEAYA Biosciences合作開發(fā)的一款Polθ抑制劑。臨床前研究顯示:GSK101與niraparib聯(lián)用與單藥相比,在BRCA突變模型中能產生更深入、更持久的抗腫瘤作用。
Artios Pharma是Polθ靶點的領頭羊,開發(fā)了多款口服、選擇性、強效Polθ抑制劑,如ART4215、ART6043、ART558和ART812。其中ART4215是第一個進入臨床試驗(2021年8月)的Polθ抑制劑,2022年其聯(lián)合PARP抑制劑他拉唑帕利治療BRCA缺陷型乳腺癌的2期臨床研究啟動。來自第一階段的劑量組初步數(shù)據(jù)表明,ART4215具有良好的耐受性。ART6043進展也相對較快,也處于1/2期臨床。ART558和ART812處于臨床前階段。
我國藥企也積極布局Polθ靶點,如先聲藥業(yè)、圣域生物。其中先聲藥業(yè)開發(fā)了三款Polθ抑制劑,即SIM 0508、SS008871、ZM-2311。其中SIM0508是一種選擇性、強效小分子Polθ抑制劑,在臨床前研究中表現(xiàn)出良好的口服藥代動力學性質和安全性,且未觀察到明顯的血液學毒性。今年8月,SIM0508在國內獲批臨床,擬用于治療晚期實體瘤。
SS008871也是先聲藥業(yè)開發(fā)的一種小分子Polθ抑制劑,其能有效地抑制 Polθ活性,在低單位數(shù)納摩爾級別下強烈抑制細胞MMEJ通路。在體內實驗中,SS008871單獨或聯(lián)合奧拉帕利均顯示出對 BRCA2-/- DLD-1 異種移植模型的腫瘤生長的抑制作用。而且,SS008871在人類造血干細胞等體外試驗中沒有出現(xiàn)明顯的造血毒性風險,具有良好的安全性。
圣域生物開發(fā)了兩款Polθ抑制劑,即SYN818和SYX1097。其中SYN818是圣域生物自主研發(fā)的一款新型小分子Polθ抑制劑,臨床前研究顯示其能高效抑制Polθ蛋白活性,阻斷MMEJ修復通路,與HR缺陷存在聯(lián)合致死效果,從而發(fā)揮抗腫瘤作用。同時,SYN818在體內外研究中也表現(xiàn)出與PARP抑制劑的顯著聯(lián)合增效作用。此外,SYN818在臨床前研究中還表現(xiàn)出優(yōu)異的藥代動力學性質和良好的安全性。
根據(jù)臨床前研究數(shù)據(jù),圣域生物指出SYN818具有潛在“best-in-class”特性,其不僅對HR缺陷腫瘤細胞具有單獨成藥的潛力,還具有與PARP抑制劑、放化療、抗體偶聯(lián)藥物等聯(lián)合用于多種腫瘤治療的潛質,有望降低現(xiàn)有治療方案的臨床毒性、克服耐藥,具有廣闊的臨床開發(fā)前景。今年7月,該藥先后在國內和美國獲批臨床,成為圣域生物首個邁入臨床開發(fā)階段的創(chuàng)新藥。
總結
作為合成致死藥物研發(fā)新靶點,Polθ進展緩慢。目前雖已出現(xiàn)多款在研藥物,但布局企業(yè)相對集中,且在研藥物大多處于臨床前階段。這也意味著Polθ抑制劑的開發(fā)存在很大失敗的風險,后續(xù)企業(yè)在布局時要慎重。
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