01 從"抑制"到"降解"，PROTAC技術即將取得正果

       2025年6月，靶向蛋白降解（Targeted Protein Degradation, TPD）領域迎來關鍵性時刻。由 Arvinas 與輝瑞聯合開發(fā)的口服降解劑 Vepdegestrant（ARV-471） 正式向FDA 提交新藥上市申請（NDA），用于治療 ESR1 突變的 ER陽性/HER2陰性（ER+/HER2-）晚期或轉移性乳腺癌患者。這一里程碑的意義，不僅在于它可能成為全球第一個獲得監(jiān)管批準的 PROTAC 藥物，更在于它驗證了 TPD 技術在復雜臨床適應癥中的可行性，標志著降解療法登堂入室、取得正果的第一步。

       圖1. Vepdegestrant化學結構。

       從分子結構看（圖1），Vepdegestrant 是一個典型的雙功能 PROTAC 嵌合體，明確分為三個關鍵模塊：

       紅色區(qū)域：E3 泛素連接酶招募模塊（Recruiting Module）

       該部分負責特異性結合細胞內的 E3 泛素連接酶 cereblon（CRBN），將降解機器引入反應復合體中。其功能并非直接作用于目標蛋白，而是充當"引薦者，即將目標蛋白引導進入細胞自身的蛋白降解系統（圖2）。

       藍色區(qū)域：靶向模塊（Targeting Ligand）

       該部分專一識別并結合雌激素受體（ER），是整個 PROTAC 分子的"定位系統"。通過高親和力鎖定 ER，使其成為被降解的目標蛋白（POI），為后續(xù)的泛素化反應奠定基礎（圖2）。

       綠色區(qū)域：連接子（Linker）

       連接子將 ER 配體與 CRBN 配體串聯在一起，起到空間架橋作用。它的長度與柔性必須恰到好處，以便促進三元復合物的構建，使目標蛋白與 CRBN 在空間上充分靠近，觸發(fā)泛素化與后續(xù)降解（圖2）。

       圖2. Vepdegestrant作用機制示意圖。（圖片來源：Expert Opinion on Pharmacotherapy）

       Vepdegestrant 的降解機制區(qū)別于傳統抗雌激素藥物如他莫昔芬（Tamoxifen）或氟維司群（Fulvestrant），后者只是競爭性拮抗 ER 功能，而 PROTAC 分子通過誘導 ER 蛋白泛素化并進入蛋白酶體，實現"清除"而非"抑制"。這種機制在應對 ESR1 突變所引發(fā)的激素治療耐藥中展現出特殊優(yōu)勢。

       Vepdegestrant的新藥申請基于 III 期臨床試驗 VERITAC-2 的數據。研究納入 624 例接受過 CDK4/6 抑制劑與內分泌治療的 ER+/HER2- 晚期乳腺癌患者，并在其中重點分析了 43% ESR1 突變陽性亞組。結果顯示，Vepdegestrant 在該人群中的無進展生存期（PFS）顯著優(yōu)于標準治療 氟維司群。這一成果不僅在 2025 年 ASCO 年會中發(fā)布，還發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學雜志》，并入選 ASCO"Best of"推薦，代表其在臨床與學術界獲得的雙重認可。

       Vepdegestrant 的意義遠不止于某一靶點或適應癥的推進。作為 TPD 概念的首個臨床轉化代表，它驗證了 PROTAC 藥物在真實世界腫瘤治療中的藥效潛力，也開啟了未來更多"不可成藥靶點"被"靶 向清除"的現實通道。

       02 不止是 PROTAC，靶向降解技術邁入多模態(tài)時代

       Vepdegestrant 的上市申請不僅象征著 PROTAC 概念的臨床化突破，也在事實上揭示了靶向蛋白降解（TPD）技術的一條核心演化路徑：從"連接 E3 和目標蛋白"的單一策略，走向圍繞"誘導降解"這一目標的多模態(tài)、多路徑拓展。

       過去兩年，研究者不再局限于傳統 PROTAC 所依賴的蛋白酶體/E3連接酶體系，而是開始探索更多"降解通道"的可能性，涵蓋溶酶體、自噬體、內吞受體，甚至病毒相關機制。這些新的降解策略被統稱為 "XX-TACs"（Targeting Chimeras），不僅極大地拓寬了靶點空間，也豐富了分子形式與給藥方式，進一步推動了"不可成藥蛋白"領域的藥物發(fā)現。

       2.1 PolyTACs：重構內吞通路，靶向難成藥膜蛋白

       在靶向蛋白降解技術中，大多數傳統策略（如PROTAC）依賴細胞內蛋白酶體系統，僅適用于胞內蛋白。而對于細胞膜蛋白或分泌型胞外蛋白，由于它們位于細胞膜外側或細胞外空間，PROTAC 無法觸及，因此長期被視為"不可成藥"靶點。

       為解決這一難題，研究者提出了LYTAC（Lysosome-Targeting Chimera，溶酶體靶向嵌合體）技術。LYTAC 通過招募細胞表面的天然轉運受體（如 ASGPR、CI-M6PR），將膜蛋白或胞外蛋白內吞入胞，并引導其進入溶酶體中降解。該機制開辟了面向胞外靶點的靶向降解新路徑，但其局限在于對特定受體的高度依賴，導致適用范圍受限（如 ASGPR 主要表達于肝組織）。

       PolyTAC（Polymeric Lysosome-Targeting Chimera）技術的出現，正是對這一瓶頸的突破。PolyTAC 可視為一種"非受體依賴型 LYTAC"，通過人工設計的聚合物支架，將目標膜蛋白與特定"輔助蛋白"配體同時結合，在細胞膜表面形成多價復合物，誘導內吞并導入溶酶體降解。其作用機制如圖3所示。

       圖3. PolyTACs作用機理示意圖。（圖片來源：bioRxiv）

•        抗體片段（深藍色Y 形）：特異性識別目標膜蛋白（POI，黃色），如 PD-L1、EGFR、HER2 等；
•        聚合物主鏈（綠色鏈條）：作為支架結構，連接多個功能單元；
•        小分子配體：與細胞膜上的"輔助蛋白"（Helper protein，紫色）結合，觸發(fā)內吞作用。

       當PolyTAC 同時結合目標蛋白與輔助蛋白后，會在膜表形成多位點聚集（multisite binding），觸發(fā)細胞啟動受體介導的內吞機制。整個復合體被內吞進入細胞，最終送入溶酶體中完成降解。

       這種機制打破了對天然轉運機制的依賴，具有更強的組織適配性與降解普適性；利用"AND邏輯"控制降解門檻，提升靶向性；支持雙靶點協同降解與模塊化結構替換；有望廣泛應用于免疫腫瘤、難成藥膜蛋白調控等領域。

       2.2 VIPER-TACs：利用病毒"自毀武器"精準殺傷癌細胞

       要想讓一個細胞失去生存能力，最有效的辦法之一，就是讓它體內的關鍵蛋白（essential protein）徹底消失。傳統的靶向藥物往往只是抑制這些蛋白的功能，而不能將它們徹底清除。靶向蛋白降解（TPD）技術則不同，它直接讓蛋白在體內"被回收、被處理"，真正意義上實現功能清零。

       在PROTAC之外，新興的VIPER-TACs （Viral E3 Pan-Essential Removing TACs）技術利用了一種精準的定位技術，讓病毒的蛋白降解機制反過來為人類服務。

       VIPER-TACs核心設計是利用人乳頭瘤病毒（HPV）中的一種蛋白vE3（viral E3 ligase，亦稱E6），它是一種病毒自帶的 E3 連接酶，天然能夠降解多種人體蛋白。研究人員正是利用vE3這一能力，實現選擇性地降解癌細胞中的關鍵蛋白。

       VIPER-TACs的作用機制如圖4所示：

       圖4. VIPER-TAC作用機制示意圖。（圖片來源：Cell Chemical Biology）

       圖4可以分為上下兩部分，分別對應正常細胞與病毒感染細胞對VIPER-TAC 的反應差異：

       正常細胞（圖4上）：

      在正常細胞中，VIPER-TAC 分子雖然可以與目標蛋白結合，但由于缺乏病毒特有的 E3 連接酶 vE3），無法啟動降解過程，所以目標蛋白得以保留，細胞正常生存，無毒副作用。

       病毒感染細胞（圖4下）：

       當細胞被病毒感染（如HPV）時，病毒蛋白 vE3得以表達；VIPER-TAC 一端結合目標蛋白，一端通過vE3與病毒 E3 蛋白結合，從而構建起一個"病毒酶+目標蛋白+降解分子"的三元復合物，啟動泛素化。最終，關鍵蛋白被送入蛋白酶體清除，感染細胞因關鍵功能喪失而死亡。

       這一機制的最大亮點是選擇性極高，即只有在"攜帶病毒"的細胞中，VIPER-TAC 才能真正啟動降解機制。因此，它尤其適合用來治療HPV 陽性的癌癥，如部分宮頸癌和頭頸癌。相比化療或靶向抑制劑，這種方式能夠做到精準殺傷病毒感染細胞、最大限度保留正常組織、打擊難以抑制的"核心依賴蛋白"，提升抗腫瘤效率。

       2.3 ByeTACs：讓蛋白酶體"直通目標"的極簡降解設計

       靶向蛋白降解技術的主流范式，如PROTAC，往往需要組裝一個"三元復合體"：目標蛋白、PROTAC、E3 泛素連接酶。組裝之后，E3 把泛素貼到目標蛋白上，蛋白酶體再接手完成清除。看似高效，但這個過程實則高度依賴于合適的 E3 酶"上線服務"。

       問題是，人類細胞中雖存在數百種 E3 酶，但它們的表達具有組織特異性，且可利用的泛素連接酶種類十分有限，這成了 TPD 技術進一步推廣的一道"瓶頸"。ByeTACs（Bypassing E3 Ligase for Proteasomal Degradation） 技術的開發(fā)，正是為了解決這個問題：既然招募 E3 太復雜，為什么不直接把目標蛋白送進蛋白酶體？

       圖5展示了ByeTAC 分子如何直接連接目標蛋白（POI）與蛋白酶體上的"接收點"Rpn13。

       圖5. ByeTAC作用機制示意圖。（圖片來源：J. Med. Chem.）

•        ByeTAC藍色結構域是一個專門設計用于結合 Rpn13 的小分子配體。Rpn13 是 26S 蛋白酶體上的識別亞基；
•        ByeTAC黑色結構與是一個柔性 linker，用于調節(jié)空間構象；
•        ByeTAC粉色結構域是與目標蛋白（POI）結合的小分子配體；

       最終復合物形成后，整個目標蛋白就被"拉進"蛋白酶體，不需泛素標簽也能被降解。

       ByeTAC技術平臺的優(yōu)勢在于無需 E3 酶，簡化分子設計；不需要泛素標記，理論上更快、更直接、更高效；特別適合在腫瘤、神經退行性疾病等 E3 酶表達缺陷的場景下使用；結構緊湊，可成藥性強：分子更小、更穩(wěn)定，利于口服與組織穿透。

       2.4 AUTOTACs：激活細胞"吃掉自己"的清道夫機制

       細胞并不總是依賴蛋白酶體來處理蛋白質垃圾。面對更大、更難清除、或發(fā)生聚集的蛋白，細胞會啟動一條更強力的通道：自噬系統（Autophagy）。AUTOTAC（Autophagy-Targeting Chimera）正是沿著這條通路展開的創(chuàng)新降解策略，它通過誘導自噬機制，讓目標蛋白主動"被打包"并送入溶酶體，從而被徹底分解清除。其結構與作用機制如圖6所示：

       圖6. ATUOTAC結構與作用機制示意圖。（圖片來源：Nature Communications）

       構建AUTOTAC 分子

       AUTOTAC 分子同樣由三部分連接組成：

•        TBL（Target-binding ligand）：專門識別并結合目標蛋白；
•        ATL（Autophagy-targeting ligand）：結合細胞自噬受體
•        兩者通過linker連接，構成雙功能嵌合體（Chimeric ligand）。

       AUTOTAC作用機制

       AUTOTAC將目標蛋白與p62 結合在一起。p62 被稱為自噬系統中的"橋梁蛋白"，能夠與 LC3 （Microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3）結合，引導整個復合體進入自噬流程。目標蛋白在此過程中被聚合、隔離，失活并準備"打包運輸"。

       當AUTOTAC 分子同時結合目標蛋白與 p62 后，就像貼上了"回收標簽"。p62 本身是自噬系統的橋梁蛋白，它通過與 LC3 蛋白結合，將整個復合體引導至自噬小體膜上。這一步完成后，目標蛋白隨即被打包進一個雙層膜結構中，形成自噬體（autophagosome）。隨后，自噬體與溶酶體融合，形成自噬溶酶體（autolysosome），其中包含的目標蛋白就會被各種水解酶徹底分解清除。值得一提的是，部分 AUTOTAC 分子本身可能不會被降解，有望實現持續(xù)降解作用。

       這一機制的最大亮點在于不依賴泛素或蛋白酶體；特別適合聚集蛋白、膜蛋白等"難清除目標"；可激活細胞本身的"回收系統"，具有較強的生理兼容性。隨著對 p62-LC3-自噬體這一鏈路的深入研究，AUTOTAC 為復雜適應癥（如神經退行性疾病、腫瘤）提供了一種"細胞內自毀程序"式的解決方案。

       03 結語與展望

       從"成藥性"走向"清除性"，TPD技術邁入全能時代

       Vepdegestrant 的上市申請不僅為靶向蛋白降解（TPD）領域點亮了第一盞"監(jiān)管綠燈"，更揭示出一個趨勢日益明朗的未來：TPD 正在從一種新機制，演變?yōu)橐粋€多路徑、多通道、多適應癥的藥物開發(fā)平臺。

       過去，我們以是否"可成藥"來評估靶點的開發(fā)潛力；而今天，TPD技術正以"是否可清除"作為新的判斷標準，把那些曾經被認為"不可成藥"的蛋白重新納入藥物化學視野。在這個轉變過程中，我們見證了從PROTAC到ByeTAC, VIPER-TAC, AUTOTAC, PolyTAC的范式裂變，每一種新策略，都是對蛋白降解邊界的拓展。

       值得注意的是，這場"降解革命"的內核，并非簡單的降解路徑替換，而是一種更底層的藥物開發(fā)邏輯轉變：從功能拮抗，走向直接清除；從對蛋白功能的抑制，走向對蛋白本體的"處理"與"回收"。這將為諸多具有"成癮性依賴"的癌癥靶點、具有聚集特征的神經病變蛋白，乃至難以抑制的病毒關鍵蛋白，提供更加本質和徹底的解決方案。

       未來，隨著 TPD 技術的進一步發(fā)展，將有更多靶點從"難以成藥"轉向"可以降解"；將有更多病種，從傳統靶向療法的邊緣，納入 TPD 的新范式之中；將有更多原創(chuàng)新藥，從單點構想，走向以機制為支撐、以降解為核心的系統性開發(fā)。

       從"蛋白抑制"到"蛋白清除"，TPD 并非僅是機制創(chuàng)新，更是一次對疾病可治療邊界的重塑。而 Vepdegestrant，只是這場革命的開始。

       附表: TAC技術對比

       主要參考文獻：

       Arvinas and Pfizer's Vepdegestrant Significantly Improves Progression-Free Survival for Patients with ESR1-Mutant, ER+/HER2- Advanced Breast Cancer. Pfizer Press Release. 31. 05. 2025.

       Dutta, R. et al. Multivalent Ligand-Protein Interactions Using Polymeric Lysosome-Targeting Chimeras (PolyTACs) Leads to Lysosome-Targeting Receptor-Independent Degradation of Transmembrane Proteins. bioRxiv 2025.05.06.652519; doi: https://doi.org/10.1101/2025.05.06.652519

       Mangano, K. et al.VIPER-TACs leverage viral E3 ligases for disease-specific targeted protein degradation. Cell Chemical Biology. (2025) 32, 423 - 433.e9.

       Loy, C. A. et al. ByeTAC: Bypassing E-Ligase-Targeting Chimeras for Direct