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一、当传统小分子遇到天花板，TPD为何成为破局关键
在创新药研发领域，"不可成药靶点"（undruggable target）曾是一个让人望而却步的标签。过去几十年，小分子药物遵循着经典的"占位驱动"（occupancy-driven）逻辑——通过占据靶蛋白的活性口袋来抑制其功能。然而，人体内约80%的蛋白质缺乏适合小分子结合的深口袋结构，大量与疾病密切相关的转录因子、支架蛋白和信号接头蛋白长期游离于传统药物可及的范围之外。
与此同时，小分子抑制剂的耐药性问题日益突出。以激酶抑制剂为例，无论代还是第二代产品，肿瘤细胞往往通过靶点突变、旁路激活或蛋白过表达等机制逃逸药物作用。更为棘手的是，抑制剂只能"关闭"靶蛋白的酶活性，却无法清除蛋白本身，那些保留支架功能的突变体或截短蛋白仍然可以驱动下游信号通路。
靶向蛋白降解（Targeted Protein Degradation, TPD）技术的出现，从根本上改变了这一局面。与传统抑制剂不同，TPD分子不依赖占据活性位点，而是利用细胞自身成熟的蛋白质降解系统——主要是泛素-蛋白酶体系统（UPS）和溶酶体途径——将靶蛋白标记为"待清除"状态，从而实现对靶蛋白的物理性清除。这种"事件驱动"（event-driven）的作用模式意味着，TPD分子不需要持续占据靶点，只需要短暂的结合就足以触发降解级联反应，理论上具备催化量级的药效学优势。
从2001年Crews课题组首次提出PROTAC（Proteolysis Targeting Chimera）概念，到2015年ARV-110、ARV-471等分子进入临床，再到2025年全球已有超过95款TPD分子处于临床开发阶段、380余条管线在中国推进，TPD正在从学术概念快速演变为一个拥有完整产业链的新药研发范式。据行业统计，全球蛋白降解研发管线已突破1000项，中国参与企业近80家，预计2025至2027年间将迎来PROTAC药物的首次获批上市。
二、TPD技术版图：PROTAC、分子胶与更多可能
2.1 PROTAC：理性设计的双功能嵌合体
PROTAC是当前TPD领域研究深入、管线丰富的技术路线。其核心结构包含三个模块：一端是靶向目标蛋白（POI, Protein of Interest）的配体，另一端是招募E3泛素连接酶的配体，中间通过连接子（Linker）将两者连接。当PROTAC分子进入细胞后，同时结合靶蛋白和E3连接酶，形成"靶蛋白-PROTAC-E3"三元复合物，促使E3为靶蛋白打上泛素链标签，终被26S蛋白酶体识别并降解。
这一设计的精妙之处在于其"亚化学计量"特性：一个PROTAC分子可以反复参与多轮降解反应，理论上远低于传统抑制剂的给药浓度即可实现靶蛋白清除。此外，由于PROTAC不需要占据靶蛋白的活性位点，它可以靶向传统抑制剂无法触及的蛋白表面平坦区域，极大地扩展了可成药靶点的边界。
目前PROTAC设计中常用的E3连接酶包括CRBN（Cereblon）、VHL、MDM2和IAP等。其中，CRBN配体（如来那度胺、泊马度胺及其衍生物）因分子量较小、成药性较好而被广泛应用。VHL配体则提供了另一种选择，尤其在需要规避CRBN底物（如IKZF1/3）脱靶降解的场景中具有优势。
2.2 分子胶：从偶然发现到理性设计
与PROTAC的"双头"结构不同，分子胶（Molecular Glue）是单价小分子，通过重塑E3连接酶底物受体的表面，诱导靶蛋白与E3发生新的蛋白-蛋白相互作用，从而实现靶蛋白的泛素化和降解。
分子胶的发现初充满偶然性。沙利度胺及其衍生物（免疫调节酰亚胺类药物，IMiDs）在临床使用数十年后，才被揭示其作用机制是通过结合CRBN并招募IKZF1/3等转录因子进行降解。这种"老药新机制"的发现启发了后续的理性设计思路。
与PROTAC相比，分子胶具有分子量小（通常<500 Da）、膜通透性好、口服生物利用度高等药代动力学优势。然而，分子胶的设计难度也更高——它依赖于靶蛋白表面恰好存在可被诱导的新结合界面，早期发现高度依赖高通量筛选和运气。近年来，随着结构生物学、计算化学和AI技术的进步，Monte Rosa、C4 Therapeutics等企业正在建立基于几何深度学习和DNA编码化合物库（DEL）的分子胶理性设计平台，有望将分子胶的发现从"开盲盒"推向"定向设计"时代。
2.3 beyond UPS：溶酶体途径与更多降解策略
除了基于泛素-蛋白酶体系统的PROTAC和分子胶，研究界还在探索多种替代降解路径。溶酶体靶向嵌合体（LYTAC）利用细胞表面的溶酶体靶向受体（如CI-M6PR），将胞外或膜蛋白导向溶酶体降解；自噬靶向嵌合体（AUTAC）和自噬体绑定化合物（ATTEC）则借助细胞的自噬-溶酶体途径清除特定蛋白。此外，DUBTAC（去泛素化酶靶向嵌合体）从反向调控角度出发，通过保护靶蛋白不被降解来维持其稳定性，为需要上调特定蛋白表达量的疾病场景提供了新思路。
这些技术目前大多处于早期研究阶段，但共同指向一个明确的方向：蛋白质降解作为一个新兴的药物研发范式，其技术工具箱正在快速丰富，可应用的疾病领域也将持续扩展。
三、全球TPD管线格局：从概念验证到关键临床
3.1 临床里程碑：关键数据正在读出
2024至2025年是TPD领域临床数据密集披露的时期，多个关键试验的结果正在重塑行业对TPD成药性的认知。
在肿瘤领域，辉瑞与Arvinas联合开发的ARV-471（vepdegestrant）在针对携带ESR1突变的HR阳性、HER2阴性乳腺癌患者的III期临床试验中取得积极结果，将疾病进展或死亡风险降低超过40%。这是全球进入III期临床的PROTAC药物，其成功与否将直接影响整个领域对PROTAC临床成药的信心。与此同时，Arvinas的另一款在研PROTAC疗法ARV-102在I期临床试验中显著降低健康志愿者中枢神经系统和外周的LRRK2蛋白水平，为神经退行性疾病领域的应用奠定了基础。
Kymera Therapeutics作为全球PROTAC领域的标杆企业之一，其研发管线进展同样引人注目。KT-474是全球首创的靶向IRAK4的PROTAC，正在开展治疗特应性皮炎和化脓性汗腺炎的II期临床，I期数据显示给药4周后受试者体内IRAK4水平平均降低40%-80%。其另一款STAT6降解剂KT-621在I期临床试验中实现血液STAT6的平均降解率超过90%，在皮肤中也达到完全降解。这些数据表明，PROTAC在自免疾病领域同样具备巨大的应用潜力。
在分子胶领域，百时美施贵宝（BMS）的iberdomide（靶向IKZF1/3）在多发性骨髓瘤和非霍奇金淋巴瘤中展现出积极结果，mezigdomide和golcadomide等后续产品也在推进中。2025年上半年，诺华、渤健、辉瑞等跨国药企继续加大在分子胶领域的布局，多笔超过10亿美元的研发合作协议签署，标志着产业界对分子胶前景的高度认可。
3.2 中国力量：380+管线，35项进入临床
中国企业在TPD领域的参与度正快速提升。据行业统计，中国近80家公司或研究机构正在推进超过380条TPD研发管线，其中35条已进入临床开发阶段。百济神州的BTK PROTAC在治疗经治B细胞淋巴瘤患者中展现出57%的客观缓解率（ORR），其中CLL/SLL亚组的ORR达到72%，且对BTK抑制剂耐药的患者依然有效。恒瑞医药采取fast-follow策略，布局针对ER和AR的PROTAC药物；海思科选择差异化布局ARV7、EGFR等靶点；诺诚健华通过靶向IKZF1/3的分子胶CP-490丰富血液瘤领域的产品布局。
从资本市场的反应来看，2024年全球至少有27家拥有TPD技术或管线的生物技术公司获得融资，蛋白降解领域持续吸引市场关注。跨国药企通过收购、合作授权（BD）的方式积极引进蛋白降解相关药物——辉瑞以6.5亿美元首付款引进ARV-471，赛诺菲以1.5亿美元预付款引进KT-474——这些交易不仅验证了TPD技术的商业价值，也为后续管线开发注入了充足的资金和资源。
四、TPD药物筛选的技术痛点：为什么CRO服务如此关键
TPD技术前景广阔，但其药物发现和开发过程中面临的技术挑战同样不容忽视。对于大部分创新药研发企业而言，自建完整的TPD筛选平台意味着巨大的时间成本和资金投入，这也是专业CRO服务在这一领域价值凸显的原因。
4.1 三元复合物形成：TPD的核心动力学难题
PROTAC和分子胶的药效高度依赖于"靶蛋白-降解剂-E3连接酶"三元复合物的形成效率和稳定性。然而，三元复合物的形成是一个动态、可逆的过程，受到多种因素影响：PROTAC连接子的长度和柔韧性、靶蛋白与E3的空间相对取向、复合物形成后的构象变化等。更为复杂的是，同一PROTAC分子在不同细胞环境中可能表现出截然不同的降解效率——因为不同细胞系中E3连接酶的表达水平存在差异，而PROTAC的药效窗口往往恰好落在E3表达量的"甜点"区间内。
这意味着，TPD筛选不能仅依赖传统的二元结合亲和力检测（如SPR、ITC），而必须建立能够评估三元复合物形成能力的高通量方法。光谱位移技术（Spectral Shift, SpS）、时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET）、AlphaLISA和NanoBRET等生物物理和细胞学方法正在成为TPD筛选的标准工具组合。
4.2 降解效率与选择性：从"能降"到"降得好"
即便三元复合物能够形成，靶蛋白的降解效率（通常用DC50和Dmax来衡量）仍然是一个关键变量。DC50表示实现50%靶蛋白降解所需的药物浓度，Dmax则代表降解幅度。理想的TPD分子应具有较低的DC50和较高的Dmax，同时在浓度升高时不会反而出现降解效率下降的"钩状效应"（hook effect）。
选择性是另一个核心问题。由于E3连接酶在细胞内负责泛素化众多底物，任何能够结合E3的分子都存在引发脱靶降解的风险。以CRBN为例，已有多种PROTAC和分子胶被报道在降解靶蛋白的同时，意外降解了原本与CRBN正常结合的底物（如GSPT1、CK1α等），引发不可预期的细胞毒性。因此，TPD筛选平台必须具备系统性的脱靶评估能力，包括蛋白质组学水平的泛素化谱分析、细胞存活率检测和机制验证实验。
4.3 药代动力学与成药性：口服PROTAC的路还很长
PROTAC的分子量通常在700-1200 Da之间，远超传统Lipinski五规则对小分子药物的推荐范围（<500 Da）。这一"超规则"（beyond Rule of 5, bRo5）特性带来了显著的药代动力学挑战：口服生物利用度低、膜通透性不足、代谢稳定性差等。临床前研究中，大量PROTAC候选分子因DMPK性质不达标而被淘汰。相比之下，分子胶因分子量较小，在药代动力学方面具有天然优势，这也是近年来分子胶赛道快速升温的重要原因之一。
对于CRO服务而言，这意味着TPD筛选平台不仅需要提供体外活性数据，还必须整合DMPK评估能力——从早期的溶解度、渗透性、微粒体稳定性测试，到后期的体内药代动力学研究，为候选分子的成药性提供全方位的决策支持。
五、TPD筛选的一体化生物学解决方案：以平台能力支撑创新
面对TPD研发中的多重技术挑战，国内已有CRO机构建立起了覆盖从靶点验证、先导化合物发现到临床前候选分子确认的完整服务体系。以爱思益普生物科技股份有限公司（ICE Bioscience）为例，这家成立于2010年的一体化生物学服务平台，从专注离子通道靶点研发的CRO起步，历经十余年发展，逐步构建了覆盖生化酶学、肿瘤细胞学、免疫学、电生理学、中枢神经系统药理学、安全药理学和DMPK等多个维度的技术矩阵。
5.1 覆盖PROTAC、分子胶、ADC和抗体药的细胞学检测能力
在TPD筛选的核心环节——细胞学检测方面，爱思益普组建了超过100人的细胞学团队，核心成员拥有10年以上的工业研发经验。该平台可提供包括小分子、PROTAC、ADC和抗体药在内的各类药物检测筛选服务，能够开展Western Blot、蛋白质组学、高通量细胞增殖/毒性检测、流式细胞术等多种实验，支持从降解效率评估到机制探索的全流程需求。
值得关注的是，在方法开发灵活性方面，该团队能够根据客户的具体靶点和化合物特性，定制化开发检测方案。对于PROTAC分子，常规的检测流程包括：细胞水平靶蛋白降解效率评估（DC50/Dmax测定）、降解动力学曲线绘制、钩状效应验证、以及蛋白质组学层面的脱靶降解筛查。对于分子胶，则需要额外的三元复合物形成验证和E3连接酶依赖性机制确认。
5.2 生物物理联合实验室：光谱位移技术赋能TPD筛选
2024年9月，爱思益普与德国NanoTemper公司启动战略合作，在北京成立生物物理联合实验室。双方整合了NanoTemper的光谱位移技术（Spectral Shift, SpS）与爱思益普的生物学筛选经验，专门针对TPD分子的筛选需求开发了"生物学构建模块"（biological building blocks），用于优化先导化合物识别（HitID）流程。
光谱位移技术是一种基于微量热泳动原理的生物物理检测方法，能够在溶液中快速、无标记地检测分子间相互作用。在TPD筛选场景中，SpS技术被应用于多个关键环节：从初始的结合剂筛选，到二元/三元复合物的结合亲和力测定，再到结合位点验证、选择性测试及脱靶分析。与传统方法相比，SpS对PROTAC这类大分子量、低溶解度的化合物具有更好的兼容性，且检测通量更高，更适合早期的高通量筛选阶段。
联合实验室已经围绕CDK2、NEK7、VAV1和STAT6等靶点积累了丰富的应用案例。以STAT6为例，作为Th2型免疫反应的核心转录因子，STAT6在特应性皮炎、哮喘和COPD等疾病中扮演关键角色，但传统小分子抑制剂难以实现对STAT6的有效靶向。通过PROTAC或分子胶策略诱导STAT6降解，为这类转录因子靶点的药物开发提供了全新的路径。联合实验室针对STAT6建立的筛选体系，整合了二元结合检测、三元复合物验证和细胞降解功能评价，形成了一套标准化的TPD筛选工作流。
5.3 从靶点验证到DMPK：一站式生物学服务支撑
TPD分子的开发不仅需要细胞层面的降解活性数据，还需要在更早的阶段确认靶点本身的可降解性。爱思益普在靶点验证层面建立了蛋白纯化、生化酶学和SPR（Biacore 8K）平台，能够为全新靶点提供从蛋白表达纯化到结合动力学分析的方法学构建服务。这一能力对于PROTAC的早期靶点评估尤为重要——在投入大量化学合成资源之前，通过体外实验初步判断靶蛋白是否存在适合PROTAC结合的"可降解"特征，可以显著降低后期失败的风险。
在成药性评价方面，爱思益普的DMPK平台可提供化合物溶解性、亲脂性等理化性质检测，以及体内外药物代谢动力学数据。对于PROTAC这类超规则分子，早期的DMPK性质评估尤为关键，能够帮助研发团队在化学结构优化阶段就充分考虑口服生物利用度、血浆蛋白结合率、代谢稳定性等因素，避免后期因药代动力学不达标而导致项目终止。
此外，安全药理学评价也是TPD药物开发中不可忽视的一环。PROTAC和分子胶由于涉及E3连接酶的招募，可能引发非预期的蛋白降解事件。爱思益普建立的hERG通道检测、心肌细胞动作电位记录、心脏体外研究等心脏安全性评价平台，以及药物脱靶效应筛选体系，可以为TPD候选分子的安全性评估提供重要的临床前数据支持。
六、AI与结构生物学：TPD设计的下一代工具
TPD药物研发正处在一个技术加速迭代的窗口期。如果说早期的PROTAC设计主要依赖化学家的经验和试错，那么近年来AI和结构生物学的介入正在从根本上改变TPD分子的发现范式。
6.1 AI驱动的分子设计
在PROTAC设计方面，AI技术被应用于多个维度：连接子长度和化学性质的优化、三元复合物结构的预测、以及药代动力学性质的模拟。英矽智能（Insilico Medicine）利用其端到端的Pharma.AI平台，针对合成致死靶点PKMYT1设计出了全球首创的PROTAC分子D16-M1P2，该分子不仅能够催化降解目标蛋白，同时保留了强效的酶抑制作用，整个设计流程实现了从靶点选择到高活性先导化合物（nM级别）生成的快速跨越。
在分子胶领域，AI的价值更为突出。由于分子胶的作用机制依赖于诱导蛋白-蛋白相互作用，其结构设计空间远比PROTAC复杂。Monte Rosa依托其专有的QuEEN AI发现引擎与几何深度学习技术，成功重塑了CRBN泛素连接酶的底物识别规则，开发出针对"不可成药"靶点VAV1的MRT-6160以及针对炎症核心激酶NEK7的MRT-8102等高选择性降解剂。C4 Therapeutics则通过其TORPEDO平台，整合高通量计算化学、X射线晶体结构学与合成生物学，精准调控降解剂、靶蛋白与E3连接酶之间的三元复合物形成动力学。
6.2 DEL技术：拓宽分子胶的靶点边界
DNA编码化合物库（DNA-Encoded Library, DEL）技术的引入，为分子胶的发现提供了全新的高通量筛选手段。传统上，分子胶的发现高度依赖于靶蛋白表面存在特定的结构域（如G-loop或RT-loop），而DEL技术能够识别缺乏此类特征结构域的靶标，显著拓宽了TPD技术的成药边界。2026年，C4 Therapeutics宣布将其TORPEDO平台扩展至炎症、神经炎症及神经退行性疾病领域，并已将DEL技术全面融入分子胶的发现流程中。
6.3 新靶点、新疾病：TPD的边界正在拓宽
随着技术的成熟，TPD的靶点和适应症范围正在快速扩展。从早期的肿瘤靶点（如ER、AR、BTK、BET家族蛋白），到自免疾病靶点（如IRAK4、STAT6、TYK2），再到神经退行性疾病靶点（如LRRK2、Tau），TPD正在证明其作为一种通用性技术平台的潜力。在中国，随着380余条管线的持续推进，TPD技术的应用场景也将从肿瘤向更广泛的疾病领域延伸。
七、结语
靶向蛋白降解技术代表了小分子药物研发从"抑制"到"清除"的范式转变。它打破了传统药物对靶蛋白活性口袋的依赖，将大量曾经被认为"不可成药"的蛋白质纳入了可干预的范围；它通过"事件驱动"的作用机制，提供了亚化学计量的催化效率，为解决耐药性问题开辟了新路径；它催生了PROTAC、分子胶、LYTAC等多种技术路线，构建了一个快速丰富的工具箱。
从全球视角看，TPD正处于从概念验证向临床批准迈进的关键阶段。ARV-471的III期数据、KT-474的II期推进、以及多款分子胶的临床进展，正在为整个领域积累宝贵的成药经验。从国内视角看，近80家企业、380余条管线的布局，表明中国创新药产业已经深度参与到这一轮技术变革中。
在这一进程中，专业CRO平台的作用不可或缺。从三元复合物的生物物理表征，到细胞水平的降解效率评估，从蛋白质组学的脱靶筛查，到DMPK的成药性预判，TPD药物研发的每一个环节都需要高度专业化的技术能力和丰富的项目经验。以爱思益普为代表的国内一体化生物学服务平台，通过与NanoTemper等国际技术公司的战略合作，正在将光谱位移、高通量细胞检测、蛋白质组学分析等前沿技术整合为标准化的TPD筛选解决方案，为中国创新药企业的TPD管线开发提供从早期发现到临床前候选分子确认的全流程支撑。
技术的进步从来不是孤立的。当PROTAC和分子胶的设计理念与AI预测、DEL筛选、结构生物学解析相结合，当学术界的机制探索与工业界的管线推进相互促进，靶向蛋白降解正在从一个充满想象力的科学概念，演变为一个真正能够改变患者命运的治疗手段。而这，或许只是开始。
