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从立项到IND,一个TPD项目要回答的五个关键问题——爱思益普靶向蛋白降解一体化服务能力解析

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    过去十年,靶向蛋白降解(Targeted Protein Degradation,TPD)从实验室概念成长为创新药研发活跃的方向之一。与传统小分子"占位驱动"的抑制逻辑不同,TPD分子借助细胞自身的泛素-蛋白酶体系统,将致病蛋白整体清除。这种"事件驱动"的机制,让转录因子、支架蛋白等缺乏结合口袋的"不可成药"靶点次有了可操作的药物干预路径——行业普遍认为,可干预靶点的理论范围由此从约15%扩展至约80%。

    但对真正推进项目的研发团队来说,TPD带来的不只是机会,还有远高于传统小分子的评价复杂度。一个抑制剂项目,核心问题往往只有一个:分子与靶点的亲和力够不够用。而一个降解剂项目,从立项到IND申报,研发决策者至少要回答五个层层递进的问题——靶点能不能降解、三元复合物成不成、细胞内降解真不真、底物选择性强不强、体内成药性行不行。任何一个环节缺少可靠数据,项目都可能在中后期付出数倍代价返工。

    本文换一个视角:不再罗列平台清单,而是沿着一个TPD项目的真实决策链条,拆解每个关键问题需要什么样的数据支撑,以及爱思益普(ICE Bioscience)的靶向蛋白降解服务平台在各个环节能提供什么。文中所有服务能力描述均以公司中英文官网服务板块及服务手册的公开信息为依据。

 

个问题:这个靶点值得做、且能被降解吗?

    TPD项目的步不是筛化合物,而是确认靶点的"可降解性"——它在疾病通路中是否必要、表达定位是否符合预期、自然周转速率是否允许降解策略起效。这一步判断失误,后续所有投入都是沉没成本。

    靶点验证环节现实的瓶颈是蛋白质量。三元复合物研究对重组蛋白的活性与批次一致性要求很高,而热门TPD靶点往往表达纯化难度大。爱思益普的服务手册显示,平台储备了700余种即用型纯化蛋白,其中包含350余种激酶,覆盖KRAS及其突变体、VAV1、NEK7、CDK2、BTK及其突变体、c-Myc、EGFR及其突变体、IRAK4、HPK1、BRD4、STAT6、GSPT1、IKZF1等TPD领域高频靶点。对于库外的全新靶点,靶标检测平台具备从头蛋白表达能力,可结合SPR(Biacore 8K等)平台完成新靶点从蛋白制备到亲和力筛选的完整验证。

    在生物学验证层面,平台提供四类服务:

    ➡️ 以CRISPR/Cas9敲除和RNA干扰确认靶蛋白在细胞功能与疾病通路中的必要性;

    ➡️ 以qPCR、Western Blot和免疫组化确认靶点的表达水平与亚细胞、组织定位;

    ➡️ 以重组蛋白表达纯化为后续结合与复合物研究提供物料;

    ➡️ 以热迁移分析(TSA)/细胞热迁移分析(CETSA)评估靶蛋白的自然降解半衰期与配体诱导的稳定性变化。

    一个公开可查的例证是STAT6。STAT6是过敏性疾病中Th2炎症的核心驱动因子,在STAT6降解剂KT-621的研发中,平台通过TR-FRET技术模拟STAT6与IL-4R的结合场景,实现小分子与STAT6 SH2结构域结合能力的高通量评估,为分子设计提供了关键亲和力数据。KT-621此后成为全球进入临床阶段的口服STAT6降解剂。

 

第二个问题:分子真的把靶蛋白和E3连接酶"拉到一起"了吗?

    这是TPD区别于传统药物研发的核心一问。PROTAC与分子胶本身不直接降解靶蛋白,它们充当"分子桥梁",拉近靶蛋白与E3泛素连接酶的距离,使靶蛋白被泛素标记、进而被26S蛋白酶体识别分解。因此,二元结合(分子-靶点、分子-E3)强,不代表三元复合物(靶点-分子-E3)能高效组装;而三元复合物的形成效率与协同性,直接决定降解活性,其剂量-效应曲线通常呈特征性的"钟形"。

    回答这个问题需要生物物理方法的组合。爱思益普平台采用光谱位移法(SPS)与HTRF技术评估PROTAC分子与E3连接酶(如CRBN)的结合能力及三元复合物组装效率:SPS通过检测分子间相互作用引起的光谱变化反映结合情况,HTRF基于荧光共振能量转移原理定量分析复合物形成,两者互补验证。同时以TR-FRET评估蛋白与配体的二元相互作用,以SPR对化合物与靶蛋白家族的结合动力学进行表征,为连接子长度、E3配体选择等关键设计参数提供数据。

    这一环节的经验价值在于"组合"而非单点。三元复合物是瞬时的、协同性的相互作用,任何单一技术都有视角盲区,多技术交叉印证才能回答"分子是否按设想工作"。平台在KRAS降解剂研究中即以SPS技术验证了KRAS降解剂与CRBN的三元复合物形成能力,为这一经典"不可成药"靶点提供了可行的评价路径。

 

第三个问题:细胞内真的发生降解了吗?功能后果是什么?

    生化层面的复合物形成只是必要条件,细胞内的真实降解才是充分条件。这一环节要给出三组数据:降解效率(DC50、Dmax)、降解动力学、以及降解带来的下游功能后果。

    爱思益普的细胞检测平台围绕这三组数据构建了评价体系。在降解检测上,Western Blot作为靶蛋白降解定量的经典方法与HiBiT技术形成互补——HiBiT支持化合物的高通量筛选,WB及JESS、ICW等方法提供验证数据。平台已构建STAT6 HiBiT A549细胞系与Jurkat STAT6 HiBiT-KI细胞系,可直接用于STAT6降解剂的筛选测试。

    在功能后果评估上,平台基于HEK293-STAT6-Luc2p报告基因细胞系,通过荧光素酶活性检测化合物对STAT6信号通路的抑制能力,同时提供STAT1/2/3/4/5家族成员的选择性筛选模型,用于评估降解剂的家族内选择性。更进一步,平台开发了人PBMC及B细胞功能检测体系,通过检测CCL17释放量与CD23表达水平、结合流式细胞术检测STAT6磷酸化抑制,评估化合物在原代免疫细胞中的活性——这类数据的临床相关性,远高于工程细胞系中的单点读数。在KT-621研发中,正是这套细胞评价体系验证了其对人Th2细胞IL-4/13通路的阻断作用。

 

第四个问题:降解得"干净"吗?——选择性与脱靶的系统排查

    降解剂的风险逻辑与抑制剂不同:抑制剂脱靶多是"多抑制了几个蛋白",降解剂脱靶则是"多降解了几个蛋白"——后者不可逆性更强、后果更难预测。分子胶尤其如此,其作用机制隐蔽,可能重塑E3连接酶的底物谱。因此,全蛋白质组尺度的底物排查,是从"有活性"走向"可开发"的分水岭。

    爱思益普平台在这一环节配置了两类基于质谱的蛋白质组学能力:

    ➡️ 一是DIA(数据非依赖采集)蛋白质组学服务,结合自动化高通量样本制备与Orbitrap Exploris 480或Astral M5高分辨质谱平台,从大规模筛选到精确降解分析,早期鉴定降解剂底物、量化降解选择性;

    ➡️ 二是TurboID邻近标记联合定量蛋白质组学,在活细胞生理条件下对诱饵蛋白邻近蛋白进行生物素化标记,捕获动态相互作用网络,用于机制解析与非预期底物排查。

    这套能力的意义在于把"脱靶"从后期的意外变成早期的参数:在项目推进到动物实验之前,就用蛋白质组学数据圈定分子的选择性边界,为结构优化提供明确方向。

 

第五个问题:它能成为"药"吗?——DMPK、体内药效与申报支持

    降解剂分子量大、透膜性与口服暴露天然处于劣势,成药性优化是TPD项目后期现实的压力。这一阶段需要的不再是单一生物学数据,而是生物学到药代、药效的衔接能力。

    爱思益普的DMPK平台可提供化合物溶解性、亲脂性等理化性质及体内外药代动力学数据,支持结构改造、剂量设计与种属选择。体内药理方面,平台建有特应性皮炎、哮喘、肠炎等多种自身免疫与炎症疾病模型,使降解剂的药效验证更贴近目标适应症的真实病理场景——例如在KT-621项目中,特应性皮炎模型为其进入临床研究提供了重要的实验依据。

    值得一提的是平台的特色技术衔接:依托公司电生理平台的中枢神经系统药理能力,脑片膜片钳等技术已被用于KRAS突变项目的功能验证,为降解剂在神经相关适应症中的拓展提供了方法学储备。在后一个环节,平台提供IND申报支持服务,协助客户准备申报资料,形成"靶点验证—机制解析—成药性优化—临床前申报"的闭环。

 

PROTAC之外:分子胶与DAC的同步布局

    TPD的技术边界仍在快速扩展,评价平台必须跑在分子形态前面。

    在分子胶方向,爱思益普整合了蛋白质组学、CRISPR-Cas9基因编辑与高通量筛选技术,构建"PPI调控网络解析体系":先以蛋白质组学鉴定与靶蛋白相互作用的关键伴侣分子,再以基因编辑构建细胞模型、经高通量筛选发现可稳定或增强靶蛋白-E3相互作用的分子胶,后经二元/三元复合物检测与JESS、HiBiT降解定量完成多层次验证。在IKZF1/IKZF3等经典分子胶靶点及VAV1等新兴靶点上,平台均已建立相应检测体系,可同时监测靶蛋白降解与细胞功能变化。

    在DAC(Degrader-Antibody Conjugate,降解剂-抗体偶联物)方向,针对PROTAC分子量大、组织富集难的短板,平台依托ADC与TPD两个领域的技术积累,建立了从抗体选择、连接子设计、降解剂偶联到体外降解验证、体内药效评价的全流程服务,并已有不同偶联设计策略的比较案例(如经二硫键连接子与抗体偶联、在肿瘤模型中实现靶蛋白选择性降解)。

 

结语:

    五个问题背后,是一体化平台的确定性。回到开头的五个问题,爱思益普TPD平台的服务优势可以直观归纳为四点:

    ➡️ 一是物料自足。 700余种即用型靶标蛋白(含350余种激酶)叠加从头蛋白表达能力,让靶点验证不等"蛋白货期"。

    ➡️ 二是方法闭环。 从TR-FRET、SPS、HTRF、SPR的生物物理组合,到HiBiT、WB、JESS、报告基因与PBMC功能的细胞评价,再到DIA蛋白质组学与TurboID标记的脱靶排查,每个问题都有至少两种技术交叉印证,数据链完整可溯。

    ➡️ 三是形态覆盖。 PROTAC、分子胶、DAC三种主流降解形态均有对应评价体系,且与ADC、电生理等特色平台互通,适应技术快速演化的项目需求。

    ➡️ 四是链条完整。 生物学评价与公司既有的DMPK、安全药理、体内药理平台一体化衔接,支持DMTA(设计-合成-测试-分析)循环,覆盖从靶点到临床前候选分子再到IND申报的全过程。

    这些能力生长于公司的整体土壤之上。北京爱思益普生物科技股份有限公司成立于2010年,从离子通道研究起步,在北京、上海、徐州、贵阳设有实验室和商务中心,拥有超过27000平方米实验室、480名员工,仪器设备投入超亿元,已服务全球创新药研发企业超1300家,建立了100余个离子通道、200余个GPCR、1000余个酶学靶点及40余个核受体的筛选细胞系与验证方法。

    TPD项目的竞争,表面上是分子设计的竞争,实质上是"用多快、多可靠的数据回答关键问题"的竞争。对研发团队而言,一个能把五个问题的答案在同一体系内闭环的平台,意味着更少的转包损耗、更短的决策周期,以及更可控的转化风险。这正是爱思益普TPD一体化平台希望为合作伙伴提供的确定性。

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