日前，《自然》雜志刊載了兩篇關(guān)于WRN抑制劑研發(fā)的論文，其中一篇介紹了拜耳（Bayer）旗下Vividion Therapeutics公司的VVD-133214（也稱為RO7589831）的發(fā)現(xiàn)過程，另一篇介紹了諾華（Novartis）的HRO761的發(fā)現(xiàn)過程。兩篇論文引起對“WRN”這個“合成致死”新靶點的關(guān)注。（Nature. 2024, 629: 435-442; Nature. 2024, 629: 443-449.）

“合成致死”是指兩個非致死基因同時被抑制，導(dǎo)致細(xì)胞死亡的現(xiàn)象。PARP抑制劑是全球首個利用合成致死理論成功研發(fā)并在臨床實踐中取得成功的藥物。從2014年首款PARP抑制劑獲FDA批準(zhǔn)至今，已有近10年時間，但目前尚無針對其他靶點的“合成致死”藥物獲批。

學(xué)界正在探索一些新型的“合成致死”靶點，以期給更多癌癥患者帶來新的治療選擇，Werner綜合征RecQ解旋酶（WRN）就是被看好的靶點之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球已有十幾款WRN抑制劑在開發(fā)中。

WRN是DNA解旋酶RecQ家族的成員之一，與常染色體隱性遺傳病布魯姆綜合征等遺傳性疾病或早衰癥有密切關(guān)系。DNA解旋酶是一類在DNA或RNA復(fù)制過程中催化雙鏈DNA或RNA解開的生物酶，參與DNA復(fù)制、修復(fù)、轉(zhuǎn)錄、重組以及端粒的維持等細(xì)胞代謝過程，在維持染色體的穩(wěn)定性中有重要作用。

WRN還是RecQ家族成員中唯一具有解旋酶和核酸外切酶活性的多功能酶，兩者既獨立又相互協(xié)同，以分解多種DNA底物。研究發(fā)現(xiàn)，WRN參與了很多生物學(xué)過程，包括DNA損傷修復(fù)、端粒維持、自噬、基因組維護(hù)等。

2019年，發(fā)表于《自然》等期刊的系列研究發(fā)現(xiàn)，WRN與微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）癌癥之間具有“合成致死”的關(guān)系。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（microsatellite instability，MSI）是在腫瘤細(xì)胞中，由錯配修復(fù)受損或缺陷導(dǎo)致的、出現(xiàn)新的微衛(wèi)星等位基因的現(xiàn)象。MSI可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞基因組進(jìn)一步突變，從而促進(jìn)惡性腫瘤的發(fā)展，是公認(rèn)的重要致癌途徑之一。

研究顯示，MSI存在于20多種不同類型的癌癥中，在約3%的癌癥中觀察到，全球每年確診數(shù)十萬例。MSI結(jié)直腸癌是最早被發(fā)現(xiàn)的MSI癌癥，有5%~15%患者是MSI結(jié)直腸癌。此外，在約22%的胃癌、30%的子宮內(nèi)膜癌、12%的卵巢癌，及腎上腺皮質(zhì)癌、淋巴瘤和白血病等惡性腫瘤中，也均能檢測到MSI。

相比于微衛(wèi)星穩(wěn)定性（MSS）腫瘤患者，MSI腫瘤術(shù)后顯示的免疫反應(yīng)、抑制癌細(xì)胞生長的能力及良好的預(yù)后。

2019年，英美兩個研究團(tuán)隊各自通過敲除癌細(xì)胞中的特定基因，觀察癌細(xì)胞的生存和健康狀況，以期發(fā)現(xiàn)對癌癥生存起到關(guān)鍵性作用的基因。兩個研究團(tuán)隊不約而同地發(fā)現(xiàn)了一個編碼WRN的基因?qū)τ蠱SI-H特征的腫瘤生存至關(guān)重要。

WRN是一種DNA解螺旋酶，在DNA錯配修復(fù)（mismatch repair，MMR）缺陷的MSI腫瘤細(xì)胞中，敲除WRN基因或耗盡WRN蛋白后，會發(fā)生合成致死效應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡，所以WRN可能是MSI惡性腫瘤的合成致死新靶點。

研究發(fā)現(xiàn)，DNA錯配修復(fù)缺陷的MSI癌細(xì)胞在敲除WRN基因或耗盡WRN蛋白后，會損害MSI細(xì)胞的活力，引起細(xì)胞周期停滯、DNA損傷、有絲分裂缺陷、染色體破碎和凋亡，WRN缺失減少了移植MSI細(xì)胞小鼠的異種移植瘤生長和腫瘤形成。

當(dāng)通過RNA干擾技術(shù)對多種MSI細(xì)胞和MSS細(xì)胞同時進(jìn)行WRN的基因沉默，MSI細(xì)胞在WRN沉默后發(fā)生明顯凋亡，而MSS細(xì)胞并未觀察到細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。重新引入缺失MMR成分的MSI細(xì)胞的遺傳拯救實驗未能挽救合成致死關(guān)系。

此外，使用解旋酶結(jié)構(gòu)域、核酸外切酶結(jié)構(gòu)域或兩者的功能缺失突變，解析WRN的各種酶活性時發(fā)現(xiàn)，MMR缺陷的合成致死相互作用僅與WRN解旋酶活性相關(guān)。當(dāng)MSI細(xì)胞中WRN解旋酶活性喪失時，與MSI的合成致死作用才被激活。

在MSI-H細(xì)胞中，DNA損傷修復(fù)功能高度活躍，幾乎不存在內(nèi)源性雙鏈斷裂；當(dāng)沉默WRN后，細(xì)胞內(nèi)特定基因組位點出現(xiàn)大量雙鏈斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯、基因組不穩(wěn)定和細(xì)胞凋亡。

一系列的研究和實驗不僅揭示了MSI-H癌細(xì)胞維持基因組穩(wěn)定性的WRN依賴性分子機(jī)制，還表明WRN合成致死關(guān)系是通過MMR功能障礙的突變后果而不是通過MMR本身缺陷發(fā)展的，WRN可能是MSI-H癌癥精準(zhǔn)治療的有效靶點之一。

隨著WRN可能是MSI癌癥合成致死新靶點的發(fā)現(xiàn)，基于靶向MSI癌癥的WRN抑制劑的研發(fā)也引起了科研人員和藥物研發(fā)人員的興趣。公開資料顯示，全球目前尚無直接靶向人類DNA或RNA解旋酶的獲批藥物，但有十幾款WRN抑制劑處在研發(fā)階段，其中進(jìn)展最快的是《自然》剛刊發(fā)的兩篇文章中提到的拜耳的VVD-133214和諾華的HRO761。

論文1

第一篇論文由Vividion Therapeutics公司發(fā)表，主要介紹了WRN共價變構(gòu)抑制劑（VVD-133214）的發(fā)現(xiàn)過程。研究者首先利用一種基于靶向質(zhì)譜的化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)方法，篩選出了一批能與WRN上第727位半胱氨酸（C727）選擇性地結(jié)合的化合物，從中選擇、優(yōu)化后，得到了臨床候選化合物VVD-133214。

VVD-133214是一款WRN共價變構(gòu)抑制劑，能選擇性地與WRN上的C727位點結(jié)合，具有低微摩爾范圍WRN解旋酶抑制活性。研究發(fā)現(xiàn)，VVD-133214可通過共價抑制WRN，導(dǎo)致MSI-H細(xì)胞中廣泛的雙鏈DNA斷裂、核腫脹和細(xì)胞死亡，但在MSI細(xì)胞中則不會。而且，VVD-133214在小鼠中耐受良好，在多個MSI-H結(jié)直腸癌細(xì)胞系和患者來源的異種移植模型中導(dǎo)致穩(wěn)健的腫瘤消退。

在荷瘤小鼠的體內(nèi)研究中，VVD-133214能抑制WRN殺死MSI型腫瘤，每天一次口服5 mg/kg或更大劑量的VVD-133214，即可導(dǎo)致腫瘤內(nèi)接近完全的靶點結(jié)合。此外，在7個不同的MSI-H結(jié)直腸癌患者來源腫瘤異種移植（PDX）模型中進(jìn)行的抗腫瘤活性測試顯示，VVD-133214每日20 mg/kg的口服劑量，成功減少了6個PDX模型中的腫瘤負(fù)擔(dān)；在來自同一例患者不同治療階段的2種PDX模型中，也顯示不錯的抗腫瘤療效。

2023年VVD-133214獲FDA批準(zhǔn)開展Ⅰ期臨床試驗，評估其單藥治療MSI和/或缺陷錯配修復(fù)晚期實體瘤的安全性、耐受性、藥代動力學(xué)、藥效學(xué)和初步抗腫瘤活性。

這篇論文通過化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)的方法，發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化了靶向WRN的選擇性共價抑制劑VVD-133214，該化合物在小鼠中具有良好的耐受性，并在多種MSI-H結(jié)直腸癌細(xì)胞系和PDX模型中導(dǎo)致腫瘤消退。這一成果說明WRN抑制劑在解決高未滿足需求的MSI-H癌癥患者中的巨大潛力。

論文2

第二篇論文由諾華公司發(fā)表，主要介紹了合成致死性WRN抑制劑（HRO761）的發(fā)現(xiàn)過程。

諾華的HRO761是一款非共價變構(gòu)WRN抑制劑，可在D1和D2解旋酶結(jié)構(gòu)域的界面上變構(gòu)結(jié)合，從而將WRN鎖定在非活性構(gòu)象中。HRO761還以劑量依賴的方式誘導(dǎo)WRN降解，激活DNA損傷反應(yīng)并誘導(dǎo)p53靶基因。

臨床前研究結(jié)果顯示，每日口服HRO761在異種移植物（CDX）和PDX模型中均顯示出有效性。對SW48細(xì)胞來源的CDX測試結(jié)果顯示，每日口服一次20 mg/kg的HRO761可導(dǎo)致腫瘤停滯。通過監(jiān)測動物體重推斷HRO761沒有毒性。

此外，在不同MSI適應(yīng)證的CDX和PDX模型中進(jìn)行的大規(guī)模體內(nèi)篩選結(jié)果顯示，所有適應(yīng)證的疾病控制率約為70%，疾病穩(wěn)定率為35%，部分緩解率為30%，完全緩解率為9%。體外聯(lián)合伊立替康可加深對HRO761的敏感性，并在MSI-H結(jié)直腸癌細(xì)胞系中獲得更持久的應(yīng)答。

這篇論文表明，WRN抑制劑HRO761在體外和體內(nèi)均選擇性地抑制了MSI癌細(xì)胞的生長。此外，在MSI細(xì)胞中，HRO761誘導(dǎo)雙鏈DNA斷裂并激活DDR誘導(dǎo)WRN降解，選擇性地促進(jìn)細(xì)胞死亡和細(xì)胞周期阻滯，而不依賴于p53狀態(tài)。HRO761在口服給藥后呈線性暴露，在毒理學(xué)研究中顯示出良好的安全性，預(yù)計其臨床開發(fā)具有極大潛力。

2024年1月，HRO761在中國獲得臨床試驗?zāi)驹S可，擬開發(fā)治療晚期不可切除或轉(zhuǎn)移性MSI-H或錯配修復(fù)缺陷型實體瘤。此外，HRO761在美國、韓國、日本等地也開展了Ⅰ期臨床研究，評估其單藥或聯(lián)合替雷利珠單抗或伊立替康，用于MSI-H或錯配修復(fù)缺陷腫瘤的安全性、推薦劑量以及初步抗腫瘤活性。

除以上進(jìn)入臨床階段的藥物外，公開信息顯示，全球還有10多款靶向WRN的藥物處于臨床前階段，如英矽智能的SM9432A和ISM2196、勤浩醫(yī)藥的GH1581、先聲再明的ZM-3329和浦合醫(yī)藥的PH027等等。此外，葛蘭素史克（GSK）、Eikon Therapeutics公司、Syros Pharmaceuticals公司和Nimbus Therapeutics公司等也有研究該靶點。

總體而言，WRN在DNA修復(fù)途徑上是一個很重要的蛋白，許多錯配修復(fù)存在缺陷的MSI-H癌細(xì)胞生存都依賴于WRN活性。作為合成致死的一個新興靶點，針對WRN的藥物研發(fā)正在穩(wěn)步推進(jìn)，WRN抑制劑有望成為治療MSI-H癌癥的潛在藥物。

然而這一領(lǐng)域的開發(fā)尚處于早期階段，開發(fā)出適用于臨床的藥物仍有一定難度，比如MSI發(fā)展的復(fù)雜性及其與癌癥演變的關(guān)系對研發(fā)前景提出了挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步的研究來克服現(xiàn)有挑戰(zhàn)，并最終實現(xiàn)在臨床上的價值。期待隨著研究的進(jìn)展，靶向WRN的藥物研發(fā)能取得更多突破，早日為MSI癌癥患者帶來新的治療選擇。

（編譯 張嘉佳）