英矽智能發(fā)表研究，該公司在靶點發(fā)現(xiàn)平臺PandaOmics和生成化學(xué)平臺Chemistry42幫助下，設(shè)計了一種新型ENPP1小分子抑制劑，在臨床前模型中驗證了其可更有效、更安全的調(diào)節(jié)cGAS-STING通路，從而提供了一種具有前景的免疫療法創(chuàng)新策略。（Nat Commun. 2025, 23: 4793.）

cGAS-STING通路一直被認為是免疫治療領(lǐng)域具有前景的靶點。從已知機制看，當細胞質(zhì)中的DNA被cGAS識別后，cGAS催化生成第二信使也就是環(huán)狀GMP-AMP（cGAMP），cGAMP與STING結(jié)合后激活下游信號通路，最終誘導(dǎo)Ⅰ型干擾素及促炎因子的釋放，從而啟動先天免疫反應(yīng)。

cGAS-STING通路是連接天然免疫與適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵，其激活可誘導(dǎo)細胞凋亡和細胞周期停滯，抑制早期腫瘤的發(fā)生發(fā)展。該通路促進抗原提呈細胞（APC）的活化及促炎性細胞因子的產(chǎn)生，進一步推動腫瘤免疫循環(huán)、重塑腫瘤免疫微環(huán)境。cGAS-STING通路還可促進樹突狀細胞、T淋巴細胞和自然殺傷細胞（NK細胞）等多種免疫細胞的招募與激活，從而增強機體的免疫監(jiān)視，提高免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的殺傷能力。

雖然cGAS-STING通路在腫瘤免疫治療中顯示前景，但其生物學(xué)機制轉(zhuǎn)化為安全有效的治療手段仍面臨挑戰(zhàn)。此前直接靶向STING的激動劑在藥代動力學(xué)和安全性方面表現(xiàn)不佳，常引發(fā)全身性細胞因子風(fēng)暴、降低內(nèi)源性適應(yīng)性免疫反應(yīng)，或難以產(chǎn)生持久療效，限制其臨床應(yīng)用。

研究者選擇靶向ENPP1，ENPP1是一種外核苷酸焦磷酸酶，在心血管、神經(jīng)、免疫、骨骼肌、激素及血液等多種生命活動調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。研究表明，ENPP1高表達與腫瘤轉(zhuǎn)移、免疫逃逸及多種腫瘤的不良預(yù)后密切相關(guān)。

已有研究發(fā)現(xiàn)，ENPP1抑制劑可通過調(diào)節(jié)胞外cGAMP濃度激活cGAS-STING通路。研究者推測，通過抑制ENPP1，阻斷cGAMP降解，可增加腫瘤組織內(nèi)cGAMP累積，激活cGAS-STING通路，增強宿主抗腫瘤免疫效應(yīng)。

與直接靶向STING的激動劑不同，ENPP1抑制劑通過提升腫瘤微環(huán)境中胞外cGAMP濃度，實現(xiàn)對STING通路的激活，降低全身應(yīng)用STING激動劑可能的廣泛炎癥反應(yīng)及相關(guān)毒性，安全性更高。ENPP1抑制劑可保留胞外cGAMP，使其被腫瘤微環(huán)境中的APC精準攝取，優(yōu)先激活腫瘤相關(guān)APCs提高Ⅰ型干擾素等抗腫瘤信號的產(chǎn)生效率，實現(xiàn)更精準的免疫靶向。部分腫瘤對外源性STING激動劑敏感性較低，而ENPP1在多種實體瘤中高表達，ENPP1抑制劑有望帶來更廣譜的免疫增強和抗腫瘤效果。

研究者基于AI驅(qū)動的靶點發(fā)現(xiàn)平臺PandaOmics與癌癥數(shù)據(jù)庫，對與ENPP1失調(diào)相關(guān)的適應(yīng)癥進行了系統(tǒng)性識別和排序。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三陰性乳腺癌（TNBC）、肝細胞癌（HCC）、急性髓性白血病、卵巢癌、結(jié)直腸腺癌、乳腺癌、頭頸癌和ER陰性乳腺癌等多種腫瘤，均出現(xiàn)ENPP1的顯著高表達。

研究者結(jié)合單細胞測序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，進一步驗證了ENPP1高表達與免疫抑制型腫瘤微環(huán)境的相關(guān)性。生物信息學(xué)分析顯示，將ENPP1抑制劑與免疫檢查點抑制劑及有DNA損傷作用的化療藥物聯(lián)合使用，或是值得進一步研究探討的治療策略。

確定ENPP1為有前景的免疫調(diào)節(jié)靶點后，如何用藥物實現(xiàn)對其的抑制是需要解決的。此前發(fā)現(xiàn)的ENPP1抑制劑在選擇性和藥代動力學(xué)等方面存在不足，研究者嘗試利用人工智能輔助生成更優(yōu)的藥物分子。

借助結(jié)合深度生成模型與強化學(xué)習(xí)算法的生成化學(xué)平臺Chemistry42，研究者以已知ENPP1抑制劑的結(jié)構(gòu)為參考，針對特定靶點結(jié)合口袋生成大量新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，基于多參數(shù)優(yōu)化體系逐一篩選和評估。流程中關(guān)注分子的結(jié)合親和力，綜合考量合成可及性、新穎性、ADMET特性及潛在脫靶效應(yīng)。結(jié)果僅用3個月便鎖定了首批化合物，其中一款化合物IC₅₀達到2.55 nM，較已知抑制劑（IC₅₀=142 nM）效力提升超50倍。

進一步分子優(yōu)化階段，研究者結(jié)合Chemistry42旗下的結(jié)合能計算模塊Alchemistry及ADMET特性預(yù)測模塊等多項功能，篩選結(jié)合自由能更低、hERG毒性較小、ENPP1抑制能力更強的候選分子。經(jīng)過多輪優(yōu)化和迭代，最終篩選出成藥性優(yōu)異的候選化合物ISM5939，該化合物顯示理想的ENPP1抑制選擇性和高效力。

臨床前研究顯示，ISM5939有極高的ENPP1抑制活性以及優(yōu)秀的成藥性，包括理想的ADMET性質(zhì)和各臨床前動物種屬的藥代動力學(xué)和GLP安全性性質(zhì)。不同于傳統(tǒng)抑制劑在生理pH條件下活性不足或選擇性較低的情況，ISM5939在模擬腫瘤的酸性微環(huán)境下依然保持高效力，并對ENPP1表現(xiàn)出極高的特異性，優(yōu)于ENPP2、ENPP3等相關(guān)同源酶。ISM5939在體外實驗和體內(nèi)的小鼠及人源腫瘤模型中，均展現(xiàn)出強效的ENPP1抑制活性，在乳腺癌、腎癌、結(jié)直腸癌、黑色素瘤和肺癌等多種腫瘤模型中，表現(xiàn)出低納摩級別的IC₅₀，并能增強腫瘤分泌cGAMP的積累。

在體內(nèi)藥效模型中，ISM5939在與多種療法聯(lián)用時表現(xiàn)出良好的療效，有望通過調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和提高治療效果，增強現(xiàn)有腫瘤治療的效果。當與抗PD-1療法結(jié)合使用時，ISM5939可協(xié)同增強T細胞活性并提升抗腫瘤免疫力。與化療結(jié)合時，ISM5939可增加腫瘤微環(huán)境中的cGAMP累積，激活抗原呈遞細胞中的STING通路，改善化療效果。與PARP抑制劑聯(lián)合使用時，ISM5939可進一步強化STING激活，驅(qū)動更強的抗腫瘤免疫反應(yīng)。

與直接STING激動劑相比，ISM5939的安全性更好，未顯著誘發(fā)外周血中的促炎癥細胞因子產(chǎn)生，也未觸發(fā)腫瘤微環(huán)境內(nèi)效應(yīng)T細胞死亡。

研究者還篩選了能預(yù)測ISM5939反應(yīng)的生物標志物，如cGAMP轉(zhuǎn)運體LRRC8A。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在LRRC8A高表達的腫瘤樣本中，PD-1/PD-L1耐藥的腫瘤表現(xiàn)出ENPP1高表達，提示LRRC8A和ENPP1的共同高表達能預(yù)測哪些患者有望通過聯(lián)合免疫療法克服耐藥。ENPP1在對化療耐藥的患者腫瘤中表達更高，cGAS低/ENPP1低的腫瘤模型對ISM5939的反應(yīng)性較差，表明ENPP1及cGAS-STING通路相關(guān)基因可能成為ISM5939應(yīng)答的生物標志物，有望為今后ENPP1抑制劑治療實體瘤的患者篩選提供參考。

英矽智能是一家由端到端人工智能驅(qū)動的臨床階段生物醫(yī)藥公司，英矽智能于2023年5月將ISM5939提名為針對ENPP1的免疫治療候選研發(fā)藥物，并于2024年11月獲得美國FDA的臨床試驗許可。

該研究通過將生物學(xué)、計算科學(xué)與AI驅(qū)動的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計深度結(jié)合，為腫瘤免疫治療研究提供了全新的視角。ISM5939的研發(fā)過程或能為學(xué)界帶來啟發(fā)，推動新一代創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)，進一步發(fā)現(xiàn)STING靶向治療的潛力。

（編譯 趙錫明）