新冠疫情還沒結束，正當很多人在為“新冠是否降級為大號流感”吵得不可開交的時候，南方多省卻出現(xiàn)了“異常的夏季流感疫情”。
這一輪本應在秋冬季高發(fā)的流感疫情先在廣州、深圳等多地爆發(fā)。據(jù)疾控中心2022年第25周（6.20-6.26）監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，南方省份哨點醫(yī)院報告的流感樣病例ILI%為7.5%，高于前一周水平（7.0%），高于2019-2021年同期水平（4.2%、3.3% 和 4.0%）。南方省份流感病毒檢測陽性率持續(xù)上升，部分省份進入夏季高發(fā)期。
據(jù)悉，季節(jié)性流感每年在全球可導致300萬-500萬人重癥病例，29萬-65萬呼吸道疾病相關死亡。疫 苗是預防與控制季節(jié)性流感最有效的手段之一。減毒疫 苗因其在免疫效果方面具備潛在優(yōu)勢而成為重要發(fā)展方向之一，流感減毒疫 苗通過保留病毒全部或絕大部分抗原的天然結構，可誘導更廣的免疫應答，包括體液免疫、呼吸道黏膜免疫、細胞免疫等。
7月4日，中國科學院深圳先進技術研究院報道了一種蛋白水解靶向嵌合病毒疫 苗（PROTAC疫 苗）。這項研究以流感病毒為模式病毒，建立了蛋白降解靶向病毒作為減毒疫 苗的技術，為疫 苗研發(fā)提供了新思路。
生物醫(yī)藥領域的革命性技術——PROTAC技術
PROTAC（即蛋白降解靶向嵌合體）的概念最早在2001年被提出，被認為是生物醫(yī)藥領域的革命性技術。PROTAC由三部分組成：靶點蛋白配體，E3連接酶配體，以及中間通過合適的連接體（linker）連接。PROTAC將具有蛋白降解作用的泛素E3連接酶募集至靶蛋白表面，利用人體自身的天然蛋白處理系統(tǒng)（泛素-蛋白酶體系統(tǒng)）選擇性、有效地降解和清除致病蛋白。通俗來講，就是細胞通過給廢棄蛋白質“貼標簽”，從而清理掉它們。PROTAC這一特殊機制，在小分子藥物領域，有望打破“難以成藥”靶點的僵局。
PROTAC減毒流感疫 苗工作原理
在本研究中，研究團隊構建PROTAC病毒，旨在通過操控病毒蛋白質的降解降低病毒的復制能力，將野生型病毒減毒成為疫 苗。具體來說，PROTAC病毒將蛋白酶體靶向結構域（PTD）與流感病毒蛋白結合在一起。PTD結構中含有蛋白酶體靶向序列（ALAPYIP）和煙草蝕紋病毒切割位點（TEVcs）連接基團（ENLYFQG）。此前研究已經(jīng)充分證明ALAPYIP可被VHL蛋白識別，啟動下游靶蛋白多聚泛素化和蛋白酶體降解，因而PTD可以特異性地誘導目標病毒蛋白降解。而TEVcs連接基團可以選擇性地由煙草蝕斑病毒蛋白酶（TEVp）斷裂，將病毒蛋白與PTD分離，避免病毒蛋白被PROTAC疫 苗降解。
根據(jù)上述設計原理，研究團隊首先構建了一株PROTAC流感病毒疫 苗，命名為M1-PTD。M1-PTD只能在PROTAC病毒制備細胞中高效復制而得以制備，而在正常細胞中復制能力顯著下降而安全。此外，免疫熒光實驗結果表明，M1-PTD病毒蛋白在正常細胞中被降解；噬斑實驗結果表明，M1-PTD僅在PROTAC病毒制備細胞中可以形成噬斑，而在正常細胞中不形成噬斑；細胞病變實驗結果表明，M1-PTD在正常細胞中不引起明顯病變。因此，M1-PTD成功地將野生型病毒減毒為安全的流感疫 苗。
在小鼠、雪貂動物模型中對M1-PTD流感疫 苗進行的免疫學評價試驗表明，M1-PTD同時激活了體液免疫、黏膜免疫和細胞免疫應答，機體在受到同源和異源病毒攻擊時可以提供強大的保護作用。
此次PROTAC技術在病毒疫 苗的設計，為病毒疫 苗開發(fā)提供了新思路，豐富了人類抵御病毒的疫 苗技術武器庫，同時也有助于促進細胞蛋白質降解機器基礎生物學研究與疫 苗研發(fā)醫(yī)學轉化的深度交叉融合。
PROTAC面臨的挑戰(zhàn)
相對分子量過大，細胞通透性差：目前PROTAC藥物的普遍分子量大都在700道爾頓以上，這打破了“類藥5原則”中小分子藥物分子量小于500道爾頓的條件。而相對分子量大，意味著口服吸收和透膜性都比較差。
脫靶毒性：PROTAC能徹底降解靶點蛋白質，從而抑制靶點蛋白的所有功能，但有可能誤傷正常蛋白，脫靶效應和毒性是人們對PROTAC技術安全性最大的擔憂。
分子穩(wěn)定性：PROTAC分子比傳統(tǒng)小分子藥物更復雜的結構導致更多的潛在代謝位點，進而有代謝穩(wěn)定性差的缺點。
從細節(jié)來看，PROTAC的鏈條設計與選擇，以及E3連接酶配體同樣關鍵。前者也是眼下PROTAC藥物開發(fā)的難點之一，其長度和化學成分會影響 PROTAC 的結構剛性、疏水性和溶解性等；后者則是開發(fā)的現(xiàn)有品種不多，仍有局限。
總之，PROTAC迎來研發(fā)熱潮，但與ADC、單抗等技術相比，PROTAC技術并不算成熟，還面臨著諸多問題和挑戰(zhàn)。反觀中國，雖然PROTAC賽道剛剛起步，但在這波浪潮里，已經(jīng)有公司站到了國際前沿，國內百濟神州、恒瑞醫(yī)藥、海思科、正大天晴和海創(chuàng)藥業(yè)均已布局。不過，這項技術想要落地，注定還有很長的路要走。
主要參考資料：
1.https://doi.org/10.1038/s41587-022-01381-4.
2.Miklós?Békés , David?R.?Langley and Craig?M.?Crews，《PROTAC targeted protein degraders: the past is prologue》.
3.Longlong Si. Generation of a live attenuated influenza A vaccine by proteolysis targeting. Nature Biotechnology. 2022.
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