11 月 27 日,Science 发表题为“Targeted protein degradation in the transmembrane and extracellular space”的综述文章,系统梳理跨膜蛋白与胞外蛋白靶向降解策略。相较于经典 PROTAC 和分子胶主要围绕胞内蛋白、泛素-蛋白酶体系统展开,跨膜与胞外空间靶向蛋白降解试图把“去除致病蛋白”的药理学逻辑扩展到细胞表面受体、分泌蛋白、细胞外基质相关蛋白和循环蛋白等更广泛的靶标集合。这一方向通常被概括为 meTPD,即 transmembrane and extracellular space targeted protein degradation。
事件背景:TPD 靶标边界正在外移
过去十余年,TPD 的产业和学术叙事主要建立在胞内靶标之上。PROTAC 通过双功能分子拉近靶蛋白与 E3 连接酶,分子胶则通过诱导或稳定新型蛋白互作改变底物谱,两者共同推动了“占位抑制”之外的药物设计范式。但许多疾病相关蛋白并不位于胞质或细胞核,而是存在于细胞膜、胞外基质、血液或组织间液中。它们参与配体-受体信号、细胞黏附、免疫识别、炎症放大和组织重塑,却很难被传统胞内降解技术直接覆盖。
Science 这篇综述的意义在于,它并未把胞外降解视为若干零散技术的集合,而是将其置于细胞内吞、膜蛋白分选、溶酶体运输、受体循环和胞外蛋白稳态调控的统一框架下讨论。对 PROTAC/TPD 行业而言,这意味着降解药物的核心问题从“如何招募 E3”扩展为“如何在正确的细胞、正确的空间、通过正确的转运路径,把目标蛋白送入可执行降解的细胞器”。
核心进展:从溶酶体递送到细胞表面重编程
综述重点讨论了几类代表性策略。第一类是利用细胞表面内吞受体牵引目标蛋白进入溶酶体,例如以 LYTAC 为代表的溶酶体靶向嵌合体。其基本逻辑是用一端识别目标蛋白,另一端识别可内吞并进入溶酶体通路的受体,从而把原本难以处理的胞外或膜表面蛋白转运至降解系统。
第二类是围绕组织或细胞类型特异性受体进行设计,包括利用肝细胞相关受体、细胞因子受体或转铁蛋白受体等内吞通路,提升特定细胞背景中的递送效率。这类策略的优势在于可以借用生理性转运和清除机制,但也带来受体表达差异、内吞速率、受体循环占用和组织分布等复杂变量。
第三类是以抗体、蛋白工程、适配体或小分子模块为基础的双特异性设计。AbTAC、PROTAB、KineTAC、MoDE-A 等概念虽各有差异,但共同目标都是通过“目标结合模块+降解路径招募模块”的组合,把不可被经典 PROTAC 覆盖的蛋白纳入可清除范围。综述也强调,meTPD 的关键不只是结合亲和力,还包括三元复合物形成、内吞后的分选命运、目标释放、溶酶体递送效率以及降解路径是否会被细胞适应性调节。
技术与临床意义:外部空间成为新药物学战场
对于药物发现而言,meTPD 最直接的吸引力在于靶标扩容。许多抗体药物和小分子抑制剂只能阻断配体结合、受体激活或酶活性,而降解策略有机会移除整个蛋白实体,从而同时影响催化功能、支架功能、配体储库效应和异常蛋白复合物。对膜蛋白而言,若能实现选择性内吞和溶酶体清除,理论上可对受体再循环、持续信号、耐药性旁路和表面抗原密度产生更深层干预。
对胞外蛋白而言,meTPD 也提供了区别于中和抗体的路径。中和抗体常依赖持续占位,而降解型分子若能催化式或准催化式引导清除,可能在剂量、作用持续性和药效动力学上形成不同特征。不过,综述并未把这一方向简单描述为抗体药物的替代品。更合理的判断是,meTPD 正在为抗体、双特异性分子、核酸适配体、小分子和蛋白工程工具之间建立新的组合空间。
风险与后续观察点
meTPD 仍处于快速成形阶段,真正走向药物开发还需解决若干基础问题。首先是选择性:降解路径常借助广泛表达的内吞受体,若目标结合模块或受体招募模块选择性不足,可能引发非目标蛋白共同内吞、正常组织暴露或受体生理功能扰动。其次是可开发性:多价分子、抗体偶联设计、糖基化或大分子模块可能带来合成、表征、批次一致性、组织渗透和免疫原性挑战。
- 体内可转化性:需要观察体外细胞降解是否能稳定转化为动物模型中的组织选择性、剂量反应和药效持续性。
- 路径容量:内吞受体、内体分选和溶酶体通路是否存在饱和、竞争或反馈调节,将影响疗效窗口。
- 靶标适配性:不同膜蛋白的内吞倾向、胞外结构域可及性和复合物状态差异较大,不能简单套用同一平台。
- 安全边界:长期调动清除受体和溶酶体通路是否影响蛋白稳态、免疫识别或组织稳态,需要系统验证。
总体来看,这篇综述把 meTPD 从“PROTAC 之外的新概念”提升为一个有独立生物学问题和药物开发逻辑的方向。它提醒行业,跨膜与胞外空间并不是经典 TPD 的简单延伸,而是需要重新理解细胞表面交通、胞外蛋白稳态和组织特异性递送的新战场。对 PROTAC/TPD 企业而言,真正值得关注的不是平台名称本身,而是每个平台能否在明确疾病场景中证明:目标蛋白可及、递送路径可控、降解效应可重复,并且相较阻断型药物具有清晰的药理优势。