合成致死新兴靶点——PRMT5潜力几何？引GSK、AZ、先声、石药等药企纷纷布局

来源：药渡

撰文：五月     编辑：安非他命

PRMT5的调控异常与很多疾病相关，目前还没有抑制剂获批上市，国内外药企纷纷布局，其中包括GSK、安进、阿斯利康、Mirati、石药和先声等。

第一代基于SAM和（或）底物进行设计PRMT5抑制剂的毒性较大，安全窗口窄，如目前研发进展最快的临床II期的GSK-3326595。

自从第一个PRMT5-MTA复合物的抑制剂MRTX1719被报道之后，新一代PRMT5抑制剂的开发引起广泛地关注，它们可以选择性抑制MTAP缺失的细胞而不影响正常的细胞，提高了安全性。

近几年在AACR会议上PRMT5靶点也是一个热门靶点，涉及PRMT5靶点的文章报道有很多，本文主要介绍一下近两年AACR会议上报道的PRMT5抑制剂。

01

PRMT5结构与功能

PRMT5是一种组蛋白甲基化酶，可催化精氨酸底物的对称二甲基化（SDMA），调节多种细胞过程，如转录、RNA剪接、翻译和DNA损伤反应等。PRMT5的C端具有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ结构域，是经典的SAM结合蛋白；N端是TIM结构域，在功能上具有双重作用，在与PRMT5催化结构域相互作用时，不仅能够促进PRMT5四聚体形成，还可以与MEP50相结合形成稳定的复合物（图1）^[1]。

图1. PRMT5复合物结构

2016 年，两篇发表在《Science》上的文章首次报道了抑制PRMT5在MTAP（甲硫腺苷磷酸化酶）缺失肿瘤中的“合成致死”效应。MTAP是甲硫氨酸和嘌呤合成补救途径中的一个关键基因，催化MTA（甲硫腺苷）生成甲硫氨酸，当MTAP基因的缺失时导致MTA积累引发疾病。

肿瘤抑制基因CDKN2A和MTAP基因位于chr9p21染色体上，缺失它们的患者约占全部实体瘤的15%，包括约15%的NSCLC、28%的食管癌、26%的膀胱癌和10%的食管胃癌（图2）^[2]。

图2. CDKN2A基因与MTAP基因位于chr9p21染色体上

02

PRMT5抑制剂

根据PRMT5的结构，第一代PRMT5的抑制剂大多数是基于SAM和底物研发的，但是第一代抑制剂不能区分正常细胞和MTAP缺陷的肿瘤细胞，安全窗口窄，可能会限制临床疗效，如目前进展最快的临床II期的GSK-3326595对多种肿瘤类型均有应答。然而，89%的参与者报告了不良事件，包括贫血、血小板减少、中性粒细胞减少和疲劳。

自从发现MTAP与PRMT5合成致死之后，下一代PRMT5的开发引起广泛关注，它们与PRMT5- MTA复合物结合，杀死缺乏MTAP的癌细胞，同时保留正常细胞。这种特性允许它们更特异性地靶向MTAP缺陷的癌细胞，并可能降低不良事件的发生率。因此，后续应该开发更多的二代PRMT5抑制剂来治疗不同类型的肿瘤，特别是MTAP缺失的肿瘤，下图为部分在研的PRMT5抑制剂。

图3. 部分PRMT5抑制剂

03

2022年AACR会议上

报道的PRMT5抑制剂

目前还没有PRMT5的药物被批准上市，但是国内外对于PRMT5抑制剂开发的热情高涨，近几年AACR会议上也有很多关于PRMT5抑制剂的信息被报道，首先让我们回忆一下去年AACR会议上报道的那些PRMT5抑制剂。

1安进：AM-9747

去年AACR会议上安进报道了PRMT5-MTA复合物抑制剂AM-9747，他们通过DNA编码文库筛选，以鉴定在MTA存在下优先与PRMT5结合的小分子。随后进行优化以提高效力、选择性和药代动力学特性，从而鉴定出AM-9747（图4）。

图4. AM-9747结构式

通过多种生物物理方法和结构生物学实验，对AM-9747的MTA协同性的性质进行了评价。用AM-9747处理后，与HCT116 MTAP-WT细胞（IC50 = 50 nM）相比，HCT116 MTAP缺失细胞（IC50 = 0.2 nM）的SDMA标记水平较低。

在扩增的肿瘤细胞系组中对AM-9747的分析表明，AM-9747抑制了大多数MTAP缺失细胞的增殖，对MTAP-WT细胞的影响最小^[3]。

在体内，与HCT116 MTAP-WT异种移植物相比，口服AM-9747选择性抑制HCT116 MTAP缺失肿瘤异种移植物中的SDMA和肿瘤生长。

2先声药业：SCR-6277

SCR-6277是由先声药业开发的一款高活性和高选择性的PRMT5抑制剂，SCR-6277抑制PRMT5的IC50为1.5nM，并对其他五种甲基转移酶亚型表现出高选择性（选择性> 1000）^[4]。

在Z-138和5637异种移植模型中，SCR-6277强烈抑制肿瘤生长。与GSK3326595相比，SCR-6277显示出肿瘤偏倚分布。SCR-6277在肿瘤中的暴露量比血浆中的暴露量高50倍。极高的T/P比使SCR-6277在较低的血液暴露下具有更好的抗肿瘤活性（图5）。

图5. SCR-6277和GSK3326595的活性

3Tango：TNG908 

TNG908由Tango Therapeutics开发的一种选择性结合PRMT5-MTA复合物抑制剂，驱动MTAP-null癌症中PRMT5的选择性抑制，据推测，相对于目前临床开发的PRMT5抑制剂，该复合物具有较大的治疗指数。TNG908对MTAP-null细胞系的选择性是同基因MTAP WT细胞系的15倍，并且在大型多样化细胞系组合中对MTAP缺失的癌细胞系具有显著的选择性（图6）^[5]。

图6. 来自多个谱系的180种癌细胞系

FDA于2022年1月批准了TNG908的IND申请，并授予TNG908快速通道认定。此外，FDA授予其孤儿药称号，用于治疗恶性外周神经鞘膜瘤（MPNST）和恶性胶质瘤，包括胶质母细胞瘤。患者正在积极参加1/2期临床试验，该公司预计将在今年提供有关该试验正在进行的剂量递增部分的最新情况，重点是机制验证。

4Prelude：PRT543

PRT543是由Prelude Therapeutics研发的有效的、选择性的和口服的PRMT5抑制剂^[6]。

有些癌细胞中携带剪接体因子突变，如U2小核RNA辅助因子1（U2AF1）和RNA结合基序蛋白10（RBM10）的突变，剪接体突变被认为是PRMT5抑制剂的潜在生物标志物。

研究发现，PRT543降低了NSCLC细胞中U2AF1S34F或RBM10LOF突变DNA损伤修复相关基因（例如BRCA1、RAD51AP1、FANCA和FANCL）的表达。PRT543目前正在晚期实体瘤和血液恶性肿瘤患者的I期临床试验中进行评估（NCT03886831）。

04

2023年AACR会议上

报道的PRMT5抑制剂

1阿斯利康：AZ-PRMT5i-1

今年的AACR会议上，阿斯利康报道了他们新一代PRMT5-MTA复合物抑制剂AZ-PRMT5i-1，可选择性靶向MTAP缺陷肿瘤并保留MTAP正常的组织。

AZ-PRMT5i-1在胃源和肺源的MTAP删除异种移植物和PDX模型中，显示出很强的剂量依赖性功效，其中检测到超过80%的肿瘤生长抑制，没有明显的毒性。此外，在治疗的肿瘤中观察到SDMA的相应剂量依赖性抑制。在体外28天3D人骨髓模型中，与第一代PRMT5抑制剂相比，AZ-PRMT5i-1降低了红系和巨核细胞谱系的毒性（图7）^[7]。

图7. AZ-PRMT5i-1在胃源和肺源的MTAP删除异种移植物和PDX模型活性

2Mirati：MRTX1719

2021年AACR会议上Mirati首次报道了PRMT5-MTA复合物抑制剂——MRTX1719，可在MTAP/CDKN2A缺失的癌症模型中选择性地引发抗肿瘤活性，它是基于片段筛选方法发现的（图8）。

图8. MRTX1719发现过程

在今年的AACR会议上Mirati呈现了MRTX1719的两份海报，其中一个介绍了MRTX1719与其它抑制剂的联合治疗，结果显示MRTX1719与其它化合物如MRTX849（KRAS G12C）、Palbociclib（CDK4/6）、Olaparib（PARP）和Bcl-xL联合使用显示出增强的肿瘤生长抑制（图9）^[8]。

图9. MRTX1719与其它抑制剂联合使用活性

另一份海报显示了MRTX1719的临床前活性数据，结果显示在生化活性测定和细胞活性测定中，MRTX1719对PRMT5-MTA复合体具有很好的选择性和活性。MRTX1719在HCT116 MTAP缺失体内肿瘤异种移植物中，呈现出剂量依赖性抑制肿瘤生长（图10）^[9]。

图10. MRTX1719的临床前活性数据

这些数据表明，MRTX1719是一种MTA合作PRMT5抑制剂，目前正在进行I期临床试验（NCT05245500），具有成为高度未满足医疗需求的MTAP del多种适应症的合成致死精准药物的潜力，无论是作为单一药物还是与临床上可行的其它抑制剂联合使用。

3Ryvu Therapeutics的PRMT5抑制剂

今年AACR会议上，Ryvu报道了一系列PRMT5-MTA复合物抑制剂，这些抑制剂具有良好的药物理化性质，并以纳摩尔IC50值阻断甲基转移酶活性，选择性抑制MTAP缺失细胞系^[10]。

Ryvu化合物在长时间的3D培养中选择性抑制MTAP缺失癌细胞的生长，这与细胞中PRMT5依赖性蛋白质SDMA的抑制密切相关，选择性超过100倍。

这些化合物的药物代谢及药代动力学性质良好，口服生物利用度良好，在MTAP缺失肿瘤异种移植小鼠中显示了肿瘤生长活性抑制，并伴有靶近端PD生物标志物的显著抑制。

4赛岚医药：CTS3157

CTS3157是由赛岚医药研发的口服生物可利用的小分子PRMT5-MTA复合物抑制剂。CTS3157表现出有效的PRMT5抑制作用：抑制SDMA和选择性抑制MTAP缺失细胞系的细胞生长^[11]。

此外，CTS3157系列化合物在多个谱系的MTAP null人肿瘤细胞系中，表现出强烈的细胞生长抑制作用。在体内，CTS3157在MTAP缺失的异种移植模型中每天口服一次后，显示出有效的抗肿瘤反应。抗肿瘤活性与PRMT5调节相关，通过降低SDMA水平来测量。

05

小结

PRMT5是一种组蛋白甲基化酶，最早是作为表观遗传学靶点来开发的，然而开发的第一代PRMT5抑制剂毒性大、安全窗口窄。后来人们发现PRMT5与MTAP可以达到合成致死效果，MTAP缺失的肿瘤会导致MTA积累，MTA代替SAM结合到PRMT5蛋白上，并阻止PRMT5发挥其功能，导致其下游SDMA降低，引发一系列疾病。

基于此，人们开发新一代靶向PRMT5-MTA抑制剂，可以选择性抑制MTAP基因缺失的肿瘤细胞而不影响正常细胞，提高安全性。临床在研活跃状态的很多都是新一代PRMT5抑制剂，如MRTX1719、AMG-193和TNG908等。

目前还没有PRMT5抑制剂被批准上市，相信随着人们的努力，不久的将来肯定会有PRMT5药物获批上市，造福患者。

参考资料（可上下滑动）：

1. Meng-Chiao Ho, Carola Wilczek, Jeffrey B Bonanno, Li Xing, Janina Seznec, Tsutomu Matsui, Lester G Carter, Takashi Onikubo, P Rajesh Kumar, Man K Chan, Michael Brenowitz, R Holland Cheng, Ulf Reimer, Steven C Almo, David Shechter, Structure of the arginine methyltransferase PRMT5-MEP50 reveals a mechanism for substrate specificity, PLoS One, 2013;8(2):e57008.2. PRMT5 & Cancer (bpsbioscience.com)3. Abstract 1807: The discovery and preclinical characterization of the MTA cooperative PRMT5 inhibitor AM-9747 | Cancer Research | American Association for Cancer Research (aacrjournals.org)4. Abstract 2157: SCR-6277, a potent and high selective arginine methyltransferase 5 (PRMT5) inhibitor with high tumor/plasma distribution ratio demonstrated robust anti-tumor activities and decreased hematological toxicities | Cancer Research | American Association for Cancer Research (aacrjournals.org)5. Abstract 3941: TNG908 is an MTAPnull-selective PRMT5 inhibitor that drives tumor regressions in MTAP-deleted xenograft models across multiple histologies | Cancer Research | American Association for Cancer Research (aacrjournals.org)6. Abstract 2159: PRMT5 inhibitor PRT543 displays potent antitumor activity in U2AF1S34F and RBM10LOF spliceosome-mutant non-small cell lung cancer in vitro and in vivo | Cancer Research | American Association for Cancer Research (aacrjournals.org)7. Abstract 6272: AZ-PRMT5i-1: A potent MTAP-selective PRMT5 inhibitor with pharmacodynamic and monotherapy anti-tumor activity in MTAP-deleted tumours | Cancer Research | American Association for Cancer Research (aacrjournals.org)8. Identification of Mechanism-based Combination Targets Effective with the MTA-cooperative PRMT5 Inhibitor MRTX1719 for the Treatment of MTAP Deleted Cancers | Mirati Therapeutics, Inc.9. MRTX1719, an MTA-cooperative PRMT5 Inhibitor, Stabilizes the Ternary PRMT5-MTA Complex and Leads to Synthetic Lethality in MTAP deleted Cancers | Mirati Therapeutics, Inc.10. Abstract 449: Discovery of novel MTA-cooperative PRMT5 inhibitors as targeted therapeutics for MTAP-deleted cancers | Cancer Research | American Association for Cancer Research (aacrjournals.org)11. Abstract 6273: CTS3157, a novel MTA-cooperative PRMT5 inhibitor for targeting MTAP-deleted human tumors | Cancer Research | American Association for Cancer Research (aacrjournals.org)

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