1天2篇Nature！“合成致死”靶点WRN，抗癌潜力无限

微卫星不稳定性（microsatellite instability，MSI）是在肿瘤细胞中，由错配修复受损或缺陷导致的、出现新的微卫星等位基因的现象。MSI可导致肿瘤细胞基因组进一步突变，从而促进恶性肿瘤的发展，是公认的重要致癌途径之一。

WRN是一种DNA解螺旋酶，在DNA错配修复（mismatch repair，MMR）缺陷的MSI肿瘤细胞中，敲除WRN基因或耗尽WRN蛋白后，会发生合成致死效应，导致肿瘤细胞死亡，所以 WRN 可能是MSI恶性肿瘤的合成致死新靶点。

虽然目前还没有靶向人类DNA或RNA解旋酶的药物获批，但基于靶向MSI恶性肿瘤的WRN抑制剂研究引起了科研人员和药物研发人员的兴趣。4月24日，Nature同时上线了两篇介绍WRN抑制剂的论文。

第一篇论文是由Vividion Therapeutics公司发表的，主要介绍了WRN共价变构抑制剂（VVD-133214）的发现过程：

研究人员首先利用一种基于靶向质谱的化学蛋白质组学方法，筛选出了一批能与WRN上第727位半胱氨酸（C727）选择性地结合的化合物，从中选择、优化后，得到了临床候选化合物 VVD-133214 。

图1. 利用化学蛋白质组学，发现共价WRN抑制剂VVD-133214

接下来，研究人员确定了WRN ATP酶结构域的晶体结构。此外，在C727的硫原子和VVD-133214的乙烯基砜的β-C之间，观察到了清晰的电子密度。VVD-133214和WRN之间不存在氢键相互作用，表明形状互补和相对弱的可逆相互作用足以使乙烯基砜亲电试剂对C727进行亲核攻击。

图2. WRN解旋酶结构域封闭构象的整体结构

接下来，研究人员探究了VVD-133214在MSI-H细胞中是否具有细胞毒性。结果发现，VVD-133214能够通过共价抑制WRN来驱动MSI-H结直肠癌细胞的合成致死性。此外，在荷瘤小鼠的体内研究中，VVD-13321也能抑制WRN蛋白，每天一次口服5mg/kg或更高剂量的VVD-133214可导致肿瘤内接近完全（约95%）的靶点结合。

最后，研究人员在7种不同的MSI-H结直肠癌病人来源肿瘤异种移植（PDX）模型中测试了VVD-133214的抗肿瘤活性。在7个模型中，有6个模型每日口服20mg/kg剂量的VVD-133214成功地减轻了肿瘤负荷。其中CTG-0092是一个典型的模型，所有小鼠都表现出肿瘤消退，研究结束时，5只小鼠中有3只表现出完全缓解。

图3. VVD-133214抑制MSI-H PDX模型中的肿瘤生长

总之，这篇论文通过化学蛋白质组学的方法，发现和优化了靶向WRN的选择性共价抑制剂VVD-133214，该化合物在小鼠中具有良好的耐受性，并在多种MSI-H结直肠癌细胞系和PDX模型中导致肿瘤消退。这一成果说明WRN抑制剂在解决高未满足需求的MSI-H癌症患者中的巨大潜力。

第二篇论文是由诺华公司发表的，主要介绍了合成致死性WRN抑制剂（HRO761）的发现过程：

如图1a所示，研究人员首先对150 000个化合物进行多轮筛选，然后得到了化合物1，接下来又通过降低logP并提高渗透率的策略，得到了化合物4（即HRO761）。对接结果表明，HRO761在D1和D2解旋酶结构域的界面上变构结合，从而将WRN锁定在非活性构象中。

图4. WRN变构抑制剂HRO761的鉴定和结构基础

此外，研究人员表征了HRO761处理对MSI细胞的影响。结果发现，WRN抑制以时间和剂量依赖性方式导致细胞周期阻滞和DNA损伤，但此过程不依赖p53（p53是一种抑癌蛋白，在癌细胞中经常发生突变，限制了许多疗法的有效性）。

图5. WRN抑制以独立于p53的时间和剂量依赖性方式，导致细胞周期阻滞和DNA损伤

接下来，研究人员在SW48细胞来源的异种移植物（CDX）中测试了WRN抑制剂。结果显示，每天口服一次20mg/kg HRO761可导致肿瘤停滞。通过监测动物体重推断HRO761没有毒性。此外，在不同MSI适应症的CDX和PDX模型中进行的大规模体内筛选结果显示，疾病控制率约为70%，疾病稳定率为35%，部分缓解率为30%，完全缓解率为9%。

图6. HRO761对WRN合成致死性概念的体内药理学验证

总之，这篇论文表明，WRN抑制剂HRO761在体外和体内均选择性地抑制了MSI癌细胞的生长。此外，在MSI细胞中，HRO761诱导双链DNA断裂并激活DDR诱导WRN降解，选择性地促进细胞死亡和细胞周期阻滞，而不依赖于p53状态。HRO761在口服给药后呈线性暴露，在毒理学研究中显示出良好的安全性，预计其临床开发具有极大潜力。

目前，WRN靶点仍处于早期研究阶段， 医药魔方NextPharma ® 数据库 显示， 全球仅有10余款在研药物，其中，Vividion Therapeutics的RO7589831（即上文的VVD-133214）和诺华的HRO761进度最快，处于I期临床阶段。

WRN靶点代表性在研药物（来源：医药魔方NextPharma®数据库）

国内方面，勤浩医药、英矽智能、先声药业、浦合医药等企业也已布局该靶点。整体来看，WRN靶点赛道未来一片蓝海。

参考资料：

[1]Kristen A. Baltgalvis et al. Chemoproteomic discovery of a covalent allosteric inhibitor of WRN helicase. Nature（2024）

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07318-y

[2]Stephane Ferretti et al. Discovery of WRN inhibitor HRO761 with synthetic lethality in MSI cancers. Nature（2024）

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07350-y

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