RTx-303：一种口服生物可利用的Polθ聚合酶抑制剂，可增强PARP抑制剂对BRCA突变肿瘤的疗效

《Journal of Medicinal Chemistry》：RTx-303, an Orally Bioavailable Polθ Polymerase Inhibitor That Potentiates PARP Inhibitors in BRCA Mutant Tumors

为解决PARP抑制剂(PARPi)耐药和HRD癌症治疗难题，研究人员开发了新型口服Polθ聚合酶抑制剂(Polθi) RTx-303。该抑制剂具有5.1 nM IC50、88%口服生物利用度和优异代谢稳定性，能显著增强PARPi在BRCA突变细胞和PDX模型中的抗肿瘤效果，为克服PARPi耐药提供了新策略。

　　

在精准肿瘤治疗领域，BRCA1/2基因突变相关的同源重组缺陷(HRD)癌症一直备受关注。这类癌症细胞由于DNA双链断裂(DSBs)修复能力受损，对PARP抑制剂(PARPi)特别敏感。然而临床上面临着严峻挑战：约40%患者对PARPi初始不响应，且获得性耐药现象普遍存在。这种困境促使科学家寻找新的治疗靶点和组合策略。

DNA聚合酶θ(Polθ)作为近年来涌现的理想靶点，为解决这一难题带来了希望。Polθ是一种兼具聚合酶和解旋酶功能的多结构域蛋白，通过微同源介导末端连接(MMEJ)通路修复DSBs。关键的是，Polθ在HRD细胞中高表达且具有合成致死(SL)特性，同时还能介导对PARPi、放疗和多种基因毒性药物的耐药性。尽管此前已开发出多个Polθ聚合酶(Polθ-pol)抑制剂，但这些化合物在药代动力学性质、口服生物利用度或代谢稳定性方面存在明显局限，制约了其临床转化潜力。

在此背景下，研究团队在《Journal of Medicinal Chemistry》上报道了新型Polθ-pol抑制剂RTx-303的开发与表征。该研究通过结构引导的药物设计、体外活性测试、体内药效学评价和机制研究等多层次验证，展示了RTx-303作为临床候选药物的卓越特性。

研究人员采用的主要技术方法包括：X射线晶体学解析抑制剂与Polθ-pol的复合物结构；荧光偏振法测定体外酶活IC₅₀；克隆形成实验评估细胞毒性；患者来源异种移植(PDX)模型评估体内疗效；液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析药代动力学参数；以及γH2AX免疫荧光、MMEJ报告基因实验等多种机制研究方法。

结构引导开发RTx-284

研究团队从先导化合物RTx-161出发，通过解析其与Polθ-pol:DNA复合物的晶体结构(分辨率3.31 ?)，发现乙醇侧链位于疏水结合口袋外的溶剂暴露区域。基于这一结构洞察，他们设计并合成了一系列带有不同极性侧链的类似物，最终发现二甲胺基团能显著改善代谢稳定性。其中RTx-284和RTx-283在BRCA2-/- HCT116细胞中表现出比RTx-161低10倍以上的IC₅₀值，且具有>100倍的选择性。

RTx-284代谢与药代动力学特征

二甲胺侧链在FDA批准药物中常见，能增强类药性和药理活性。研究发现RTx-284通过肝脏酶去甲基化生成同等活性的代谢物RTx-283。尽管RTx-283在肝微粒体和肝细胞中半衰期更长，但其口服生物利用度和体内暴露量比RTx-284低2倍以上。RTx-284在小鼠中表现出100%口服生物利用度，且其与代谢物RTx-283的总半衰期达4.1小时。

RTx-284选择性与细胞活性

RTx-284能强效抑制Polθ-pol活性(IC₅₀ = 5.1 nM)，且不抑制其他DNA聚合酶(包括同属A家族的Polγ)。该化合物选择性杀死多种HRD细胞，对HR正常细胞影响很小。RTx-284在BRCA1和BRCA2突变细胞系中与多种PARPi表现出强协同作用，并能显著抑制细胞中Polθ介导的MMEJ活性，证实了其靶向作用机制。

RTx-284对映体评估

研究人员分离了RTx-284的对映体RTx-302和RTx-303，发现两者都能代谢生成相应的单甲基胺代谢物。RTx-303相比RTx-302具有更高的Cmax、AUC和半衰期，其代谢物RTx-315也表现出更高的暴露量。基于这些优势，RTx-303被选为进一步开发的候选化合物。

RTx-303增强PARP抑制剂在BRCA突变细胞和异种移植模型中的疗效

RTx-303在体外与PARPi表现出协同作用，特别是在ID8 Trp53-/-;Brca2-/- PARPi耐药细胞中仍能显著增强olaparib活性。在BRCA2突变乳腺癌PDX模型中，RTx-303单药即能显著抑制肿瘤生长，与olaparib联用效果更佳。更重要的是，RTx-303与最强效PARPi talazoparib联用能完全消除所有肿瘤。在BRCA1突变三阴性乳腺癌MDA-MB-436模型中，RTx-303能防止获得性PARPi耐药的发生。

该研究结论表明，RTx-303是一种具有卓越药代动力学特性和显著体内疗效的新型Polθ-pol抑制剂。其88%的口服生物利用度、长达4.1小时的半衰期(与代谢物总和)以及良好的耐受性(200 mg/kg剂量下无显著毒性)，使其成为临床开发的理想候选化合物。更重要的是，RTx-303能有效克服PARPi耐药，为HRD癌症患者提供了新的治疗选择。

这项研究的重要意义在于：首先，它解决了此前Polθ抑制剂药代动力学性质不佳的难题，实现了高口服生物利用度和长半衰期的平衡；其次，证明了Polθ抑制与PARP抑制的协同效应即使在PARPi耐药背景下仍然有效；最后，为临床开发提供了强有力的临床前数据支持，有望推动该联合策略进入临床验证阶段。随着多个Polθ抑制剂(包括聚合酶和解旋酶抑制剂)进入临床试验，这项研究为比较不同靶向策略的安全性差异提供了重要参考。