JPM会议slides解读---FOG Pharma

1、核心技术---Helicons平台

FOG在JP Morgan大会上用完整的一页ppt介绍了自己的筛选平台。整个药物设计流程开始于机器学习的靶点评估。随后通过高通量的噬菌体展示构建并筛选数量级为10⁸的多肽文库。从该平台名Helicons，不难猜出多肽文库以alpha Helix为核心结构。在往下的Hit to Lead过程中。FOG采用了基于质谱的筛选，文库数量为10⁴级。在最后得到Lead后，通过计算机辅助进一步优化目标多肽。

从整个筛选设计流程看不出特别。但FOG优势更多的在于其Alpha-Helix文库的先天优势。从上图中的示意图看应该是需要在普通的噬菌体展示的基础上，进行一步化学反应，从而构建一个stapled alpha helix，使得多肽稳定的处于alpha helix构型。也就是中文里所谓的订书肽。这个套路其实和Bicycle类似，只是多肽构型不一样。

通过alpha helix文库的构建，使得FOG在多肽的理化性质上，具有很大的先天优势。如下图阐述，由于在alpha helix构型中，多肽较为亲水的酰胺键被藏在了内部的，所以该结构将利于多肽穿过细胞膜。同时由于alpha helix有一个较大刚性表面，使得其可以结合较为平坦的蛋白区域，为靶向蛋白-蛋白相互作用提供了可能性。同时其刚性结构也降低了自己受到蛋白酶降解的可能性，增加了半衰期。

在一个强大的结构核心的基础之上。FOG进一步阐述了它的其他技术优势。除了在Staples上有优化以外，也同时拥有数千种氨基酸，用于增加其侧链的多样性。在一个万物皆可偶联，皆可chimera的时代。FOG也是提到了他们的多肽用于PROTAC的前景。在这个方向上，小分子固然有自己的优势，但如果真要说对undruggable靶点的成药性，多肽仍然有一定的优势。

2、主力产品FOG-001

FOG-001是目前FOG推进最快的分子。在这次JPM上，FOG展示FOG-001目前在1/2期临床试验中的进展。FOG-001 靶向的是Wnt/β-Catenin 通路中，β-Catenin与TCF的蛋白与蛋白相互作用。这条通路起始于Wnt与FZD受体的结合，终止于β-Catenin与TCF结合激活下游基因表达。Wnt是一种分泌蛋白。需要被PORCN酶脂肪酸化。脂肪酸化的Wnt与其受体FZD（frizzled receptor）结合，则会激活下游通路。如下图所示，在通路未被激活时，经过一系列的相互作用。β-Catenin将被一个复杂的复合物（the β-catenindestruction complex，由图上标出的几个蛋白组成，包括APC, Axin, CK1-α,and GSK-3β）磷酸化、泛素化，进而被降解。所以这种情况下，β-Catenin无法进入细胞核激活下游基因的表达。当Wnt与受体FZD结合时，β-Catenin会被从复合物释放，进入到细胞核激活下游基因。而该通路的激活，将会促进细胞开始增殖。简而言之，Wnt/β-Catenin的激活，是很多癌症无序增殖发生的主要因素。

图片来自：DOI：https://doi.org/10.1186/s13045-017-0471-6

在已知该通路会引发癌细胞增殖的前提下，如何抑制这个通路？FOG列举了两个其他公司正在进行临床研究的靶点。第一个是抑制PORCN，第二个是抑制FZD。但这个地方需要特别注意，在这个通路里，任何一个元器件“损坏”，只要能够导致β-Catenin进入细胞核激活Tcf，就可以引发细胞增殖。例如当APC发生突变时，即使是没有Wnt与FZD受体结合的情况下，β-Catenin也不会被降解，然后进入细胞核激活下游基因表达。从而导致癌细胞增殖。这种情况下，整条通路的激活也就不再依赖于WNT与FZD的结合，直接针对这两个靶点的药物，自然也就不会有效果。所以，FOG-001的优势在于它靶向了这个通路中最直接、关键的那部分，也就是β-Catenin与TCF的结合。

同时FOG也展示了带有APC或者β-Catenin突变的病例数量。FOG在这里强调到，在美国有150万病人带有APC/β-Catenin突变, 这个数字超过了带有各种KRAS突变的病人（1百万病例，下次讲KRAS和Chugai）。其中比较明显的是colorectal caner，结直肠癌，其中带有APC/β-Catenin突变的美国病例超过10万人。另外也有文献报道，在所有结直肠癌病人中，90%伴有WNT通路的激活，其中有80%是由于APC突变导致的。

随后FOG展示了FOG-001对CRC肿瘤模型的抑制以及在小鼠体内的良好耐受（老鼠吃了药长胖了？）。也展示了其I/II期临床设计和初步结果。由于其首位受试者给药开始于去年6月份，目前仍处于计量递增实验阶段。FOG公布了一些“Encouraging”的“signals”。这个地方FOG用词还是很注意的，既表明Encouraging，也表明仅仅是“signal”。根据试验的里程碑计划，将在24年中下旬拿到first-in-human的数据。

3、Why FOG? Whyalpha helix?

其实FOG-001的思路还是很精奇的。既然要抑制一个通路，那就应该找一个关口，实现一夫当关万夫莫开。我相信这个想法不难，但是为什么需要依靠FOG-001才能实现？首先，传统小分子很容易进入细胞，但不容易实现对PPI的抑制。多肽很容易实现对PPI的抑制，但不容易进入细胞。这就使得人们必须找到一类既容易穿膜，又容易抑制PPI的分子。我猜想FOG helicons最大的优势就体现在这个地方。在其构建文库时，就已经考虑到多肽的成药性问题，这将极大的提高后续结构优化的成功率。基于自身优势，FOG也正在将这个方法应用到其他靶点。目前进行中的管线包括了RAS等其他4个靶点。同时还在尝试将helicons应用于两个degrader。不知道PROTAC这个起源于多肽，发展于小分子的蛋白降解方法，能不能最终再回到多肽上。FOG的路值得其期待。

参考文献：

Pai, S.G., Carneiro, B.A., Mota, J.M. etal. Wnt/beta-catenin pathway: modulating anticancer immune response. J HematolOncol 10, 101 (2017). https://doi.org/10.1186/s13045-017-0471-6

Parker, T.W., Neufeld, K.L. APC controlsWnt-induced β-catenin destruction complex recruitment in human colonocytes. SciRep 10, 2957 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-59899-z