英矽智能发表研究，该公司在靶点发现平台PandaOmics和生成化学平台Chemistry42帮助下，设计了一种新型ENPP1小分子抑制剂，在临床前模型中验证了其可更有效、更安全的调节cGAS-STING通路，从而提供了一种具有前景的免疫疗法创新策略。（Nat Commun. 2025, 23: 4793.）

cGAS-STING通路一直被认为是免疫治疗领域具有前景的靶点。从已知机制看，当细胞质中的DNA被cGAS识别后，cGAS催化生成第二信使也就是环状GMP-AMP（cGAMP），cGAMP与STING结合后激活下游信号通路，最终诱导Ⅰ型干扰素及促炎因子的释放，从而启动先天免疫反应。

cGAS-STING通路是连接天然免疫与适应性免疫的关键，其激活可诱导细胞凋亡和细胞周期停滞，抑制早期肿瘤的发生发展。该通路促进抗原提呈细胞（APC）的活化及促炎性细胞因子的产生，进一步推动肿瘤免疫循环、重塑肿瘤免疫微环境。cGAS-STING通路还可促进树突状细胞、T淋巴细胞和自然杀伤细胞（NK细胞）等多种免疫细胞的招募与激活，从而增强机体的免疫监视，提高免疫系统对肿瘤细胞的杀伤能力。

虽然cGAS-STING通路在肿瘤免疫治疗中显示前景，但其生物学机制转化为安全有效的治疗手段仍面临挑战。此前直接靶向STING的激动剂在药代动力学和安全性方面表现不佳，常引发全身性细胞因子风暴、降低内源性适应性免疫反应，或难以产生持久疗效，限制其临床应用。

研究者选择靶向ENPP1，ENPP1是一种外核苷酸焦磷酸酶，在心血管、神经、免疫、骨骼肌、激素及血液等多种生命活动调节中发挥重要作用。研究表明，ENPP1高表达与肿瘤转移、免疫逃逸及多种肿瘤的不良预后密切相关。

已有研究发现，ENPP1抑制剂可通过调节胞外cGAMP浓度激活cGAS-STING通路。研究者推测，通过抑制ENPP1，阻断cGAMP降解，可增加肿瘤组织内cGAMP累积，激活cGAS-STING通路，增强宿主抗肿瘤免疫效应。

与直接靶向STING的激动剂不同，ENPP1抑制剂通过提升肿瘤微环境中胞外cGAMP浓度，实现对STING通路的激活，降低全身应用STING激动剂可能的广泛炎症反应及相关毒性，安全性更高。ENPP1抑制剂可保留胞外cGAMP，使其被肿瘤微环境中的APC精准摄取，优先激活肿瘤相关APCs提高Ⅰ型干扰素等抗肿瘤信号的产生效率，实现更精准的免疫靶向。部分肿瘤对外源性STING激动剂敏感性较低，而ENPP1在多种实体瘤中高表达，ENPP1抑制剂有望带来更广谱的免疫增强和抗肿瘤效果。

研究者基于AI驱动的靶点发现平台PandaOmics与癌症数据库，对与ENPP1失调相关的适应症进行了系统性识别和排序。结果发现，三阴性乳腺癌（TNBC）、肝细胞癌（HCC）、急性髓性白血病、卵巢癌、结直肠腺癌、乳腺癌、头颈癌和ER阴性乳腺癌等多种肿瘤，均出现ENPP1的显著高表达。

研究者结合单细胞测序和空间转录组学研究，进一步验证了ENPP1高表达与免疫抑制型肿瘤微环境的相关性。生物信息学分析显示，将ENPP1抑制剂与免疫检查点抑制剂及有DNA损伤作用的化疗药物联合使用，或是值得进一步研究探讨的治疗策略。

确定ENPP1为有前景的免疫调节靶点后，如何用药物实现对其的抑制是需要解决的。此前发现的ENPP1抑制剂在选择性和药代动力学等方面存在不足，研究者尝试利用人工智能辅助生成更优的药物分子。

借助结合深度生成模型与强化学习算法的生成化学平台Chemistry42，研究者以已知ENPP1抑制剂的结构为参考，针对特定靶点结合口袋生成大量新的化学结构，基于多参数优化体系逐一筛选和评估。流程中关注分子的结合亲和力，综合考量合成可及性、新颖性、ADMET特性及潜在脱靶效应。结果仅用3个月便锁定了首批化合物，其中一款化合物IC₅₀达到2.55 nM，较已知抑制剂（IC₅₀=142 nM）效力提升超50倍。

进一步分子优化阶段，研究者结合Chemistry42旗下的结合能计算模块Alchemistry及ADMET特性预测模块等多项功能，筛选结合自由能更低、hERG毒性较小、ENPP1抑制能力更强的候选分子。经过多轮优化和迭代，最终筛选出成药性优异的候选化合物ISM5939，该化合物显示理想的ENPP1抑制选择性和高效力。

临床前研究显示，ISM5939有极高的ENPP1抑制活性以及优秀的成药性，包括理想的ADMET性质和各临床前动物种属的药代动力学和GLP安全性性质。不同于传统抑制剂在生理pH条件下活性不足或选择性较低的情况，ISM5939在模拟肿瘤的酸性微环境下依然保持高效力，并对ENPP1表现出极高的特异性，优于ENPP2、ENPP3等相关同源酶。ISM5939在体外实验和体内的小鼠及人源肿瘤模型中，均展现出强效的ENPP1抑制活性，在乳腺癌、肾癌、结直肠癌、黑色素瘤和肺癌等多种肿瘤模型中，表现出低纳摩级别的IC₅₀，并能增强肿瘤分泌cGAMP的积累。

在体内药效模型中，ISM5939在与多种疗法联用时表现出良好的疗效，有望通过调节免疫反应和提高治疗效果，增强现有肿瘤治疗的效果。当与抗PD-1疗法结合使用时，ISM5939可协同增强T细胞活性并提升抗肿瘤免疫力。与化疗结合时，ISM5939可增加肿瘤微环境中的cGAMP累积，激活抗原呈递细胞中的STING通路，改善化疗效果。与PARP抑制剂联合使用时，ISM5939可进一步强化STING激活，驱动更强的抗肿瘤免疫反应。

与直接STING激动剂相比，ISM5939的安全性更好，未显著诱发外周血中的促炎症细胞因子产生，也未触发肿瘤微环境内效应T细胞死亡。

研究者还筛选了能预测ISM5939反应的生物标志物，如cGAMP转运体LRRC8A。结果发现，在LRRC8A高表达的肿瘤样本中，PD-1/PD-L1耐药的肿瘤表现出ENPP1高表达，提示LRRC8A和ENPP1的共同高表达能预测哪些患者有望通过联合免疫疗法克服耐药。ENPP1在对化疗耐药的患者肿瘤中表达更高，cGAS低/ENPP1低的肿瘤模型对ISM5939的反应性较差，表明ENPP1及cGAS-STING通路相关基因可能成为ISM5939应答的生物标志物，有望为今后ENPP1抑制剂治疗实体瘤的患者筛选提供参考。

英矽智能是一家由端到端人工智能驱动的临床阶段生物医药公司，英矽智能于2023年5月将ISM5939提名为针对ENPP1的免疫治疗候选研发药物，并于2024年11月获得美国FDA的临床试验许可。

该研究通过将生物学、计算科学与AI驱动的药物发现和设计深度结合，为肿瘤免疫治疗研究提供了全新的视角。ISM5939的研发过程或能为学界带来启发，推动新一代创新药物的发现，进一步发现STING靶向治疗的潜力。

（编译 赵锡明）