表观遗传改变在肿瘤发生、发展和侵袭转移中具有不可或缺的功能。EZH2是一种组蛋白甲基转移酶，它通过催化组蛋白H3K27的甲基化而沉默靶基因的表达。目前已有大量研究发现EZH2在多种肿瘤细胞中高表达，并与肿瘤增殖、侵袭转移和较差的预后有着密切的关系。今年1月份，首个EZH2抑制剂Tazemetostat上市，适应症为不适合手术的、转移性或局部晚期上皮样肉瘤；6月份该药物又获FDA批准用于治疗复发难治性滤泡淋巴瘤。本文将对EZH2的功能以及靶向药研发进展进行简要回顾。
EZH2与PRC蛋白复合物的功能
Zeste基因增强子同源物2（enhancer of zeste homolog 2，EZH2）是果蝇zeste基因增强子的人类同源基因，是PcG（polycomb group）基因家族重要成员之一，在PRC2蛋白复合物中起着核心作用。
PcG（Polycomb group）蛋白家族是在果蝇中被发现的。研究人员发现，果蝇中的某两个基因突变将导致其腿上长出额外的性梳，因此将这两个基因命名为esc（extra sex combs）和Pc（Polycomb）。此后又陆续发现了18个基因，它们的突变均会导致果蝇产生与Ploycomb突变相似的表型，因此这些基因被统称为PcG（Polycomb group）基因，所有的PcG基因均可通过调节Hox基因的转录活性来影响果蝇发育。近年来在人和其它哺乳动物中又发现了许多基因同属PcG家族的蛋白。在哺乳动物中，PcG蛋白可以分为两大类：PRC1（Polycomb repressive complexes 1）和PRC2（Polycomb repressive complexes 2），如下图所示：
不同类别的PcG蛋白具有不同的功能：PRC1蛋白复合物具有E3泛素连接酶活性，它的底物通常为单泛素化的组蛋白H2AK119；PRC2蛋白复合物具有甲基转移酶活性，可以催化组蛋白H3K27的二甲基化和三甲基化修饰反应。PRC1蛋白复合物的核心成员为Ring1B蛋白和Pcgf蛋白；PRC2蛋白复合物的核心成员为Suz12、Eed、Ezh1/2，其中Eed可以识别三甲基化的肽段，Ezh1/2主要发挥甲基转移酶的功能。除了上述核心成员之外，PRC1和PRC2还可以结合其它多种蛋白，这些蛋白可以调控PRC蛋白复合物的活性或者将其招募到染色质的不同位置。
目前多数研究认为PRC1和PRC2蛋白复合物的主要功能是抑制靶基因的转录，PRC1/2蛋白复合物既可以通过组蛋白甲基化和泛素化修饰来抑制转录活性，又能通过非表观遗传手段改变染色质的结构，使染色质聚集和收缩从而抑制基因的表达。从表观遗传学的角度来看，当PRC2被招募到组蛋白上之后，EZH2可以催化组蛋白H3K27的三甲基化修饰（H3K27me3），而PRC1中的CBX蛋白可以识别H3K27me3进而将PRC1蛋白复合物锚定在组蛋白上，随后RING1B会催化组蛋白H2AK119的单泛素化修饰。组蛋白H3K27三甲基化修饰广泛分布于基因组上，启动子区域内的H3K27三甲基化修饰可以抑制RNA Pol II与染色质结合，而基因体上的H3K27三甲基化修饰则能阻滞RNAPII在基因组上的延伸。组蛋白H2AK119单泛素化修饰可以引起组蛋白H2A和H2B结构的改变，从而抑制RNAPII的活性。如下图所示：
EZH2与肿瘤的关系
EZH2与恶性肿瘤的发生发展有着十分密切的关系。多篇研究指出，与正常组织相比，肿瘤组织中往往发生EZH2表达的上调，且EZH2的表达水平与肿瘤的恶性程度正相关，在各种恶性肿瘤中，乳腺癌及前列腺癌患者的EZH2表达水平改变最为显著。例如，EZH2基因在良性前列腺肿瘤、局限性前列腺癌无表达或弱表达，而在转移性前列腺癌中高表达，与前列腺癌侵袭转移密切相关。在淋巴器官、淋巴组织的B细胞分化、增殖中，EZH2也发挥着重要的作用。EZH2与急性髓性白血病、骨髓增生异常综合症、霍奇金淋巴瘤等造血系统肿瘤的发生密切相关，在这些疾病中EZH2表达明显增高。因此，临床已经将EZH2作为判断恶性肿瘤患者预后的重要指标。
虽然多种类型的肿瘤存在EZH2高表达现象，但关于EZH2在肿瘤细胞中的作用机制的研究相对较少。目前的研究主要通过EZH2调控下游靶基因的表达等角度来研究EZH2在肿瘤发生发展过程中的作用。EZH2在肿瘤中的作用可以总结为以下三个方面：
(1) 催化肿瘤相关基因启动子区组蛋白H3K27甲基化，导致抑癌基因表达沉默；
(2) 将组蛋白去乙酰化酶（HDACs）招募到靶基因的转录调控区，并通过HDAC对组蛋白的去乙酰化修饰而抑制抑癌基因的转录；
(3) 将DNA甲基转移酶（DNMT）招募到靶基因的转录调控区，使靶基因启动子区DNA高甲基化而使抑癌基因的表达沉默。
EZH2的靶向药物
鉴于EZH2表达异常在肿瘤发生发展过程中的重要作用，通过对肿瘤细胞内EZH2酶活性的抑制有望达到有效遏制肿瘤细胞增殖、侵袭和转移的效果，因此 EZH2抑制剂的研发已经成为当前的热点研究领域。已报道的EZH2小分子化学抑制剂主要分为SAM竞争性抑制剂（下图中（2））和SAH水解酶抑制剂（下图中（1））两大类：
a. 与SAM竞争结合SET活性位点的抑制剂
这类抑制剂通过与甲基供体SAM竞争性结合EZH2酶蛋白的SET结构域来抑制EZH2酶的催化活性。由于人体细胞中有超过50种蛋白含有SET结构域，因此在设计和筛选特异性靶向EZH2的SET结构域的抑制剂时要注意脱靶效应。目前已经报道的该类抑制剂较少，Epizyme、GSK、ConstellationPharmaceuticals三家公司各有三款抑制剂，但只有EPZ-6438上市，CPI-1205进入临床实验，如下表所示：
b. 通过抑制SAH水解酶而间接抑制EZH2的抑制剂
EZH2催化H3K27三甲基化的反应中由SAM提供甲基，SAM失去甲基之后转化为中间代谢产物S-腺苷高半胱氨酸（S-adenosyl-homocysteine，SAH），SAH也具备与SET结构域结合的能力并能通过反馈性抑制的方式来抑制EZH2的活性。细胞内存在一类SAH水解酶，它能迅速将SAH水解为高半胱氨酸和腺苷，SAH被水解后浓度降低，将会解除对EZH2活性的抑制。DZNep是一种特异性SAH水解酶的抑制剂，用DZNep处理细胞能抑制SAH水解酶活性，并提升细胞内SAH的浓度，从而间接地抑制EZH2的酶活。但目前并没有关于DZNep的临床研究，只在科研实验中有所使用。
Tazemetostat与Epizyme
上表中的EPZ-6438即本文开头提到的Tazemetostat，由专注于表观遗传学领域新药研发的Epizyme所开发，已于2020年1月23日在美国上市，是首款也是唯一一款上市的EZH2抑制剂。该药物针对上皮样肉瘤的II期临床实验共纳入了62名患者，其中有51%的患者在接受Tazemetostat治疗后肿瘤发生了缩小，部分缓解率ORR为15%。前不久（6月18日），FDA又批准了tazemetostat新的适应症，用于治疗成人复发难治（R/R）滤泡性淋巴瘤（FL）。
目前Epizyme的主要精力花在了EPZ-6438上，除了EZH2，该公司还在开发G9a、PRMT等表观遗传学相关酶的抑制剂：
CPI-1205与Constellation Pharmaceuticals
同Epizyme一样，Constellation Pharmaceuticals也是一家专注于表观遗传学药物开发的创新药公司，除了EZH2外，该公司还关注BET靶点。靶向EZH2的药物CPI-1205的II期临床试验ProSTAR已经于2018年3月份开始，适应症为二线治疗去势抵抗性前列腺癌。
GSK
目前GSK的几款EZH2抑制剂处在临床前阶段，没展开正式的临床试验。
资料来源
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