RNA療法的現狀與未來

　　使用反義寡聚核苷酸（antisense oligonucleotide）作為療法的概念早在1978年就被提出，對RNA干擾（RNA interference， RNAi）的研究也在2006年獲得了諾貝爾獎的認可。但是，RNA療法的研發卻并不是一帆風順。直到最近兩年，Ionis Pharmaceuticals的反義寡核苷酸療法（ASO）Spinraza（nusinersen）和Tegesedi（inotersen），以及Alnylam Pharmaceuticals的siRNA療法Onpattro（patisiran）才相繼獲得FDA的批準。這些創新療法的批準意味著RNA療法的技術平臺正在走向成熟。在今天這篇文章里，藥明康德的微信團隊將向讀者們介紹RNA療法的現狀以及產業發展狀況。

　　RNA療法的兩大類型：ASO和siRNA

　　RNA療法的機理是使用能夠與mRNA通過堿基配對結合的寡核苷酸來影響mRNA的代謝過程，這可能包括從mRNA前體（pre-mRNA）開始的mRNA剪接和成熟過程，mRNA的運送，根據mRNA進行的蛋白轉譯，以及mRNA的降解過程。目前RNA療法可以分為siRNA和ASO兩大類型。

　　siRNA和ASO的分子特性和化學修飾手段

　　siRNA療法注入患者體內的是雙鏈寡核苷酸，其中的反義核苷酸鏈需要在體內經過處理與有義RNA鏈脫離后才能夠與特定mRNA片段相結合，Alnylam公司的Onpattro屬于這類療法。而ASO在注入患者體內時就是單鏈寡核苷酸，它可以直接與靶點相結合。Ionis公司的Spinraza和Tegesedi都屬于這種療法。由于注入患者體內時的形態不同，siRNA和ASO藥物也有不同的分子屬性，需要不同的化學修飾來提高它們的穩定性和被組織和細胞吸收的能力。

　　雙鏈和單鏈寡核苷酸的分子特性及常見修飾方法（圖片來源：參考資料[1]）

　　雙鏈寡核苷酸的親水性強，如果沒有經過修飾的話，在組織中擴散和被細胞吸收的效果都不是很好。因此對它們的修飾和處理包括使用脂質納米顆粒幫助將雙鏈寡核苷酸運送到靶點組織并且保護核苷酸不被降解。另外的一種修飾方法使用N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）修飾來促進siRNA被肝細胞的靶向吸收，這種方法對雙鏈和單鏈寡核苷酸都有效。

　　單鏈寡核苷酸本身的親水性比雙鏈寡核苷酸弱，通過硫代修飾（phosphorothioate modification）可以提高它們的穩定性，增強在組織中的擴散和被細胞吸收的能力。

　　除了這些最基本的化學修飾和處理方法，新一代的修飾手段在提高寡核苷酸的穩定性的同時，能夠將它們與各種靶向特定組織或細胞的蛋白連接在一起，從而提高定向運送寡核苷酸的能力。

　　RNA療法對基因表達的調控方式

　　不管使用siRNA還是ASO，它們與靶點RNA序列結合后可以通過一系列手段調節基因表達水平。最常見的作用機制是利用RNase H1或者RISC復合體對形成的雙鏈RNA復合體進行降解，從而降低基因表達。Alnylam公司的Onpattro和Ionis公司的Tegesedi都是使用這一機理降解編碼TTR蛋白的mRNA，從而達到治療hATTR患者的效果。

　　而另一大類調控基因表達的作用方式不需要對雙鏈RNA復合體進行降解，這些機制包括：通過與mRNA剪接位點的結合，抑制或增強特定RNA剪接的發生。Ionis公司治療脊髓性肌肉萎縮癥（SMA）的Spinraza就是使用這種作用機理增強SMN蛋白的表達。除了影響剪接過程以外，單鏈ASO還可以通過與mRNA的特定位點結合，抑制或增強蛋白轉錄。這些潛在作用機制增強了RNA療法在臨床應用上的潛力。讓它們不但可以用于減少蛋白的表達，還可以用于增強蛋白的表達。

　　RNA藥物調節基因表達的潛在機制：A，RNase H介導的mRNA降解；B，RISC介導的mRNA降解；C，調節mRNA的剪接；D，抑制或增強mRNA的轉譯；E，與微RNA競爭（圖片來源：參考資料[1]）

　　RNA療法公司一覽

　　提到RNA療法的公司，我們最先想到的可能是兩個名字，Ionis和Alnylam。確實，這兩家公司的RNA療法近兩年來相繼獲得FDA批準上市，在研發ASO和siRNA療法方面也具有豐富的經驗。不過除了這兩家公司以外，其它的RNA療法公司也在努力進行ASO或siRNA產品的臨床研發。下面我們來看一看這一領域的一些重要公司。

　　Ionis Pharmaceuticals (Akcea Therapeutics)

　　Ionis和它的子公司Akcea在研發ASO療法領域可以說是領頭羊之一。該公司的Spinraza在治療SMA患者方面療效非常顯著，而治療hATTR的Tegesedi最近也獲得了FDA的批準。如今，該公司與百健（Biogen）、羅氏（Roche）、阿斯利康（AstraZeneca）、諾華（Novartis）、楊森（Janssen）和葛蘭素史克（GSK）等多年大型醫藥公司都有合作項目。研發的ASO療法靶向的疾病領域包括神經疾病，罕見病，心血管與腎臟疾病和癌癥等領域。

　　Alnylam Pharmaceuticals

　　與Ionis在研發ASO療法領域的地位相似，Alnylam公司在研發siRNA療法方面也處于領先地位。除了剛剛獲得批準的Onpattro以外，該公司還有多項siRNA產品已經進入3期臨床試驗階段。其中，治療高膽固醇血癥的inclisiran通過降低PCSK9水平能夠顯著降低患者的LDL-C水平。靶向抗凝血酶（antithrombin）的fitusiran可用于治療血友病和罕見出血疾病。而靶向氨基乙酰丙酸合成酶1（ALAS1）的givosiran在治療急性肝卟啉癥（AHPs）的3期臨床試驗中也表現出良好的療效。該公司目前的研發重點方向包括遺傳病，心血管和代謝類疾病，肝炎和中樞神經系統疾病。

　　Arrowhead Pharmaceuticals

　　Arrowhead Pharmaceuticals近日的重大新聞是與強生公司旗下的楊森（Janssen）公司簽署了高達37億美元的合作協議，將該公司的主打siRNA產品，治療乙肝的ARO-HBV的研發許可授予楊森公司。Arrowhead的主要研發方向是采用siRNA療法治療因為遺傳因素導致蛋白過度表達的疾病。除了ARO-HBV以外，該公司治療罕見遺傳病α-1抗胰蛋白酶缺乏癥（AATD）的ARO-ATT也已經進入1期臨床試驗。除了與楊森公司的合作以外，該公司還與安進（Amgen）公司合作研發靶向心血管疾病靶點的療法。

　　Sarepta Therapeutics

　　Sarepta公司治療杜興氏肌營養不良癥患者（DMD）的Exondys 51（eteplirsen）已經獲得FDA批準。該公司的技術平臺使用二氨基磷酸酯嗎啉代寡聚物（PMOs）讓核糖體跳過發生突變的外顯子，從而產生能夠緩解DMD患者功能缺陷的抗肌萎縮蛋白。該公司的PMO技術平臺使用嗎啉（morpholine）代替RNA中的核糖（ribose），這一置換在保持PMO能夠與特定RNA序列正常結合的同時，提高了PMO的穩定性。目前，該公司有多項治療DMD的PMO療法在3期臨床試驗中接受檢驗，用于治療在編碼肌萎縮蛋白的DMD基因不同外顯子上發生變異的患者。

　　Quark Pharmaceuticals

　　Quark公司靶向p53基因的siRNA療法QPI-1002已經進入3期臨床試驗，用于防止和緩解移植腎功能延遲恢復（DGF）。在治療眼科疾病方面，靶向胱天蛋白酶2（caspase 2）的QPI-1007也已經開始3期臨床試驗。Quark公司同時與諾華和輝瑞（Pfizer）公司達成研發協議，分別研發靶向p53基因和靶向RTP801基因的siRNA療法。

　　這一領域還有其它的生物技術公司在開發ASO或siRNA療法，例如Antisense Therapeutics，Wave Life Sciences，Benitec Biopharma等等。其中Wave Life Sciences與武田（Takeda）和輝瑞公司都達成了合作協議。而Benitec公司也與Axovant Sciences達成研發協議治療神經疾病。

　　結語

　　隨著RNA療法技術的日趨成熟，大型醫藥公司對這一領域的投入也日漸增多，除了上面提到過的多項合作以外，賽諾菲（Sanofi）和再生元（Regeneron）與Alnylam公司也達成了研發合作協議。據統計，目前有20多個ASO療法在2-3期臨床試驗中接受檢驗，而在siRNA療法方面，也有十多個2-3期臨床項目正在進行中。因此，在未來數年，我們可能看到更多RNA療法獲得批準上市。

　　誠然，在開發RNA療法的道路上仍然有需要面對的挑戰，作為一種新的治療模式，這類療法在接受監管機構審查時面對更多的不確定性。近日Ionis公司治療家族性乳糜微粒血癥綜合征（FCS）的Waylivra（volanesorsen）在獲得獨立咨詢委員會正面意見后仍然未能獲得FDA批準就是一個很好的例子。將靶向RNA的藥物運送到靶點器官的同時防止嚴重副作用的產生仍然是這一領域需要解決的挑戰。不過我們相信隨著科學研究和臨床研發的進一步發展，這一類型的療法有望繼小分子和生物制劑之后，成為一種主流的治療模式。