生物藥中RNA與小核酸簡介

本期AVT小編給大家?guī)?strong>生物藥中RNA與小核酸的相關(guān)的資訊分享，一起來了解一下吧！

二十年前諾獎(jiǎng)發(fā)現(xiàn)為新藥研發(fā)提供思路

1998年，Andrew Fire和Craig Mello發(fā)表了一篇開創(chuàng)性的論文，確定雙鏈RNA（dsRNA）是秀麗隱桿線蟲的轉(zhuǎn)錄后基因沉默（PTGS）的病原體，這種現(xiàn)象被稱為RNA干擾（RNAi）。

而后的2001年，Elbashir等人首ci在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中觀察到RNAi現(xiàn)象，自此打開了RNAi技術(shù)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中研究應(yīng)用的大門。在不久后的2006年，Andrew Fire和Craig Mello因在真核生物中發(fā)現(xiàn)RNA干擾現(xiàn)象而獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

圖1：RNAi發(fā)展歷程

RNAi藥物相比目前蛋白水平發(fā)揮作用的藥物，具有更為優(yōu)勢：RNA藥物的特點(diǎn)在于它們可以直接與mRNA結(jié)合并造成其降解，從而防止致病蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)錄。另一個(gè)優(yōu)勢是RNA藥物可以輕易地將其與現(xiàn)有療法合并使用。具有優(yōu)勢的小核酸藥物本應(yīng)該可以在醫(yī)藥市場上拔得頭，但是由于小核酸藥物潛在的靶向安全性問題，其藥物的研發(fā)曾一度受到各大藥企和投資者的摒棄。直到2018年，Alnylam公司的Patisiran（用于治療成人遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白(hATTR)淀粉樣變性引起的周圍神經(jīng)B變--又稱多發(fā)性神經(jīng)B)在美獲批上市，才真正填這個(gè)市場領(lǐng)域的空白。

表1：1998年-至今已上市的小核酸藥物

RNAi目前認(rèn)知的作用機(jī)理

siRNA、miRNA和piRNA

RNAi由長度為20-30 nt的sncRNA觸發(fā)，根據(jù)sncRNA生物合成和作用機(jī)制的不同，可將其分為siRNA（small interfering RNA）、miRNA（microRNA）和piRNA（PIWI-interacting RNA）3種。

圖2：RNAi作用機(jī)制

反義核酸ASO

反義寡核苷酸（ASO）是一種合成的單鏈寡核苷酸，具有不同的化學(xué)成分，包含與靶RNA轉(zhuǎn)錄物互補(bǔ)的序列。ASos具有廣的應(yīng)用，包括阻斷mRNA的翻譯、競爭性抑制miRNA、沉默靶miRNA、外顯子跳躍、外顯子包合和核酸酶H介導(dǎo)的靶降解。在這些應(yīng)用中，靶向核酸酶H介導(dǎo)的降解是有效的。目前，ASO已有多款藥物獲批，公司Ionis已證明ASO藥物成藥性上的可行性。

表2：ASO已有多款藥物獲批

其他小RNA研發(fā)熱點(diǎn)

目前，環(huán)狀RNA(circular RNA,circRNA) 、long noncoding RNA (IncRNA)等亦是學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)，如目前學(xué)界認(rèn)識到circRNA可以作為天然小RNA(miRNA)海綿體吸附并調(diào)控miRNA的活性，與轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件結(jié)合或與蛋白互作調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄等。相信未來隨著轉(zhuǎn)錄組學(xué)、表觀遺傳學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，將會(huì)有更多的非編碼RNA、RNAi機(jī)制被發(fā)現(xiàn)與認(rèn)識。

小核酸藥物的挑戰(zhàn)：遞送系統(tǒng)

RNAi要想發(fā)揮基因沉默效果，需要先克服諸如核酸酶降解、較短的半衰期、血液循環(huán)中的免疫識別、靶組織中的積累、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)以及從內(nèi)體和溶酶體逃逸等一系列挑戰(zhàn)。雖然通過結(jié)合化學(xué)修飾，可大大降低核酸的酶穩(wěn)定性和避免免疫識別，但是，其他問題仍有待解決。而先進(jìn)的載藥系統(tǒng)可以極大程度地解決化學(xué)修飾所不能解決的問題，提升RNAi治療的有效性和安全性，載體系統(tǒng)可謂是RNAi給藥的重中之重。

圖3：目前基因給藥的主要瓶頸

目前針對RNAi給藥，全球各大核算領(lǐng)域公司的研發(fā)重點(diǎn)都聚焦于規(guī)避開現(xiàn)有專，開發(fā)出更有效、更安全的載體系統(tǒng)，各類平臺(tái)如陽離子脂質(zhì)體（LNP）、Galnac、exsome、DPC等都孕育而生。

表3：各類RNAi遞送系統(tǒng)

從RNAi現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)到首kuanRNAi藥物的獲批上市，這沉寂的20年時(shí)間里，其遞送系統(tǒng)一直沒有得到實(shí)質(zhì)性的解決，限制了小核酸藥物的臨床開發(fā)與應(yīng)用。而Alnylam公司憑借其脂質(zhì)納米顆粒遞送系統(tǒng) (LNP)才讓RNAi從安全性的潘多拉魔盒中走來出來，將RNA干擾療法真正從實(shí)驗(yàn)室推向了臨床應(yīng)用，填RNAi藥物市場的空白。

結(jié)語

小核酸治療的新領(lǐng)域正穩(wěn)健發(fā)展，盡管目前為止僅批準(zhǔn)了少數(shù)幾種RNA藥物，但仍鼓舞了其余尚在臨床試驗(yàn)階段的藥物?？梢钥隙ǖ氖?，未來幾年小核酸治療將在蛋白藥物靶點(diǎn)缺乏的現(xiàn)狀中，占據(jù)更多的市場地位，對現(xiàn)有靶點(diǎn)的蛋白類藥物進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)還可彌補(bǔ)尚無相對應(yīng)藥物治療的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的疾病。據(jù)相關(guān)報(bào)告預(yù)計(jì)， 小核酸藥物領(lǐng)域?qū)⒃谖磥?年內(nèi)創(chuàng)造100億美金以上的市場，并且在未來30年內(nèi)如蛋白類生物藥一樣，創(chuàng)造千億美金級別的市場。

本文分享自佰傲谷BioValley《生物藥另辟蹊徑，小核酸曲徑通幽》張文錄