RNA療法一路“狂飆”，下一個(gè)重磅炸 彈的掘金之地？

       眾所周知，癌癥是一個(gè)無法攻克的挑戰(zhàn)，目前還沒有特 效藥可以完全治愈。近年來，隨著生物制藥領(lǐng)域的發(fā)展，癌癥治療的研究方向逐漸轉(zhuǎn)向RNA療法，包括寡核苷酸藥物和mRNA疫 苗等。通常，常規(guī)治療只會(huì)產(chǎn)生短暫的治療效果，因?yàn)樗鼈冡槍?duì)的是蛋白質(zhì)而不是致病根源，而RNA療法直接作用于致病靶基因或者靶mRNA，在基因水平上發(fā)揮治療疾病的作用。RNA療法具有治療效率高、藥物毒 性小、特異性強(qiáng)和應(yīng)用領(lǐng)域廣等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的前景。

       RNA療法及其研發(fā)現(xiàn)狀

       目前，癌癥治療在世界范圍內(nèi)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。雖然通過手術(shù)切除腫瘤組織、化療和放療可以提高患者的總體生存期，但癌癥的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是無法避免的。此外，化療具有嚴(yán)重的不良反應(yīng)，如全身毒 性和多重耐藥，這就需要開發(fā)新型有效的治療藥物。近年來，靶向腫瘤細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外蛋白質(zhì)的小分子藥物和抗體因其強(qiáng)大的抗腫瘤作用而越來越受歡迎。然而，它們針對(duì)轉(zhuǎn)錄因子和“不可成藥”癌蛋白等靶點(diǎn)卻顯得束手無策，如RAS等。理論上，RNA療法可以特異性靶向和沉默任何基因靶點(diǎn)。因此，在針對(duì)“不可成藥”靶點(diǎn)無藥可用的問題方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。

       隨著RNA技術(shù)的不斷發(fā)展和改進(jìn)，許多寡核苷酸藥物和大分子RNA藥物，如反義寡核苷酸(ASOs)、小干擾RNA (siRNAs)和mRNA疫 苗已被批準(zhǔn)上市(圖1)。此外，越來越多的寡核苷酸藥物(如ASOs、siRNAs和miRNAs)和mRNA藥物正在全球范圍內(nèi)進(jìn)入臨床試驗(yàn)。目前RNA療法已成為癌癥治療的潛在候選工具。

       圖1.已上市的核酸藥物

       RNA療法潛力賽道：

       寡核苷酸療法

       寡核苷酸是由10-50個(gè)核苷酸組成的藥物，包括ASOs、siRNA和microRNAs (miRNAs)。寡核苷酸可以通過與特定的DNA或RNA序列或蛋白質(zhì)結(jié)合并干擾靶基因表達(dá)來治療疾病。它們可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后水平，并有望靶向難以直接靶向的特殊靶點(diǎn)。因此，寡核苷酸被認(rèn)為是繼小分子藥物和抗體之后的第三大類型藥物。目前，ASOs、siRNAs和miRNAs是研究最廣泛的治療惡性腫瘤的寡核苷酸藥物。

       1 反義寡核苷酸（ASO）

       ASOs是通過化學(xué)合成的寡核苷酸，通常長度為1-30個(gè)核苷酸，遵循沃森-克里克堿基配對(duì)規(guī)則與RNA結(jié)合。ASOs的長度允許它們只能與一個(gè)靶RNA結(jié)合。因此，ASOs具有高度特異性和專一性。盡管前兩種上市的ASO藥物Fomivirsen和Mipomersen已經(jīng)停產(chǎn)，但市場(chǎng)上仍有7種被批準(zhǔn)用于醫(yī)療用途的ASO藥物，用于治療杜氏肌營養(yǎng)不良癥(DMD)、脊髓性肌萎縮、家族性淀粉樣蛋白多神經(jīng)病、家族性乳糜少血癥綜合征等疾?。▓D1））。在過去數(shù)十年來，大量制藥大廠布局ASO藥物。目前，ASO在合成和配方以及分布和安全性方面取得了令人滿意的進(jìn)展已有多種ASOs藥物開展臨床試驗(yàn)（圖2）。

圖2.開展臨床試驗(yàn)的ASO藥物

       接下來介紹一些重點(diǎn)ASO藥物：

       2.1.1 Oblimersen sodium (Genasense™, G3139)

       Oblimersen鈉(Genasense™，G3139)是一種反義寡核苷酸，與Bcl-2 mRNA開放閱讀框的前六個(gè)密碼子雜交，導(dǎo)致Bcl-2 mRNA降解并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。oblimersen聯(lián)合化療藥物如卡鉑、紫杉醇、多西他賽、伊立替康等治療實(shí)體腫瘤已開展了較多臨床試驗(yàn)。在I/II期試驗(yàn)中，轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者對(duì)oblimersen和前藥伊立替康的聯(lián)合耐受性良好；其中，1例患者出現(xiàn)部分緩解，另外10例患者病情穩(wěn)定，持續(xù)2.5-10個(gè)月(NCT00004870)。此外，臨床試驗(yàn)的安全性數(shù)據(jù)進(jìn)一步支持oblimersen聯(lián)合細(xì)胞毒 性藥物臨床開發(fā)的可行性。

       2.1.2 BP1001

       BP1001是一種脂質(zhì)體結(jié)合的反義寡核苷酸，旨在抑制生長因子受體結(jié)合蛋白-2 (Grb-2)的表達(dá)，Grb-2是癌細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中的一種必要的癌蛋白。在I期臨床研究(NCT01159028)中，BP1001作為單藥治療和與低劑量ala - c (LDAC)聯(lián)合使用都具有良好的耐受性。

       2.1.3 OGX-011 (custirsen)

       OGX-011 (custirsen)是第二代反義聚集蛋白抑制劑。為了確定OGX-011的臨床活性，一項(xiàng)隨機(jī)II期研究多西他賽/強(qiáng)的松聯(lián)合用藥用于治療轉(zhuǎn)移性去勢(shì)抵抗性前列腺癌患者。研究結(jié)果表明OGX-011和多西他賽治療耐受性良好，且與生存率提高有關(guān)，因?yàn)镺GX011可以通過增加腫瘤細(xì)胞對(duì)多西他賽的敏感性來增強(qiáng)腫瘤殺傷能力。因此，OGX-011也可能是去勢(shì)抵抗性前列腺癌(CRPC)患者的一種新的治療策略。

       2.1.4 OGX-427

       OGX-427 (Apatoren)是一種2 ' -甲氧基修飾的ASO，可抑制Hsp27的表達(dá)。熱休克蛋白27 (Hsp27)是一種應(yīng)激誘導(dǎo)的多功能伴侶，通過其增殖和抗凋亡功能促進(jìn)癌癥的發(fā)展。Hsp27參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)穩(wěn)態(tài)，使用OGX-427敲除Hsp27可誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。在I期臨床試驗(yàn)中，OGX-427在晚期癌癥患者中的安全性顯示，OGX-427在最高劑量(1000 mg)下耐受(NCT00487786)。

       2.1.5 AZD9150 (Danvatirsen, ISIS 481464)

       AZD9150 (danvatersen, ISIS 481464)， 2.5代ASO，是STAT3的特異性抑制劑。與2.0代和以前的ASOs相比，2.5代ASOs具有更高的親和性和更強(qiáng)的內(nèi)在效力。AZD9150可以特異性抑制STAT3并誘導(dǎo)多種白血病細(xì)胞系凋亡。此外，AZD9150還通過抑制內(nèi)源性STAT3和STAT3靶基因，降低成神經(jīng)細(xì)胞瘤細(xì)胞的致瘤性，增加細(xì)胞的化學(xué)敏感性。在兩項(xiàng)I期臨床研究(NCT01563302和NCT01839604)中，AZD9150單藥治療誘導(dǎo)了免疫介導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng)，表明AZD9150聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療有望增強(qiáng)抗腫瘤免疫效能。

       2.1.6 EZN-2968

       缺氧誘導(dǎo)因子-1 (HIF-1)是一種轉(zhuǎn)錄因子，在血管生成、存活、轉(zhuǎn)移、耐藥和葡萄糖代謝中起關(guān)鍵作用。研究表明，HIF-1高水平與實(shí)體瘤患者預(yù)后差、耐藥有關(guān)。因此，HIF-1是癌癥治療的一個(gè)有吸引力的靶點(diǎn)。EZN-2968(RO7070179)是第三代ASO，專門針對(duì)HIF-1的一個(gè)亞基HIF-1α。EZN-2968在臨床前模型中與HIF-1α 的mRNA雜交并阻斷HIF-1α蛋白表達(dá)。EZN-2968在描述劑量和時(shí)間下耐受性良好，且大多數(shù)報(bào)告的毒 性為1或2級(jí)，無意外毒 性。

       2 小干擾RNA（SiRNA）

       自RNA干擾技術(shù)(RNAi)的發(fā)現(xiàn)及其隨后在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中基因敲除的應(yīng)用以來，siRNA治療取得了顯著的進(jìn)展，已成為治療各種疾病的有力工具。作為一種非編碼雙鏈RNA (dsRNA)分子，siRNAs的長度只有18-25個(gè)堿基對(duì)。siRNA在轉(zhuǎn)錄后通過mRNA降解干擾具有互補(bǔ)核苷酸序列的特定基因的表達(dá)。迄今為止，已有四種siRNA藥物(patisiran、givosiran、lumasiran和inclisiran)被批準(zhǔn)上市，用于治療TTR、急性肝性卟啉癥、原發(fā)性高草酸尿癥1型、高膽固醇血癥。

       相較于傳統(tǒng)藥物，siRNA療法具有以下幾大優(yōu)勢(shì)：1、siRNA可以敲除直接或間接導(dǎo)致癌細(xì)胞異常增殖的基因。2、大量siRNA文庫的可用，可以快速篩選和優(yōu)化出對(duì)靶點(diǎn)具有高度選擇性和特異性的SiRNA先導(dǎo)化合物。3、siRNA藥物的合成和生產(chǎn)成本與抗體相比相對(duì)較低。4、優(yōu)化的siRNA藥物可以提供更方便的給藥方案。這些優(yōu)勢(shì)有力地支持了siRNA作為治療癌癥關(guān)鍵的治療工具之一的觀點(diǎn)，推動(dòng)更多siRNA藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)（圖3）。

       圖3.已進(jìn)入臨床階段的SiRNA

       接下來介紹一些重點(diǎn)siRNA藥物：

       2.2.1 CALAA-01

       CALAA-01是一種基于聚合物的納米顆粒，含有靶向核糖核酸還原酶(RRM2) M2亞基的siRNA，是Calando制藥公司于2008年篩選的第一種基于RNAi技術(shù)的實(shí)體腫瘤藥物。I期臨床試驗(yàn)表明，CALAA-01在靜脈注射給藥后很快在血液中被清除，并且清除與體重有關(guān)。

       2.2.2 Atu027

       另一種siRNA藥物是Atu027，它被包裹在脂質(zhì)納米顆粒(LNP)中， 可以特異性靶向致癌靶點(diǎn)PKN3。臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，Atu027在晚期或轉(zhuǎn)移性胰 腺腺癌患者聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)化療藥物吉西他濱(NCT00938574)時(shí)具有良好的安全性和活性。

       2.2.3 siG12D LODER

       siG12D LODER是一種局部長效SiRNA遞送系統(tǒng)，用于針對(duì)突變型的KRAS蛋白。一項(xiàng)I期研究顯示siG12D LODE在胰 腺癌患者中的良好的耐受性、安全性和有效性，并且無明顯毒 性。目前，siG12D LODER正在進(jìn)行II期臨床試驗(yàn)。這種siRNA藥物為抑制KRAS在胰 腺癌中的表達(dá)提供了另一種方法。

       2.2.4 DCR-MYC

       MYC癌基因家族，由C-MYC、MYCN和MYCL組成，其產(chǎn)物調(diào)控至少15%的全基因組轉(zhuǎn)錄，并參與許多實(shí)體腫瘤惡性腫瘤的生長。siRNA藥物DCR-MYC由DiceRNA Pharma設(shè)計(jì)，是一種新型合成的穩(wěn)定脂質(zhì)顆粒懸浮液dsRNA，可靶向肝癌、實(shí)體瘤和多發(fā)性骨髓瘤中的MYC。I期研究表明，DCR-MYC可有效抑制實(shí)體瘤患者的腫瘤生長(NCT02110563)。

       2.2.5 NU-0129

       由于很多藥物不能有效透過血腦屏障BBB，因此膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)一度被認(rèn)為是最難治療的癌癥之一。NU-0129基于球形核酸類型，是一種靶向GBM癌基因Bcl2L12的siRNA藥物，可穿越血腦屏障，可能是治療GBM的新策略。在早期I期試驗(yàn)中，靜脈注射NU-0129后，腫瘤組織中的Bcl2L12蛋白水平顯著降低。

       3 miRNA藥物

       miRNA是內(nèi)源性基因編碼的一類小的非編碼RNA，大小約為19-25個(gè)核苷酸，參與轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)的調(diào)控。通常情況下，一旦miRNAs與RISC結(jié)合形成基因沉默復(fù)合物miRISC，相對(duì)基因表達(dá)就會(huì)通過基于RISC的機(jī)制通過阻斷翻譯或切割mRNA，這與siRNA機(jī)制相類似。

       值得注意的是，雖然siRNA和miRNA都是非編碼RNA，在基因沉默和調(diào)控方面的作用相似，但siRNA在特定位置與單個(gè)基因完全互補(bǔ)，而一個(gè)miRNA通常具有多個(gè)靶點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)數(shù)百或數(shù)千個(gè)基因的表達(dá)。并且，一個(gè)基因可以被幾種不同的miRNA調(diào)控。

       盡管大量資本涌入miRNA賽道，但由于安全性問題，許多miRNA藥物大多被終止，沒有候選藥物進(jìn)入III期臨床試驗(yàn)（圖4）。因此，解決miRNA藥物的特異性問題可以提高miRNA在臨床中應(yīng)用價(jià)值。

       圖4.已進(jìn)入臨床試驗(yàn)的miRNA

       在過去的二十年中，miRNA與各種癌癥之間的關(guān)系得到了廣泛的研究。目前，基于miRNA的療法有兩種策略:miRNA模擬物和miRNA抑制劑，這取決于是否應(yīng)該替換或下調(diào)miRNA以控制細(xì)胞中靶mRNA的數(shù)量。

       miRNA mimics是人工合成的雙鏈寡核苷酸，可以過表達(dá)相應(yīng)的內(nèi)源性miRNA序列，模擬靶miRNA的功能，導(dǎo)致癌細(xì)胞增殖下調(diào)，從而促進(jìn)mRNA抑制。與miRNA模擬物不同，miRNA抑制劑（Anti-miRNAs）為基于ASOs生成的互補(bǔ)單鏈RNA類似物，以靶向內(nèi)源性miRNA。Anti-miRNAs可以特異性阻斷與癌癥發(fā)展相關(guān)的miRNAs的上調(diào)表達(dá)。

       2.3.1MRX34

       作為一種潛在的腫瘤抑制miRNA, miR-34a在干細(xì)胞和晚期腫瘤中表達(dá)匱乏。MRX34是一種可以與miR-34a模擬物結(jié)合的脂質(zhì)納米顆粒LNP。MRX34可以通過抑制非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)小鼠模型中的DNA修復(fù)功能來增強(qiáng)放療的效果。

       2.3.2 Cobomarsen (MRG-106)

       研究表明，miR-155血液系統(tǒng)惡性腫瘤中是一種被廣泛研究的miRNA，它主要與淋巴瘤和白血病的不良預(yù)后相關(guān)。Cobomarsen (MRG-106)是一種miR-155的抑制劑，目前正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)Cobomarsen在體外可以抑制miR-155的下游靶點(diǎn)及其介導(dǎo)的信號(hào)通路，包括JAK/STAT、MAPK/ ERK和PI3K/AKT等。

       2.3.3 Remlarsen (MRG-201)

       Remlarsen (MRG-201)是一種 miR-29模擬物，目前正在對(duì)其進(jìn)行研究，以確定它是否可以抑制瘢痕疙瘩中纖維性瘢痕組織的形成。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)miR-29高表達(dá)可調(diào)控STAT3信號(hào)通路，抑制子宮平滑肌瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移;因此，miR-29可能是治療子宮平滑肌瘤的一個(gè)新靶點(diǎn)。

       RNA療法的遞送策略

       目前，遞送問題是RNA療法的最大問題之一。特別是如何安全、高效和有針對(duì)性地遞送RNA藥物仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。核酸藥物穩(wěn)定性差（核酸酶降解）、透膜性差（核酸藥物高度負(fù)電性）。因此，合適的遞送系統(tǒng)可以保護(hù)RNA結(jié)構(gòu)不被降解，提高靶向能力，減少毒副作用。

       目前，RNA療法主要有三種病毒遞送載體:腺病毒(AdV)、腺相關(guān)病毒(AAV)和慢病毒。然而，病毒載體具有毒 性問題，并且由于其炎癥和免疫原性作用而對(duì)人類不安全，這限制了它們的臨床轉(zhuǎn)化。與病毒載體相比，非病毒載體具有更廣泛的應(yīng)用范圍，并克服了成本高、免疫原性和毒 性等問題。因此，相對(duì)安全的非病毒載體，如基于脂質(zhì)的遞送系統(tǒng)、基于聚合物的納米顆粒和無機(jī)納米顆粒正在迅速發(fā)展（圖5）。

       圖5.已報(bào)道的核酸藥物遞送系統(tǒng)

       1 脂質(zhì)遞送系統(tǒng)

       脂質(zhì)遞送系統(tǒng)，如膠束、脂質(zhì)體和LNP。其中，LNPs是寡核苷酸藥物和mRNA疫 苗最廣泛使用的非病毒傳遞系統(tǒng)之一，其優(yōu)點(diǎn)包括易于生產(chǎn)，可生物降解，保護(hù)嵌入的RNA免受核酸酶RNAse的降解和腎 臟清除，促進(jìn)細(xì)胞攝取和內(nèi)體逃逸。近年來LNP作為mRNA疫 苗的遞送載體受到了全球的關(guān)注，在有效保護(hù)mRNA并將其轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

       2 聚合物遞送系統(tǒng)

       聚合物是繼脂類遞送系統(tǒng)之后的第二大核酸遞送載體。陽離子聚合物可與陰離子核酸形成穩(wěn)定的復(fù)合物，為高效的核酸遞送提供了一個(gè)多功能、可擴(kuò)展和易于適應(yīng)的平臺(tái)，同時(shí)最大限度地減少免疫反應(yīng)和細(xì)胞毒 性。這些遞送體系可以增加RNA進(jìn)入細(xì)胞的效率，并提高藥物穩(wěn)定性。

       3 無機(jī)納米遞送系統(tǒng)

       無機(jī)納米載體因其穩(wěn)定性高、生物相容性好、免疫原性低、量產(chǎn)性好等特點(diǎn)，為核酸藥物有效遞送腫瘤細(xì)胞提供了獨(dú)特的平臺(tái)，如金納米顆粒、二氧化硅納米顆粒、碳納米管等。

       總的來說，病毒載體比非病毒傳遞系統(tǒng)更有效，但更具有免疫原性。非病毒基因載體是通用的、簡單的、具有成本效益的和潛在的更安全的替代品，但可能缺乏足夠的臨床效果。因此，在選擇RNA藥物的遞送載體時(shí)，需要考慮多方面的因素，選擇最合適的給藥載體，以達(dá)到最大的療效和最小的副作用。

       小   結(jié)

       近年來，由于寡核苷酸藥物和mRNA疫 苗的成功商業(yè)化，在醫(yī)藥圈掀起了一波核酸藥物的研發(fā)熱潮。目前的RNA療法在疾病診斷和治療方面都發(fā)揮著重要作用。盡管RNA療法取得了巨大的進(jìn)展，但臨床應(yīng)用方面仍然面臨多種挑戰(zhàn):藥物靶點(diǎn)的確定、核酸藥物的穩(wěn)定性和遞送問題。通常，靶點(diǎn)和給藥途徑的選擇可以提高藥物的療效，同時(shí)減少正常組織的副作用，增加藥物的安全性。

       隨著研究人員對(duì)多種類型RNA功能的深入了解，有望誕生出具有更高穩(wěn)定性和藥物活性的RNA藥物以及更好的核酸遞送載體。我們相信，RNA療法有望改變?nèi)祟惏┌Y治療的格局，使更多癌癥患者獲益。

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