生物藥中RNA與小核酸簡(jiǎn)介

本期A(yíng)VT小編給大家帶來(lái)生物藥中RNA與小核酸的相關(guān)的資訊分享，一起來(lái)了解一下吧！

二十年前諾獎發(fā)現為新藥研發(fā)提供思路

1998年，Andrew Fire和Craig Mello發(fā)表了一篇開(kāi)創(chuàng )性的論文，確定雙鏈RNA（dsRNA）是秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)的轉錄后基因沉默（PTGS）的病原體，這種現象被稱(chēng)為RNA干擾（RNAi）。

而后的2001年，Elbashir等人首ci在哺乳動(dòng)物細胞中觀(guān)察到RNAi現象，自此打開(kāi)了RNAi技術(shù)在哺乳動(dòng)物細胞中研究應用的大門(mén)。在不久后的2006年，Andrew Fire和Craig Mello因在真核生物中發(fā)現RNA干擾現象而獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎。

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結合并造成其降解，從而防止致病蛋白質(zhì)被轉錄。另一個(gè)優(yōu)勢是RNA藥物可以輕易地將其與現有療法合并使用。具有優(yōu)勢的小核酸藥物本應該可以在醫藥市場(chǎng)上拔得頭，但是由于小核酸藥物潛在的靶向安全性問(wèn)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甲狀腺素蛋白(hATTR)淀粉樣變性引起的周?chē)窠?jīng)B變--又稱(chēng)多發(fā)性神經(jīng)B)在美獲批上市，才真正填這個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域的空白。

表1：1998年-至今已上市的小核酸藥物

RNAi目前認知的作用機理

siRNA、miRNA和piRNA

RNAi由長(cháng)度為20-30 nt的sncRNA觸發(fā)，根據sncRNA生物合成和作用機制的不同，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轉錄物互補的序列。ASos具有廣的應用，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介導的靶降解。在這些應用中，靶向核酸酶H介導的降解是有效的。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)界認識到circRNA可以作為天然小RNA(miRNA)海綿體吸附并調控miRNA的活性，與轉錄調控元件結合或與蛋白互作調控基因的轉錄等。相信未來(lái)隨著(zhù)轉錄組學(xué)、表觀(guān)遺傳學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，將會(huì )有更多的非編碼RNA、RNAi機制被發(fā)現與認識。

小核酸藥物的挑戰：遞送系統

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、跨膜轉運以及從內體和溶酶體逃逸等一系列挑戰。雖然通過(guò)結合化學(xué)修飾，可大大降低核酸的酶穩定性和避免免疫識別，但是，其他問(wèn)題仍有待解決。而先進(jìn)的載藥系統可以極大程度地解決化學(xué)修飾所不能解決的問(wèn)題，提升RNAi治療的有效性和安全性，載體系統可謂是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)都聚焦于規避開(kāi)現有專(zhuān)，開(kāi)發(fā)出更有效、更安全的載體系統，各類(lèi)平臺如陽(yáng)離子脂質(zhì)體（LNP）、Galnac、exsome、DPC等都孕育而生。

表3：各類(lèi)RNAi遞送系統

從RNAi現象的發(fā)現到首kuanRNAi藥物的獲批上市，這沉寂的20年時(shí)間里，其遞送系統一直沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性的解決，限制了小核酸藥物的臨床開(kāi)發(fā)與應用。而Alnylam公司憑借其脂質(zhì)納米顆粒遞送系統 (LNP)才讓RNAi從安全性的潘多拉魔盒中走來(lái)出來(lái)，將RNA干擾療法真正從實(shí)驗室推向了臨床應用，填RNAi藥物市場(chǎng)的空白。

結語(yǔ)

小核酸治療的新領(lǐng)域正穩健發(fā)展，盡管目前為止僅批準了少數幾種RNA藥物，但仍鼓舞了其余尚在臨床試驗階段的藥物?？梢钥隙ǖ氖?，未來(lái)幾年小核酸治療將在蛋白藥物靶點(diǎn)缺乏的現狀中，占據更多的市場(chǎng)地位，對現有靶點(diǎn)的蛋白類(lèi)藥物進(jìn)行補充，同時(shí)還可彌補尚無(wú)相對應藥物治療的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的疾病。據相關(guān)報告預計， 小核酸藥物領(lǐng)域將在未來(lái)5年內創(chuàng )造100億美金以上的市場(chǎng)，并且在未來(lái)30年內如蛋白類(lèi)生物藥一樣，創(chuàng )造千億美金級別的市場(chǎng)。

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