小核酸藥物的大時(shí)代
小核酸藥物又稱RNAi(RNA interference)技術(shù)藥物。RNAi技術(shù)研究曾于2006年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),堪稱人類科學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)和技術(shù)革新。RNAi療法在近年內(nèi)取得多項(xiàng)突破性成果,已成為全球投資新風(fēng)口和生物制藥巨頭的必爭(zhēng)之地。
研發(fā)歷程跌宕起伏
所謂RNAi,是指長(zhǎng)鏈雙RNA(dsRNA)被剪切為siRNA(小干擾RNA)后,與蛋白質(zhì)結(jié)合形成siRNA誘導(dǎo)干擾復(fù)合體(RISC),RISC再與互補(bǔ)的mRNA(信使RNA)結(jié)合,使靶基因mRNA降解,最終沉默特定基因表達(dá)。狹義的小核酸是指介導(dǎo)RNAi的短雙鏈RNA片斷,即siRNA;廣義的小核酸范圍則涵蓋了siRNA、miRNA(微小RNA)和反義核酸等。
RNA干擾示意圖
RNA干擾現(xiàn)象早于1998年就被科學(xué)家發(fā)現(xiàn),21世紀(jì)初曾風(fēng)靡全球,但由于當(dāng)時(shí)條件有限,基因測(cè)序技術(shù)不成熟、系統(tǒng)給藥效果差、藥物脫靶造成毒副作用等原因,小核酸藥物風(fēng)光一陣后迅速沉寂,直到近年來伴隨技術(shù)進(jìn)步才重新活躍在科學(xué)舞臺(tái)。
小核酸藥物的設(shè)計(jì)與合成技術(shù)難度并不高。富有挑戰(zhàn)的是,藥物注射到人體后,如何存留足夠時(shí)間以準(zhǔn)確靶向到病變部位并發(fā)揮作用,同時(shí)避免傷及正常細(xì)胞。有業(yè)內(nèi)專家分析,RNA干擾技術(shù)藥物要想達(dá)到特定組織,需要穿透細(xì)胞核等人體本身固有的保護(hù)“盾甲”,突破一道道防線,才能去完成天然配對(duì),這點(diǎn)難度很大。從2016年至今,第三代基因測(cè)序技術(shù)讀取速度加快,測(cè)序成本降低,更重要的是,高效安全的藥物遞送系統(tǒng)不斷取得突破,解決了RNA穩(wěn)定性差的難題,小核酸藥物終于大獲成功,整個(gè)行業(yè)也重拾信心。
小核酸藥物領(lǐng)跑者
給藥系統(tǒng)中最具代表性的科技企業(yè)是英國(guó)的AlnylamRNAi制藥公司,其研發(fā)的GalNAc共軛連接技術(shù),可實(shí)現(xiàn)肝細(xì)胞靶向作用,使藥效增強(qiáng)數(shù)十倍。該技術(shù)通過在siRNA上鏈接三價(jià)的GalNAc分子,讓藥物與肝細(xì)胞上高度表達(dá)的糖蛋白受體(ASGPR)特異性結(jié)合。
2017年11月,美國(guó)FDA認(rèn)定Alnylam制藥公司針對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)甲狀腺素蛋白的RNAi療法Patisiran為突破性療法;2018年8月,F(xiàn)DA批準(zhǔn)Patisiran輸注治療由遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性(hATTR)引起的周圍神經(jīng)疾病患者。至此,Patisiran成為FDA批準(zhǔn)的首款小干擾RNA藥物。
值得一提的是,Patisiran采用的給藥系統(tǒng)是脂質(zhì)納米粒(LNP)導(dǎo)入技術(shù),是將RNAi藥物閉合包裹在脂質(zhì)體內(nèi),確保在血液循環(huán)中不被腎臟過濾清除,從而成功被靶細(xì)胞所攝取。
全球反義核酸的領(lǐng)導(dǎo)者美國(guó)Ionis公司研發(fā)了配體共軛反義技術(shù)LICA,同樣在這一領(lǐng)域留下濃墨重彩的一筆。2016年底,百健(Biogen)與Ionis攜手研制的治療脊髓性肌萎縮癥(SMA)的反義寡核苷酸Nusinersen獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市,該藥物的研發(fā)歷經(jīng)10年耗費(fèi)10億美元,但2017年其銷售額就達(dá)到8.82億美元。2018年,Ionis還與GSK(葛蘭素史克)、羅氏等巨頭聯(lián)合研發(fā)了反義核酸藥物。Ionis與GSK合作開發(fā)的IONIS-HBVRx和IONIS-HBV-LRx是兩款慢性乙肝新藥,用以降低與乙肝病毒感染和復(fù)制相關(guān)的病毒蛋白,包括乙肝表面抗原(HBsAg)等;Ionis與羅氏合作研發(fā)的IONIS-FB-LRx,主要治療補(bǔ)體介導(dǎo)的疾病。
具有多重技術(shù)優(yōu)勢(shì)
從研發(fā)領(lǐng)域來看,小核酸藥物重點(diǎn)治療杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良、腫瘤、囊性纖維化等各類疾病。由于小核酸藥物兼具基因修飾和傳統(tǒng)藥物的雙重特點(diǎn),預(yù)計(jì)未來將在多個(gè)領(lǐng)域大展身手;尤其在基因遺傳性疾病和病毒感染性疾病領(lǐng)域,可能會(huì)有不俗表現(xiàn)。
小核酸藥物以RNA為靶點(diǎn),與以蛋白質(zhì)為靶點(diǎn)的傳統(tǒng)藥物相比,具有多重技術(shù)優(yōu)勢(shì):一是基因靶向特異性強(qiáng)。由于小核酸藥物根據(jù)目標(biāo)RNA人工設(shè)計(jì),所以目標(biāo)明確,靶點(diǎn)特異性強(qiáng)。二是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便,研發(fā)周期短。小核酸藥物臨床前研發(fā)首先通過測(cè)定基因序列,針對(duì)疾病基因進(jìn)行合理設(shè)計(jì),使基因靶向沉默,所以能夠避免盲目開發(fā),極大節(jié)省研發(fā)時(shí)間。三是候選靶點(diǎn)豐富。小核酸藥物從轉(zhuǎn)錄后水平進(jìn)行治療,能夠針對(duì)一些蛋白靶點(diǎn)難有療效的特殊靶點(diǎn)進(jìn)行突破,有望攻克目前尚無藥可治的遺傳性疾病。四是轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)深厚。RNA干擾技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)成熟,從實(shí)驗(yàn)室到臨床轉(zhuǎn)化相對(duì)容易。
小核酸藥物優(yōu)勢(shì)明顯,因此有專家預(yù)測(cè),小核酸藥物的黃金時(shí)代已至,保守估計(jì)2025年全球市場(chǎng)規(guī)模將超過100億美元。
制藥巨頭必爭(zhēng)之地
當(dāng)前我國(guó)在小核酸藥物領(lǐng)域研發(fā)還相對(duì)薄弱,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)早已先行一步,相繼投入小核酸類新藥研發(fā)中。截至2019年1月20日,Cortellis數(shù)據(jù)庫(kù)共收錄99種RNAi在研藥物??v覽全球,目前專攻小核酸藥物的企業(yè)包括Sarepta、Alnylam、Ionis、Arrowhead、Quark、Dicerna、Wave、Arbutus等國(guó)際公司,羅氏、GSK、賽諾菲、阿斯利康等制藥巨頭也通過自主研發(fā)或兼并收購(gòu),布局該領(lǐng)域;我國(guó)在小核酸藥物領(lǐng)域的代表性企業(yè)或機(jī)構(gòu)有瑞博生物、圣諾制藥、百奧邁科、歌禮生物、吉瑪基因、昆山市工業(yè)技術(shù)研究院及上市公司舒泰神、香雪制藥等。
小核酸藥物剛剛起步,預(yù)計(jì)未來眾多藥企將順應(yīng)核酸藥物發(fā)展潮流,在小核酸藥物的大時(shí)代中開辟新天地。(作者單位:凱萊英集團(tuán))