RNA療法的研究進(jìn)展 202408

在過去的幾十年中，人們越來越多地將關(guān)注點(diǎn)集中在基于新科學(xué)發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新治療策略。人類基因組計(jì)劃（HGP）揭示了人類基因組的大量信息，而下一代測序技術(shù)的進(jìn)步，使研究人員能夠揭示一些遺傳因素在許多疾病中的作用，如癌癥、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、帕金森病目前，基于RNA的治療方法得到快速發(fā)展，許多研究的成果已經(jīng)揭示了編碼和非編碼RNA（ncRNAs）的重要作用，如miRNA、長ncRNAs（lncRNA）、circRNA和siRNAs。這為通過將核酸引入細(xì)胞以永久或瞬時(shí)控制改變基因的表達(dá)來開發(fā)各種疾病的可能治療方法奠定了基礎(chǔ)。此外，通過各種遞送系統(tǒng)的開發(fā)可以將RNA運(yùn)送到目標(biāo)位點(diǎn)，解決了RNA固有的不穩(wěn)定性帶來的問題。因此，許多涉及siRNA、ASO、核酶、mRNA、適配體和CRISPR/Cas的基于RNA的療法已經(jīng)開發(fā)出來，并正在各種疾病中進(jìn)行臨床試驗(yàn)?；赗NA的藥物展現(xiàn)出卓越的應(yīng)用潛力，屬于RNA療法的時(shí)代即將到來。以mRNA為基礎(chǔ)的治療代表了一個(gè)相對新穎和高效的藥物類別。最近發(fā)表的幾項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了mRNA疫苗在治療不同類型的惡性腫瘤和傳染病方面的潛在療效，這些疾病中傳統(tǒng)的疫M(jìn)oderma和輝瑞的新冠疫苗已經(jīng)在數(shù)十億人群中證明了安全性和有效性，展現(xiàn)出未來強(qiáng)大目前，針對腫瘤的mRNA疫苗有2種方式：i）使用體外負(fù)載或電穿孔的DC，ii）通過直接注射帶有或不帶有載體的mRNA。在癌癥患者中應(yīng)用了幾項(xiàng)基于DC的mRNA疫苗的臨床試驗(yàn)，用編碼黑色素瘤相關(guān)抗原的mRNA與TriMix聯(lián)合接種導(dǎo)致晚期黑色素瘤令人印象深刻相比之下，直接注射裸mRNA或復(fù)合mRNA被認(rèn)為是一種快速有效的可行方法。例如，一項(xiàng)I/II期試驗(yàn)在30例轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者皮內(nèi)反復(fù)應(yīng)用編碼6種不同TAA（MUC1、CEA、Her2/neu、telomerase、survivin、MAGE-A1）的mRNA疫苗。10年后的長期結(jié)果表明，mRNA疫苗是安全有效的。它延緩了腫瘤生長并提高了生存率，這與檢測到的針對CV9202是一種基于RNA的活性疫苗，編碼6種NSCLCTAA（NY-ESO-1、MAGE-C1、MAGE-C2、5T4、survivin和MUC-1）。與基線相比，大多數(shù)患者的抗原特異性細(xì)胞免疫和體液免疫增強(qiáng)。一名接受疫苗、放療和化療的患者出現(xiàn)部分緩解（PR46.2%的患者mRNA-4157疫苗是美國Moderna公司研發(fā)的一款mRNA疫苗，它是一種針對每位腫瘤患者量身定制的個(gè)體化腫瘤疫苗，目前mRNA-4157癌癥疫苗能夠容納高達(dá)34個(gè)編碼新抗原的mRNA序列。在mRNA-4157聯(lián)合Keytruda的I期臨床試驗(yàn)中，證明了疫苗的有效性、安miRNA是一類短的非編碼RNA，其特征是長度為20-22nt，在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)節(jié)基因表達(dá)。它們的作用機(jī)制是通過誘導(dǎo)形成RNA沉默復(fù)合物，靶向特定mRNA以阻止其翻譯和/或與siRNA和其他非編碼RNA不同的是，它們是天然的，能夠自然地被加工并發(fā)揮作用。根據(jù)互補(bǔ)程度，miRNA可以誘導(dǎo)mRNA降解（完全匹配）或翻譯抑制（不完全匹配）。此外，它們的活性不只限于單個(gè)mRNA，而是通常靶向多個(gè)mRNA，這放大了miRNA功能效miRNA的治療潛力基于多種病理生物過程的參與，如心血管疾病、病毒感染、代謝疾病、糖尿病、應(yīng)激相關(guān)疾病和癌癥。目前，一些基于miRNA的方法正在進(jìn)行治療不同疾病的臨床試驗(yàn)。例如，cobomarsen靶向miR-155治療血癌，remlarsen在瘢痕治療中模擬miR-29，而MRG110是是用于組織修復(fù)的miR-92的拮抗劑。4siRNAsiRNA是由核糖核酸酶Dicer通過內(nèi)切過程產(chǎn)生的，這是一種屬于RNaseIII家族的內(nèi)切酶，可以產(chǎn)生21-25核苷酸雙鏈RNA。一旦產(chǎn)生，Dicer將siRNA轉(zhuǎn)移到RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RISC該復(fù)合物包含降解靶mRNA分子的Argonaute2。由于siRNA的這種能力，它們被作為一種可能的治療方法。SiRNA療法正在多種癌癥治療中進(jìn)行測試。siG12D-LODER是一種可生物降解的聚合物基質(zhì)，含有針對KRASG12D的siRNA，臨床研究（NCT01188785）表明，該聚合物能夠靶向腫瘤并抑制腫瘤進(jìn)展。目前，正在進(jìn)行進(jìn)一步的研究（NCT01676259以測試siG12D-LODER與化療藥物（如吉西他濱和nab紫杉醇）聯(lián)合治療局部晚期胰腺癌患者的蛋白激酶N3（PKN3）是磷酸肌醇-3-激酶（PI3K）途徑的下游效應(yīng)器，阻斷PKN3可以抑制腫瘤進(jìn)展和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。Atu027，一種脂質(zhì)體PKN3siRNA制劑，在晚期實(shí)體瘤患者中安全性良好，在治療結(jié)束時(shí)，41%的受試者病情穩(wěn)定。在隨后的研究中，Atu027和吉西他濱聯(lián)合治療局部晚期或轉(zhuǎn)移性胰腺癌顯示出良好的安全性和耐受性。除了癌癥領(lǐng)域，SiRNA在其它疾病領(lǐng)域的應(yīng)用也在積極開發(fā)。Inclisiran，是一種硫代磷酸酯、2′-O-甲基核苷酸和2′-氟核苷酸修飾的siRNA，靶向PCSK9，皮下注射已證明可降低高心血管風(fēng)險(xiǎn)患者的PCSK9水平和LDL膽固醇水平。并且僅半年注射一次，顯示出極佳的患者依從性。2020年12月11日，Inclisiran獲歐盟批準(zhǔn)上市。此外，包括常染色體隱性遺傳原發(fā)性高草酸尿癥（PHs）、乙型肝炎病毒（HBV）和肝臟和特發(fā)性肺纖維化中，SiRNA療法均展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。反義寡核苷酸（ASO）是一類18-30個(gè)堿基對的短單鏈RNA或DNA寡核苷酸，它們可以由細(xì)胞自然產(chǎn)生或人工合成，具有通過堿基互補(bǔ)靶向mRNA的能力。它們可以通過誘導(dǎo)mRNA降解或改變mRNA加工、阻斷mRNA翻譯、防止核糖體附著來發(fā)揮作用。目前，臨床試驗(yàn)中有幾種ASO正在測試，特別是靶向?qū)е露喾N疾病的mRNA。Leber先天性黑矇（LCA）由于包括中心體蛋白290（CEP290）在內(nèi)的各種基因的內(nèi)含子突變，導(dǎo)致視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良，引起青少年失明或嚴(yán)重視力損害。QR-110是一種單鏈、硫代磷酸化、2′O-甲基修飾的剪接調(diào)節(jié)RNA寡核苷酸，用于靶向CEP290。臨床研究（NCT03140969和NCT03913143）顯示，玻璃體內(nèi)注射QR-110可以重建LCA患者成纖維細(xì)胞中的CEP290水平，并具有良好的耐受性和安全性。此外，Eteplirsen結(jié)合肌營養(yǎng)不良蛋白前mRNA，通過屏蔽外顯子51，恢復(fù)肌營養(yǎng)不良轉(zhuǎn)錄物的正確閱讀框。lncRNAs（長非編碼RNA）是長度超過200nt的非編碼RNA。它們的特征是沒有開放閱讀框，但具有mRNA樣結(jié)構(gòu)，經(jīng)過剪接，具有polyA尾巴與啟動子結(jié)構(gòu)，分化過程中有動態(tài)8核酶lncRNAs發(fā)揮功能主要依靠其二級結(jié)構(gòu)，與蛋白質(zhì)結(jié)合，可引起染色質(zhì)重構(gòu)、影響轉(zhuǎn)錄因子功能等。另外，還可以在其線性水平與miRNA結(jié)合，間接影響mRNA表達(dá)，也可以直接與mRNA結(jié)合，影響mRNA翻譯、剪切、降解過程?；谄涠鄻踊淖饔?，IncRNA被認(rèn)目前，關(guān)于lncRNAs的應(yīng)用主要是調(diào)節(jié)其表達(dá)，以獲得致癌lncRNAs敲低，或腫瘤抑制SINEUPs是一種新的反義lncRNAs，可以增加特異性mRNA的翻譯。這類分子具有兩個(gè)主要結(jié)構(gòu)域：一個(gè)是SINE原件，它是增加翻譯活性的效應(yīng)域；另一個(gè)是AS域，其能夠通過堿7circRNA環(huán)狀RNA（CircRNA）是通過生物發(fā)生機(jī)制獲得的非編碼RNA，以反向剪接事件為特征。它們是封閉的單鏈轉(zhuǎn)錄物，由于其環(huán)狀結(jié)構(gòu)，相對于線性RNA具有更大的穩(wěn)定性。因此，它們的半衰期可能更長，并且可能用于治療目的。目前，circRNA的最新應(yīng)用涉及一種Sars-CoV2疫苗，這種RNA疫苗具有增強(qiáng)的效力和翻譯能力，并且在裸的和包封形式下更穩(wěn)定。這種方法可以誘導(dǎo)有效的體液和細(xì)胞免疫，并誘導(dǎo)一定比例的中和抗體，這些抗體相對于N1-甲基假尿嘧啶（1mΨ)修飾的mRNA疫苗核酶是以催化活性為特征的RNA分子，它們能夠切割靶RNA，從而影響基因表達(dá)。重要的是，核酶可以在沒有細(xì)胞蛋白的情況下發(fā)揮作用。這類分子具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域：一個(gè)是通過堿基互補(bǔ)識別靶RNA區(qū)域的序列，另一個(gè)是催化結(jié)構(gòu)域。核酶的治療潛力在于它們選擇性地識別特定RNA并將其切割的能力，使其可作為RNA藥物用于治療。RPI.4610（Angiozyme）是一種化學(xué)穩(wěn)定的抗VEGFR-1核酶，與卡鉑和紫杉醇聯(lián)合用于晚期實(shí)體瘤患者，已證明具有良好的安全性、生物利用度和腫瘤定位能力。然而，它未能在轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中證明臨床療效。（NCT00074997）中顯示CD4+淋巴細(xì)胞顯著增加，表明細(xì)胞遞送的基因轉(zhuǎn)移在維持核酶9CRISPR/CAS9CRISPR-Cas9系統(tǒng)是一種細(xì)菌防御機(jī)制，利用引導(dǎo)RNA（gRNA）介導(dǎo)DNA內(nèi)切酶Cas9在靶DNA中引入位點(diǎn)特異性斷裂。這種DNA編輯能力使得CRISPR-Cas9通過合成sgRNA在基因組修飾中用作RNA治療劑，用于生物和治療應(yīng)用。許多研究表明CRISPR/Cas9可用于治療遺傳性疾病，如囊性纖維化（CF）、杜氏肌營養(yǎng)不良癥（DMD）、血紅蛋白病以及HIV和β-地中海貧血。在一項(xiàng)研究中，CRISPR/Cas9能夠增加肌管中的utrophin數(shù)量并去除重復(fù)的DMD外顯子18–30，從而在DMD中產(chǎn)生全長dystrophin。此外，CRISPR-Cas9的類似應(yīng)用也已在艾滋病等免疫疾病中得到證實(shí)。然而，盡管這些研究為未來的CRISPR-Cas9臨床試驗(yàn)提供了基礎(chǔ)，但在CRISPR/Cas9進(jìn)一步應(yīng)用于臨床試驗(yàn)和隨后的治療之前，仍有一些挑戰(zhàn)有待解決。包括向靶細(xì)胞遞送基因編輯工具可能的靶外效應(yīng)。此外，在將CRISPR-Cas9轉(zhuǎn)化為治療應(yīng)用之前，還需要考慮CRISPR-Cas9的倫理問題和種系應(yīng)用。10適配體RNA適配體是一類人工結(jié)構(gòu)化序列，可與不同類別的分子特異性結(jié)合，可用于治療，也可作為診斷工具。它們可以影響基因表達(dá)，也可以針對特定配體特異性設(shè)計(jì)適配體，用作RNA抗體。目前，多種適配體已進(jìn)入各種疾病的臨床試驗(yàn)，如黃斑變性、糖尿病性黃斑水EYE001是VEGF的聚乙二醇化適配體，在體外模型中顯示出完全減少VEGF介導(dǎo)的血管滲漏、抑制視網(wǎng)膜新生血管的能力，從而改善視力。在CNV-AMD患者中進(jìn)行的EYE001單用或聯(lián)合光動力療法的研究中顯示出明顯的視力穩(wěn)定或改善。除了VEGF外，補(bǔ)體途徑在AMD中也起著重要作用。Zimura，一種聚乙二醇化的單鏈核酸適配體靶向補(bǔ)體因子C5以及pegcetacoplan靶向C3和C3b，它們的臨床研究表明，皮下注射能夠減少繼發(fā)于AMD的地圖樣萎縮（GA），而不會發(fā)生不良事件。此外，ARC1779是一種靶向vWFA1結(jié)構(gòu)域的適配體，在臨床試驗(yàn)（NCT00632242）中，ARC1779顯示出良好的耐受性以及抑制血栓性血小板減少性紫癜患者vWF依賴性血小板功能的能力。Emapticap-pegol（NOX-E36）是一種靶向CCL2的適配體，在伴有蛋白尿的2型糖尿病患者中，皮下注射Emapticap顯示出良好的耐受性和抑制CCL2/CCL2受體小結(jié)近年來，以RNA為基礎(chǔ)的療法逐漸成為各種疾病的潛在干預(yù)策略。一般來說，RNA療法根據(jù)其作用方式和使用的分子分為不同的類別。許多RNA療法已被開發(fā)用于各種疾病，并且在許多臨床前和臨床研究中獲得非常有希望的結(jié)果，尤其是mRNA疫苗成為目前最火熱的研究領(lǐng)域之一。目前，基于RNA的療法依然存在許多障礙，包括遞送系統(tǒng)在內(nèi)的許多方面仍需要得到進(jìn)一步的研究和開發(fā)，然而不可否認(rèn)，未來十年屬于RNA治療的時(shí)代終將到參考文獻(xiàn)：1.RNATherapeutics-ResearchandClinicalAdvancements.FrontMolBiosci.2021;8:710738.2.mRNAvaccinesforinfectiousdiseases:principles,deli