小核酸行業(yè)專題分析報告

5 5 7二、小核酸行業(yè)整體具有較高景氣度 10 13三、RNAi是小核酸藥物發(fā)揮作用的重要機制之一 143.2siRNA藥物有望能夠取代現(xiàn)有療 16 19 21四、ASO是目現(xiàn)階段發(fā)展較為成熟的小核酸類型 224.2ASO藥物已經(jīng)出現(xiàn)重磅品種 23五、核酸適配體是較為獨特的一類小核酸藥物 25 25六、小核酸開發(fā)仍然面臨有待突破的技術(shù)難點 27 29七、小核酸藥物主要技術(shù)平臺和領(lǐng)軍企業(yè) 36 39 40 431中心法則內(nèi)容圖解...............................................................................................................................52錯誤翻譯的蛋白質(zhì)將導致疾病..............................................................................................................53治療藥物的演變趨勢...........................................................................................................................64核酸藥物（Alnylam公司）的研發(fā)成功率顯著高于醫(yī)藥行業(yè)整體研發(fā)成功率............................................75小核酸藥物的發(fā)展歷經(jīng)波折.................................................................................................................86小核酸藥物可以類比20年前的抗體行業(yè)情況........................................................................................87目前已上市的小核酸藥物情況..............................................................................................................98上市小核酸藥物的銷售情況（百萬美元）...........................................................................................109全球RNAi藥物的市場規(guī)模........................................................................................................國內(nèi)小核酸藥物起步相比國外較晚...................................................................................................11siRNA是小核酸領(lǐng)域中最熱門的發(fā)展方向.........................................................................................11小核酸藥物開發(fā)主要集中在腫瘤和遺傳病領(lǐng)域.................................................................................12小核酸藥物多數(shù)處于研發(fā)早期階段..................................................................................................12國內(nèi)外小核酸藥物的適應癥布局具有差異性.....................................................................................13全球領(lǐng)先的小核酸企業(yè)并非大型跨國藥企........................................................................................13大藥企在過去幾年進行了多次小核酸管線的引進布局.......................................................................14siRNA主要通過形成RISC發(fā)揮作用...............................................................................................15AGO2蛋白的作用機制..................................................................................................................16hATTR是由于錯誤折疊的TTR聚集成淀粉樣原纖維導致.................................................................17Inclisiran的2項III期試驗................................................JNJ-3989展現(xiàn)較好的乙肝病毒長效抑制效果...................................................................................18AMD是siRNA在臨床中的首個適應癥............................................................................................19miRNA的產(chǎn)生和作用機制..............................................................................................................20miRNA可以提高或降低目標基因表達水平......................................................................................21ASO可以通過多種途徑調(diào)節(jié)蛋白表達水平.......................................................................................23Nusinersen的作用機制主要是上調(diào)SMN蛋白水平..........................................................................24適配體結(jié)構(gòu)情況.............................................................................................................................25適配體具有成為藥物載體的潛力.....................................................................................................26核酸藥物發(fā)揮作用的途徑...............................................................................................................27siRNA常用的骨架修飾..................................................................................................................27siRNA常用的核糖修飾..................................................................................................................28siRNA常用的堿基修飾..................................................................................................................29目前核酸藥物使用相對較多的遞送系統(tǒng)類型.....................................................................................30 圖表43Alnylam持續(xù)更新迭代GalNac偶聯(lián)技術(shù)平臺 圖表45Alnylam持續(xù)拓展靶向不同組織細胞的偶聯(lián)技術(shù)平臺 圖表46Alnylam持續(xù)開發(fā)新型核酸藥物技術(shù)平臺 圖表54瑞博生物已布局小核酸藥物全 大分子間轉(zhuǎn)移的基本法則：DNA分子中的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA分子中，再由RNA翻譯生成體內(nèi)各種蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的主前主流的小分子和大分子藥物均是通過靶向結(jié)合致病蛋白，調(diào)節(jié)其蛋白質(zhì)功能，從而實現(xiàn)治療疾病的目的，這類靶點蛋白包等優(yōu)勢，然而，這種靶向蛋白質(zhì)的治療方式存大分子藥物所靶向，屬于不可成藥蛋白，因此藥物靶點的選擇范圍較窄；作用，仍然存在較多難以開發(fā)和覆蓋的靶點，需要多次試驗反復驗證，尚未滿足臨床需求；需要考慮蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，設(shè)計較復雜。小分子藥物主要通過靶向蛋白質(zhì)結(jié)合口袋發(fā)揮作用，然而蛋白質(zhì)并非靜態(tài)結(jié)構(gòu)，在體內(nèi)發(fā)揮作用時可能會發(fā)生變構(gòu)，進一步加大藥物開發(fā)難度，因此早期藥物開發(fā)和篩選過程復雜；應用范圍受到結(jié)合位點限制?？贵w藥物的結(jié)合位點主要在于細胞膜表面蛋白質(zhì)或細胞外，其應用受到一定限制；白活性等，僅起到“治標”作用，存在需要長期高頻用藥或復發(fā)的風險。治療功能的DNA或RNA片段，能夠直接作用于致病靶基因或RNA片段，旨在改變宿主遺傳信息的編輯，具有治愈疾病的潛力，成為“治標治本”的治療選擇。此外，由于核酸藥物理論上可以調(diào)節(jié)任何基因表達，將藥物靶點直接擴大到蛋白質(zhì)上游，因此不會受限于蛋白質(zhì)的成藥性問題，有望打破不可成藥性難題。不易產(chǎn)生耐藥性：由于抗體和小分子主要通過調(diào)節(jié)細胞信號通路和代謝等方式發(fā)揮治療作用，因此可能會由于補償通路上調(diào)或抗原表達下降等因素產(chǎn)生耐藥性，而小核酸藥物直接調(diào)節(jié)上游基因表達，因此相對不易產(chǎn)生耐藥性；信息，有望攻克尚無藥物的遺傳疾病和其他難治疾病；可以在體內(nèi)被循環(huán)多次使用，因此能降低給藥頻次，在體內(nèi)的半衰期可以按照月來計算，對很多疾病尤其是慢病的治比靶向藥和整體醫(yī)藥的研發(fā)成功率高5倍。圖表4核酸藥物（Alnylam公司）的研發(fā)成功率顯著高于醫(yī)藥行業(yè)整體研發(fā)成功率因此，小核酸藥物的獨特優(yōu)勢使其有望為現(xiàn)代生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)開辟一個全新的開發(fā)方向，進一步填補現(xiàn)有療法的治療空白，等人首次利用體外合成的siRNA實現(xiàn)了哺乳動物細胞中的基因表達調(diào)控，標志著RNAi開始從研究走向臨床應用。震蕩發(fā)展：2004年首款siRNA藥物Bevasiranib進入臨床，小核酸藥物領(lǐng)域迎來蓬勃發(fā)展期，各大藥企紛紛進入該領(lǐng)域。然而，由于小核酸的不穩(wěn)定性以及遞送效率低等缺點，多款藥物在臨床研究中失敗，并宣布終止開發(fā)，隨后多家大藥企放棄并出售小核酸開發(fā)平臺，行業(yè)發(fā)展一度陷入低谷期，小核酸的成藥性被質(zhì)疑?？焖侔l(fā)展：在企業(yè)和科學家的持續(xù)研發(fā)下，GalNac遞送系統(tǒng)和化學定性問題，行業(yè)又重新迎來研發(fā)熱潮。2016-2021年多款重磅小核酸產(chǎn)品陸續(xù)上市，在罕見病和慢性病等領(lǐng)域取得重大突破，進一步驗證小核酸藥物的治療潛力。各大藥企紛紛通過自研或合作引進等方式快速布局小核酸藥物領(lǐng)域，同時，資本市場也進一步助力行業(yè)和相關(guān)公司發(fā)展。核酸藥物處境可類比20年前的抗體行業(yè)。從2016年起,小核酸藥物每年約有2款產(chǎn)品獲批上市，占FDA每年批準藥物總隨后又經(jīng)歷了幾年空歇，才進入平均每年獲批2款產(chǎn)品的階段，直到2014年才進入快速發(fā)展期。小核酸藥物和單抗類似，均屬于技術(shù)驅(qū)動型行業(yè)，存在較高的開發(fā)壁壘，未來隨著技術(shù)難關(guān)被逐個攻破，小核酸藥物也有望進入全面發(fā)展階段。資料來源：吉瑪基因公司演示材料，平安證券研究所1款核酸適配體，約80%的產(chǎn)品是2015年以后上市，其中最早上市的3款藥物目前已經(jīng)退市。從適應癥布局來看，已上市于安全性的要求相對較低，適合新技術(shù)。從靶向器官來看，均屬于局部給藥或肝臟遞送給藥。適應癥適應癥癥變靶點公司名商品名靶向器官肝臟細分類別上市時間*VitraveneMacugenKynamro退市上市小核酸藥物中已出現(xiàn)重磅品種。2020年全球小核酸藥物銷售額在35億美元左右，其中銷售最高的是Ionis和Biogen脊髓性肌萎縮癥在新生兒中的患病率為1:6000-1:10000，中國大約有患兒3~5萬人，Spinraza的上市為患者提供了更多治核酸藥物的銷售額還未出現(xiàn)爆發(fā)式增長，未來伴隨研發(fā)的持續(xù)推進，有望出現(xiàn)更多重磅品種。圖表8上市小核酸藥物的銷售情況（百萬美元）0咨詢數(shù)據(jù)，預計到2025年全球小核酸藥物銷售額將突破100億美元，其中RNAi療法憑借其較為顯著的效果有望能夠?qū)崿F(xiàn)快速增長，到2025年預計將達到45億美元，復合增速達到66%。開發(fā)的持續(xù)推進，以及國內(nèi)企業(yè)的技術(shù)逐步成熟，我國小核酸藥物市場有望迎來快速發(fā)展。資料來源：瑞博生物公司演示材料，平安證券研究所效率和長效性吸引了更多的企業(yè)，目前共有185款在研產(chǎn)品，占全部研發(fā)管線比例達到65%，已成為主流RNAi藥物，但多數(shù)仍處于臨床前階段。而miRNA和Aptamer的開發(fā)技術(shù)仍然有待進一圖表11siRNA是小核酸領(lǐng)域中最熱門的發(fā)展方向20041553353336401303因此整體競爭格局相對較好，有望為患者帶來治療希望。從不同藥物類型ASO藥物多數(shù)集中在遺傳病領(lǐng)域，這可能是由于siRNA僅能敲低基因表達因此在遺傳病中作用受限所致。AptamermiRNAASOsiRNA1491403040306333533220與全球相比差距較大，僅16款產(chǎn)品處于臨床階段，其中多數(shù)來自于國外企業(yè)，而由中國團隊自主開發(fā)、進入Ⅱ期的產(chǎn)品數(shù)目較少。此外，從產(chǎn)品類型和靶點來看，目前我國小核酸藥物開發(fā)仍然處于跟隨和模仿階段，多數(shù)企業(yè)選擇的是國外已上市藥物的me-too類產(chǎn)品。未來伴隨我國小核酸藥物開發(fā)企業(yè)的研發(fā)能力提升，有望逐步進入差異化創(chuàng)新和突破型創(chuàng)新階段。20088363363110和自免，而我國在研小核酸藥物主要集中在國內(nèi)的大疾病賽道，包括感染、腫瘤和代謝疾病等。3340333030653365330和Arrowhead等。其中Alnylam于自2018年迎來密集收獲期，成為首家實現(xiàn)商業(yè)化的siRNA領(lǐng)軍企業(yè)，目前已有4款上市藥物。而根據(jù)藥渡數(shù)據(jù)庫，目前瑞博生物和圣諾制藥是國內(nèi)擁有小核酸藥物管線最多的企業(yè)。3530898777750業(yè)競爭格局。而在技術(shù)難關(guān)被逐步攻破后，為重新進入小核酸賽道，加快管線布局Biotech公司達成引進和合作開發(fā)協(xié)議，例如Roche、AZ、J&J和諾華等，行業(yè)整體景氣度較高。此外，近日諾和諾德宣布將以33億美元的收購Dicerna公司，未來小核酸行業(yè)也將逐步迎來大藥企的并購期。圖表16大藥企在過去幾年進行了多次小核酸管線的引進RNAi相比ASO作用效率更高。從目前小核酸藥物管線來看，基本上可以分為ASO和siRNA兩大藥物類型，這兩類藥物是一種細胞內(nèi)源性調(diào)控機制，可以導致序列特異性基因沉默。與ASO相比，RNAi的優(yōu)點在于年由英國科學家Hamilton在植物中首mRNA降解從而導致細胞基因靶向性沉默的現(xiàn)象，作用機制主要分為幾個階段：最后，被切除的靶mRNA被釋放，RISC被回收，使用相同的加載引導鏈再進行幾輪切熱門的小核酸開發(fā)領(lǐng)域之一：高特異性。siRNA與其靶標的結(jié)合具有高度選擇性，通過使用大約mRNA全長來識別靶序列并介導其切割?？梢詤^(qū)分僅相差一個核苷酸的序列，這種高度結(jié)合特異性使siRNA成為適合用于疾病治療的工具；靶點選擇不受限制。siRNA可以沉默基因組中幾乎任何基因的表達，具有廣泛的治療潛力，有望能夠靶向現(xiàn)有治療方治療效率高。由于單個siRNA引導鏈可以在多輪mRNA切割中循環(huán)使用，因此在正確的觸發(fā)條件下，可以實現(xiàn)較高治3.2siRNA藥物有望能夠取代現(xiàn)應用方面，使用玻璃體內(nèi)注射治療年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)和糖尿病性黃斑水腫(于發(fā)展階段，因此也存在較多失敗案例，部分開發(fā)難點有待進一步突破。Onpattro填補空白適應癥由Alnylam開發(fā)的Onpattro于2018年上市，是首個獲得美國FDA和歐盟批準的siRNA藥物，用于治療遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白介導淀粉樣變性(hATTR)。hATTR是由于TTR基因突變引起，正常情況的載體。而TTR基因突變會導致其蛋白發(fā)生錯誤折疊，并且聚集成淀粉樣原纖維，積聚在多個器官中，從而導致器官和組延長生存時間的效果，因此，科學家試圖直接抑制TTR的基因表達。圖表19hATTR是由于錯誤折疊的TTR聚集成淀粉樣原纖維導致Onpattro是一種脂質(zhì)納米顆粒制劑，將siRNA包裹在脂質(zhì)納劑治療后僅有4%的患者表現(xiàn)出改善，同時具備較好安全性，為患者帶來了更多治療選擇。Leqvio具有長效降脂效果，有望取代現(xiàn)有療法并解決耐藥問題Leqvio是一款由Alnylam公司開發(fā)的用于高脂血癥的創(chuàng)新siRNA療法，通過將靶向PCSK9的雙鏈siRNA與GalNAc偶聯(lián)，使其特異性進入肝臟組織，從源頭上關(guān)閉PCSK9的表達，從而降低LDL-C的水究ASCVD）的匯總數(shù)據(jù)顯示，在隨訪超過17個月后，超過2300名患者的LDL-C水平汀不耐受患者，且安全性良好，有望能夠解決耐藥問題。此外，Leqvio相比現(xiàn)有療法大幅降低了用藥頻次，初始用藥每3個月一次，此后每6個月一次（而PSCK9抗體需要每2的效果，操作起來更加簡單，因此Leqvio相比現(xiàn)有療法在患者依從性方面有著獨一無二的治療優(yōu)勢，有望能夠進一步取代VIR-2218和JNJ-3989有望實現(xiàn)乙肝功能性治愈VIR-2218是一款由VirBiotechnology開發(fā)的siRNA藥物，其采用了Alnylam的ESC+和GalNAc的遞送技有望實現(xiàn)乙肝功能性治愈。在2021年歐洲肝臟大會上，公司宣布了VIR-2218的臨床數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示，患者在間隔4周注射2次藥物后可以在24周內(nèi)持續(xù)性的降低患者體內(nèi)的HbsAg的水平。該產(chǎn)品與PEG-IFN-α或VIR-3434（一款HBV中和此外，由J&J和Arrowhead共同開發(fā)的siRNA-GalNac療法JNJ-3989也展現(xiàn)類似治療潛力。結(jié)果顯示，患者在間隔4周圖表21JNJ-3989展現(xiàn)較好的乙肝病毒長效抑制效果Bevasiranib和Sirna-027止步于技術(shù)難點的主要發(fā)病機制是VEGF介導的脈絡(luò)膜新血管形成（CNV因此目前AMD的主要治療方式是抑制VEGF的血管生成，包括靶向VEGF或其受體，以及抑制VEGF下游功能然而，這兩款藥物的臨床均以失敗告終。Bevasiranib雖然在I期和II期臨止使用。因此，siRNA的首個治療嘗試由于給藥障礙以及脫靶造成的毒副作用而終止。伴隨遞送系統(tǒng)和修飾的持續(xù)進步，目隨后，pri-miRNA將被RNaseIII家族酶Drosha和細胞核蛋白DGCR8的復合物切割，形成長度大約70-100nt、具有miRNA具有和siRNA相同特征的末端，隨后其引導鏈將被加載到Argonaute蛋白上以形成RISC復合體，并介導靶主要通過抑制靶mRNA翻譯和去腺苷酸化降解靶mRNA來實現(xiàn)基因沉默。使用miRNA作為治療具有一定優(yōu)勢：miRNA是人類細胞中天然存在的分子。與合成的化合物和ASO不同，miRNA具有基因組中有超過70%的部分被轉(zhuǎn)錄成非編碼RNA，選擇廣泛。miRNA可以同時靶向多個基因。miRNA不需要以100%的互補性與其靶標完mRNA，從而形成一個龐大而復雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。與僅影響單個靶基因的siRNA或ASO相比，miRNA可能會提高治療miRNA的開發(fā)仍然面臨較大挑戰(zhàn)，因此在研管線較少。miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)非常復雜，其與靶mRNA的相互作用存在較多可靶標，同時評估它們作為藥物的適用性至關(guān)重要。體外驗證目前已經(jīng)開發(fā)了許多高通量技術(shù)，然而體內(nèi)動物模型仍存在局限Remlarsen是由miRagenTherapeutics公司開發(fā)，是一種皮下注射的miRNA模擬藥物，旨在模擬miR-29b。miR-29b是藥Remlarsen，可以抑制受試者皮膚傷口中纖維增生的發(fā)展，因此Remlarsen具有預防纖維化瘢痕（肥厚性瘢痕或瘢痕疙瘩）形成或預防皮膚纖維化（如硬皮?。┑臐摿Αobomarsen是由miRagenTherapeutics公司開發(fā)，是一種靶向miR-155的LNAantagomiR，靜脈注射。miRNA-155主中，它被認為是潛在的診斷和預后生物標志物。因此，抑制miR-155是治療血液腫瘤的重要治療策略。目前Cobomarsen在動物實驗中已經(jīng)體現(xiàn)能夠縮小腫瘤體積的治療潛力，臨床試驗仍在進行當中。TTX-MC138有望能夠降低腫瘤轉(zhuǎn)移風險TTX-MC138是由TransCodeTherapeutics公司開發(fā)的、抑制MicoRNA-10b表達，miR-10b被認為直接參與癌細胞遷移、TTX-MC138通過靶向抑制miR-10b，有望能夠直接抑制癌細胞的遷移和侵襲以及腫瘤轉(zhuǎn)移，從而降低患者的腫瘤惡化和死亡風險。TTX-MC138動物試驗中展現(xiàn)MRX-34是全球首個進入臨床試驗的miRNA模擬物，由MirnaTherapeutics公司開發(fā)的脂質(zhì)體納米顆粒制劑，用于模擬顯示出前景，然而在臨床試驗中卻出現(xiàn)多起與免疫相關(guān)的嚴重不良事件，甚至出現(xiàn)死亡案例，因此該藥物的開發(fā)被停止。檢測的最重要手段之一。然而，由于miRNA誘導的基因調(diào)控的復雜性質(zhì)，尤其是miRNA模擬物的化學修飾可能具有挑疾病發(fā)展、進展和疾病起源組織的機制，因此量化患者miRNA變化有望可以提供更精確的診斷和治療方案定制。例如，Quanterix和DestiNA將共同開發(fā)一種用于直接檢測和量化肝毒性生物標志物microRNA-122的核酸檢測方法。有方式更靈敏、更特異的藥物誘導肝毒性檢測。酸或寡核苷酸類似物，長度通常為12-30nt。在結(jié)合靶mRNA后，ASO藥物可以通過幾種不同的方式調(diào)節(jié)其功能，包括上后一條鏈與Ago2選擇性結(jié)合，對靶mRNA進行降解。抑制翻譯。ASO還可以設(shè)計靶向上游翻譯起始密碼子AUG，阻斷RNA結(jié)合蛋白復合物（如核糖體亞基）的結(jié)合，從增加蛋白翻譯。ASO可以設(shè)計為結(jié)合上游開放閱讀框（uORF從而增加下游ORF翻譯的蛋白量?？梢陨险{(diào)表達。與siRNA僅能發(fā)揮沉默作用不同，A在體內(nèi)的擴散效果更好。ASO作為單鏈RNA，相比雙Spinraza憑借較好療效成為重磅品種的最常見原因之一，攜帶率為1:50，發(fā)病率為萬分之一。人類基因組中存在SMN2基因，與SMN1幾乎相同，唯一代hnRNP，從而在翻譯時能夠形成全長的SMN蛋白，從而增加了功能性SMN蛋白的水平，改善患者的運動神經(jīng)元功能圖表26Nusinersen的作Spinraza是美國和歐洲唯一批準的SMA治療，因為患者的運動功能得到改善、疾病進展減緩且副作用很少。作為罕見病用藥，Spinraza定價昂貴，其一年治療費用達到75萬美元。但由于其較好的療效以及稀缺個國家和地區(qū)上市，2020年銷量達到21億美元。Vitravene是首款上市的小核酸藥物FDA批準上市，治療巨細胞病毒視網(wǎng)膜炎（CMV是第一個獲批上市的反義寡核苷酸藥物。該藥物由21個硫代脫氧核苷酸組成，旨在與巨細胞病毒的主要立早基因的mRNA互補，從而特異性抑制巨細胞病毒關(guān)鍵蛋白的產(chǎn)生。臨床數(shù)據(jù)顯示，在Vitravene退市后，直到201發(fā)，用于治療純合性家族性高膽固醇血癥。家族性高膽固醇血癥(FH)是最常見和最嚴重的單基因高膽固醇血癥，其中純合設(shè)計成與人類載脂蛋白(apo)B-100特異性互補，apoB-100是一種由肝臟合成的大蛋白質(zhì)，在人類脂蛋白代謝中起重要作H降解，從而降低血漿LDL-膽固醇和apoB-100濃度。核酸適配體通過空間結(jié)構(gòu)結(jié)合靶標。核酸適配體是合成的單鏈寡核苷酸，與其靶標存在時，核酸適配體可經(jīng)過自身卷曲、折疊形成特定的三維構(gòu)型，如發(fā)夾、凸環(huán)、四角環(huán)等，并通過范德華力、氫鍵、術(shù)，通過SELEX可以從文庫中選擇20-100nt的適配體，以調(diào)節(jié)類似于抗體的蛋白質(zhì)功能。適配體相比其他寡核苷酸和抗ASO或siRNA藥物的靶標需要存在于細胞內(nèi)，而適配體可以靶向細胞內(nèi)、細胞外或細胞表面。雖然核酸適配體對其目標配體的親和力和特異性可與抗體的特性相媲美，但適配體相比抗體具備成本和滲透性優(yōu)勢。適配體作為藥物的開發(fā)熱度逐步消退能夠防止VEGF-165與VEGFR結(jié)合，從而阻止血管生成以及防止VEGF-165誘導的血管通透性增加。但伴隨雷珠單抗上酸適配體作為藥物的開發(fā)熱度逐漸消退。適配體作為載體是目前的主要研發(fā)方向送至細胞內(nèi)靶位點并發(fā)揮作用的整個途徑中面臨首先需要通過血液循環(huán)到達目標組織。在細胞外，核酸藥物容易被血清和組織中的酶降解，此外，由于分子量較小，核酸藥物還容易被肝臟和腎臟快速清除，血清中裸核酸藥物的半衰期從幾分鐘到一個小時不等。同時，核酸藥物還容易被免疫系統(tǒng)識別并引發(fā)免疫反應。其次需要順利到達靶細胞內(nèi)。核酸藥物在通過循環(huán)達到目標組織后，需要具備血管外滲能力并被靶細胞攝取，然而裸進入細胞后需要能達到靶位點。即使核酸藥物被細胞通過內(nèi)吞作用攝取后，也容易被困在內(nèi)吞體中，并被降解，無法順利釋放到細胞質(zhì)發(fā)揮作用。體外試驗顯示，僅1%左右的核酸藥物能夠進入細胞質(zhì)中，而在體內(nèi)試驗則不足0.1%。因此，核酸藥物如何在靶位點積累到能夠治療的水平是一項重大挑戰(zhàn)。因此，為了提高藥物遞送效率，加強治療效果，需要發(fā)明具有高效、特異性的傳遞方式，目前主要通過開發(fā)藥物載體以及很難進入細胞、對靶標mRNA的結(jié)合親和力不佳。為了提高治療效果，寡核苷酸藥物必須經(jīng)過化學修飾，目前修飾主要包圖表30siRNA常用的骨架修飾引入取代基后，例如甲基、氟、鹵素、胺等，能夠使siRNA具有更強的抵抗核酸酶水解的性能，增加siRNA在血清中的穩(wěn)定性。但全鏈修飾將導致siRNA失去沉默活性，因此一般僅對雙鏈末端1-4個核苷酸進行修飾。此外，對正義鏈的修飾較6.1.3堿基修飾堿基修飾能夠提高小核酸藥物的沉默效果。小核酸藥物主要通過與mRNA堿基互補形定點靶向細胞。通過在siRNA末端引入葉酸、肽和適體可以協(xié)助其跨細胞屏障轉(zhuǎn)運，并特異性導向部分細胞類增加細胞膜穿透能力。由于siRNA帶負電荷并且具有較強親水性，因此不易與帶同樣電荷的靶細胞接觸，更不易透過小核酸藥物特性使其較難以裸RNA形式給藥。盡管化學修飾可以增強小核酸藥物的穩(wěn)定性和半衰期，同時解決免疫原性的問題，但如果不能進入細胞實現(xiàn)胞吞，小核酸藥物依然不能發(fā)揮藥物作用。然而，作為外源性藥物，這些基NA的藥物載體中較為常用的主要分為納米顆粒和綴合物，目前被廣泛使用。圖表33目前核酸藥物使用相對較多的遞送系統(tǒng)6.2.1脂質(zhì)納米粒遞送系統(tǒng)的囊泡。通過將核酸藥物裝載到LNP中，可保護被包裹的核酸藥物免于降解和清除，并促進其跨細胞膜運輸?shù)侥繕税形弧?）聚乙二醇（PEG通過增加膠體穩(wěn)定性和保護LNPs免受巨噬細胞的侵襲而降低免疫反應，而過和Alnylam等公司的開發(fā)下，離子化脂質(zhì)遞送系統(tǒng)目前已經(jīng)經(jīng)歷三次迭代，主要代表類型為DL或溶酶體的酸性環(huán)境中質(zhì)子化，導致H+和cl-離子以及內(nèi)體/溶酶體，發(fā)揮沉默作用。數(shù)據(jù)顯示，在小鼠模型中，第二代相比第一代介導基因沉默的劑量顯著降低。由于siRNA產(chǎn)品需要對慢性疾病重復給藥，而二代MC3中二醇烷基尾的緩慢降解會導致重復給藥的累積和潛在毒性?；溨械膬蓚€雙鍵之一，其代謝物為β氧化途徑中脂肪酸的潛在基質(zhì)，具有較好的安全性，并且能夠迅速通過肝臟被品中被使用。此外，通過使用其他可離子化脂類取代MC3也可以提高安全性和效價，例如Moderna開發(fā)了一類新的LNP遞送系統(tǒng)的構(gòu)建擁有較高壁壘，目前全球發(fā)展靠前的幾家企業(yè)其技術(shù)溯源也都是依靠專利授權(quán)。于罕見病和癌癥等嚴重疾病，對于慢性病使用限制較大。肝細胞中，因此由其包裹的核酸藥物也主要作用于肝臟，而對于其他器官缺乏明確的靶向性，使用范圍較為有限。6.2.2偶聯(lián)遞送系統(tǒng)偶聯(lián)遞送系統(tǒng)已經(jīng)逐步取代LNP。由于脂質(zhì)分子的遞送系統(tǒng)仍然存在缺陷，因此各研發(fā)機構(gòu)和藥企仍然持續(xù)開發(fā)新的遞送且通過設(shè)計對酸敏感的連接子可以加強藥物的內(nèi)含體逃逸效率。脂質(zhì)偶聯(lián)并且能與LDL受體或者其他受體結(jié)合，通過內(nèi)吞進入細胞，提高遞送效率，其中較常見的是與膽固醇偶聯(lián)。由DL受體在肝臟中高表達，脂質(zhì)偶聯(lián)藥物系統(tǒng)給藥也主要是靶向肝臟，但通過局部注射，也能進入皮膚，眼睛和大腦等組織。然而，的分子能夠逃逸進入細胞質(zhì)發(fā)揮功能。因此，內(nèi)含體逃逸成為偶聯(lián)給藥的限速步驟。類固醇預處理；2）可以進行皮下給藥，患者推出了更加穩(wěn)定的ESC化學骨架修飾，解決了這個問題?；鵕evusiran的28g用量，其劑量降低了280倍，療效和安全性大為改善。除Alnylam外，近年基于GalNAc的技術(shù)平臺層出不窮，包括Dicerna的GalXC、Arrowhe多聚體載體與LNP的遞送機制相似。多聚體載體技術(shù)在臨床上的應用并沒有脂質(zhì)體類載體廣泛，但是作為核酸藥物的載體度為5納米。根據(jù)Silenseed描述，LODER可以直接將RNAi藥物輸送到實體腫瘤中，并且使其緩慢而穩(wěn)定地釋放?；跇渲畲蠓肿訕渲罹酆衔锸歉叨戎Щ木酆衔锓肿?，可以設(shè)計成模塊化、納米尺寸的球形結(jié)構(gòu)，用于siRNA遞送。主要過加入PEG進一步穩(wěn)定。樹枝狀聚合物的模塊化允許進一步設(shè)計和調(diào)節(jié)載體的功能，提高藥物的靶向特異性和遞送效率。圣諾制藥的多肽納米顆粒（PNP）技術(shù)。PNP是由人工設(shè)計和合成的組氨酸和賴氨酸的多肽共聚物。在水溶液，共聚物分通過細胞的內(nèi)吞作用進入細胞。在內(nèi)含體內(nèi)，由于酸性增強，促使弱堿性的組氨酸開始質(zhì)子化，進而導致內(nèi)含體膜溶解，釋6.2.4細胞外囊泡遞送系統(tǒng)藥物遞送載體的主要是外泌體和微囊泡。間接載藥是通過處理細胞外囊泡母細胞來實現(xiàn)細胞外囊泡載藥的，載藥效率較低；直接載藥是將待載藥物直接裝入細胞外囊泡中，載藥效率更高。EVs的挑戰(zhàn)主要在于工藝開發(fā)方面。但由于EVs屬于生物制劑，因此其活性物質(zhì)較為復雜，面臨著一定程度的內(nèi)在生物變4.2.5遞送系統(tǒng)比較目前僅LNP與GalNAc兩種載體已有藥物獲批上市，因此在工藝成熟度和成藥性上相比其他載體其他平臺仍然處于驗證階段，存在失敗的可能性。遞送系統(tǒng)優(yōu)點缺點不需要額外材料及合成容易降解、有免疫原性、難以進入細胞、半衰期差納米粒子脂質(zhì)細胞外囊泡提高內(nèi)吞效率、助力內(nèi)含體逃逸需要使用類固醇等預處理需要引入賦形劑，可能導致毒性目前仍然處于探索階段偶聯(lián)siRNA、ASO乏賦形劑材料，毒性有限目前主要靶向肝臟組織，作用范圍較為受限Alnylam是siRNA領(lǐng)域的龍頭企業(yè)。公司成立于2002年，2004年納斯達克上市，目前市值160億美元。公司上市以來市值已上漲超20倍。公司一直深耕RNAi治療領(lǐng)域，相繼開發(fā)了多個遞送平臺，包括第二代脂質(zhì)納米粒子遞送平臺著優(yōu)勢，因此除了已獲批的Patisiran使用了LNP，目前公司在研產(chǎn)品基本均使用GalNac偶聯(lián)遞送系統(tǒng)。為了進一步提高遞送效率和安全性，公司也在持續(xù)更新迭代GalNac平臺，從STC到ESC再到ESC+，不斷完善小核酸藥物開發(fā)技術(shù)。圖表43Alnylam持續(xù)更新迭代GalNac偶聯(lián)技術(shù)平臺2）ESC（EnhancedStabil效力較第一代相比提高了10倍以上。但仍有可能在肝臟沉默其它非靶點基因，從而導致肝臟毒性。概率，進一步提高了RNAi療法的特異性和安全性。目前已開發(fā)出多款在研療法中已經(jīng)得到應用并且獲得概念驗證。公司致力于開發(fā)出靶向其他組織的偶聯(lián)遞送系統(tǒng)。受益于豐富的療法在治療肝臟之外組織時的療效和穩(wěn)定性。為進一步拓展RNAi療法的應用范子定向輸送到多種類型細胞和組織。圖表45Alnylam持續(xù)拓展靶向不同組織細胞的偶聯(lián)技術(shù)平臺劑型等。其中，雙靶點核酸藥物是將兩個siRNA通過可裂解linker連接在一起，并使用GalNac等偶聯(lián)技術(shù)靶從而可以持久穩(wěn)定的同時沉默兩個目標基因，有望能夠進一步解決腫瘤異質(zhì)性難題以及感染類疾病的耐藥性問題。圖表46Alnylam持續(xù)開發(fā)新型核酸藥物技術(shù)平臺因此主要集中在肝臟相關(guān)疾病領(lǐng)域。Ionis是ASO領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。公司創(chuàng)立于1989年，是ASO藥物研究和開發(fā)的領(lǐng)頭羊。公司的核心技術(shù)平臺為配體共軛胞和組織，例如將GalNac偶聯(lián)至ASO藥物。除了LICA技術(shù)外，公司還有2個核心修飾技術(shù)，共同推動新一代ASO藥物采用了骨架PS修飾以及其呋喃核糖基環(huán)第2.5代修飾：是一種核苷酸橋接修飾，通過使用cEt糖基取代，使核苷酸的第2和第4個碳原子之間橋連，從而形成雙環(huán)核苷結(jié)構(gòu)，進一步增強穩(wěn)定性。這種取代相比于第2代修飾其效能提高了約10倍。cEt技術(shù)是公司目前最先進的在2019年的收入已經(jīng)超過20億美元，成為RNAi治療重磅藥物。此外，公司還有超過三十多個在研品種，適應癥覆蓋心血管、代謝、神經(jīng)、呼吸系統(tǒng)、眼科、癌癥、傳染病