小核酸藥物技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及主要企業(yè)情況分析課件

1、內(nèi)容目錄1、 小核酸藥物概述引領(lǐng)生物醫(yī)藥變革5向陽(yáng)花木易為春，小核酸藥物優(yōu)勢(shì)顯著5小核酸藥物的發(fā)展現(xiàn)狀72、 小核酸藥物的作用機(jī)理與研發(fā)趨勢(shì)9ASO 與 siRNA 藥物作用機(jī)理9ASO 與 siRNA 的管線研發(fā)現(xiàn)狀 10小核酸藥物化學(xué)修飾發(fā)展趨勢(shì) 12小核酸藥物遞送系統(tǒng)發(fā)展概況 14陽(yáng)離子脂質(zhì)體(LNP)遞送系統(tǒng) 15GalNAc 技術(shù) 153、 反義寡核苷酸（ASO）已上市及潛力藥物分析 16Fomivirsen開(kāi)創(chuàng) ASO 藥物之先河 16Mipomersen降脂領(lǐng)域第一款 ASO 藥物 18Eteplisen爭(zhēng)議中前行的 ASO 藥物 20Nusinersen第一款重磅炸彈 22In

2、otersen商業(yè)化上落于下風(fēng) 24Volanesoren靜待繼續(xù)開(kāi)花結(jié)果 27Golodirsen 與 Viltolarsen后續(xù)值得關(guān)注 29ASO 成功的關(guān)鍵因素 304、 siRNA 藥物每一部分都匠心獨(dú)具 31Patisiran-基于脂質(zhì)體 LNP,實(shí)現(xiàn) siRNA 藥物零的突破 31核酸的化學(xué)修飾 31脂質(zhì)體 LNP 遞送系統(tǒng) 33臨床療效 35專利情況 36Patisiran 商業(yè)化成功 37GivosiranGalNAc 大放光彩 37GalNAc 遞送系統(tǒng) 38臨床療效 39專利情況 40Inclisiran進(jìn)軍慢病領(lǐng)域 41Inclisiran 作用機(jī)理 41Inclisi

3、ran 臨床療效 42Inclisiran 意義重大 43siRNA 發(fā)展總結(jié) 435、 他山之石國(guó)外小核酸領(lǐng)域頭部企業(yè) 43Alnylam行業(yè)堅(jiān)守者 43Ionis小核酸行業(yè)的先驅(qū) 46Sarepta深耕 DMD 領(lǐng)域 47Arrowhead-專注主動(dòng)靶向遞送 49White Oak Group腫瘤領(lǐng)域的新型脂質(zhì)體遞送系統(tǒng) 506、 投資建議 51蘇州瑞博 51海昶生物 52圣諾制藥 53中美瑞康 541圖表目錄圖 1：自然界的中心法則5 圖 2：小核酸藥物主要適應(yīng)癥8 圖 3：ASO 藥物銷售額（單位：百萬(wàn)美金）8 圖 4：以 Patisiran 為例的 siRNA 藥物銷售情況8 圖 5

4、：ASO 空間位阻作用9 圖 6：ASO 作用于 mRNA 或 pre-mRNA9 圖 7：siRNA 作用機(jī)制 10 圖 8：ASO 藥物研發(fā)現(xiàn)狀 10 圖 9：ASO 藥物適應(yīng)癥情況 10 圖 10：ASO 藥物主要在研企業(yè) 11 圖 11：siRNA 藥物研發(fā)現(xiàn)狀 11 圖 12：siRNA 藥物治療領(lǐng)域 11 圖 13：siRNA 藥物主要在研企業(yè) 12 圖 14：小核酸藥物化學(xué)修飾發(fā)展趨勢(shì) 13 圖 15：小核酸化學(xué)修飾的三代技術(shù) 13 圖 16：脂質(zhì)體 LNP 遞送系統(tǒng)示意圖 15 圖 17：GalNac 遞送技術(shù) 16 圖 18：Fomivirsen 結(jié)構(gòu)式 17 圖 19：fo

5、mivirsen 療效 17 圖 20：Mipomersen 作用機(jī)制 18 圖 21：Mipomersen 化學(xué)修飾 19 圖 22：Mipomersen 對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化血脂和 HDL-C 的影響 19 圖 23：Eteplirsen 針對(duì) 51 號(hào)外顯子治療策略 20 圖 24：Eteplisen PMO 化學(xué)修飾 21 圖 25：Eteplirsen 臨床數(shù)據(jù) 21 圖 26：Eteplirsen 銷售情況 22 圖 27：Nusinersen 化學(xué)修飾 23 圖 28：Nusinersen 作用機(jī)制 23 圖 29：Nusinersen 療效顯著 24 圖 30：Nusinersen（

6、Spinraza）銷售額 24 圖 31：Inotersen 化學(xué)修飾 25 圖 32：haTTR 致病機(jī)制 25 圖 33：Inotersen 作 用 機(jī) 制 26 圖 34：Inotersen 臨 床 結(jié) 果 26 圖 35：Inotersen 銷 售 額 （ 單 位 ： 百 萬(wàn) 美 金 ） 27 圖 36：Volanesorsen 化 學(xué) 修 飾 27 圖 37：Volanesorsen 作 用 機(jī) 制 28 圖 38：Volanesorsen 療 效 28 圖 39：Golodirsen 化 學(xué) 修 飾 29 圖 40：Viltolarsen 化 學(xué) 修 飾 29 圖 41：51 號(hào)

7、與 53 號(hào) 外 顯 子 突 變 30 圖 42：Pelacarsen 作 用 機(jī) 理 31 圖 43：Patisiran 核 酸 序 列 與 修 飾 32 圖 44：STC 與 ESC 33圖 45：advanced ESC 與 ESC+ 33 圖 46：Patisiran 處方工藝 3423圖 47：陽(yáng)離子脂質(zhì)體遞送圖示 35圖 48：Patisiran 臨床療效 35圖 49：Patisiran 專利情況 36 圖 50：Patisiran 銷售額保持高速增長(zhǎng) 37 圖 51：Givosiran 化學(xué)修飾 38 圖 52：GalNAc 肝靶向遞送的作用機(jī)理 38 圖 53：Givosir

8、an 療效 40 圖 54：Givosiran 專利情況 40 圖 55：Inclisiran 化學(xué)修飾 41 圖 56：Inclisiran 作用機(jī)理 42 圖 57：Inclisiran2 期臨床數(shù)據(jù) 42 圖 58：Alnylam 研發(fā)方向與管線情況 44 圖 59：Alnylam RNAi 平臺(tái)技術(shù) 45 圖 60：Alnylam 計(jì)劃每年遞交 2-4 個(gè) IND 45 圖 61：Alnylam 研發(fā)成功率高 46 圖 62：Ionis 管線 46 圖 63：Ionis 管線 46 圖 64：Ionis LICA 技術(shù)平臺(tái) 47 圖 65：Sarepta 小核酸管線 48 圖 66：P

9、MO 結(jié)構(gòu) 48 圖 67：PPMO 示意 48 圖 68：PPMO 動(dòng)物數(shù)據(jù) 49 圖 69：Arrowhead 管線 49 圖 70：TRiM 系統(tǒng) 50 圖 71：White Oak 新型脂質(zhì)體遞送系統(tǒng) 51 圖 72：蘇州瑞博管線情況 52 圖 73：海昶生物小核酸藥物管線情況 53 圖 74：圣諾制藥管線情況 54 圖 75：中美瑞康管線 55表 1：核酸藥物與傳統(tǒng)藥物比較5表 2：小核酸藥物的優(yōu)勢(shì)6 表 3：1998 年-至今已上市的 ASO 與 siRNA 藥物7 表 4：三代小核酸化學(xué)修飾主要優(yōu)缺點(diǎn) 14 表 5：Alnylam 核酸序列模板技術(shù)迭代過(guò)程 32 表 6：Pati

10、siran LNP 載體中各組分作用 34 表 7：GalNAc 優(yōu)劣勢(shì) 391、 小核酸藥物概述引領(lǐng)生物醫(yī)藥變革1.1 向陽(yáng)花木易為春，小核酸藥物優(yōu)勢(shì)顯著講到堪稱生物醫(yī)藥第三次革命的核酸藥物就不得不提到中心法則。中心法則是指 遺傳信息從 DNA 傳遞給 RNA，再?gòu)?RNA 傳遞給蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程，以及 遺傳信息從 DNA 傳遞給 DNA 的復(fù)制過(guò)程。這是所有有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所遵循的法 則。核酸藥物就是有別于傳統(tǒng)藥物，直接作用在 DNA 或者 RNA 層面的藥物，本報(bào) 告重點(diǎn)分析在核酸藥物中堿基較少（往往小于 30nt）的小核酸藥物。圖 1：自然界的中心法則基于RNA 和 DNA 的

11、核酸藥物較之傳統(tǒng)藥物更有優(yōu)勢(shì)。目前，小分子和蛋白質(zhì)是生 物制藥主流的兩大類藥物。小分子藥物通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合抑制靶蛋白，而基于蛋白 質(zhì)的藥物（例如抗體）可以與多個(gè)靶標(biāo)高度特異性結(jié)合。相較于抗體藥物，小核 酸藥物可選擇靶點(diǎn)更為豐富，特別是針對(duì)一些蛋白藥物難以成藥的一些基因，而 且短序列的一些核酸藥物通常是可以進(jìn)行化學(xué)合成，制備相對(duì)簡(jiǎn)單一些，更容易 保證合成可得性和批次間穩(wěn)定性。表 1：核酸藥物與傳統(tǒng)藥物比較小分子藥物抗體藥物核酸藥物分子量小100000Da中7000-14000Da作用位 點(diǎn)胞內(nèi),胞外,膜上胞外,膜上胞內(nèi)4靶點(diǎn)數(shù) 量較多相對(duì)較少較多在傳統(tǒng)藥物不可成藥靶點(diǎn) 有巨大應(yīng)用潛力型作用類靜電力

12、吸附蛋白相互作用堿基互補(bǔ)配對(duì)特異性弱強(qiáng)強(qiáng)半衰期較短,以小時(shí)計(jì)中等,以周計(jì)較長(zhǎng),以月計(jì)較大較小先導(dǎo)分結(jié)構(gòu)選擇相靶蛋白特異性較小子研發(fā)對(duì)盲目抗原表位測(cè)序得到病變基因,難度高通量篩選+噬菌體展示+據(jù)此合成治療基因計(jì)算輔助優(yōu)高通量測(cè)活平程序設(shè)計(jì)化臺(tái)給藥方首選靜脈或皮下注靜脈注射,皮下注射,鞘內(nèi) 式首選口服射注射,玻璃體內(nèi)給藥口服仍在突破中作為核酸藥物中的代表，小核酸藥物展現(xiàn)了極大的潛力，包含反義寡核苷酸（ASO）、 小發(fā)卡 RNA（shRNA）、小干擾 RNA（siRNA）。小核酸藥物從基因水平開(kāi)始治療， 相比蛋白藥物有明顯的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)小分子化合物的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，先導(dǎo)化合物的發(fā) 現(xiàn)存在比較大的偶然性，而

13、小核酸藥物的最大優(yōu)勢(shì)是，只需要針對(duì)小核酸藥物的 基因開(kāi)發(fā)合適的序列，就可以開(kāi)發(fā)成為新的藥物，該途徑避免了研發(fā)過(guò)程中的盲 目性。確定了小核酸藥物的靶標(biāo)序列后，其流程較快，且耗時(shí)明顯更短，而且小 核酸藥物的生物特異性也是非常高的。多年來(lái)，小核酸的化學(xué)修飾與遞送系統(tǒng)改 進(jìn)不僅增強(qiáng)了特異性和功效，而且減少了副作用。近年來(lái)，小核酸藥物因其獨(dú)特 的優(yōu)勢(shì)已成為治療各種疾病的有前途的工具。表 2：小核酸藥物的優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)說(shuō)明特異性強(qiáng)人類基因組中有 3109 個(gè)堿基對(duì)。因此，從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講，任何17 個(gè)堿基或更多的 DNA 序列都只會(huì)出現(xiàn)一次或根本不出現(xiàn)（417 大于 1010）。以反義寡核苷酸（ASO）為例，如果用

14、反義寡核苷 酸靶向病毒蛋白的 mRNA 區(qū)域，則寡核苷酸應(yīng)對(duì)病毒 mRNA 具有 極強(qiáng)的特異性。設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 小核酸藥物臨床前研發(fā)首先通過(guò)測(cè)定基因序列，針對(duì)疾病基因進(jìn) 便、研發(fā) 行合理設(shè)計(jì)，使基因靶向沉默，所以能避免盲目開(kāi)發(fā)，極大節(jié)省 周期短 研發(fā)時(shí)間。靶點(diǎn)豐富小核酸藥物從轉(zhuǎn)錄后水平進(jìn)行治療，能針對(duì)一些蛋白靶點(diǎn)難有療 效的特殊靶點(diǎn)進(jìn)行突破，有望攻克尚無(wú)藥物的遺傳疾病。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。51.2小核酸藥物的發(fā)展現(xiàn)狀小核酸藥物目前主要分為反義寡核酸藥物（ASO）、RNA 干擾藥物（siRNA，miRNA）， 由于miRNA 目前尚無(wú)獲批藥物，

15、故本報(bào)告將集中于 ASO 與 siRNA 這兩類小核酸藥 物的分析。從獲批情況上來(lái)看，自小核酸類第一個(gè)藥物 Vitravene 上市以來(lái)，小核 酸行業(yè)已經(jīng)歷了 20 年的時(shí)間，迄今為止一共有 10 個(gè) RNA 的藥物上市，而且由于 行業(yè)技術(shù)以及監(jiān)管的逐步成熟，近年來(lái)小核酸類藥物的審批有了明顯的加速。2015 年以前小核酸領(lǐng)域僅有 2 款藥物上市，在 2018 年至今，已經(jīng)先后有 6 款藥 物上市。1998表 3：1998年-至今已上市的ASO與siRNA 藥物FomivirsenIonis/NovartisFDA 批準(zhǔn)上市的第一個(gè)反義寡核苷酸類藥物，是 CMV 視網(wǎng) 膜炎的二線治療藥物硫代磷酸

16、寡核苷酸藥物，用于2013Kynamro賽諾菲治療純合子型家族性高膽固醇 血癥（HOFH）罕見(jiàn)病磷酰二胺嗎琳代寡核苷酸，用2016Exondys51Sarepta Therapeutics于治療杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥（DMD）罕見(jiàn)病用于治療肝靜脈閉塞癥伴隨造2016DefitelioGentium血干細(xì)胞抑制后腎或肺功能障礙用于治療脊髓型肌萎縮癥2018Spinraza百健/Ionis（SMA）（反義寡核苷酸）罕見(jiàn)病2018TegsediIonis唯一靶向RNA 的haTTA 治療藥物（反義寡核苷酸）罕見(jiàn)病2018Onpattro(Patisiran)首款（siRNA）藥物，用于治療Alnylam/

17、Genzyme由 hATTR（遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素 蛋白淀粉樣變性）引起的多發(fā)性神經(jīng)疾病2019Waylivra(EMA,有條件批準(zhǔn))首個(gè)用于治療家族性乳糜微粒Ionis/Akcea/Therapeutics血癥綜合征（FCS）（反義寡核苷酸）罕見(jiàn)病2019Vyondys 53FDA 批準(zhǔn)的第二種針對(duì)DMD 的Sarepta TherapeuticsRNA 外顯子跳躍療法（反義寡核苷酸）2019Givlaari全球第二款（siRNA）藥物，用Alnylam于治療成人急性肝卟啉癥（AHP）罕見(jiàn)病目前，從治療領(lǐng)域來(lái)看，小核酸藥物研發(fā)的重點(diǎn)治療領(lǐng)域包括杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良、6腫瘤、囊性纖維化等各類疾病。由于小

18、核酸藥物兼具基因修飾和傳統(tǒng)藥物的雙重 特點(diǎn)，故未來(lái)將在多個(gè)領(lǐng)域大展身手，預(yù)計(jì)在基因遺傳性疾病和病毒感染性疾病 領(lǐng)域中將有不俗表現(xiàn)。圖 2：小核酸藥物主要適應(yīng)癥目前小核酸藥物已有多款藥物獲批，并且在商業(yè)上取得了一定的成功。成功的代 表藥物是 ASO 藥物 Nusinersen，用于治療脊髓性肌萎縮癥(SMA，截至 2019 年 底，其累計(jì)銷售額為 47 億美元；另外，目前批準(zhǔn)的兩種 siRNA 藥物 Patisiran 和 Givosiran 也都取得了極好的銷售額，Patisiran 在 2019 年上市的第一年銷 售額已超過(guò) 1.5 億美元。圖 3：ASO 藥物銷售額（單位：百萬(wàn)美金）圖 4

19、：以 Patisiran 為例的 siRNA 藥物銷售情況72、 小核酸藥物的作用機(jī)理與研發(fā)趨勢(shì)2.1 ASO 與 siRNA 藥物作用機(jī)理反義寡核苷酸（ASO）分子量較?。?830 個(gè)核苷酸），是合成的單鏈核酸聚合物，可用于通過(guò)多種機(jī)制調(diào)節(jié)基因表達(dá)。ASO 調(diào)控基因表達(dá)的途徑有三種：第一 種是，ASO 與 mRNA 結(jié)合后，形成空間位阻，使 mRNA 不能再進(jìn)入核糖體進(jìn)行蛋 白質(zhì)翻譯，使得這種 mRNA 所攜帶的基因信息表達(dá)下調(diào)。第二種是 ASO 通過(guò)堿基 互補(bǔ)配對(duì)，與靶標(biāo) mRNA 結(jié)合后，招募 RNA 酶 H 將 mRNA 降解，同樣使得基因表 達(dá)下調(diào)。第三種途徑比較特殊，主要是針對(duì) p

20、re-mRNA 在形成 mRNA 的過(guò)程中，ASO 結(jié)合于 Pre-mRNA 的某個(gè)外顯子區(qū)域，使得這段外顯子被剪切掉，在最后生 成的mRNA 中不包含這段外顯子，而剩下的部分仍能生成一種能夠發(fā)揮原本功能 的蛋白。圖 5：ASO 空間位阻作用圖 6：ASO 作用于 mRNA 或 pre-mRNAsiRNA 是在體內(nèi)由雙鏈 RNA（dsRNA）在 Dicer 酶的剪切作用下形成的具有約 21 個(gè)堿基長(zhǎng)度的小 RNA 分子。其發(fā)揮作用的主要過(guò)程是具有一定結(jié)構(gòu)的 siRNA 在Dicer 的幫助下（可以經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò) Dicer 酶的剪切）與 AGO2 等結(jié)合，構(gòu)成 siRNA 誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（siR

21、NA-induced silencing complex，siRISC），siRISC 中的siRNA 經(jīng) AGO2 作用分解成兩條單鏈，正義鏈被釋放出去，反義鏈則留在 siRISC中。僅含反義鏈的 siRISC 被激活，在反義鏈的引導(dǎo)下通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與 靶基因結(jié)合，進(jìn)而誘導(dǎo)靶基因的沉默。沉默發(fā)生后，靶基因被釋放，使得 siRISC 能與另一個(gè)靶基因結(jié)合，開(kāi)始誘導(dǎo)新一輪的基因沉默。8圖 7：siRNA 作用機(jī)制2.2ASO 與 siRNA 的管線研發(fā)現(xiàn)狀對(duì)于ASO 藥物，目前 ASO 藥物全球研發(fā)尚處行業(yè)發(fā)展期，由于行業(yè)進(jìn)入門檻較高， 全球?qū)嶒?yàn)室階段后的項(xiàng)目不足 300 個(gè)，其治療領(lǐng)域主

22、要集中于腫瘤、神經(jīng)與肌肉 疾病。就行業(yè)集中度而言，頭部公司 Ionis、Sarepta、WAVElife 等公司均有較 長(zhǎng)時(shí)間的積淀，行業(yè)集中度相對(duì)較高。這主要是因?yàn)?ASO 藥物體積相對(duì)較小、親 水性較低，有一定的通過(guò)胞飲直接進(jìn)入細(xì)胞的能力，行業(yè)早期大多采用對(duì) ASO 直 接化學(xué)修飾（降低遞送效率以換取更簡(jiǎn)單的成藥性）的方式進(jìn)行藥物改造，因而 更容易使得早期進(jìn)入行業(yè)的企業(yè)形成專利。但是，近年來(lái)隨著新型遞送系統(tǒng)的出 現(xiàn)以及單純化學(xué)修飾的ASO 遞送效率仍難以讓人滿意，一批以遞送技術(shù)為切入點(diǎn) 的生物醫(yī)藥企業(yè)正在進(jìn)入 ASO 領(lǐng)域。圖 8：ASO 藥物研發(fā)現(xiàn)狀圖 9：ASO 藥物適應(yīng)癥情況9圖 1

23、0：ASO 藥物主要在研企業(yè)對(duì)于siRNA 藥物，與 ASO 類似，目前siRNA 藥物全球研發(fā)尚處行業(yè)發(fā)展期，全球 實(shí)驗(yàn)室階段后的項(xiàng)目大約 300 個(gè)，整體發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，其治療領(lǐng)域主要集中于腫 瘤、神經(jīng)與眼科。就行業(yè)集中度而言，頭部公司 Alnylam、Dicerna、Arrowhead 等公司均有較長(zhǎng)時(shí)間的積淀，行業(yè)集中度相對(duì)較高。由于 siRNA 分子量相較于ASO 更大，且電荷性更強(qiáng)，siRNA 更難依靠自身進(jìn)入細(xì)胞，所以 siRNA 藥物對(duì)于 載體的要求更高，這也是為何 siRNA 藥物獲批相較于 ASO 藥物更晚的一大原因。 目前，siRNA 領(lǐng)域頭部的企業(yè)都基于自身的技術(shù)特點(diǎn)，有

24、自己或者授權(quán)引進(jìn)了遞 送平臺(tái)，遞送技術(shù)是生物醫(yī)藥企業(yè)進(jìn)入 siRNA 領(lǐng)域的一大切入點(diǎn)。圖 11：siRNA 藥物研發(fā)現(xiàn)狀圖 12：siRNA 藥物治療領(lǐng)域10圖 13：siRNA 藥物主要在研企業(yè)2.3 小核酸藥物化學(xué)修飾發(fā)展趨勢(shì)天然存在的小核酸具有較差的穩(wěn)定性和非常低的特異性，并且在體內(nèi)具有許多副 作用?；瘜W(xué)修飾是增強(qiáng)小核苷酸藥物遞送的有效方法之一。磷酸骨架，核糖部分 和堿基本身的修飾已被廣泛采用，以改善寡核苷酸藥物的類藥物性質(zhì)，從而增強(qiáng) 遞送。具體而言，利用修飾來(lái)改善寡核苷酸的藥代動(dòng)力學(xué)，藥效學(xué)和生物分布。對(duì)于某 些治療方式的功能性，還需要特定的修飾方式。例如，2-OMe 和硫代磷酸酯（

25、PS） 修飾的組合促進(jìn)了與膽固醇結(jié)合的 siRNA 的全身給藥，并在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了有效的基 因沉默，例如 2-OMe 和 2-F 的組合已用于 ONPATTRO；采用硫代磷酸酯（PS）， 2-OMe，2-F 和 2-deoxy 修飾的 inclisiran（ALN-PCSsc）亦被用于治療高膽 固醇血癥。目前，Alnylam，Arrowhead，Silence，Dicerna 等頭部企業(yè)在自身ASO 與siRNA 管線成藥性設(shè)計(jì)時(shí)都采用了多種化學(xué)修飾并用的方法以增加其藥物 的成藥性，并且隨著對(duì)于核酸序列以及化學(xué)修飾認(rèn)知的加深，對(duì)于核酸的化學(xué)修 飾也經(jīng)歷了從最早的不修飾到部分修飾，再到現(xiàn)在的全修飾。

26、目前，對(duì)于核酸的化學(xué)修飾經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展出了 3 代技術(shù)。最常 用的化學(xué)修飾是第一代的硫代磷酸酯和第二代的甲基膦酸酯。膦酸甲酯不帶電， 因此比天然 DNA 或 RNA 更具親脂性，并且可以更好地穿透細(xì)胞。但是，甲基膦 酸酯的溶解度一直是個(gè)問(wèn)題，常與膜結(jié)合，僅有較少修飾后小核酸能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì) 內(nèi)。因此，后續(xù)又產(chǎn)生了第三代 PNA、LNA 等技術(shù)。但這些技術(shù)或多或少仍有潛 在的肝毒性以及效率低下等問(wèn)題，工業(yè)界與學(xué)界也意識(shí)到，化學(xué)修飾對(duì)于小核酸 藥物遞送十分重要，但如靶向性等大量問(wèn)題單純依靠化學(xué)修飾還是難以解決，最 終還是需要依靠遞送系統(tǒng)。11圖 14：小核酸藥物化學(xué)修飾發(fā)展趨勢(shì)圖 15：

27、小核酸化學(xué)修飾的三代技術(shù)12表 4：三代小核酸化學(xué)修飾主要優(yōu)缺點(diǎn)代序主要化學(xué)修飾潛在問(wèn)題硫代磷酸酯（PS）寡脫氧核苷酸是第一第一代化學(xué)修 飾代 DNA 類似物的主要代表，它們是最著名和使用最廣泛的小核酸化學(xué)修飾。在 這類小核苷酸中，磷二酯鍵中的一個(gè)非 橋接氧原子被硫取代。將硫代磷酸酯鍵引入小核苷酸的主要目 的是增強(qiáng)其核酸酶抗性。 PS DNA 在體 外人血清中的半衰期約為 9-10 小時(shí)，而 未修飾的寡脫氧核苷酸則為 1 小時(shí)。除 核酸酶抗性外，PS DNA 還形成常規(guī)的 Watson-Crick 堿基對(duì)，激活 RNase H，攜 帶負(fù)電荷用于細(xì)胞遞送并顯示出良好的PS 寡聚脫氧核苷酸 的主要

28、缺點(diǎn)是它們 與某些蛋白的結(jié)合， 特別是與聚陰離子 相互作用的蛋白，例 如肝素結(jié)合蛋白。 這種非特異性相互 作用的原因尚不完 全清楚，但可能引起 細(xì)胞毒性。藥代動(dòng)力學(xué)特性。第二代化學(xué)修 飾第二代小核苷酸解決了部分與硫代磷酸 酯寡聚脫氧核苷酸相關(guān)的問(wèn)題，該寡核 苷酸包含在核糖的 2位置具有烷基修飾 的核苷酸。 2-Omethyl 和 2-O-甲氧基-乙 基 RNA 是此類中最重要的成員。 由這 些結(jié)構(gòu)單元制成的 ASON 的毒性小于硫 代磷酸酯 DNA 和對(duì)它們的互補(bǔ)RNA 具有稍微增強(qiáng)的親和 力。導(dǎo)靶RNA 的RNase H 裂解的效率低下是 與第二代小核苷酸 化學(xué)修飾的主要問(wèn) 題隨著構(gòu)象限制的

29、概念已被廣泛用于增強(qiáng) 結(jié)合親和力和生物穩(wěn)定性，第三代小核 酸化學(xué)修飾被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于改善如靶標(biāo) 親和力、核酸酶抗性和藥代動(dòng)力學(xué)等性 質(zhì)。主要包括肽核酸（PNAs），N3P5第三代化學(xué)修氨基磷酸酯（NPs），2-脫氧-2-氟-d- 飾阿拉伯糖核酸（ FANA）， 和鎖核酸（LNA）。最常用的變異是鎖核酸（LNA），2，4約束的 2-O-乙基（約束乙基）BNA（cEt），在較小程度上是 2-O，4-C BNA增強(qiáng)了核酸酶的穩(wěn)定性和寡核苷酸對(duì)靶RNA 的親和力潛在的肝毒性、遞送 效率低下2.4 小核酸藥物遞送系統(tǒng)發(fā)展概況小核酸藥物要想發(fā)揮效果，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

30、識(shí)別、靶組織中的積累、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)以及從內(nèi)體和溶酶體逃逸等一系列 挑戰(zhàn)。雖然通過(guò)結(jié)合化學(xué)修飾，可大大降低了核酸酶穩(wěn)定性和避免免疫識(shí)別，但 是，其他問(wèn)題仍有待解決，而載藥系統(tǒng)可以極大程度地解決化學(xué)修飾所不能解決 的問(wèn)題，提升小核酸藥物治療的有效性和安全性，因此載體系統(tǒng)可謂是小核酸給13藥的重中之重。目前針對(duì) RNAi 給藥，好的遞送系統(tǒng)是解決挑戰(zhàn)的重中之重，目前領(lǐng)先公司Alnylam 獲批的藥物一款采用脂質(zhì)體 LNP、一款采用 Galnac 遞送系統(tǒng)。2.4.1 陽(yáng)離子脂質(zhì)體(LNP)遞送系統(tǒng)陽(yáng)離子脂質(zhì)體是一種自身帶有正電荷的脂質(zhì)囊泡，主要由陽(yáng)離子脂質(zhì)和中性輔助 脂組成。陽(yáng)離子脂質(zhì)為整個(gè)脂質(zhì)體提供正

31、電荷，主要包括單電荷的陽(yáng)離子脂質(zhì)， 如 DOTAP、DOTMA、DDAB、DC-Chol、DLinDMA 或 DLinDMA 等；以及多電荷的陽(yáng)離 子脂質(zhì)，如 DOGS、DOSPA 等，可離子化的陽(yáng)離子脂質(zhì)如 DLinDMA 或 DLinDMA 的 衍生物、DSPC、膽固醇(cholesterol)及 PEG 脂質(zhì)。陽(yáng)離子脂質(zhì)利用靜電相互作 用，與帶有負(fù)電荷的基因治療藥物相互作用，有效壓縮基因治療藥物由伸展結(jié)構(gòu) 成為體積較小的粒子，形成負(fù)載基因治療藥物的陽(yáng)離子脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染復(fù)合物。陽(yáng)離子脂質(zhì)體可以有效提高基因治療藥物的治療效果。陽(yáng)離子脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染復(fù)合物 表面帶有正電荷，可離子化的陽(yáng)離子脂質(zhì)在低 pH

32、 條件下（叔胺基團(tuán)質(zhì)子化）帶 有正電荷（在生理 pH 條件下，該陽(yáng)離子脂質(zhì)顯示電中性或低的正電荷），通過(guò) 靜電相互作用吸附到帶有負(fù)電荷的細(xì)胞表面，利用細(xì)胞內(nèi)吞作用，形成內(nèi)涵體進(jìn) 入細(xì)胞在內(nèi)涵體中，陽(yáng)離子脂質(zhì)與內(nèi)涵體中帶有負(fù)電荷的膜脂質(zhì)發(fā)生靜電相互 作用，帶有負(fù)電荷的膜脂質(zhì)由內(nèi)涵體的腔外翻轉(zhuǎn)到腔內(nèi)，與正電荷脂質(zhì)形成中性 離子對(duì)，基因治療藥物脫離陽(yáng)離子脂質(zhì)體后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯、表達(dá) 相應(yīng)蛋白質(zhì)。圖 16：脂質(zhì)體 LNP 遞送系統(tǒng)示意圖2.4.2GalNAc 技術(shù)盡管基于脂質(zhì)體 LNP 的 RNAi 藥物 patisiran 進(jìn)入了商業(yè)應(yīng)用，但 GalNAc-siRNA 偶聯(lián)物的遞送平臺(tái)因

33、其針對(duì)肝靶向性肝素遞送的效力和安全性受到了各大藥企14的追捧。GalNAc 是去唾液酸糖蛋白受體（ASGPR）的配體，去唾液酸糖蛋白受體（ASGPR）是一種內(nèi)吞性受體，在肝細(xì)胞的膜表面上高度特異性地表達(dá)（500,000/細(xì)胞），而在其他細(xì)胞中幾乎不表達(dá)。ASGPR 和網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作 用可以有效地將半乳糖衍生的配體從細(xì)胞表面轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)。在此過(guò)程中，ASPGR 在 15 分鐘內(nèi)出現(xiàn)在細(xì)胞表面。四價(jià)和三價(jià)配體比單價(jià)和二價(jià) ASGPR 表現(xiàn)出更高 的親和力。因此，三價(jià)或四價(jià) GalNAc 部分與具有專有接頭結(jié)構(gòu)的 siRNA 共價(jià)綴 合。圖 17：GalNac 遞送技術(shù)為了在小核酸領(lǐng)域長(zhǎng)足發(fā)展

34、，全球各大核酸領(lǐng)域公司的研發(fā)重點(diǎn)都聚焦于規(guī)避開(kāi) 現(xiàn)有專利，開(kāi)發(fā)出更有效、更安全的載體系統(tǒng)，各類平臺(tái)如新型陽(yáng)離子脂質(zhì)體（LNP）、Galnac、exsome、DPC 等都孕育而生。3、 反義寡核苷酸（ASO）已上市及潛力藥物分析目前全球上市的 ASO 藥物一共有 8 個(gè)，這 8 個(gè)藥物的作用機(jī)制也不完全一樣。3.1 Fomivirsen開(kāi)創(chuàng) ASO 藥物之先河Fomivirsen 是 Ionis 和諾華聯(lián)合開(kāi)發(fā)，第一個(gè)批準(zhǔn)上市的反義核酸藥物和寡核 酸藥物。 Fomivirsen 是一種 21 核苷酸的硫代磷酸酯寡核苷酸，可通過(guò)反義機(jī) 制抑制 CMV 復(fù)制。它的修飾方法是全 PS 修飾骨架，修飾后

35、有比較好的藥代動(dòng)力 學(xué)特征。它的寡核苷酸序列（5-GCG TTT GCT CTT CTT CTT GCG-3）與 Fomivirsen 與巨細(xì)胞病毒的 IE2 蛋白的 mRNA 轉(zhuǎn)錄物中的序列特異性互補(bǔ)，該序列編碼負(fù)責(zé) 病毒基因表達(dá)的幾種蛋白質(zhì)對(duì)生產(chǎn)感染性病毒顆粒至關(guān)重要，然后結(jié)合復(fù)合物招 募 RNase H 識(shí)別并降解靶 mRNA，最終導(dǎo)致 CMV 復(fù)制所必需的蛋白質(zhì) IE2 合成受 阻，從而抑制 CMV 的增殖并達(dá)到治療效果。15Fomivirsen 使用硫代磷酸酯鍵，其中磷酸二酯中的一個(gè)氧原子被硫原子取代。硫 的疏水性更高，這使得這些寡核苷酸更可能與 RNA 以外的分子連接。在血液中使用

36、硫代磷酸酯時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其分子中超過(guò) 85的分子與白蛋白等蛋白質(zhì)結(jié)合。這 種蛋白質(zhì)相互作用可以幫助阻止藥物排泄太快，但也可能會(huì)產(chǎn)生不良副作用。硫 的存在也會(huì)產(chǎn)生毒性相互作用，這取決于寡核苷酸序列，可能減慢凝血，同時(shí)促 進(jìn)炎癥和免疫反應(yīng)，因此 Fomivirsen 采用了直接注入眼睛并避免血液流入的注 射方式。圖 18：Fomivirsen 結(jié)構(gòu)式Fomivirsen 被FDA 批準(zhǔn)作為AIDS 病人并發(fā)的CMV 視網(wǎng)膜炎的二線治療藥物，1998 年獲得美國(guó)批準(zhǔn)上市，并于 1999 年獲得 EMA 批準(zhǔn)，適用于對(duì)其他治療措施不能 耐受或沒(méi)有效果或有禁忌的病人。推薦治療方案為第 1 個(gè)月每 15 天玻

37、璃體內(nèi)注 射福米韋生 330g，以后每月給藥 1 次。Fomivirsen 禁用于 24 周內(nèi)使用Cidofovir 治療的病人，以免增加發(fā)生眼內(nèi)炎的危險(xiǎn)性。據(jù)報(bào)道，局部接受fomivirsen 治療的巨細(xì)胞病毒性視網(wǎng)膜炎患者具有顯著的治療益處。圖 19：fomivirsen 療效16作為第一款上市的小核酸藥物，fomivirsen 并未能取得商業(yè)上的成功。主要原 因是上市初期，市場(chǎng)對(duì)于抗巨細(xì)胞病毒藥物的需求甚為迫切，但后來(lái)由于高活性 抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法的發(fā)展，巨細(xì)胞病毒病例數(shù)量急劇下降。最終 Fomivirsen 在 歐洲及美國(guó)分別于 2002 年及 2006 年退市。3.2 Mipomers

38、en降脂領(lǐng)域第一款 ASO 藥物2013 年 1 月 29 日，美國(guó)食品藥品管理局(FDA)和健贊公司共同宣布，已批準(zhǔn)將Mipomersen 用于純合子型家族性高膽固醇血癥(HoFH)患者，作為降脂藥物和飲 食的輔助藥物，以降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、載脂蛋白 B (Apo B)、總 膽固醇(TC)和非高密度脂蛋白膽固醇(非 HDL-C)。Mipomersen 是一種以人類 apo B-100 信使核糖核酸為靶點(diǎn)的反義寡核苷酸，而 apo B-100 是人的低密度脂蛋白（LDL）及其代謝前體極低密度脂蛋白的主要載脂蛋白。圖 20：Mipomersen 作用機(jī)制Mipomersen 的

39、修飾方法是使用兩端為甲氧基乙基取代的核苷酸，中間保留了一 段天然的 DNA 序列，成為 gapmer 結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)修飾的好處是兩端 10 個(gè)甲氧基 乙基核苷酸的添加導(dǎo)致親和力成倍增加， 2甲氧基乙基取代還導(dǎo)致明顯的附加 核酸酶抗性，導(dǎo)致藥物通常在所有物種中具有 2-4 周的消除半衰期，中間的 DNA 序列可以保持 RNase H 對(duì)于 DNA-mRNA 雜交結(jié)構(gòu)中 mRNA 片段的降解能力，使其酶 動(dòng)員能力也得以保持，主要通過(guò)核酸酶代謝和腎臟排泄清除。Mipomersen 皮下 給藥后迅速而廣泛地被吸收，藥物的半衰期約為 30 天。17圖 21：Mipomersen 化學(xué)修飾臨床試驗(yàn)表明，M

40、ipomersen 可降低致動(dòng)脈粥樣硬化脂蛋白的含量，并具有統(tǒng)計(jì) 學(xué)上的顯著性和統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，Mipomersen 能夠降低所有致動(dòng)脈粥樣硬化顆粒（包 括 LDL，apoB100 和 Lp（a），而對(duì) HDL 無(wú)有害影響（所有研究中均略有增加）。 在 Mipomersen 治療患者中，導(dǎo)致中斷治療且發(fā)生率高于安慰劑組的最常見(jiàn)不良 反應(yīng)為注射部位反應(yīng)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶水平升高、流感 樣癥狀和肝功能檢查結(jié)果異常。圖 22：Mipomersen 對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化血脂和 HDL-C 的影響Mipomersen 由于肝毒性和流感的癥狀沒(méi)有在歐洲獲批，美國(guó)市場(chǎng)也由于后來(lái)受 到小分子藥物的沖

41、擊而逐漸退出市場(chǎng)，商業(yè)上也不是很成功。183.3Eteplisen爭(zhēng)議中前行的 ASO 藥物Eteplisen 由 AVI BioPharma(后改名為 Sarepta Therapeutics)研發(fā)，于 2016 年 9 月 19 日獲得美國(guó) FDA 加速批準(zhǔn)上市，商品名為 Exondys 51，成為首個(gè)獲批 治療杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥(DMD)的藥物。Eteplirsen 采用了一種新穎的磷酰二胺嗎啉代寡核苷酸（PMO）和外顯子跳躍技 術(shù)，目的是修復(fù) mRNA 的閱讀框來(lái)部分糾正遺傳缺陷。DMD 是第 51 位上的突變導(dǎo) 致生成的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定而容易降解掉，這個(gè)藥物可以與51 位RNA 的前體Pr

42、i-mRNA 牢固的結(jié)合，干擾了 pri-mRNA 的剪切，最終得到 RNA 是不含 51 位外顯子的結(jié)構(gòu)， 這種 mRNA 翻譯出來(lái)的蛋白質(zhì)比正常的抗萎縮蛋白的短一些，以幫助患者合成一 些有一定功能形式的抗肌萎縮蛋白。于是，這個(gè)較短形式的功能型抗肌萎縮蛋白 可以延緩 DMD 病人行走和運(yùn)動(dòng)能力的退化。圖 23：Eteplirsen 針對(duì) 51 號(hào)外顯子治療策略Eteplirsen 是含有 30 個(gè)核苷酸，序列為 CTCCAACATCAAGGAAGATGGCATTTCT，并且 經(jīng)過(guò)PMO 修飾。與常規(guī) RNA 或 DNA 相比，PMO 堿基與嗎啉部分相連，并且亞基通 過(guò)磷酸二氨基酯鍵連接，該鍵

43、在生理上呈中性電荷 pH 值。PMO 的骨架保留了對(duì) 目標(biāo)RNA 的強(qiáng)結(jié)合力，以及序列的特異性，并且不容易被核酸酶降解，但是藥物 比較長(zhǎng)的核苷酸鏈導(dǎo)致跨膜比 PS 骨架更困難，但是結(jié)合 DMD 患者的特點(diǎn)，這種 結(jié)構(gòu)反而增強(qiáng)了 DMD 患者的選擇性。因?yàn)?DMD 患者的肌細(xì)胞有不穩(wěn)定的細(xì)胞膜結(jié) 構(gòu)，核酸藥物可以通過(guò)空隙進(jìn)入細(xì)胞。而正常的細(xì)胞很難進(jìn)去，從而使得 PMO 核 酸進(jìn)入杜氏肌細(xì)胞的藥物量是其他細(xì)胞的 10 倍以上。19圖 24：Eteplisen PMO 化學(xué)修飾對(duì)于 Eteplirsen 療效評(píng)估的數(shù)據(jù)來(lái)自四個(gè)試驗(yàn)：NCT00844597，NCT01396239，NCT0154040

44、9 和 NCT02255552。在這些研究中，Eteplirsen 并沒(méi)有展現(xiàn)出足夠的 療效，其療效的評(píng)估是通過(guò)治療產(chǎn)生的肌營(yíng)養(yǎng)不良蛋白量（替代終點(diǎn)）和對(duì)患者 走動(dòng)的治療效果（臨床終點(diǎn)）進(jìn)行評(píng)估。來(lái)自免疫組織化學(xué)（IHC）和蛋白質(zhì)印 跡（WB）的數(shù)據(jù)被用來(lái)確定抗肌萎縮蛋白的蛋白質(zhì)定位和抗 DMD 區(qū)域抗體的水平 在患者肌肉中，作為替代終點(diǎn)的結(jié)局指標(biāo)。其獲批主要是由于當(dāng)時(shí)美國(guó)市場(chǎng) DMD 沒(méi)有可用藥物，迫于輿論和患者家屬壓力 FDA 最后選擇用次要終點(diǎn)為主要獲批依 據(jù)。圖 25：Eteplirsen 臨床數(shù)據(jù)Eteplirsen 在證明其作為 DMD 治療劑的功效方面面臨兩個(gè)主要問(wèn)題。一個(gè)是缺

45、乏明顯的功效，另一個(gè)相關(guān)的問(wèn)題是臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)，使用 PMO 進(jìn)行治療的主要挑20戰(zhàn)是增加目標(biāo)組織的吸收，因?yàn)?PMO 由于其中性而顯示出快速清除的效果。在不 改變其化學(xué)性質(zhì)的情況下，可以通過(guò)增加其劑量或給藥頻率來(lái)改善 Eteplirsen的吸收，但其臨床數(shù)據(jù)結(jié)果為綜合數(shù)據(jù)，無(wú)法明確確定加劑量的效果;在任何臨 床試驗(yàn)中均未研究給藥頻率。盡管 Eteplirsen 仍有諸多問(wèn)題，但由于 Eteplirsen 對(duì)在第 50 外顯子處終止并 在第 52 外顯子處開(kāi)始缺失的 DMD 患者是有益的，這部分患者約占所有 DMD 患者 的 14，Eteplirsen 的獲批極大地滿足了這部分患者的臨床需求，因

46、此在商業(yè) 上 Eteplirsen 仍取得了一定的成功，每年銷售額保持較大增長(zhǎng)。圖 26：Eteplirsen 銷售情況3.4Nusinersen第一款重磅炸彈Nusinersen 是治療脊髓性肌萎縮癥兒童和成人的首個(gè)藥物，于 2016 年 12 月 23 日獲得美國(guó)FDA 批準(zhǔn)上市，2017 年 6 月 1 日獲得歐洲EMA 批準(zhǔn)，商品名為Spinraza。Nusinersen 的 18 個(gè)核苷酸結(jié)構(gòu)被修飾為 gapmer 型，兩端為 2-MOE，所有胞嘧 啶堿基的 5引入了甲基，以消減免疫刺激副作用。脊髓性肌萎縮癥(SMA是一種常見(jiàn)的遺傳性神經(jīng)肌肉病，為常染色體隱性遺傳， 以進(jìn)行性、對(duì)稱性

47、肢體近端和軀干肌肉無(wú)力、萎縮為主要表現(xiàn)，患者最終死于呼 吸衰竭和嚴(yán)重的肺部感染，是一種致死性疾病。脊髓性肌肉萎縮癥由 SMN1 基因 發(fā)生突變導(dǎo)致的沒(méi)有 SMN1 蛋白的生成，但人體還有一個(gè)序列極其相近的 SMN2 基 因。但 SMN2 的通路存在問(wèn)題，其外顯子 7 在剪切的時(shí)候會(huì)被剪切掉，生成的蛋 白質(zhì)不是很穩(wěn)定，只能起大概 10%的作用，Nusinersen 和 SMN2 pre-mRNA 結(jié)合， 干擾了 pre-mRNA 的剪切，剪切以后的 mRNA7 號(hào)外顯子會(huì)被包含進(jìn)去，這樣會(huì)生 成相對(duì)穩(wěn)定且具有功能的 SMN2 蛋白，起到治療疾病的作用。21圖 27：Nusinersen 化學(xué)修飾

48、圖 28：Nusinersen 作用機(jī)制Nusinersen 在臨床上展現(xiàn)了其良好的療效。根據(jù)其 FDA 獲批時(shí)依據(jù)的臨床數(shù)據(jù)， 在 121 名受試者中有 82 名的數(shù)據(jù)可供分析。與未接受治療的患者相比，接受Nusinersen 治療的患兒在運(yùn)動(dòng)能力（包括全頭部控制力、翻身的能力以及獨(dú)立 坐與站的能力）顯著改善（40% Vs. 0%, p0.0001）。這對(duì)于患者來(lái)說(shuō)可謂是生 與死的區(qū)別。22圖 29：Nusinersen 療效顯著也正是因?yàn)槠淞己玫寞熜?，Nusinersen 自上市也來(lái)，銷售連年爆炸式增長(zhǎng)，已 經(jīng)成為突破 10 億美金以上的重磅炸彈級(jí)藥物。圖 30：Nusinersen（Sp

49、inraza）銷售額3.5Inotersen商業(yè)化上落于下風(fēng)2018 年 10 月，美國(guó) FDA 批準(zhǔn) Ionis 旗下 Inotersen 上市，用于遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺 素蛋白淀粉樣變性（hATTR）成人患者。更早先時(shí)候， 歐盟 EMA 也已經(jīng)批準(zhǔn)Inotersen 上市。Inotersen 是使用了 20 個(gè)全修飾核苷酸的 ASO 藥物，其結(jié)構(gòu)被 設(shè)計(jì)為 gapmer 型，兩端各有 5 個(gè)核酸核苷酸 2-MOE 修飾。23圖 31：Inotersen 化學(xué)修飾hATTR 是一種罕見(jiàn)的進(jìn)展性、系統(tǒng)性、致死性遺傳性神經(jīng)疾病，是由于 TTR 淀粉 樣蛋白異常形成和聚集并沉積在全身多個(gè)器官和組織，包括

50、周圍神經(jīng)、心臟、腸 道、眼睛、腎臟、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、甲狀腺和骨髓。haTTR 正常的時(shí)候人體內(nèi)轉(zhuǎn)甲 狀腺蛋白TTR 是四聚體結(jié)構(gòu)，患者基因發(fā)生突變，導(dǎo)致單體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，不容 易形成四聚體，更容易解聚成單體，單體在體內(nèi)容易發(fā)生錯(cuò)誤的折疊，容易形成 淀粉樣蛋白，沉積在各個(gè)組織和器官中，導(dǎo)致各種功能障礙。圖 32：haTTR 致病機(jī)制Inotersen 通過(guò)靶向編碼蛋白，與編碼 TTR 的 mRNA 結(jié)合，能夠?qū)е?mRNA 的降解， 從而降低TTR 蛋白的水平，人體內(nèi)轉(zhuǎn)甲狀腺素的蛋白還有兩種，所以不會(huì)影響人 正常功能，但因?yàn)?TTR 蛋白有轉(zhuǎn)運(yùn)視黃醇的功能，所以患者需要補(bǔ)充維生素 A。24圖 33

51、：Inotersen 作用機(jī)制來(lái)自NEURO-TTR 研究的結(jié)果表明，與安慰劑組相比，Inotersen 治療組在共同主 要終點(diǎn)方面獲得了顯著的治療受益：諾?？松钯|(zhì)量-糖尿病神經(jīng)病變（Norfolk QOL-DN）問(wèn)卷評(píng)估的患者生活質(zhì)量，以及改良神經(jīng)病變損傷評(píng)分（mNIS+7）系統(tǒng) 評(píng)估的神經(jīng)病理性疾病進(jìn)展。此外，Inotersen 治療組轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白（TTR） 水平顯著降低。在研究期間，識(shí)別到了血小板減少和腎小球腎炎風(fēng)險(xiǎn)，最常見(jiàn)的 不良事件為注射部位反應(yīng)。圖 34：Inotersen 臨床結(jié)果由于受到同樣治療 haTTR 的藥物 Patisiran 的競(jìng)爭(zhēng)。Inotersen 只是減緩疾

52、病惡25化速度而Patisiran 可以逆轉(zhuǎn)疾病進(jìn)程，同時(shí) Inotersen 的血小板降低副作用也 令人擔(dān)心，所以業(yè)界普遍認(rèn)為 Patisiran 療效、安全性上占優(yōu)，Inotersen 僅在注射方式上略占優(yōu)勢(shì)。因而 Inotersen 銷售仍處于較低水平，在與 Patisiran 的 競(jìng)爭(zhēng)中落于下風(fēng)。圖 35：Inotersen 銷售額（單位：百萬(wàn)美金）3.6Volanesoren靜待繼續(xù)開(kāi)花結(jié)果2019 年 5 月，Ionis 宣布 Volanesorsen 已獲得歐盟委員會(huì)的有條件上市許可， 作為一種輔助療法，結(jié)合飲食控制，用于治療家族性乳糜微粒血癥綜合征（FCS） 患者。 Volan

53、esoren 的 20 個(gè)核苷酸結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為 gapmer 型，所有磷酸骨架都 經(jīng)過(guò)了 PS 修飾，全部胞嘧啶都經(jīng)過(guò)了 5甲基化修飾。圖 36：Volanesorsen 化學(xué)修飾APOC3 是載脂蛋白 C 家族中含量最豐富的一類，是一種含有兩個(gè)雙親螺旋的小蛋26白（79 個(gè)氨基酸殘基），主要在肝臟中合成，是血清 TG 的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。它是 一種可交換的載脂蛋白，存在于循環(huán)脂蛋白中，包括高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）和富含甘油三酯的脂蛋白（TRL），如乳糜微粒（CM）和極低密 度脂蛋白（VLDL）。APOC3 能夠抑制 LPL，調(diào)節(jié)血漿 TG 水平，抑制肝臟脂肪酶活 性，最后促進(jìn)

54、 VLDL 的肝內(nèi)組裝和分泌。HTG 與血漿 APOC3 水平密切相關(guān)，APOC3 能夠調(diào)節(jié)血漿 TG，Volanesorsen 主要靶向 apoC3 的 mRNA，使其降解，從而降低apoC3 的表達(dá)。圖 37：Volanesorsen 作用機(jī)制根據(jù)針對(duì)FCS 病人的 APPROACH 試驗(yàn)顯示，Volanesorsen 能將患者甘油三酯（TG） 水平降低 76.5%，安慰劑僅為 17.6%，可有效地降低血脂水平, 臨床收益顯著。COMPASS（NCT02300233）試驗(yàn) Volanesorsen 同樣能夠顯著降低患者 TG 水平。使 用 Volanesorsen 常見(jiàn)不良反應(yīng)：主要是會(huì)引

55、起血小板減少，出血和注射部位的 反應(yīng)，如疼痛，腫脹，瘙癢或瘀傷等。圖 38：Volanesorsen 療效27就療效而言，volanesorsen 能夠有效地降低血脂水平, 臨床收益顯著。但其上 市請(qǐng)求遭到 FDA 拒絕，可能與其會(huì)導(dǎo)致血小板減少風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。3.7 Golodirsen 與 Viltolarsen后續(xù)值得關(guān)注2019 年 FDA 批準(zhǔn)了 Sarepta 的 Golodirsen 上市用于治療確診為 53 外顯子跳躍 基因突變的 DMD 患者， 2020 年 8 月，日本新藥（ Nippon Shinyaku） 開(kāi)發(fā)的Viltolarsen 同樣獲批治療 53 外顯子跳躍基因突變的

56、DMD 患者。其中 Golodirsen包含 25 個(gè)核苷酸，采用了 Sarepta 公司常用的 PMO 技術(shù)進(jìn)行小核酸的修飾，其 中天然 DNA 和 RNA 中的五元核糖基環(huán)被六元嗎啉代環(huán)取代。每個(gè)嗎啉代環(huán)通過(guò)不 帶電的二氨基磷酸酯部分連接。Viltolarsen 同樣采用了 PMO 的技術(shù)， 與Golodirsen 類似，但兩者采用了不同的核酸序列，Golodirsen 采用的從 5端至3端的堿基序列為 GTTGCCTCCGGTTCTGAAGGTGTTC，Viltolarsen 采用了更少的序 列，為 CCTCCGGTTCTGAAGGTGTTC。圖 39：Golodirsen 化學(xué)修飾圖

57、40：Viltolarsen 化學(xué)修飾作用機(jī)理上，Golodirsen 與 Viltolarsen 的作用機(jī)理與針對(duì) 51 號(hào)外顯子突變的Eteplirsen 類似，小核酸與 DMD pre-mRNA 外顯子 53 中的特定區(qū)域結(jié)合，并在 翻譯前阻止其包含在成熟 mRNA 中，在此就不贅述。與 51 號(hào)外顯子突變患者群體 相比，患有 53 號(hào)外顯子突變患者人數(shù)略少，約占 DMD 人群的 9。28圖 41：51 號(hào)與 53 號(hào)外顯子突變3.8 ASO 成功的關(guān)鍵因素總體來(lái)看，ASO 藥物的商業(yè)化成功與否主要建立在兩方面：1、對(duì)于疾病致病病 理的研究；2、本身的臨床療效。在疾病致病病理的研究上，無(wú)

58、論是 DMD51 號(hào)外顯子還是 53 號(hào)外顯子藥物的出現(xiàn)， 還是針對(duì)SMA 藥物的出現(xiàn)，這些精妙的設(shè)計(jì)都是建立在對(duì)于疾病致病機(jī)理深入的 認(rèn)知上，因此，未來(lái) ASO 藥物的蓬勃發(fā)展必然是伴隨著疾病 Biology 的研究不斷 深化，而近年來(lái)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展正不斷使得 Biology 研究加速。從臨床療效出發(fā)，ASO 藥品首先要能夠滿足患者為滿足的疾病需求，主要是針對(duì) 傳統(tǒng)藥物難以治療或者難以成藥的疾病，比如 DMD、SMA 等疾病，其次是要盡可 能地做到減毒增效。通過(guò)化學(xué)修飾的方法可大大降低了核酸酶穩(wěn)定性和避免免疫 識(shí)別，但仍不可避免地有毒性以及缺乏靶向性、效率低下等問(wèn)題，導(dǎo)致了目前ASO 藥物一

59、些常見(jiàn)的副作用，而載藥系統(tǒng)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。在化學(xué)修飾 ASO 藥物的基礎(chǔ)上增 加遞送系統(tǒng)已經(jīng)成為 ASO 藥物發(fā)展的一大趨勢(shì)，如 Ionis 將化學(xué)修飾的 ASO 與GalNAc 遞送系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，這其中最著名的就屬諾華 2019 年 2 月獲得的由Ionis 開(kāi)發(fā)的針對(duì)載脂蛋白 a（APOa）的藥物 Pelacarsen。脂蛋白 a（Lp（a）是一種高度致動(dòng)脈粥樣硬化、類似 LDL 的脂蛋白，通過(guò)二硫 鍵連接到載脂蛋白 a（Apo（a），Apo（a）由 LP（a）基因編碼。 Lp（a）具有 促炎、促動(dòng)脈粥樣硬化和血栓形成特性

60、，并已通過(guò)流行病學(xué)研究證實(shí)與心肌梗塞、 中風(fēng)和外周動(dòng)脈疾病相關(guān)。LP（a）的水平在出生的時(shí)候就已經(jīng)確定了，和后天 生活方式無(wú)關(guān)，目前已有的降低膽固醇的藥物也沒(méi)法控制， 目前全球約有 800-1000 萬(wàn)人群 LP（a）表達(dá)異常。29Pelacarsen 是用 GALnac 偶聯(lián)的 ASO 藥物，采用全 PS 骨架及 2-MOE 修飾用來(lái)抑 制 Apoa 的 mRNA，從而 LP（a）的水平。圖 42：Pelacarsen 作用機(jī)理4、 siRNA 藥物每一部分都匠心獨(dú)具目前獲批上市的 siRNA 藥物有兩款，分別為 Alnylam 治療haTTR 的 Patisiran 和 治療急性肝卟啉癥（