小核酸行業(yè)專題分析報(bào)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(jī)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(dú)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(diǎn) 27 29七、小核酸藥物主要技術(shù)平臺(tái)和領(lǐng)軍企業(yè) 36 39 40 431中心法則內(nèi)容圖解...............................................................................................................................52錯(cuò)誤翻譯的蛋白質(zhì)將導(dǎo)致疾病..............................................................................................................53治療藥物的演變趨勢(shì)...........................................................................................................................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(chǎng)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(yīng)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(jìn)行了多次小核酸管線的引進(jìn)布局.......................................................................14siRNA主要通過形成RISC發(fā)揮作用...............................................................................................15AGO2蛋白的作用機(jī)制..................................................................................................................16hATTR是由于錯(cuò)誤折疊的TTR聚集成淀粉樣原纖維導(dǎo)致.................................................................17Inclisiran的2項(xiàng)III期試驗(yàn)................................................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(gè)適應(yīng)癥............................................................................................19miRNA的產(chǎn)生和作用機(jī)制..............................................................................................................20miRNA可以提高或降低目標(biāo)基因表達(dá)水平......................................................................................21ASO可以通過多種途徑調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)水平.......................................................................................23Nusinersen的作用機(jī)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(duì)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(tái) 圖表45Alnylam持續(xù)拓展靶向不同組織細(xì)胞的偶聯(lián)技術(shù)平臺(tái) 圖表46Alnylam持續(xù)開發(fā)新型核酸藥物技術(shù)平臺(tái) 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(shí)現(xiàn)治療疾病的目的，這類靶點(diǎn)蛋白包等優(yōu)勢(shì)，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(diǎn)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(diǎn)，需要多次試驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)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(jì)較復(fù)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(shí)可能會(huì)發(fā)生變構(gòu)，進(jìn)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(fù)雜；應(yīng)用范圍受到結(jié)合位點(diǎn)限制?？贵w藥物的結(jié)合位點(diǎn)主要在于細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)或細(xì)胞外，其應(yīng)用受到一定限制；白活性等，僅起到“治標(biāo)”作用，存在需要長期高頻用藥或復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。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(biāo)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(dá)，將藥物靶點(diǎn)直接擴(kuò)大到蛋白質(zhì)上游，因此不會(huì)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(xì)胞信號(hào)通路和代謝等方式發(fā)揮治療作用，因此可能會(huì)由于補(bǔ)償通路上調(diào)或抗原表達(dá)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(dá)，因此相對(duì)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??；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(jì)算，對(duì)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(dú)特優(yōu)勢(shì)使其有望為現(xiàn)代生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)開辟一個(gè)全新的開發(fā)方向，進(jìn)一步填補(bǔ)現(xiàn)有療法的治療空白，等人首次利用體外合成的siRNA實(shí)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的基因表達(dá)調(diào)控，標(biāo)志著RNAi開始從研究走向臨床應(yīng)用。震蕩發(fā)展：2004年首款siRNA藥物Bevasiranib進(jìn)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(jìn)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(diǎn)，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(tái)，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(xué)家的持續(xù)研發(fā)下，GalNac遞送系統(tǒng)和化學(xué)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(jìn)一步驗(yàn)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(jìn)等方式快速布局小核酸藥物領(lǐng)域，同時(shí)，資本市場(chǎng)也進(jìn)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(zhǔn)藥物總隨后又經(jīng)歷了幾年空歇，才進(jìn)入平均每年獲批2款產(chǎn)品的階段，直到2014年才進(jìn)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(dòng)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(gè)攻破，小核酸藥物也有望進(jìn)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(yīng)癥布局來看，已上市于安全性的要求相對(duì)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(yīng)癥適應(yīng)癥癥變靶點(diǎn)公司名商品名靶向器官肝臟細(xì)分類別上市時(shí)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(jìn)，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(yù)計(jì)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(yù)計(jì)將達(dá)到45億美元，復(fù)合增速達(dá)到66%。開發(fā)的持續(xù)推進(jìn)，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(chǎng)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(dá)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(jìn)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(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)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(dá)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(tuán)隊(duì)自主開發(fā)、進(jìn)入Ⅱ期的產(chǎn)品數(shù)目較少。此外，從產(chǎn)品類型和靶點(diǎn)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(jìn)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(shí)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(jìng)爭(zhēng)格局。而在技術(shù)難關(guān)被逐步攻破后，為重新進(jìn)入小核酸賽道，加快管線布局Biotech公司達(dá)成引進(jìn)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(jìn)行了多次小核酸管線的引進(jìn)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(xì)胞內(nèi)源性調(diào)控機(jī)制，可以導(dǎo)致序列特異性基因沉默。與ASO相比，RNAi的優(yōu)點(diǎn)在于年由英國科學(xué)家Hamilton在植物中首mRNA降解從而導(dǎo)致細(xì)胞基因靶向性沉默的現(xiàn)象，作用機(jī)制主要分為幾個(gè)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(dǎo)鏈再進(jìn)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(biāo)的結(jié)合具有高度選擇性，通過使用大約mRNA全長來識(shí)別靶序列并介導(dǎo)其切割?？梢詤^(qū)分僅相差一個(gè)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(diǎn)選擇不受限制。siRNA可以沉默基因組中幾乎任何基因的表達(dá)，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(gè)siRNA引導(dǎo)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(shí)現(xiàn)較高治3.2siRNA藥物有望能夠取代現(xiàn)應(yīng)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(diǎn)有待進(jìn)一步突破。Onpattro填補(bǔ)空白適應(yīng)癥由Alnylam開發(fā)的Onpattro于2018年上市，是首個(gè)獲得美國FDA和歐盟批準(zhǔn)的siRNA藥物，用于治療遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白介導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致其蛋白發(fā)生錯(cuò)誤折疊，并且聚集成淀粉樣原纖維，積聚在多個(gè)器官中，從而導(dǎo)致器官和組延長生存時(shí)間的效果，因此，科學(xué)家試圖直接抑制TTR的基因表達(dá)。圖表19hATTR是由于錯(cuò)誤折疊的TTR聚集成淀粉樣原纖維導(dǎo)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(shí)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(jìn)入肝臟組織，從源頭上關(guān)閉PCSK9的表達(dá)，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(gè)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(gè)月一次，此后每6個(gè)月一次（而PSCK9抗體需要每2的效果，操作起來更加簡(jiǎn)單，因此Leqvio相比現(xiàn)有療法在患者依從性方面有著獨(dú)一無二的治療優(yōu)勢(shì)，有望能夠進(jìn)一步取代VIR-2218和JNJ-3989有望實(shí)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(shí)現(xiàn)乙肝功能性治愈。在2021年歐洲肝臟大會(huì)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(diǎn)的主要發(fā)病機(jī)制是VEGF介導(dǎo)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(gè)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(jìn)步，目隨后，pri-miRNA將被RNaseIII家族酶Drosha和細(xì)胞核蛋白DGCR8的復(fù)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(dǎo)鏈將被加載到Argonaute蛋白上以形成RISC復(fù)合體，并介導(dǎo)靶主要通過抑制靶mRNA翻譯和去腺苷酸化降解靶mRNA來實(shí)現(xiàn)基因沉默。使用miRNA作為治療具有一定優(yōu)勢(shì)：miRNA是人類細(xì)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(shí)靶向多個(gè)基因。miRNA不需要以100%的互補(bǔ)性與其靶標(biāo)完mRNA，從而形成一個(gè)龐大而復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。與僅影響單個(gè)靶基因的siRNA或ASO相比，miRNA可能會(huì)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(fù)雜，其與靶mRNA的相互作用存在較多可靶標(biāo)，同時(shí)評(píng)估它們作為藥物的適用性至關(guān)重要。體外驗(yàn)證目前已經(jīng)開發(fā)了許多高通量技術(shù)，然而體內(nèi)動(dòng)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(yù)防纖維化瘢痕（肥厚性瘢痕或瘢痕疙瘩）形成或預(yù)防皮膚纖維化（如硬皮?。┑臐摿?。Cobomarsen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(rèn)為是潛在的診斷和預(yù)后生物標(biāo)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)體現(xiàn)能夠縮小腫瘤體積的治療潛力，臨床試驗(yàn)仍在進(jìn)行當(dāng)中。TTX-MC138有望能夠降低腫瘤轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)TTX-MC138是由TransCodeTherapeutics公司開發(fā)的、抑制MicoRNA-10b表達(dá)，miR-10b被認(rèn)為直接參與癌細(xì)胞遷移、TTX-MC138通過靶向抑制miR-10b，有望能夠直接抑制癌細(xì)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(fēng)險(xiǎn)。TTX-MC138動(dòng)物試驗(yàn)中展現(xiàn)MRX-34是全球首個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)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(yàn)中卻出現(xiàn)多起與免疫相關(guān)的嚴(yán)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(cè)的最重要手段之一。然而，由于miRNA誘導(dǎo)的基因調(diào)控的復(fù)雜性質(zhì)，尤其是miRNA模擬物的化學(xué)修飾可能具有挑疾病發(fā)展、進(jìn)展和疾病起源組織的機(jī)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(cè)和量化肝毒性生物標(biāo)志物microRNA-122的核酸檢測(cè)方法。有方式更靈敏、更特異的藥物誘導(dǎo)肝毒性檢測(cè)。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(duì)靶mRNA進(jìn)行降解。抑制翻譯。ASO還可以設(shè)計(jì)靶向上游翻譯起始密碼子AUG，阻斷RNA結(jié)合蛋白復(fù)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(jì)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(dá)。與siRNA僅能發(fā)揮沉默作用不同，A在體內(nèi)的擴(kuò)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(shí)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(yùn)動(dòng)神經(jīng)元功能圖表26Nusinersen的作Spinraza是美國和歐洲唯一批準(zhǔn)的SMA治療，因?yàn)榛颊叩倪\(yùn)動(dòng)功能得到改善、疾病進(jìn)展減緩且副作用很少。作為罕見病用藥，Spinraza定價(jià)昂貴，其一年治療費(fèi)用達(dá)到75萬美元。但由于其較好的療效以及稀缺個(gè)國家和地區(qū)上市，2020年銷量達(dá)到21億美元。Vitravene是首款上市的小核酸藥物FDA批準(zhǔn)上市，治療巨細(xì)胞病毒視網(wǎng)膜炎（CMV是第一個(gè)獲批上市的反義寡核苷酸藥物。該藥物由21個(gè)硫代脫氧核苷酸組成，旨在與巨細(xì)胞病毒的主要立早基因的mRNA互補(bǔ)，從而特異性抑制巨細(xì)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(yán)重的單基因高膽固醇血癥，其中純合設(shè)計(jì)成與人類載脂蛋白(apo)B-100特異性互補(bǔ)，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(biāo)。核酸適配體是合成的單鏈寡核苷酸，與其靶標(biāo)存在時(shí)，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(biāo)需要存在于細(xì)胞內(nèi)，而適配體可以靶向細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外或細(xì)胞表面。雖然核酸適配體對(duì)其目標(biāo)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(shì)。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(dǎo)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(xì)胞內(nèi)靶位點(diǎn)并發(fā)揮作用的整個(gè)途徑中面臨首先需要通過血液循環(huán)到達(dá)目標(biāo)組織。在細(xì)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(gè)小時(shí)不等。同時(shí)，核酸藥物還容易被免疫系統(tǒng)識(shí)別并引發(fā)免疫反應(yīng)。其次需要順利到達(dá)靶細(xì)胞內(nèi)。核酸藥物在通過循環(huán)達(dá)到目標(biāo)組織后，需要具備血管外滲能力并被靶細(xì)胞攝取，然而裸進(jìn)入細(xì)胞后需要能達(dá)到靶位點(diǎn)。即使核酸藥物被細(xì)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(xì)胞質(zhì)發(fā)揮作用。體外試驗(yàn)顯示，僅1%左右的核酸藥物能夠進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，而在體內(nèi)試驗(yàn)則不足0.1%。因此，核酸藥物如何在靶位點(diǎn)積累到能夠治療的水平是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。因此，為了提高藥物遞送效率，加強(qiáng)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(jìn)入細(xì)胞、對(duì)靶標(biāo)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(xué)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(qiáng)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(dǎo)致siRNA失去沉默活性，因此一般僅對(duì)雙鏈末端1-4個(gè)核苷酸進(jìn)行修飾。此外，對(duì)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(bǔ)形定點(diǎn)靶向細(xì)胞。通過在siRNA末端引入葉酸、肽和適體可以協(xié)助其跨細(xì)胞屏障轉(zhuǎn)運(yùn)，并特異性導(dǎo)向部分細(xì)胞類增加細(xì)胞膜穿透能力。由于siRNA帶負(fù)電荷并且具有較強(qiáng)親水性，因此不易與帶同樣電荷的靶細(xì)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(xué)修飾可以增強(qiáng)小核酸藥物的穩(wěn)定性和半衰期，同時(shí)解決免疫原性的問題，但如果不能進(jìn)入細(xì)胞實(shí)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(duì)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(hù)被包裹的核酸藥物免于降解和清除，并促進(jìn)其跨細(xì)胞膜運(yùn)輸?shù)侥繕?biāo)靶位。3）聚乙二醇（PEG通過增加膠體穩(wěn)定性和保護(hù)LNPs免受巨噬細(xì)胞的侵襲而降低免疫反應(yīng)，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(dǎo)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(dǎo)基因沉默的劑量顯著降低。由于siRNA產(chǎn)品需要對(duì)慢性疾病重復(fù)給藥，而二代MC3中二醇烷基尾的緩慢降解會(huì)導(dǎo)致重復(fù)給藥的累積和潛在毒性。基鏈中的兩個(gè)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(jià)，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(yán)重疾病，對(duì)于慢性病使用限制較大。肝細(xì)胞中，因此由其包裹的核酸藥物也主要作用于肝臟，而對(duì)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(jī)構(gòu)和藥企仍然持續(xù)開發(fā)新的遞送且通過設(shè)計(jì)對(duì)酸敏感的連接子可以加強(qiáng)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(jìn)入細(xì)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(dá)，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(jìn)入皮膚，眼睛和大腦等組織。然而，的分子能夠逃逸進(jìn)入細(xì)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(yù)處理；2）可以進(jìn)行皮下給藥，患者推出了更加穩(wěn)定的ESC化學(xué)骨架修飾，解決了這個(gè)問題。基Revusiran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(tái)層出不窮，包括Dicerna的GalXC、Arrowhe多聚體載體與LNP的遞送機(jī)制相似。多聚體載體技術(shù)在臨床上的應(yīng)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(shí)體腫瘤中，并且使其緩慢而穩(wěn)定地釋放。基于樹枝狀大分子樹枝狀聚合物是高度支化的聚合物分子，可以設(shè)計(jì)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(jìn)一步穩(wěn)定。樹枝狀聚合物的模塊化允許進(jìn)一步設(shè)計(jì)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(jì)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(xì)胞的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞。在內(nèi)含體內(nèi)，由于酸性增強(qiáng)，促使弱堿性的組氨酸開始質(zhì)子化，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)含體膜溶解，釋6.2.4細(xì)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(xì)胞外囊泡母細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)細(xì)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(xì)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(fù)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(tái)仍然處于驗(yàn)證階段，存在失敗的可能性。遞送系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)不需要額外材料及合成容易降解、有免疫原性、難以進(jìn)入細(xì)胞、半衰期差納米粒子脂質(zhì)細(xì)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(yù)處理需要引入賦形劑，可能導(dǎo)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(dá)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(gè)遞送平臺(tái)，包括第二代脂質(zhì)納米粒子遞送平臺(tái)著優(yōu)勢(shì)，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(jìn)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(tái)，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(tái)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(diǎn)基因，從而導(dǎo)致肝臟毒性。概率，進(jìn)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(yīng)用并且獲得概念驗(yàn)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(shí)的療效和穩(wěn)定性。為進(jìn)一步拓展RNAi療法的應(yīng)用范子定向輸送到多種類型細(xì)胞和組織。圖表45Alnylam持續(xù)拓展靶向不同組織細(xì)胞的偶聯(lián)技術(shù)平臺(tái)劑型等。其中，雙靶點(diǎn)核酸藥物是將兩個(gè)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(shí)沉默兩個(gè)目標(biāo)基因，有望能夠進(jìn)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(tái)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(tái)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(gè)核心修飾技術(shù)，共同推動(dòng)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(gè)碳原子之間橋連，從而形成雙環(huán)核苷結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)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(jìn)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(gè)在研品種，適應(yīng)癥覆蓋心血管、代謝、神經(jīng)、呼吸系統(tǒng)、眼科、癌癥、傳染病