RNA干擾（RNAi）途徑調(diào)節(jié)幾乎所有人類細胞中的mRNA穩(wěn)定性和翻譯。小雙鏈RNA分子可以有效地觸發(fā)特定基因的RNAi沉默，但它們的治療應(yīng)用面臨著許多涉及安全性和效力方面的挑戰(zhàn)。然而，2018年8月標志著該領(lǐng)域的新紀元，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準了第一種基于RNAi的藥物Onpattro（patisiran）。
近日，來自美國霍普市貝克曼研究所分子與細胞生物學(xué)系的3位研究人員Ryan L. Setten、John J. Rossi、Si-ping Han在《自然》上發(fā)表綜述文章，討論了RNAi藥物設(shè)計和開發(fā)方面的關(guān)鍵進展、當前臨床管線的狀態(tài)和未來進展的前景，包括利用翻譯后RNAi沉默以外其他機制的新型RNAi途徑制劑。
文章指出，為了利用哺乳動物RNAi途徑有效和特異地抑制假定的治療靶點，RNAi藥物制劑必須克服藥效動力學(xué)相關(guān)的挑戰(zhàn)（靶標特異性、脫靶RNAi活性、免疫傳感器介導(dǎo)的細胞**）和藥代動力學(xué)相關(guān)的挑戰(zhàn)（循環(huán)系統(tǒng)、細胞攝取、內(nèi)體逃逸）。目前，這些挑戰(zhàn)正在通過RNAi觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)基序、序列選擇、化學(xué)模擬以及遞送途徑和賦形劑的選擇和工程化來解決。
當前的臨床RNAi管線
patisiran的批準預(yù)示著RNAi治療的一個充滿活力的新時代，在這一時代，安全有效的RNAi有效載荷和遞送策略正在通過更成熟的臨床研究和開發(fā)以及現(xiàn)行良好生產(chǎn)規(guī)范（cGMP）管線，正在產(chǎn)生針對肝 臟和非肝 臟組織多種適應(yīng)癥的有前景藥物。
目前，已有多個用于肝 臟和非肝 臟適應(yīng)癥的候選藥物正處于I期、II期和III期臨床試驗中，針對中樞神經(jīng)系統(tǒng)和其他非肝 臟組織的研究性新藥（IND）即將進入臨床。除此之外，用于RNAi有效載荷和遞送輔料的新技術(shù)很可能在未來5年內(nèi)在更多的組織和適應(yīng)癥中得到發(fā)展?？偠灾?，這些進展表明，RNAi治療在未來十年將有許多途徑來進行富有成效的創(chuàng)新。
RNAi藥物開發(fā)的經(jīng)驗和教訓(xùn)
RNAi藥物臨床前和臨床開發(fā)方面的進展和挫折使得RNAi藥物開發(fā)過程日益成熟和精明。主要的經(jīng)驗教訓(xùn)包括：經(jīng)驗檢驗的好處，Dianophores（決定藥代動力學(xué)的分子特征）和Pharmacophores（決定藥效學(xué)的分子特征）的持續(xù)演化，使用正確的動物模型預(yù)測安全性和藥物活性的重要性，使輔料復(fù)雜性和**最小化的必要性，以簡化生產(chǎn)、儲存和臨床測試并降低重大不良事件的風險。
盡管RNAi觸發(fā)器的常用堿基和主干化學(xué)分子數(shù)量低得令人難以置信，但在RNAi觸發(fā)器的每條鏈中存在20個以上的可修飾核苷酸會導(dǎo)致天文數(shù)字的可能修飾模式。通過經(jīng)驗篩選，Alnylam公司ESC技術(shù)的世代發(fā)展及其在臨床效價和安全性上的相應(yīng)提高，已顯示出了進化開發(fā)的力量和潛力。隨著更多的RNAi-兼容的堿基和主干化學(xué)分子的出現(xiàn)，Dianophores的開發(fā)將繼續(xù)保持強勁勢頭。
在進行經(jīng)驗測試時，使用正確的體外和體內(nèi)模型準確預(yù)測**和效力非常重要。不同的模型生物對寡核苷酸和賦形劑的反應(yīng)不同。其他重要的考慮因素是輔料的復(fù)雜性、均一性、穩(wěn)定性和**，如納米顆粒、聚合物、肽和蛋白質(zhì)。脂質(zhì)和聚合物納米粒子已被廣泛用于改善藥物動力學(xué)特性，但它們的制備具有一定的挑戰(zhàn)性，其產(chǎn)物在顆粒組成、顆粒性質(zhì)和藥物荷載上往往具有一定程度的異質(zhì)性，使得在臨床開發(fā)過程中難以建立治療窗口。
此外，在儲存或給藥后，顆粒可能變得不穩(wěn)定，并釋放分解產(chǎn)物，從而導(dǎo)致難以追蹤的**。類似地，盡管內(nèi)質(zhì)膜溶解賦形劑（如蜂毒素）可顯著改善RNAi藥劑的內(nèi)體逃逸，但它們也可能非常有毒的。
RNAi藥物需應(yīng)對的持續(xù)挑戰(zhàn)
盡管臨床RNAi藥物開發(fā)取得了進展，但在藥物動力學(xué)、藥效學(xué)和限制**策略方面仍有很大的改進空間。為了達到這些目的，在諸如聚合物納米顆粒（LNP）、適體（aptamer）、分子配體和寡核苷酸堿基和骨架修飾等成熟技術(shù)方面已經(jīng)取得了持續(xù)的進展。
此外，還有一些新的方法有望克服在系統(tǒng)性和局部RNAi給藥、RNAi有效荷載的特異性和安全性方面的現(xiàn)有挑戰(zhàn)，包括：利用逆轉(zhuǎn)運策略改善內(nèi)體逃逸、將抗體與siRNA偶聯(lián)改善藥代動力學(xué)并實現(xiàn)組織特異性靶向、通過疏水修飾提高siRNA效力、利用可生物降解的離子化脂質(zhì)降低脂質(zhì)納米顆粒**、利用外泌體進行全身siRNA遞送、利用層-層靜電組件和可注射生物降解水凝膠增強局部遞送、通過交聯(lián)修飾核酸提高核酸納米結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)穩(wěn)定性、通過開發(fā)拮抗劑快速逆轉(zhuǎn)RNAi活性、采用動態(tài)核酸納米技術(shù)實現(xiàn)條件性RNAi活性、采用干細胞和三維培養(yǎng)制備類器官來替代臨床前模型。
siRNA之外
對miRNA誘導(dǎo)的RNAi機制的深入研究產(chǎn)生了合成的miRNA療法和構(gòu)建物，統(tǒng)稱為抗mirs和阻斷mirs，它們分別抑制特定miRNA的活性或阻止特定miRNA目標的沉默。此外，還發(fā)現(xiàn)了短dsRNA的其他功能。
例如，由小dsRNA產(chǎn)生的指導(dǎo)RNA可以在轉(zhuǎn)錄水平上以一種Ago依賴的方式誘導(dǎo)基因沉默或基因激活?；谶@些發(fā)現(xiàn)的以下技術(shù)的成熟預(yù)計將大大增加未來RNAi療法可治療的疾病適應(yīng)癥的數(shù)量，包括：miRNA模擬物、miRNA抑制劑（抗-mirs）、miRNA競爭（阻斷-mirs）激動劑、小dsRNA介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄基因沉默、小dsRNA介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄基因激活。
結(jié)束語
Onpattro的獲批，使RNAi療法系統(tǒng)性遞送至肝 臟成為臨床現(xiàn)實。盡管基于GalNAc-共軛的、代謝穩(wěn)定siRNA后續(xù)藥物仍在臨床開發(fā)中，但這些藥物在不同肝 臟適應(yīng)癥中的持續(xù)效力和安全性相當樂觀，開發(fā)用于眼、腎和中樞神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)癥的其他RNAi療法進展也是如此。目前許多臨床候選藥物靶向罕見病，但如果批準，Alnylam公司的PCSK9抑制劑inclisiran和Quark公司治療腎損害的QP-1002以及治療濕性AMD的PF-655可能影響更大的患者群。
目前RNAi療法已取得了成功，很明顯，如果系統(tǒng)性地遞送到非肝、非腎組織在臨床應(yīng)用上變得可行，那么RNAi療法的影響可能會極大地擴展。
關(guān)鍵性的挑戰(zhàn)包括同時避免腎 臟和網(wǎng)狀內(nèi)皮組織的清除，在無高表達荷載內(nèi)化受體的細胞類型中增強攝入，以及改善內(nèi)體逃逸。其中一些問題可能適用于與復(fù)雜生物學(xué)途徑更為協(xié)同工作的方法，例如那些負責細胞內(nèi)貨物分揀和內(nèi)吞后運輸?shù)耐緩?。這需要化學(xué)家和生物學(xué)家之間比過去更為密切的合作來開發(fā)利用生物學(xué)途徑微妙方面的解決方案。
另外，還可能需要使用化學(xué)復(fù)雜類型的多功能賦形劑，這種賦形劑迄今為止一直困擾著攜帶RNAi的納米顆粒的臨床開發(fā)?；蛘?，進一步開發(fā)代謝穩(wěn)定的RNAi觸發(fā)器和共軛配體以有效地輸送到越來越多的肝外組織，而無需更復(fù)雜的制劑。這些都是具有挑戰(zhàn)性的問題，但RNAi治療領(lǐng)域20年來的發(fā)展歷史證明了堅持不懈的力量。隨著賦形劑和有效載荷方面的許多創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，毫無疑問未來將有更多的突破。（新浪醫(yī)藥編譯/newborn）
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