RNA疗法发展驶入快车道，市场前景诱人丨医麦新观察
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2019年9月16日/医麦客 eMedClub/--今年早些时候，诺华公司的Zolgensma和Bluebird Bio的Zynteglo相继获批上市，引发了大家对基因治疗领域的兴奋和热烈讨论。
许多生物技术公司也正在采取其他类似的前沿方法来对抗疾病，对于它们来说，治愈疾病的关键不在于DNA水平，而在于RNA，其是连接遗传物质DNA与生物学功能承担者蛋白质的纽带。
▲ 图片来源：Translate Bio
RNA疗法的分类
RNA疗法是指基于RNA的靶向治疗手段，药物最终的靶点通常是特定的RNA序列，或者药物本身就是RNA分子。目前，RNA药物开发工作主要集中在四种方式：
1）用于癌症和传染病的mRNA疫苗；
2）体外转录(IVT)mRNA以替代或补充蛋白质；
3）反义RNA，或通过miRNA和siRNA的RNA干扰(RNAi)，以部分或完全关闭基因表达；
4）RNA适体(aptamer)或称“化学抗体”，其与特定分子靶标结合并且可以充当药物载体以将小分子化学治疗剂、siRNA、miRNA或纳米颗粒递送到靶组织中。
理论上讲，通过编程和提供mRNA作为治疗剂，它可以将细胞中的蛋白质制造引擎转变为“药物工厂”，对治疗各种疾病具有很大的希望。这种方式能够恢复基因表达而不进入细胞核或改变基因组，降低了基因治疗的安全性隐患；通过使用细胞自身的机器生产天然和功能丰富的蛋白质，有望治疗以前无法治愈的疾病。
mRNA有两个非常有吸引力的应用方向，治疗癌症和病毒感染疾病的mRNA疫苗，以及治疗不可靶向基因病。相对传统蛋白制剂疫苗而言，mRNA疫苗有潜力将生产时间从数月缩短到数周，有更高的潜在迭代效率。除此之外，用mRNA实现个性化癌症疫苗也显示出一定的可行性。相对mRNA 疫苗而言，将mRNA用于治疗罕见基因病的技术难度更高。除了要解决递送问题，还要避免免疫原性，控制mRNA的蛋白翻译效率等。
目前，上述技术门槛正在不断取得突破。
本月中旬，曾经创下生物科技领域最大IPO的Moderna Therapeutics宣布了一项重要技术突破，该公司编码基孔肯雅病毒抗体的mRNA-1944疗法在I期临床试验中表现出良好的安全性和抗病毒活性，这是第一款编码分泌蛋白的全身性mRNA疗法，使用Moderna公司开发的脂质纳米颗粒(LNP)递送技术。
作为第一批上市的mRNA疗法开发商，Translate Bio于今年7月公布了首个吸入式mRNA治疗药物MRT5005的早期数据，MRT5005旨在通过雾化作用将编码全功能囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)的mRNA传递到肺上皮细胞，从而解决囊性纤维化(CF)的潜在病因。这是第一次评估mRNA疗法治疗遗传性疾病的潜力，彰显了mRNA疗法用于治疗肺部疾病的的潜力。
RNA干扰(RNA interference，简称RNAi) 是指反义RNA与靶基因的mRNA以碱基互补配对的形式结合而导致的序列特异性基因沉默现象。RNAi机制由美国科学家Andrew Z. Fire和Craig C.Mello教授于1998年首次发现，并于2006年获诺贝尔生理学或医学奖。RNAi可以直接从源头上抑制致病基因的表达，有望治疗癌症甚至艾滋病等重大疾病。
RNAi的细胞过程利用miRNA和siRNA的翻译后基因沉默或转录沉默来沉默基因表达。双链miRNA和siRNA可以结合mRNA并抑制蛋白质翻译。
微小RNA(microRNA, miRNA)
miRNA是小的非编码RNA，在细胞分化、增殖和存活中起关键作用。内源性miRNA的失调发生在多种疾病中，包括肝炎、心血管疾病和癌症(其中miRNA充当肿瘤抑制剂或致癌基因)。
miRNA被加载到RNA诱导的沉默复合物(RISC)上并与mRNA上的部分互补靶相互作用以抑制蛋白表达。与miRNA互补的反义RNA可以阻断活性，而模拟miRNA的双链或单链RNA可以增强活性。
许多公司目前正在开发miRNA抑制剂和模拟物，并且已经显示出令人鼓舞的结果。2018年，生物技术公司Regulus Therapeutics将一种针对阿尔波特综合征的microRNA药物的授权给了赛诺菲的子公司Genzyme。
小干扰RNA(siRNA)
与减少蛋白质产生的miRNA相比，当siRNA识别mRNA时，它会导致mRNA的切割和降解，并完全沉默基因，从而关闭蛋白质的产生。
2018年8月，Alnylam Pharmaceuticals的Onpattro(Patisiran)相继获得美国和欧盟的批准，用于治疗hATTR(遗传性转甲状腺素蛋白介导的淀粉样变性)引起的多发性神经病变成人患者。此次批准具有里程碑的意义，因为Onpattro是RNAi现象被发现整整20年以来获准上市的首款RNAi药物。
2018年10月，强生旗下杨森公司与Arrowhead Pharmaceuticals达成了授权合作协议，共同开发和推广乙肝RNAi疗法ARO-HBV(JNJ-3989)。此外杨森可以选择最多三种针对其它疾病的RNAi药物与Arrowhead展开研发合作。合作协议的总金额可高达37亿美元。
这种方法与RNAi相似，只是它上调基因表达，而RNAi下调。总部位于伦敦的私营生物技术公司MiNA Therapeutics正在测试一种治疗晚期肝癌的saRNA药物。
ASO是指与靶基因mRNA互补的一段单链DNA或RNA序列，通常由十几到几十个碱基组成，通过化学合成的方式生产。
Vitravene (Fomivirsen)是FDA批准上市的第一个ASO药物，由Isis Pharmaceuticals和诺华联合研发，分别于1998年和1999年获得美国和欧盟批准用于治疗巨细胞病毒视网膜炎。由于高活性抗逆转录病毒疗法的发展，该药物在欧洲及美国分别于2002年及2006年退市。
2013年，赛诺菲旗下Genzyme公司靶向ApoB-100蛋白的硫代磷酸寡核苷酸药物Mipomersen获FDA批准上市，用于治疗家族性高胆固醇血症，此时距离Vitravene的上市已过去了15年。
2016年9月，美国FDA加速批准Sarepta Therapeutics公司的反义药物Exondys51（eteplirsen）注射液，这是首个治疗杜氏肌营养不良症(DMD)的药物。
同年12月，Biogen(渤健)和Ionis Pharmaceuticals的反义药物Spinraza(nusinersen)获得FDA的批准，成为有史以来首个适用于脊髓性肌萎缩症(SMA)的药物。2017年5月，Spinraza获得了欧盟批准上市，随后该药在日本、加拿大、巴西等国上市。2019年2月28日，渤健公司宣布诺西那生钠注射液(美国及欧盟注册商品名Spinraza)正式获得国家药监局批准。
今年5月，Ionis Pharmaceuticals及其子公司Akisa Therapeutics宣布反义药物Waylivra(volanesorsen)已获得欧洲药物管理局(EMA)的有条件上市许可，作为一种辅助疗法，结合饮食控制，用于治疗家族性乳糜微粒血症综合征(FCS)患者。
2018年4月，国家药监局批准了我国首个反义核酸药物“注射用CT102”进入临床试验研究。该药由军事科学院军事医学研究院与杭州天龙药业有限公司合作研发，其适应症为肝癌。
CT102是长度为20个核苷酸的硫代脱氧寡核苷酸钠盐。其以人胰岛素样生长因子1型受体(IGF1R) mRNA为靶点，通过反义作用抑制IGF1R的活性，从而促使肿瘤细胞凋亡或诱导其分化，达到治疗疾病的目的。
RNA适体是指能够以高亲和力和特异性结合特定靶标的RNA寡核苷酸，也被称为“化学抗体”，可用于靶向有机化合物、核苷酸、蛋白质甚至整个细胞和生物体。
RNA适体具有独特的优点，因为除了细胞内靶向能力之外，它们可以直接结合并抑制细胞外靶标，并且在一些情况下激活它们的功能，而其他基于RNA的治疗剂必须首先进入细胞以实现它们的功能。此外，适体还可与细胞受体结合后被内化，在核酶组合以及其靶分子存在下自切割，可将各种治疗剂如小分子、肽、特别是基于RNA的治疗剂递送到特定的细胞中。
2004年，由Eyetech制药公司和辉瑞公司合作的RNA适体药物Macugen (Pegaptanib)被FDA批准用于治疗新生血管(湿性)年龄相关性黄斑变性(AMD)，也是迄今为止唯一获批的治疗性RNA适体。
发展驶入快车道，市场前景庞大
去年12月，总部位于美国马萨诸塞州的mRNA疗法独角兽公司Moderna Therapeutics首次公开募股(IPO)募集了6.043亿美元，创造了有史以来最大规模的生物技术IPO。
今年7月，作为第一家将mRNA个性化肿瘤疫苗引入临床的公司，德国BioNTech宣布完成3.25亿美元的B轮融资！这是欧洲生物技术公司有史以来最大规模的融资之一。从全球来看，这是今年迄今为止完成的规模最大的私人融资。近日，该公司向美国证券交易委员会提交了上市申请，计划IPO募资1亿美元。
同在7月，拥有十几个自主开发的mRNA新药研发项目的斯微生物完成了近亿元的A轮融资。据悉，本轮融资将用于斯微生物mRNA药物GMP生产中心建设，开展在三家医院的临床试验及个性化肿瘤疫苗项目IND申报工作，并将同步推进后续管线的前期研究。
一系列的融资事件及研究进展预示着RNA疗法进入快速发展的轨道，并即将为各种适应症带来全新治疗方法。截至2018年7月，69家公司在临床开发中拥有mRNA、反义RNA、RNAi或RNA适体治疗药物，正在进行315项临床试验(数据由GlobalData Plc提供)。
基于使用GlobalData Plc数据库进行的分析，预计到2024年全球RNA药物市场将超过100亿美元，可见这一新兴治疗类别具有极大商业潜力。
RNA疗法的发展障碍
尽管基于RNA的疗法具有潜力，但高效且安全的递送仍然是一项重大挑战。在其发展过程中需要克服许多重要问题：不稳定性和免疫原性；半衰期短，肾脏和肝脏清道夫受体迅速从血液中清除；细胞摄取和内体逃逸。这些障碍可以通过化学修饰RNA和使用改进的合成递送载体来克服。
上述基于RNA的药物可经由多种不同转染技术导入细胞内，以研究其功能并应用于人体治疗，目前最常用的转染技术可分成以下三类：
1）利用基因工程病毒的生物学方法
2）依赖载体分子的化学方法
3）直接将核酸转染入细胞的物理方法
mRNA转染是针对难转染细胞如神经元、原代细胞和悬浮细胞(淋巴细胞)的一种新的解决方法。这种转染方法相较于DNA转染有很多优点：更高的转染效率、转染后更快速的蛋白表达以及较低的基因插入突变风险。Polyplus-transfection®公司研发了一款高效、温和的mRNA转染试剂jetMESSENGER®，其专门设计以适用于难转染细胞。
mRNA瞬时转染可用于很多用途，包括细胞重编辑、基因编辑(CRISPR/Cas9)及疫苗研发。相对于稳定转染，瞬时转染具有一个很大的优势：速度。在稳定转染需要数周或数月的情况下，瞬时转染在数天内完成，从而快速、可靠地获得少量蛋白质来用于实验。
除了适用于mRNA转染的jetMESSENGER®外，Polyplus公司还拥有in vivo-jetPEI®体内转染试剂，它是由PEI组成的阳离子聚合物，通过形成小于100nm的纳米颗粒有效地包封和保护核酸，所述纳米颗粒有效地渗透到组织中以到达靶细胞。
该产品适用于各种动物模型以及在全球范围内已用于各类治疗和临床试验。其具有极高的安全性和转染效率，已被数个药物开发计划选为转染介质。目前有几个针对癌症、心脏病、外伤性脑损伤和HIV免疫基因治疗的I期和II期临床试验采用in vivo-jetPEI ®。
目前，该公司还正在开发mRNA活体转染的新产品，以应用于mRNA基因治疗。
招聘信息：
本公司招聘一名精通细胞培养和转染的技术支持，须英语流利，待遇从优
有意者请联系：
刘海芹，商务经理
13761803975（微信）
邮箱：hliu@polyplus-transfection.com
参考出处：
https://www.polyplus-transfection.com/products/jetmessenger/
https://www.barrons.com/articles/how-biotech-is-targeting-rna-to-cure-diseases-51567512061
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3627066/
RNA疗法-革命性的创造or资本追逐的泡泡？[深度科普]. 公众号：蛋核科技；作者：Srhpx
https://www.ddw-online.com/therapeutics/p322575-current-trends-in-rna-therapeutics-development.html
Juliano, RL. The delivery of therapeutic oligonucleotides. Nucleic Acids Res. 2016; 44(14): 6518-6548.
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