靶向神经系统、眼、肺！Alnylam《自然》子刊报道新型递送系统，或开辟RNAi疗法新应用
目前全球已有4款RNAi疗法获批上市，这些药物中多以脂质纳米颗粒和N-乙酰半乳糖胺修饰，靶向肝脏组织。然而，若将RNAi技术应用于其他组织（如中枢神经系统、眼、肺）还需要开发新的递送技术。
6月2日，RNAi疗法领导者Alnylam Pharmaceuticals的最新研究成果显示，通过2'-O-十六烷基 (C16) 缀合的亲脂性小干扰 RNA (siRNA)偶联物可靶向肝外组织，包括中枢神经系统、眼、肺组织，并提供了有望治疗上述组织疾病的早期临床前证据。相关文章发表在Nature Biotechnology上。
来源：Nature Biotechnology
改善药物的亲脂性是提高反义寡核苷酸药物和siRNA药物细胞摄取、实现肝外靶向的有效策略。因此，通过对siRNA药物精细化的结构设计，可以增强细胞内药物递送的效率，而不会影响药物的全身分布、疗效和安全性。siRNA结构中，糖环2' 位置的结构修饰可引入多样化基团，不仅可以提高结构的耐核酸酶能力和热稳定性,还可以促进siRNA 与互补mRNA 结合,提高siRNA的靶向能力。
糖环2' 位可引入多样化修饰基团（来源：中国新药杂志）
构效关系研究表明，在siRNA结构中引入C16基团将获得最佳效果。通过将C16与靶向SOD1的siRNA偶联后，向啮齿类动物单次鞘内给药后发现，缀合物在神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞中广泛分布。这种偶联物以剂量依赖的方式降低了SOD1水平，在最高剂量0.9 mg下可敲除超过75%的靶标。
C16偶联可实现siRNA在啮齿类动物中枢神经系统广泛和有效的递送（来源：Nature Biotechnology）
为了研究这种修饰技术在非人类灵长动物中能否同样维持较强的中枢神经系统活性，研究人员将C16偶联到一种靶向淀粉样蛋白 β 前体蛋白 (APP)的siRNA中。结果表明，修饰后的siRNA分子在脊髓和大脑中分别可降低70%和80%水平的APP，作用时间超过3个月。此外，这种偶联物在大脑、脊髓等组织中具有良好的耐受性。
C16修饰的siRNA在非人类灵长动物中枢神经系统中具有有效、持久的作用（来源：Nature Biotechnology）
C16偶联还可用于眼部递送。研究表明，一种靶向转甲状腺素蛋白（TTR）的siRNA修饰后通过玻璃体腔给药，在视网膜色素上皮中成功降低了超过95%以上的靶基因；同样地，一种靶向SOD1的siRNA经C16偶联后在小鼠肺组织中广泛分布（包括细支气管和肺泡），以10 mg/kg给药在2个月内可降低57%SOD1 mRNA。
C16修饰的siRNA可靶向非人类灵长类动物的眼（来源：Nature Biotechnology）
C16修饰的siRNA可靶向小鼠肺组织（来源：Nature Biotechnology）
Alnyam由一群杰出的生命科学家于2002年成立，是RNAi行业的领军企业，推出了包括首个获批的RNAi药物patisiran在内的多款产品。Alnyam专注于遗传疾病、心脏代谢疾病、传染病、中枢神经系统疾病与眼科疾病领域，目前正在探索将该技术拓展到其他领域的可能。
来源：Alnyam Pharmaceuticals官网
此前，Alnyam的递送系统采用脂质纳米颗粒（LNP）和N-乙酰半乳糖胺。脂质纳米颗粒是化学合成的多组分脂质制剂，粒径约为100 nm，内部空腔可封装siRNA并将靶标递送至目标组织，避免被核酸酶降解。脂质纳米颗粒对载脂蛋白E具有高度亲和力，载脂蛋白E是肝细胞表面低密度脂蛋白受体的内源性配体，吸附了载脂蛋白E的脂质纳米粒优先分布到肝脏组织。用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性心肌病等疾病的首个获批RNAi药物patisiran即采用这种递送系统。目前，这种技术已广泛应用于mRNA药物的体内递送（推荐阅读：程强点评 | Science长文报道：下一代mRNA疫苗开发关键——LNP）。
用于递送siRNA的脂质纳米颗粒系统（来源：Alnyam Pharmaceuticals官网）
Alnyam公司的另一递送方式是在siRNA药物上修饰N-乙酰半乳糖胺，这种分子可以识别并结合肝细胞表面去唾液酸糖蛋白受体。提高siRNA表面修饰分子数量可提高与受体之间的亲和力。Alnyam公司在siRNA表面修饰3个N-乙酰半乳糖胺，保证了偶联物与肝细胞的亲和力，提高了siRNA 的肝脏递送效率。这种偶联药物通过皮下给药。Alnyam公司另3款获批药物givosiran、lumasiran和inclisiran均采用这种修饰方式。
用于递送siRNA的N-乙酰半乳糖胺修饰（来源：Alnyam Pharmaceuticals官网）
siRNA药物表面C16修饰是Alnyam公司报道的另一种递送方式。这种专为将siRNA药物递送至中枢神经系统和眼睛设计的修饰方式拓宽了siRNA的应用场景，目前正在进一步研究。
参考资料：
[1] Kirk M. Brown et al. Expanding RNAi therapeutics to extrahepatic tissues with lipophilic conjugates. Nature Biotechnology. 2022.
[2] 王菲菲 et al. siRNA 药物研究进展. 中国新药杂志. 2022.
[3] https://www.alnylam.com/our-science/sirna-delivery-platforms
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