瑞博生物成功融资2.7亿的背后， 一张图告诉你RNAi药物开发是怎么回事

RNA干扰技术（RNAi）起始于90年代末，其发现者在2006年即获得了诺贝尔奖。RNAi的机制，是双链的小干扰RNA（siRNA）在细胞内与靶基因信使RNA（mRNA）通过碱基互补配对识别，然后在相关的酶作用下，切割mRNA，使得相应的基因信息不能表达。理论上，对任意的靶基因，我们都可以设计出相应的siRNA，抑制其表达，特别是一些传统药物不可行的（undrugable）疾病和靶点上同样具有巨大的应用潜力。所以这项技术从一开始就受到制药领域的巨大关注。在2004年，第一个基于RNAi的药物即进入临床实验，尽管这个实验药物后来失败，但是鼓舞了众多药物开发公司和资本进入RNAi领域，推动这项技术进一步发展。

核酸类药物相对于小分子药物或蛋白多肽类药物来说，最大的优势，是它是一种二维药物，而且可以针对疾病靶基因信息直接设计，这大大提高了候选药物筛选的效率，目前通常借助软件进行设计和初步的筛选。不过天然的siRNA稳定性极差，进入生物体后很快会被降解，因此所设计和筛选到的siRNA序列通常需要进一步化学修饰，以增强化学和生物稳定性。除了稳定性的问题，siRNA作为药物另一个障碍是药物递送问题，要想把分子量超过1万，且具有高负电性的siRNA递送到目标细胞内并发挥作用，要突破免疫系统、细胞膜、内涵体等障碍，还要避免清除作用，核酸酶降解等，都绝非易事。多年来，研究者开发出了各种各样的核酸药物递送系统，其中最成功的是脂质体载体和靶向共价缀合载体，目前这两种递送载体均有多个品种的药物处于临床阶段。

除了siRNA药物，还有几种相关的核酸药物开发技术。其中最成熟的技术是反义核酸技术（ASO），ASO的发现和药物开发都更早于siRNA，与siRNA最大的不同，是ASO只有一条核酸链，它的靶标也是mRNA，并在RNaseH酶的作用下切割mRNA。还有另外一种ASO，它并不引起mRNA的切割，而是通过与其他核酸结合从而阻碍其发挥功能。去年上市的重磅核酸药物Spinraza (nusinersen)即是这个类型。此外还有作用机制类似于siRNA的microRNA，microRNA是一条茎环状的单链RNA，最终会被切割成两条单链的RNA，与siRNA发挥干扰作用的途径相同。最近几年发展起来的基因编辑技术受到研究者的追捧，它利用特殊的RNA和核酸酶实现对DNA的剪切，尽管潜力巨大，但是还有更多的问题需要解决，例如核酸稳定性，递送障碍等问题，还有精确度、效率等问题。另外与RNAi和ASO技术不同，基因编辑技术作用的是DNA，这将改变遗传信息。这一次，人类触碰到了上帝的专业领域。

尽管在发现RNAi之前，人们已经掌握了核酸人工合成技术，但是早期小规模、低纯度的核酸合成能力是不能够满足药物开发目标的。如何高质量成规模的合成核酸仍然是值得研究的课题。核酸的结构特点和当前合成工艺决定了所合成产品纯度很难与传统小分子药物相比拟，而且所含有的杂质种类和含量也具有很大的不确定性，导致对工艺控制和质量研究的挑战。对于核酸药物，目前通常将其作为一种大分子量的小分子药物看待。基于此，对药物中可能含有的杂质分为两类看待：一类是非核酸类杂质，这些杂质可能来自于合成原料中的杂质，合成过程中的试剂、溶剂，副反应杂质或降解产生的小分子量化合物等，对这些杂质采用与小分子药物开发一样的策略和限制标准；而对于合成或降解产生的核酸类杂质，通常只是比药物分子少一个或数个核苷酸单元，具有类似的性质，甚至有的还具有一定的活性，潜在毒性与药物本身近似，含量可比一般小分子药物杂质控制限度放宽。

天然的核酸本身可能引起的毒性几率较小，但是实际药物开发中，所使用的核酸分子往往包含各种化学修饰，并且还包含有特定的递送载体分子，这些修饰的核酸和其他非核酸分子可能引起的毒性，在一开始就应受到重视。去年Alnylam公司终止旗下一个三期临床药物的开发即可能是由于修饰核酸引发了部分病人的毒性反应，而Arrowhead公司由于其递送载体的因素导致了其临床前实验中非人灵长类动物的死亡，进而终止了其三个已处于临床阶段的药物开发，令人惋惜。另一方面，要评价RNAi药物的活性，不仅仅与RNAi候选药物本身序列的活性相关，还要考虑到药物是否顺利到达靶标细胞，是否在靶标细胞内释放等问题。很大程度上，评价RNAi药物的活性，是在评价递送系统的能力和RNAi药物的稳定性。

目前全球范围内有数十个RNAi药物处于临床研发阶段，但是还没有一个药物进入市场，在国内外，从事RNAi药物的开发，都真正可以称得上是“全球新”的创新药，一方面是巨大的前景，另一方面也是巨大的挑战。Alnylam是RNAi药物开发在全球的领头羊，其最前沿的一个产品有可能在未来2年内上市，近来ASO药物开发的领头羊Ionis似乎也有意切入RNAi领域。这一领域在国外还有Arbutus、Quark、Arrowhead、Dicerna、silence等公司，瑞博生物代表了国内在RNAi药物开发的水平。纵观这些国内外的公司，他们的药物研发管线中有遗传性疾病、病毒性疾病、肿瘤等，这体现了RNAi药物开发的广阔前景。尽管疾病不同，靶点不同，核酸序列不同，这些公司普遍在递送技术上有自己的一技之长，而且普遍采用了纳米给药系统或靶向缀合给药系统，这两种系统最容易到达的组织都是肝脏，因此目前很多RNAi药物都是针对的与肝脏或代谢相关的疾病。要将RNAi技术应用于更广的治疗范围，就要开发更多类型的高效的递送系统。RNAi药物开发领域，也许就是谁掌握了最强大的递送技术，谁就能够在未来分得最大的蛋糕。