小核酸藥物的春天來了？

小核酸藥物全球市場規模從2016年0.1億美元已增長至2021年32.5億美元，年復合增長率高達217.8%，預計到2025年全球小核酸藥物銷售額將突破100億美元。截至目前，全球已有15款小核酸藥物上市，還有近300款藥物在研發階段，其中60%仍處于臨床前階段。小核酸藥物行業靜待花開！

獲批上市的小核酸藥物匯總

小核酸藥物是一種從基因轉錄后、蛋白質翻譯前階段進行調控的療法，作用于蛋白質合成上游。相比現有小分子和抗體藥物，在轉錄水平上實現對疾病的治療，不受不可成藥蛋白的制約、治療效率高、特異性強、作用靶點多、研發成功率高，具有不可限量的發展潛力。目前全球小核酸藥物平均每年獲批約2款，占FDA批準藥物總數的5%左右，其處境類似20年前的抗體藥物。春天的到來，必然要經受得住寒冬的考驗。

小核酸藥物研發仍然存在部分技術難關有待突破，包括RNA設計、化學修飾、肝臟以外組織的特異性遞送難題、脫靶毒性及藥物規模性生成等問題。一旦技術問題實現突破，小核酸藥物有望迎來行業快速發展階段，成為繼小分子和抗體藥物之后的第三類主流藥物。

siRNA藥物

從藥物管線來看，基本可以分為ASO和siRNA兩大藥物類型。在現階段獲批上市的15款小核酸藥物中，ASO藥物9款、siRNA藥物5款、Aptamer藥物1款。ASO和siRNA同屬小核酸藥物家族，他們各有千秋。

總的來說，ASO藥物和siRNA藥物都是潛在有效的RNA干擾技術，與ASO相比，siRNA的優點在于可以反復多次引導靶mRNA切割，具有更高的效率。具體選擇哪種干擾方式，取決于研究人員對特定疾病的研究和理解，以及對藥物的針對性需求。

siRNA發展歷程

siRNA是與靶基因互補的長度為21-25nt的小片段雙鏈RNA。目前，siRNA技術已經成為研究和治療各種疾病的重要工具，包括癌癥、病毒感染、遺傳性疾病等。同時，siRNA技術也在不斷發展，如引入化學修飾、載體等改進措施，以提高siRNA的穩定性和生物活性。

》1998年，由Andrew Fire和Craig Mello等科學家發現，他們發現雙鏈RNA（dsRNA）可以介導RNA干擾（RNAi），通過切割靶向mRNA的siRNA來抑制基因表達。這項研究引起了科學界的廣泛關注，并使RNAi成為熱門研究領域。

》2001年，Elbashir等人首次報道了使用合成的siRNA分子實現RNA干擾的方法，并成功抑制了EGFP基因的表達。隨后，siRNA技術被廣泛用于基因沉默、基因功能研究和潛在的治療應用等領域。

》2006年，Alnylam Pharmaceuticals公司研制出了第一種臨床前siRNA藥物，用于治療RPI基因表達異常導致的疾病。

》截至2022年，Alnylam公司共有四款RNAi療法獲得美國FDA的批準上市。這些藥物分別是用于治療淀粉樣變性病的Onpattro，用于治療原發性高膽固醇血癥的Givosiran，用于治療原發性高草酸尿癥I型的Oxlumo（lumasiran）以及用于遺傳性ATTR（hATTR）淀粉樣變性的Vutrisiran。

siRNA作用機制

siRNA分子由21-23個核苷酸組成，由一個富含腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（U）的雙鏈RNA組成。siRNA能夠在胞質中結合到RISC（RNA誘導沉默復合物）中，并與RISC中的蛋白酶一起將其單鏈化。siRNA的作用機制可分為以下步驟：

1． siRNA與RISC復合物結合：siRNA進入細胞后，與RISC（RNA誘導的沉默復合物）復合體結合，形成“活性RISC復合物”。

2． siRNA解旋并與目標mRNA互補配對：RISC復合物解旋siRNA，將其中的單鏈RNA（“導引鏈”）與靶mRNA的互補區域配對。該配對主要是由siRNA的5'端部分與目標mRNA的3'端非翻譯區（UTR）的互補區域結合，形成RNA-RNA雙鏈復合物。

3． 靶mRNA切割或翻譯抑制：RISC復合物中的“核酸酶活性中心”利用導引鏈作為模板，對靶mRNA進行特定位置的剪切，從而破壞其結構，并導致其降解或者翻譯受到抑制。這種特異性的靶向降解或翻譯抑制是siRNA的關鍵作用機制。

siRNA化學修飾

siRNA（小干擾RNA）是一種用于基因靶向治療的有效工具，但其在細胞內的穩定性、傳遞效率、特異性等方面仍然存在一些挑戰。因此，對siRNA進行化學修飾是提高其生物利用度和臨床應用價值的重要途徑。siRNA化學修飾的方法主要包括以下幾種：

1. 磷酸二酯鍵修飾：通過化學改變siRNA磷酸二酯鍵的結構，可以提高siRNA在細胞內的穩定性和抗核酸酶降解的能力。常見的修飾包括2'-氧甲基（2'-O-Me）、2'-氟（2'-F）和磷酸二酯膽堿（PC）等。

2. 核苷酸堿基修飾：將siRNA的核苷酸堿基進行修飾，可以提高其與mRNA的配對效率和特異性。常見的修飾包括2'-氧甲基、2'-氨基和N-甲基二異硫脲等。

3. siRNA末端修飾：在siRNA的3'端或5'端引入化學修飾基團，可以改變siRNA的結構和親水性，從而提高siRNA在細胞內的穩定性。常見的修飾包括羥基（OH）、磷酸二酯基（PO4）和膽堿基（Chol）等。

4. 胺基酸修飾：在siRNA中引入胺基酸修飾，可以提高siRNA在細胞內的特異性。常見的修飾包括N-乙酰半胱氨酸（Ac-Cys）和N-乙酰賴氨酸（Ac-Lys）

需要注意的是，siRNA化學修飾雖然可以提高其生物利用度和臨床應用價值，但也可能對siRNA的靶向性和安全性產生影響。因此，需要根據具體應用情境和研究需要，綜合考慮化學修飾的選擇和優化。

siRNA遞送方式

siRNA在細胞內的遞送是一個重要的挑戰。目前常用的siRNA遞送方式主要包括以下幾種：

1) 載體介導遞送：利用納米粒子等載體將siRNA包裝成復合物，以提高其細胞膜穿透能力和抗核酸酶降解的能力。載體主要分為病毒載體和非病毒載體。病毒載體效率較低且進入人體后會引起免疫反應，現在使用較少。非病毒載體中較為常用的是納米顆粒和綴合物偶聯。這種方法適用于In vitro和In vivo的實驗。

2) 靶向遞送：通過利用針對腫瘤細胞表面分子的抗體、蛋白質或低分子量化合物等物質，將siRNA導向到腫瘤細胞中，提高siRNA的靶向性。常用的靶向物質包括RGD肽、抗HER2抗體等。這種方法適用于In vivo的實驗。

3) 直接注射遞送：將siRNA溶解在鹽水、PBS等緩沖液中，通過直接注射到腫瘤組織或其他組織中，以達到直接傳遞siRNA的目的。這種方法比較簡便，適用于In vivo的實驗。

不同的siRNA遞送方式有其各自的優缺點和適用范圍。在具體應用時需要根據實驗需要和研究目的進行選擇和優化。同時，siRNA遞送還存在一些挑戰，如細胞毒性、免疫反應和生物穩定性等問題，需要繼續加強研究。綴合物偶聯遞送系統因具有較顯著的藥效和安全性在眾多遞送系統中脫引而出。截止2022年，已有3款基于GalNac偶聯遞送系統的藥物獲批上市。GalNAc 作為亞洛曲蛋白受體（ASGPR）的配體，是一種特異性高表達于肝細胞膜表面的內泌受體，幾乎沒有由其他細胞表達，因此也主要用于肝臟給藥。

泓迅生物助力siRNA藥物研發

泓迅生物擁有標準的生產流程，領先設計與先進制造，為客戶提供優質的siRNA化學合成平臺！多種siRNA修飾類型與定制化寡核苷酸偶聯物，μg-g級合成規格，滿足您從研發級別到制造級別的應用需求。

siRNA合成

我們可根據客戶提供的基因序列、Gene ID或Accession Number，免費設計三/四條siRNA，交付的產品保證至少一對可以有效的抑制相應基因的表達，即mRNA水平的抑制效率在70%以上(轉染效率至少達90%)。

siRNA篩選

泓迅生物為客戶提供有效的siRNA篩選服務，提供的實驗報告包括：實驗方法、步驟、照片及相關數據等。

定制化GaINAc修飾偶聯物

泓迅生物可根據客戶需求提供GalNac遞送分子合成、定制化GalNac修飾偶聯物，產品包括GalNac-siRNA、GalNac-ASO、GalNac-microRNA等。

References

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