核酸藥物時(shí)代已至

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250018 核酸藥物引發(fā)關(guān)注 4 HYPERLINK l _TOC_250017 核酸藥物：新一代藥物開發(fā)技術(shù) 6 HYPERLINK l _TOC_250016 核酸藥物的研究和發(fā)現(xiàn)已經(jīng)歷了較長(zhǎng)歷程 6 HYPERLINK l _TOC_250015 核酸藥物相比小分子和抗體藥物擁有明顯優(yōu)勢(shì) 7 HYPERLINK l _TOC_250014 關(guān)鍵問題的突破促進(jìn)了核酸藥物的發(fā)展 9 HYPERLINK l _TOC_250013 機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 14 HYPERLINK l _TOC_250012 核酸藥物分類：多種路線齊驅(qū)并進(jìn) 15 HYPERLI

2、NK l _TOC_250011 ASO：當(dāng)前獲批藥物數(shù)量最多的核酸藥物 15 HYPERLINK l _TOC_250010 siRNA：誘導(dǎo)基因沉默的發(fā)生 21 HYPERLINK l _TOC_250009 Aptamer：通過三維結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用 27 HYPERLINK l _TOC_250008 miRNA：調(diào)節(jié)多種 mRNA 的表達(dá) 30 HYPERLINK l _TOC_250007 sgRNA：CRISPR/Cas9 的組成部分 31 HYPERLINK l _TOC_250006 U1 snRNA：pre-mRNA 的剪接 34 HYPERLINK l _TOC_250005

3、saRNA：激活基因表達(dá) 34 HYPERLINK l _TOC_250004 mRNA：疫苗領(lǐng)域取得較大進(jìn)展 35 HYPERLINK l _TOC_250003 相關(guān)公司介紹 38 HYPERLINK l _TOC_250002 海外主要公司 38 HYPERLINK l _TOC_250001 國(guó)內(nèi)主要公司 45 HYPERLINK l _TOC_250000 附錄 52圖表圖表 1：Moderna、BioNTech、CureVac 上市后股價(jià) 4圖表 2：近年核酸藥物交易案例 5圖表 3：常見的 RNA 分類 6圖表 4：核酸藥物發(fā)展歷程 7圖表 5：人類基因組所編碼的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)開發(fā)程

4、度分布 8圖表 6：核酸藥物與小分子藥物的對(duì)比 8圖表 7：遞送難題及解決辦法 9圖表 8：核苷酸化學(xué)修飾 10圖表 9：核酸藥物的遞送系統(tǒng) 10圖表 10：可離子化的脂質(zhì)納米顆粒結(jié)構(gòu) 11圖表 11：核酸偶聯(lián)遞送系統(tǒng) 12圖表 12：GalNAc 結(jié)構(gòu) 12圖表 13：GalNAc 技術(shù)原理 12圖表 14：其它核酸藥物遞送技術(shù) 13圖表 15：內(nèi)吞體逃逸機(jī)制 13圖表 16：ASO 作用機(jī)理 15圖表 17：已上市 ASO 藥物 16圖表 18：Mipomersen 臨床結(jié)果 16圖表 19：Eteplirsen 臨床結(jié)果 17圖表 20：Eteplirsen 銷售額 17圖表 21：Nu

5、sinersen 臨床結(jié)果 17圖表 22：Nusinersen 銷售額 18圖表 23：Volanesorsen 臨床結(jié)果 18圖表 24：在研 ASO 藥物 19圖表 25：ION449/ AZD8233 I 期臨床數(shù)據(jù) 20圖表 26：IONIS-PTP-1BRx II 期臨床結(jié)果 20圖表 27：IONIS-GCGRRx II 期臨床結(jié)果 21圖表 28：siRNA 作用機(jī)理 22圖表 29：已獲批 siRNA 藥物 22圖表 30：Patisiran 臨床數(shù)據(jù) 23圖表 31：Givosiran 臨床數(shù)據(jù) 23圖表 32：Lumasiran III 期臨床數(shù)據(jù) 24圖表 33：Inc

6、lisiran III 期臨床結(jié)果 24圖表 34：在研 siRNA 藥物 25圖表 35：ALN-AGT01 I 期臨床結(jié)果 26圖表 36：Fitusiran II 期臨床結(jié)果 26圖表 37：Aptamer 作用原理 27圖表 38：SELEX 篩選方法 28圖表 39：已上市 Aptamer 藥物 28圖表 40：在研 Aptamer 藥物 29圖表 41：miRNA 作用機(jī)理 30圖表 42：在研 miRNA 藥物 31圖表 43：CRISPR/Cas9 基因編輯工具工作機(jī)理 31圖表 44：CRISPR/Cas、ZFN、TALEN 的對(duì)比 32圖表 45：NHEJ 和 HDR 兩種

7、修復(fù)方式 32圖表 46：CRISPR-Cas9 在研藥物 33圖表 47：U1 snRNA 作用原理 34圖表 48：saRNA 藥物作用原理 35圖表 49：saRNA 與 siRNA 對(duì)比 35圖表 50：BNT162b2 III 期臨床有效性結(jié)果 36圖表 51：BNT162b2 III 期臨床 SAE 情況 36圖表 52：mRNA-1273 III 期臨床有效性結(jié)果 36圖表 53：BNT162b2 III 期臨床 SAE 情況 37圖表 54：編碼抗體的 mRNA 藥物研發(fā)進(jìn)展 37圖表 55：Lonis 研發(fā)管線 38圖表 56：Alnylam 研發(fā)管線 39圖表 57：Arr

8、owhead 研發(fā)管線 40圖表 58：Dicerna 研發(fā)管線 41圖表 59：Sarepta 研發(fā)管線 42圖表 60：圣諾制藥研發(fā)管線 43圖表 61：Quark 研發(fā)管線 44圖表 62：蘇州瑞博研發(fā)管線 45圖表 63：廣州銳博產(chǎn)品和服務(wù) 46圖表 64：吉瑪基因產(chǎn)品和服務(wù) 47圖表 65：中美瑞康研發(fā)管線 48圖表 66：百奧邁科產(chǎn)品和服務(wù) 49圖表 67：海旭生物研發(fā)管線 50圖表 68：已獲批核酸藥物匯總 52圖表 69：RNA 生產(chǎn)方法的對(duì)比 52核酸藥物引發(fā)關(guān)注mRNA 疫苗的研發(fā)受到關(guān)注。發(fā)生 COVID-19 疫情之后，mRNA 疫苗的開發(fā)受到較多關(guān)注。 mRNA-12

9、73 是全球首個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的新冠疫苗之一，從公布基因序列到制成首批樣品僅花了 27 天，其 III 期臨床的最終分析數(shù)據(jù)顯示對(duì) COVID-19 的保護(hù)效力為 94%，對(duì)重癥 COVID-19 的保護(hù)效力為 100%。BioNTech 的 mRNA 疫苗 BNT162b2 是全球第一個(gè)公布 III 期臨床結(jié)果的新冠疫苗，其最終分析數(shù)據(jù)顯示對(duì) COVID-19 的保護(hù)效力為 95%，對(duì) 65 歲以上人群的 COVID-19 保護(hù)效力也達(dá)到了 94%以上。同時(shí)，在癌癥治療領(lǐng)域，mRNA 疫苗同樣具備潛力，Moderna 于 11 月 11 日宣布其個(gè)性化癌癥疫苗 mRNA-4157 在與 K 藥

10、聯(lián)用的 I 期臨床中對(duì)頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的 ORR 達(dá)到 50%，DCR 達(dá)到 90%。新冠疫情的發(fā)生、mRNA 疫苗的研發(fā)較大地提升了投資者對(duì) mRNA 疫苗的關(guān)注度，全球三大 mRNA 疫苗研發(fā)商均在股票市場(chǎng)取得了較好的表現(xiàn)。圖表 1：Moderna、BioNTech、CureVac 上市后股價(jià)1000%900%800%700%600%500%400%300%200%100%2018/12/12019/1/12019/2/12019/3/12019/4/12019/5/12019/6/12019/7/12019/8/12019/9/12019/10/12019/11/12019/12/120

11、20/1/12020/2/12020/3/12020/4/12020/5/12020/6/12020/7/12020/8/12020/9/12020/10/12020/11/12020/12/12021/1/10%ModernaBioNTechCureVac資料來源：萬得資訊，中金公司研究部除 mRNA 外，核酸藥物的研發(fā)也在近年取得較多關(guān)注。2018 年，全球第一款 siRNA 藥物（Patisiran）獲批，是第一個(gè)采用 LNP 遞送系統(tǒng)的核酸藥物；近年核酸藥物的上市速度也呈加快趨勢(shì)，2018-2020 年共有 4 款 siRNA 藥物、3 款 ASO 藥物獲批（FDA 和 EMA）。此外

12、， Aptamer、miRNA 等領(lǐng)域也都有較多藥物正處于臨床階段。核酸藥物領(lǐng)域的交易也在活躍進(jìn)行。近年，核酸藥物領(lǐng)域的并購交易以及產(chǎn)品授權(quán)引進(jìn)的案例也在活躍進(jìn)行。2019 年，Novartis 以 97 億美元的估值收購了 The Medicine Company，主要獲得一款 Inclisiran 產(chǎn)品的權(quán)益；同年，Roche 以 2 億美元首付款和 14.7 億美元的里程碑付款加銷售分成 lincense-in 了 Dicerna 一款處于 I 期臨床的治療慢性乙肝的藥物；Pfizer以 2.5 億美元首付款和 13 億美元里程碑和雙位數(shù)銷售分成引進(jìn)了 Akcea 的一款處于 II 期臨

13、床的治療心血管和代謝性疾病的藥物；同時(shí)近年也發(fā)生了多款心血管和代謝性疾病、乙肝等領(lǐng)域的交易案例。圖表 2：近年核酸藥物交易案例交易對(duì)價(jià)臨床階段交易時(shí)藥物 適應(yīng)癥產(chǎn)品/標(biāo)的出售方交易時(shí)間購買方2020年10月IonisAroBiotherapeutics CompanyAro的 CENTYRIN技術(shù)平臺(tái)開發(fā)可針對(duì)特定組織ASO-Centyrin藥物-首付款+里程碑付款共14億美元，以及銷售分成2020年8月Ionis-Akcea Therapeutics,-5.359億美元估值收購Akcea24%的股權(quán) Inc.2019年11月Novartis-The Medicines-97億美元 Compa

14、ny2019年11月RocheDicernaDCR-HBVS（全球開發(fā) I期臨床慢性乙肝2億美元首付款，14.7億美元里程碑付款，以及銷和商業(yè)化）售分成2019年10月PfizerAkceaAKCEA-ANGPTL3-LRx II期臨床心血管和代謝 2.5億美元首付款，13億美元里程碑金，雙位數(shù)銷慢性乙肝2,500萬美元首付款，2.37億美元里程碑付款，低雙位數(shù)銷售分成HBV-LRxIONIS-HBVRx，IONIS- II期臨床Ionis2019年8月GSK疾病售分成補(bǔ)體系統(tǒng)相關(guān) 2,000萬美元首付款，1.1億美元開發(fā)里程碑付2019年7月MallinckrodtSilenceSLN500

15、 (全球權(quán)益)臨床前利用Dicerna的GalXC平臺(tái)開發(fā)針對(duì)心臟代謝的疾病款，5.63億美元銷售里程碑付款，以及l(fā)ow double-digit to high-teen銷售分成2億美元首付款（1億美元現(xiàn)金+1億美元股權(quán)投2018年10月Eli LillyDicerna2018年10月J&JArrowhead性疾病、神經(jīng)退行性 -疾病、疼痛等領(lǐng)域的藥物JNJ-3989（之前稱ARO-HBV）I/II期臨床乙肝資），每個(gè)藥物3.5億美元里程碑付款，及mid-single to low-double digits銷售分成2.5億美元首付款（1.75 億美元現(xiàn)金+7,500萬美元股權(quán)投資），16億

16、美元里程碑付款，以及mid teens銷售分成2018年4月BiogenIonis最多至10款藥物的開發(fā)和商業(yè)化銷售權(quán)益第一部分：50:50利潤(rùn)分成模式共同開發(fā)4款-神經(jīng)系統(tǒng)疾病 10億美元首付款（3.75億美元現(xiàn)金+6.25億美元股權(quán)投資）以及里程碑、授權(quán)費(fèi)、銷售分成億美元首付款，6,000萬美元股權(quán)投資，6,000萬美元研究支持，2018年2月TakedaWave LifeScience藥物的option第二部分：license-in 6款臨床前藥物的權(quán)利臨床前-第一部分：option執(zhí)行后的里程碑和50:50利潤(rùn)分成；第二部分：6款藥物合計(jì)20億美元里程碑付款，single-digit

17、to mid-teen銷售分成2017年11月BoehringerIngelheimMiNATherapeutics3款藥物的權(quán)益-肝臟纖維化合計(jì)3.07億美元的首付款和里程碑付款，以及雙位數(shù)銷售分成2017年11月BoehringerIngelheimDicerna1款治療NASH藥物的權(quán)益臨床前NASH合計(jì)2億美元的首付款和里程碑付款，以及雙位數(shù)銷售分成2017年10月VirBiotechnology IncAlnylamALN-HBV-02-乙肝對(duì)于該產(chǎn)品和4款額外的感染性疾病的產(chǎn)品的權(quán)益，Alnylam獲得一定金額的首付款+Vir公司股票，10億美元里程碑付款，以及銷售分成2017年5

18、月Sosei Group-MiNA Therapeutics及產(chǎn)品MTL-CEBPAI期臨床肝細(xì)胞癌3,500萬英鎊獲得MiNA25.6%的股權(quán)，Sosei有權(quán)以1.8億英鎊獲得MiNA剩余股權(quán)；以及與MTL- CEBPA產(chǎn)品相關(guān)的2.4億英鎊里程碑付款2017年1月NovartisIonisAKCEA-APO(a)-LRx； AKCEA-APOCIII-LRxI/II期臨床心血管疾病7,500萬美元首付款+1億美元股權(quán)投資獲得 option，II期臨床之后，Novartis有權(quán)獲得兩款藥物的全球開發(fā)權(quán)，對(duì)價(jià)為：每款藥物有1.5億美元 license fee + 3.15億美元或2.65億美元

19、的開發(fā)里程碑付款 + 2.85億美元或2.65億美元的銷售里程碑付款 + mid-teens to low twenty的銷售分成2016年9月AmgenArrowheadARC-LPA的權(quán)益以及l(fā)incense in 另一款心血-降血脂3,500萬美元的首付款，2,150萬美元的股權(quán)投資，單位數(shù)到雙位數(shù)的銷售分成管病藥物的option2014年1月AlnylamMSDSirna Therapeutics, Inc.1.75億美元首付款（現(xiàn)金+Alnylam股票），1.05億-美元里程碑付款，以及部分產(chǎn)品個(gè)位數(shù)的銷售分成2013年2月The MedicinesCompanyAlnylamInc

20、lisiran（PCSK-9）I期臨床ASCVD和HeFH2,500萬美元首付款，1.8億美元里程碑付款，以及雙位數(shù)銷售分成資料來源：公司官網(wǎng)，Capital IQ，中金公司研究部核酸藥物：新一代藥物開發(fā)技術(shù)核酸在生命活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用。核酸存在所有的生命體中，被認(rèn)為是遺傳信息的載體，用于轉(zhuǎn)錄、翻譯為蛋白質(zhì)，因此核酸是生物的最基本組成物質(zhì)和生物學(xué)研究的基礎(chǔ)物質(zhì)；隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)有些 DNA/RNA 并不被轉(zhuǎn)錄/翻譯為蛋白質(zhì)，但他們依然對(duì)生命活動(dòng)發(fā)揮著重要的調(diào)控作用，如 DNA 中的啟動(dòng)子、增強(qiáng)子，RNA 中的核酶、miRNA、siRNA、saRNA 等。鑒于核酸在生命活動(dòng)中發(fā)揮

21、的重要作用，以及對(duì)不同種類核酸作用機(jī)制的揭示，人們開始嘗試在核酸水平進(jìn)行藥物的設(shè)計(jì)，即為核酸藥物。圖表 3：常見的 RNA 分類種類來源功能大小rRNA內(nèi)源性核糖體大小亞基的RNA組分120、 160、 1,868、 5,025 nt (人)tRNA內(nèi)源性攜帶氨基酸進(jìn)入核糖體，在mRNA指導(dǎo)下合成蛋白質(zhì)7090 ntmRNA內(nèi)源性蛋白質(zhì)的翻譯數(shù)百至數(shù)千 ntsnoRNA內(nèi)源性引導(dǎo)rRNA的加工或者修飾70 ntsnRNA內(nèi)源性參與信使RNA前體的剪切100300 ntcircRNA內(nèi)源性結(jié)合miRNA調(diào)控基因表達(dá)，干擾mRNA剪切2001,000 ntmiRNA內(nèi)源性與AGO形成復(fù)合體，誘導(dǎo)m

22、RNA脫腺苷化、降解或者調(diào)控翻譯22 ntpiRNA內(nèi)源性誘導(dǎo)染色體修飾，抑制轉(zhuǎn)錄27 ntPATs內(nèi)源性調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始、暫停等16200 nteRNA內(nèi)源性增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄，調(diào)控基因表達(dá)502,000 ntlncRNA內(nèi)源性作為信號(hào)分子、誘餌、向?qū)А⒛_手架等調(diào)節(jié)生命活動(dòng)200 ntribozyme外/內(nèi)源性催化特定生物化學(xué)反應(yīng)，多數(shù)參與RNA自身剪切、加工過程41400 ntasRNA外/內(nèi)源性與信使RNA互補(bǔ)配對(duì)，抑制其翻譯205,000 ntsiRNA外/內(nèi)源性與AGO蛋白形成復(fù)合體，誘導(dǎo)mRNA降解22 ntaptamer外/內(nèi)源性結(jié)合特定的靶分子，抑制其功能2080 ntsaRNA外/內(nèi)源性與

23、基因啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，上調(diào)目的基因的表達(dá)21 ntshRNA外源性利用載體導(dǎo)入細(xì)胞中，經(jīng)由切割轉(zhuǎn)變成為siRNA5070 ntCRISPR gRNA外源性引導(dǎo)Cas核酸酶到特定的DNA靶位點(diǎn)進(jìn)行切割2448 nt資料來源：知網(wǎng)，中金公司研究部核酸藥物有望成為繼小分子化藥和抗體藥物后的第三大類型藥物。與傳統(tǒng)的小分子化藥和抗體類藥物在蛋白質(zhì)層面發(fā)揮藥理作用不同，核酸藥物是在基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中發(fā)揮作用，而核酸與互補(bǔ)序列結(jié)合的基礎(chǔ)是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，因此核酸藥物不具有部分靶點(diǎn)對(duì)小分子化藥和抗體類藥物不可成藥的限制；而且多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展改善了核酸藥物發(fā)展過程中遇到的問題，因此核酸藥物被認(rèn)為擁有較大的發(fā)展前

24、景，目前全球已有 13 款核酸藥物獲批，2 款 mRNA 疫苗獲得 FDA 的 EUA，眾多核酸藥物在臨床試驗(yàn)中，我們預(yù)計(jì)核酸藥物有望成為繼小分子化藥和抗體藥物后的第三大類型藥物。核酸藥物的研究和發(fā)現(xiàn)已經(jīng)歷了較長(zhǎng)歷程核酸藥物的研究和發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了較長(zhǎng)的歷程。mRNA 作為遺傳信息傳遞的載體于 1961 年被發(fā)現(xiàn)，其由 DNA 轉(zhuǎn)錄而來并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的翻譯；1978 年哈佛大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)用一段互補(bǔ)的核苷酸鏈可以抑制 RSV 病毒的復(fù)制活動(dòng)，即 ASO（antisense oligonucleotide，反義核酸）的概念；1990 年 Science 和 Nature 分別報(bào)道了在體外篩選出可以與目標(biāo)蛋

25、白分子親和力較強(qiáng)的RNA 鏈（RNA aptamer，RNA 適配體），同年發(fā)現(xiàn)在給小鼠體內(nèi)注射 mRNA 可以使其表達(dá)相應(yīng)的蛋白；1998 年第一款 ASO 藥物獲批，同年 RNAi（RNA interference，RNA 干擾）的作用機(jī)理被揭示；2004 年第一款 RNA aptamer 藥物獲批；2018 年第一款基于 RNAi 的藥物 siRNA（small interfering RNA）獲批。核酸藥物的研發(fā)經(jīng)歷過低谷。核酸藥物的研發(fā)過程并非一帆風(fēng)順，外源的核酸藥物想要進(jìn)入體內(nèi)發(fā)揮作用需要克服多重阻礙：1）不穩(wěn)定，且易被體內(nèi)的核酸酶降解；2）核酸分子具有免疫原性，會(huì)激活人體免疫系統(tǒng)

26、的反應(yīng)；3）核酸藥物分子結(jié)構(gòu)較大，且?guī)в胸?fù)電荷，穿透細(xì)胞膜的難度較高； 4 ） 核酸分子進(jìn)入細(xì)胞后需要從內(nèi)吞體中逃逸至細(xì)胞質(zhì)中（endosome escape）。2010 年前后核酸藥物因?yàn)槊庖咴院瓦f送系統(tǒng)的問題屢遭挫折， Novartis 和 Roche 中止了和 Alnylam 的合作，Pfizer 和 Abbott 中止了 RNA 藥物的研究項(xiàng)目， 2012 年 EMA 由于肝臟和心血管的副作用拒絕了 Mipomersen 的上市申請(qǐng)，MSD 于 2014 年將 Sirna 以低于原收購價(jià)的價(jià)格出售給 Alnylam。關(guān)鍵技術(shù)的突破促進(jìn)核酸藥物的發(fā)展。鑒于核酸藥物在體內(nèi)遞送過程中遇到的

27、局限，多種措施被應(yīng)用以嘗試解決上述問題，其中較為重要的是核苷酸的化學(xué)修飾和遞送系統(tǒng)的應(yīng)用，通過對(duì)核苷酸進(jìn)行化學(xué)修飾可以提高核酸分子的穩(wěn)定性并降低其免疫原性，遞送系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展在使得避免核酸藥物被核酸酶降解的同時(shí)提升其進(jìn)入細(xì)胞的效率。關(guān)鍵技術(shù)的突破和持續(xù)不斷的研究使得核酸藥物產(chǎn)業(yè)繼續(xù)蓬勃發(fā)展。圖表 4：核酸藥物發(fā)展歷程 2018：第一個(gè) siRNA（Patisiran）獲批1993：注射mRNA誘導(dǎo)免疫應(yīng)答1961：發(fā)現(xiàn)mRNA2004：首個(gè)Aptamer藥物（Pegaptanib）獲批1998：RNAi機(jī)理被揭示第一個(gè)ASO藥物（Fomivirsen）獲批200019902006：RNAi原理

28、獲諾獎(jiǎng)1978：ASO對(duì)RSV有抑制作用2002：Alnylam成立；同年，首次使用RNAi在小鼠體內(nèi)破壞HCV1990：在小鼠體內(nèi)注射mRNA可產(chǎn)生蛋白質(zhì)，同年 Aptamer被發(fā)現(xiàn)19501989：Ionis成立2010：開始基于RNAi的首個(gè)臨床試驗(yàn)2014：MSD中止RNAi藥物的開發(fā)20102019：GalNac-siRNA藥物（Givosiran）獲批；同年Novartis 97億美金收購Inclisiran20202020：CRISPR/Cas9獲得諾獎(jiǎng)；同年，Lumasiran獲批1953：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)被揭示資料來源：PubMed，F(xiàn)DA，公司官網(wǎng)，中金公司研究部核酸藥物相

29、比小分子和抗體藥物擁有明顯優(yōu)勢(shì)小分子化藥和抗體藥物通過與靶點(diǎn)蛋白結(jié)合發(fā)揮治療作用，但可成藥的靶點(diǎn)蛋白數(shù)量有限。自上世紀(jì) 80 年代后，基于靶點(diǎn)的新藥研發(fā)逐漸展開，并發(fā)現(xiàn)了大量的新藥；傳統(tǒng)的小分子化藥和抗體藥物均是通過與靶點(diǎn)蛋白結(jié)合而發(fā)揮藥理作用，靶點(diǎn)蛋白可以是酶、受體、離子通道等。盡管小分子化藥有易生產(chǎn)、可口服給藥、藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)更佳、易通過細(xì)胞膜等優(yōu)勢(shì)，但是其研發(fā)受到靶點(diǎn)可成藥性（druggable，與靶點(diǎn)蛋白是否有合適的口袋結(jié)構(gòu)、大小、深淺、極性等有關(guān)）的限制；據(jù) Nature 2018 的一篇文章報(bào)道1，人類基因組編碼的20,000 種蛋白質(zhì)中，僅有 3,000 種是可以成藥的，且只有

30、700 種有相應(yīng)的藥物研發(fā)出來（以小分子化藥為主）。1 https HYPERLINK /articles/nrd.2017.252.pdf :/www HYPERLINK /articles/nrd.2017.252.pdf .na HYPERLINK /articles/nrd.2017.252.pdf /articles/nrd.2017.252.pdf圖表 5：人類基因組所編碼的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)開發(fā)程度分布靶點(diǎn)類型AllTclinTchemTbioTdarkGPCRs （非嗅覺相關(guān)）4069611314552嗅覺相關(guān) GPCRs421008413激酶6345039016331離子通道3551

31、264415035核受體481819110轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4732646287114轉(zhuǎn)錄因子1,400027866507表觀遺傳相關(guān)蛋白1280125317837酶24,1461864932,607860其它11,957872176,6714,982合計(jì)20,1206011,40211,0867,031注：GPCR, G protein-coupled receptor； 1 包括 40 種轉(zhuǎn)錄因子；2 不包括激酶資料來源：PubMed，中金公司研究部抗體類藥物可作用的靶點(diǎn)位置受到限制。在小分子藥物之后，以抗體藥物為主的生物藥逐漸出現(xiàn)，與小分子化藥相比，抗體藥物可作用的靶點(diǎn)蛋白種類更多，且可通過蛋白質(zhì)

32、工程技術(shù)提升其親和性降低毒性等。但是抗體類藥物擁有分子結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、生產(chǎn)成本更高、通常需通過注射給藥等劣勢(shì)，并且抗體藥物通常只能與細(xì)胞膜表面或細(xì)胞外的蛋白質(zhì)發(fā)揮作用，使得其應(yīng)用受到一定限制。相比之下，核酸類藥物擁有明顯的優(yōu)勢(shì)。核酸類藥物可基于堿基互補(bǔ)原理對(duì)表達(dá)相關(guān)蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行調(diào)節(jié)，如 ASO、siRNA、miRNA、saRNA 等，而非與靶點(diǎn)蛋白質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，且通過合適的遞送系統(tǒng)可使其進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，因此核酸藥物可避免傳統(tǒng)小分子化藥和抗體類藥物面臨的不可成藥靶點(diǎn)的限制問題，而且對(duì)胞內(nèi)外和細(xì)胞膜蛋白均可發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。同時(shí)，多數(shù)核酸類藥物的作用基礎(chǔ)是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，只需知道靶基因的堿基序列

33、，核酸藥物的序列設(shè)計(jì)就十分容易，化學(xué)修飾和遞送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與序列的設(shè)計(jì)是相對(duì)獨(dú)立的；相比之下，小分子和抗體藥物的發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化過程中，對(duì)活性、PKPD 等性質(zhì)的優(yōu)化均需要對(duì)結(jié)構(gòu)做改動(dòng)，需要花費(fèi)大量的工作。此外，核酸藥物擁有更廣的作用范圍。在哺乳動(dòng)物的基因組中，約 70%-90%的 DNA 會(huì)被轉(zhuǎn)錄為RNA，但并非所有的 RNA 均會(huì)被翻譯成蛋白質(zhì)，存在很多非編碼 RNA（non-coding RNA），實(shí)際上，只有不足 3%的 DNA 會(huì)最終表達(dá)為蛋白質(zhì)，而非編碼 RNA 在生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。圖表 6：核酸藥物與小分子藥物的對(duì)比RNA小分子藥物可作用的靶點(diǎn)數(shù)量相對(duì)較多相對(duì)較少作用性質(zhì)抑

34、制/激活靶點(diǎn)抑制/激活靶點(diǎn)先導(dǎo)化合物優(yōu)化快，48周慢，24年特異性高，序列驅(qū)動(dòng)低-中，結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)效力通常為pM級(jí)別差異較大選擇性高差異較大毒性低高生產(chǎn)較快、易于放大差異較大，部分藥物可能很復(fù)雜遞送難度難易血清中穩(wěn)定性低（半衰期為分鐘量級(jí)）高（半衰期為小時(shí)量級(jí)）資料來源：PubMed，中金公司研究部關(guān)鍵問題的突破促進(jìn)了核酸藥物的發(fā)展核酸藥物發(fā)揮作用需要克服重重阻礙。外源核酸藥物想要進(jìn)入體內(nèi)發(fā)揮作用，需要克服重重阻礙，這些阻礙曾經(jīng)也使得核酸藥物的研發(fā)遇到難題，但隨著新技術(shù)的發(fā)展，部分難題已經(jīng)有較好的解決辦法，其中化學(xué)修飾和遞送系統(tǒng)技術(shù)的突破對(duì)核酸藥物的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。圖表 7：遞送難題及解

35、決辦法避免被快速清除并延長(zhǎng)半衰期PEG化可以降低腎臟清除速率，同時(shí)降低RES（reticuloendothelial system）的作用 制成納米粒結(jié)構(gòu)（通常在10200 nm），可使其高于腎臟清除的分子量界限將膽固醇與核酸藥物結(jié)合可以延長(zhǎng)體內(nèi)循環(huán)時(shí)間避免被核酸酶降解化學(xué)修飾可降低核酸藥物對(duì)核酸酶的敏感性制成納米粒結(jié)構(gòu)可以避免核酸藥物在遞送過程中與核酸酶直接接觸提高組織滲透性納米粒結(jié)構(gòu)可使得提高核酸藥物在肝臟，脾臟或腫瘤等組織中的滲透性對(duì)遞送系統(tǒng)進(jìn)行修飾可以增強(qiáng)核酸藥物在靶細(xì)胞的攝取效率與靶細(xì)胞結(jié)合和細(xì)胞攝取效率對(duì)遞送系統(tǒng)進(jìn)行修飾（如肽、適配體、抗體等）可以使得核酸藥物與特定靶細(xì)胞的受體特異

36、性結(jié)合內(nèi)吞體逃逸即使內(nèi)吞體逃逸效率較低，可以通過提高藥物用量使得足夠數(shù)量的核酸藥物進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中在核酸藥物中加入可以增強(qiáng)內(nèi)吞體逃逸的結(jié)構(gòu)（肽、聚合物、可離子化的脂質(zhì)等）資料來源：PubMed，中金公司研究部化學(xué)修飾：改善核酸藥物的穩(wěn)定性和免疫原性化學(xué)修飾可增強(qiáng)核酸藥物的穩(wěn)定性和降低免疫原性。由于核酸的不穩(wěn)定性以及人體內(nèi)存在很多核酸酶，外源的核酸進(jìn)入人體后很容易被降解，且易通過腎臟清除，半衰期較短；同時(shí)外源的核酸分子具有免疫原性，會(huì)引起人體的免疫反應(yīng)；而對(duì)核苷酸進(jìn)行的化學(xué)修飾可改善上述問題，包括對(duì)核糖、磷酸骨架、堿基以及核酸鏈末端等。磷酸骨架：磷酸骨架最常用的化學(xué)修飾是硫代磷酸，即將核苷酸中磷酸骨

37、架中的一個(gè)非橋氧用硫進(jìn)行替代，PS 改造基本不影響核酸藥物的活性，但可以抵抗核酸酶的降解，而且該改造可增強(qiáng)其與血漿蛋白的結(jié)合能力，降低腎臟清除速率，提高半衰期。PS 是第一代 ASO 藥物中常見的化學(xué)修飾，現(xiàn)在依然經(jīng)常在核酸藥物中使用。但經(jīng)過 PS 改造后，核酸藥物與互補(bǔ)核苷酸鏈的親和力會(huì)變差，因此需要后續(xù)的化學(xué)修飾來改善。核糖：第二代的化學(xué)修飾主要集中在核糖的結(jié)構(gòu)中，對(duì)核糖結(jié)構(gòu)中 2 位的羥基/氫進(jìn)行改造，常見的改造包括 2-OME（在 siRNA 中應(yīng)用較少）、2-OMe、2-F，這些改造可進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)核酸酶的抵抗，并可以增強(qiáng)其與互補(bǔ)核苷酸鏈的結(jié)合能力。核糖五元環(huán)改造：對(duì)核糖的五元環(huán)進(jìn)行改

38、造被稱為第三代的化學(xué)修飾，包括 LNA（locked nucleic acid）、PNA（peptide nucleic acid）、PMO（phosphoroamidate morpholino oligomer），這些改造可以進(jìn)一步增強(qiáng)核酸藥物對(duì)核酸酶的抵抗、提高親和力和特異性等。由于 PNA和 PMO 為電荷中性，其與血漿蛋白結(jié)合能力較弱，因此容易被清除，半衰期較短，但其可以與一些基團(tuán)共價(jià)結(jié)合以提高核酸藥物進(jìn)入細(xì)胞的效率，包括脂類、肽類、適配體、抗體以及 GalNAc 等。堿基：核酸藥物對(duì)堿基改造的耐受性較差，但對(duì)堿基的改造也在嘗試中，如胞嘧啶甲基化可提高其解鏈溫度（melting te

39、mperature），其已經(jīng)被應(yīng)用在 ASO 藥物的設(shè)計(jì)之中。末端改造：為避免核苷酸鏈被核酸外切酶降解，需要對(duì)核苷酸鏈末端進(jìn)行保護(hù)，包括3端添加反式胸苷（inverted thymidine），或者在末端添加軟脂酸或偶聯(lián)芳香化合物。圖表 8：核苷酸化學(xué)修飾資料來源：PubMed，中金公司研究部遞送系統(tǒng)：提高細(xì)胞攝取效率遞送系統(tǒng)可提高核酸藥物進(jìn)入細(xì)胞的效率。盡管化學(xué)修飾可以改善核酸藥物的穩(wěn)定性和免疫原性，核酸藥物需進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)才可以發(fā)揮作用，由于核酸藥物分子量較大且通常帶負(fù)電荷，因此被細(xì)胞攝取的效率和內(nèi)吞體逃逸的效率比較低，因此需借助遞送系統(tǒng)的力量。遞送系統(tǒng)可分為病毒載體和非病毒載體，病毒載體在基

40、因治療中應(yīng)用較多，但由于其免疫原性、致瘤性、和有限的載藥量（loading capacity）使得其在核酸藥物中應(yīng)用相對(duì)較少；而非病毒載體應(yīng)用相對(duì)更多，如聚合物類（polymer）、脂質(zhì)類（liposome 或 LNP）；且可以將核酸藥物與特定的配體結(jié)合使其能夠靶向特定的細(xì)胞，如 GalNAc、多肽、抗體等。圖表 9：核酸藥物的遞送系統(tǒng)資料來源：PubMed，中金公司研究部聚合物類：聚合物類遞送系統(tǒng)也常用于藥物遞送，陽離子聚合物可中和核酸藥物的負(fù)電荷以提升進(jìn)入細(xì)胞的效率，聚合物可以進(jìn)行多種化學(xué)改造，而且可以與多種藥物或配體兼容（compatibility）。聚合物可以做成線狀或分枝狀，PEI（

41、polyethyleneimine）被應(yīng)用于 siNRA 藥物的遞送。脂質(zhì)類：是目前核酸藥物中研究應(yīng)用最多的遞送系統(tǒng)之一，且已經(jīng)有使用脂質(zhì)納米顆粒遞送系統(tǒng)的核酸藥物獲批，根據(jù)其性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同其可以分為脂質(zhì)體（liposome）、脂質(zhì)納米顆粒（LNP，lipid nanoparticle）等，目前研究中用的較多的包括含有可離子化脂質(zhì)的 LNP 等。脂質(zhì)體（liposome）：脂質(zhì)體是脂質(zhì)類遞送系統(tǒng)中常用的一種，其由磷脂組成，可形成單層或多層的囊狀結(jié)構(gòu)，使得脂質(zhì)體可以遞送親水性、疏水性以及親脂類藥物。脂質(zhì)體在體內(nèi)和體外的穩(wěn)定性可以通過顆粒大小、表面電荷、脂質(zhì)類成分以及表面修飾（配體或聚合物）進(jìn)行

42、優(yōu)化，為避免被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)識(shí)別，脂質(zhì)體表面可以進(jìn)行 PEG 等修飾以提高其體液循環(huán)中的半衰期。含陽離子脂質(zhì)（charged cationic lipids）的 LNP：與 liposome 不同，LNP 并不在內(nèi)部形成水性核心（aqueous core），而是形成膠束結(jié)構(gòu)，其通常包含陽離子脂質(zhì)、磷脂、膽固醇、聚乙二醇脂質(zhì)等，陽離子脂質(zhì)的存在有效裝載帶負(fù)電荷的核酸，并提高核酸藥物在靶組織的富集和增加靶細(xì)胞的攝取。陽離子脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)單元由陽離子頭部、linker、疏水基團(tuán)（膽固醇或脂肪族）組成，陽離子頭部的結(jié)構(gòu)對(duì)其轉(zhuǎn)染效率和毒性至關(guān)重要。含可離子化脂質(zhì)（ionizable cationic lip

43、ids）的 LNP：含陽離子脂質(zhì)的 LNP 的一個(gè)缺陷是會(huì)激起人體的免疫反應(yīng)并會(huì)快速在血漿中被清除，為應(yīng)付上述問題，可離子化的脂質(zhì)納米顆粒被開發(fā)出來，可離子化的脂質(zhì)納米顆粒在體液環(huán)境保持電荷中性，因此避免了被清除和過度激活人體免疫反應(yīng)，當(dāng)進(jìn)入內(nèi)吞體并被酸化時(shí)，可以離子化提高內(nèi)吞體逃逸的效率。圖表 10：可離子化的脂質(zhì)納米顆粒結(jié)構(gòu)資料來源：PubMed，中金公司研究部設(shè)計(jì) LNP 需要不斷進(jìn)行優(yōu)化和篩選。目前還未開發(fā)出同時(shí)適用于不同核酸藥物的脂質(zhì)納米顆粒遞送系統(tǒng)，因?yàn)?ASO、siRNA、miRNA、mRNA 等的分子量和結(jié)構(gòu)均有差異，因此需要根據(jù)該藥物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特定的遞送系統(tǒng)，而脂質(zhì)納米顆粒的

44、成份復(fù)雜多樣，包括 ionizable lipid 中 head group 和 linker 的設(shè)計(jì)、PEG-lipid 的設(shè)計(jì)、不同成分的配比等，需要在設(shè)計(jì)遞送系統(tǒng)時(shí)不斷進(jìn)行優(yōu)化，常用的一種方法是 OFAT（one factor at a time）。LNP 可在表面進(jìn)行修飾提高靶組織中的分布。未進(jìn)行修飾的脂質(zhì)納米顆粒在體內(nèi)主要進(jìn)行被動(dòng)的組織分布過程，會(huì)通過 EPR（enhanced permeability and retention）效應(yīng)集中在肝臟等組織中；但通過對(duì)脂質(zhì)納米顆粒表面進(jìn)行改造可以改善該問題，如在脂質(zhì)納米顆粒表面與特定多肽、aptamer、Fab、抗體進(jìn)行偶聯(lián)，可以提高其在

45、靶組織中的分布。在脂質(zhì)納米顆粒表面加上 PEG-lipid，一方面可以延長(zhǎng)其在組織循環(huán)中的時(shí)間，但另一方面也會(huì)降低細(xì)胞攝取和內(nèi)吞體逃逸的效率，因此需要對(duì)其配比和設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。核酸偶聯(lián)遞送：盡管脂質(zhì)類遞送系統(tǒng)促進(jìn)了核酸藥物的發(fā)展，脂質(zhì)類遞送系統(tǒng)體積較大，更容易進(jìn)入肝、腎的空隙較大的組織，且依然會(huì)有免疫原性，有時(shí)需與糖皮質(zhì)激素類藥物同時(shí)使用。核酸偶聯(lián)遞送是指將核酸藥物與遞送材料偶聯(lián)，如膽固醇、多肽、抗體、核酸適配體或小分子結(jié)構(gòu)等，利用遞送材料的性質(zhì)將核酸藥物送至細(xì)胞內(nèi)。圖表 11：核酸偶聯(lián)遞送系統(tǒng)資料來源：PubMed，中金公司研究部GalNAc 是目前常用的核酸偶聯(lián)遞送系統(tǒng)之一。與脂質(zhì)類載體相比

46、，核酸偶聯(lián)物分子量相對(duì)較小，因此體內(nèi)生物分布的性質(zhì)更佳，而且通過偶聯(lián)物的設(shè)計(jì)可以使其靶向特定的組織和細(xì)胞，同時(shí)采用對(duì)酸敏感的 linker 設(shè)計(jì)可以使核酸偶聯(lián)物在通過內(nèi)吞體進(jìn)入細(xì)胞之后與偶聯(lián)物脫離。其中 GalNAc 是目前應(yīng)用較為成功技術(shù)之一，已經(jīng)有 3 款基于GalNAc 技術(shù)的核酸藥物獲得 FDA 或 EMA 的批準(zhǔn)。GalNA（cN-acetylgalactosamine）：GalNAc 可以與ASGPR（asialoglycoprotein receptor）結(jié)合，而 ASGPR 主要在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞表面表達(dá)，并在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞表面大量表達(dá)，且回收循環(huán)速率較高（15min），因此將 GalN

47、Ac 與核酸藥物偶聯(lián)后，可將核酸藥物順利帶入肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，盡管內(nèi)吞體逃逸的比例較低，但其已經(jīng)可以將足夠的核酸藥物帶到肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞內(nèi)。GalNAc 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)容易、耐受性較高，我們預(yù)計(jì) GalNAc 有望成為靶向肝臟疾病的核酸藥物使用的主要載體類型。圖表 12：GalNAc 結(jié)構(gòu)圖表 13：GalNAc 技術(shù)原理 資料來源：PubMed，中金公司研究部資料來源：PubMed，中金公司研究部除脂質(zhì)體和核酸偶聯(lián)遞送系統(tǒng)之外，外泌體（exosome）、SNA（spherical nucleic acids）、DNA nanostructures 等新型的遞送技術(shù)均在探索之中。圖表 14：其它核酸藥物

48、遞送技術(shù)資料來源：PubMed，中金公司研究部?jī)?nèi)吞體逃逸：仍面臨著瓶頸核酸藥物的遞送最終都面臨著內(nèi)吞體逃逸的問題。無論是裸露的核酸藥物，還是脂質(zhì)體遞送系統(tǒng)，又或是偶聯(lián)遞送系統(tǒng)，最終都是以內(nèi)吞體的形式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)；核酸藥物需要在細(xì)胞質(zhì)中發(fā)揮作用，但核酸藥物以內(nèi)吞體進(jìn)入細(xì)胞后，多數(shù)被“困”在內(nèi)吞體內(nèi)最終被降解，而無法順利從內(nèi)吞體中釋放至細(xì)胞質(zhì)中（體外試驗(yàn)顯示 1-2%的核酸藥物能夠進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，體內(nèi)試驗(yàn)不足 0.1%）。內(nèi)吞體逃逸仍面臨著瓶頸。盡管 GalNAc 遞送技術(shù)的發(fā)現(xiàn)使得靶向肝臟的核酸藥物的遞送得到了較好的解決，但是其他組織中尚未發(fā)現(xiàn)與 ASGPR 類似表達(dá)量和循環(huán)利用速度的受體，因此需要

49、其它方法來解決內(nèi)吞體逃逸的問題。小分子藥物（如氯喹等）在裂解包含核酸藥物的內(nèi)吞體的同時(shí)，也會(huì)裂解其他內(nèi)吞體，從而產(chǎn)生毒性；Arrowhead 曾嘗試用蜂毒素（melittin peptide），但由于其本身的毒性而被擱置；其它在嘗試的辦法包括在遞送系統(tǒng)中加入對(duì) pH 敏感的聚合物或脂質(zhì)體、CPP（cell penetrating peptide）等。圖表 15：內(nèi)吞體逃逸機(jī)制資料來源：PubMed，中金公司研究部機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存核酸藥物的研發(fā)在不斷進(jìn)步。自上世紀(jì)80 年代后，不同種類的核酸藥物的作用原理逐漸被發(fā)現(xiàn)，核酸藥物的研發(fā)一直受大家關(guān)注，盡管在核酸藥物在穩(wěn)定性、免疫原性、半衰期、細(xì)胞攝取效

50、率、內(nèi)吞體逃逸等方面存在較多困難，化學(xué)修飾和遞送系統(tǒng)的研究已經(jīng)可以改善上述問題，并較大的促進(jìn)了核酸藥物的進(jìn)一步發(fā)展。核酸藥物有望成為繼小分子化藥和抗體藥物后的第三大類型藥物。隨著臨床的推進(jìn)和相關(guān)技術(shù)的成熟，近年核酸藥物獲批速度明顯加快，且目前眾多不同種類核酸藥物正在進(jìn)入或已經(jīng)在不同的臨床階段，其適應(yīng)癥也在更加廣泛化，甚至治愈部分疾??；我們預(yù)計(jì)，隨著更多困難被克服，將會(huì)有更多核酸藥物得到臨床應(yīng)用，我們預(yù)計(jì)核酸藥物有望成為繼小分子化藥和抗體藥物后的第三大類型藥物。挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。核酸藥物的研發(fā)也面臨著挑戰(zhàn)，目前已經(jīng)獲批的藥物的適應(yīng)癥多與肝臟等核酸藥物容易聚集的組織相關(guān)（low-hanging fr

51、uit）或進(jìn)行局部遞送給藥，未來應(yīng)該通過遞送技術(shù)的改進(jìn)將其擴(kuò)展至核酸藥物更難到達(dá)的組織，以進(jìn)一步擴(kuò)展其適應(yīng)癥范圍；而且目前核酸藥物在細(xì)胞攝取效率、靶向遞送、內(nèi)吞體逃逸等方面仍面臨著瓶頸，我們預(yù)計(jì)上述問題的改善將會(huì)引導(dǎo)核酸藥物的發(fā)展進(jìn)入新的階段。核酸藥物分類：多種路線齊驅(qū)并進(jìn)ASO：當(dāng)前獲批藥物數(shù)量最多的核酸藥物ASO 是核酸藥物的重要領(lǐng)域之一。ASO（antisense oligonucleotides，反義寡核苷酸，也簡(jiǎn)稱為 AON）是一種單鏈、寡核苷酸，通常包含 15-25 個(gè)核苷酸，ASO 通過堿基配對(duì)原則與其互補(bǔ)的 RNA 結(jié)合，可以調(diào)節(jié)靶 RNA 的功能。ASO 的作用自 1978

52、年被發(fā)現(xiàn)之后，其研究不斷進(jìn)步，目前成為核酸藥物的重要領(lǐng)域之一，目前已經(jīng)獲批的 13 款核酸藥物中有 7 款均為ASO 類藥物。ASO 作用機(jī)理多樣。1）ASO 與其互補(bǔ)的 RNA 結(jié)合后，可以招募 RNAse H（一種核糖核酸內(nèi)切酶）對(duì)靶 RNA 進(jìn)行降解；2）ASO 可以與 mRNA 的起始翻譯位點(diǎn)結(jié)合，導(dǎo)致 mRNA 無法翻譯；3）ASO 可以通過與 miRNA 結(jié)合抑制 miRNA 的功能（anti-miRs）；4）ASO 與 pre-mRNA結(jié)合后，可以改變剪接體（spliceosome）對(duì) pre-mRNA 的剪接位置。圖表 16：ASO 作用機(jī)理資料來源：PubMed，中金公司研究

53、部多種化學(xué)修飾措施改善了 ASO 的缺陷。ASO 起初的形式是未經(jīng)過化學(xué)修飾的 RNA 或 DNA，盡管展示了初步的效果，但也有明顯缺陷，包括容易被降解、親和力較弱、脫靶毒性、帶有負(fù)電荷導(dǎo)致無法有效穿透細(xì)胞膜、無法與血漿蛋白結(jié)合導(dǎo)致腎臟清除速率較快。為了克服上述缺陷，多種核苷酸化學(xué)修飾最終被成功應(yīng)用（見前述章節(jié)）。ASO 對(duì)遞送系統(tǒng)的依賴相對(duì)較低。ASO 為單鏈寡核苷酸，經(jīng)過一定的化學(xué)修飾之后，其在體內(nèi)的穩(wěn)定性、免疫原性、半衰期等均有所改善，并且呈兩性分子（親水和親脂），因此在體內(nèi)的生物分布和細(xì)胞攝取方面均相對(duì)更有優(yōu)勢(shì)，因此其也可以通過裸露的方式進(jìn)行遞送，對(duì)遞送系統(tǒng)的依賴程度相對(duì)較低。多款 A

54、SO 藥物已經(jīng)獲批。目前已經(jīng) 7 款 ASO 藥物已經(jīng)獲得 FDA 或 EMA 批準(zhǔn)上市：圖表 17：已上市 ASO 藥物（美元/劑）用（美元）獲批日期適應(yīng)癥位月均治療費(fèi)單價(jià)遞送部 給藥途徑靶點(diǎn)化學(xué)修飾商品名公司名通用名FomivirsenVitraveneIonisNovartisCMV UL12321mer PS DNA(first-generation眼部ASO)誘導(dǎo)期每?jī)芍芤淮危ü矁?次），鞏固期每四周一次，每次 330 g/眼；玻璃體內(nèi)注射巨細(xì)胞病毒性視網(wǎng) 1998/8/13,200/6.6mg3,200膜炎2013/1/17,611/200mg30,444固醇血癥（HoFH）下注射

55、每周一次，每次 200 mg；皮 純合子家族性高膽肝臟20mer PS 2-MOE(gapmer ASO)APOBIonis MipomersenKynamroGenzymeKastleEteplirsenExondys 51 SareptaDMD exon 30mer PMO (steric 骨骼肌 每周一次，每次 30 mg / kg； 杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥 2016/9/1800/50mg115,20051block ASO)靜脈輸注（DMD）每次 12 mg（前三次每隔14天使用一次，第三次結(jié)束后30 脊髓性肌萎縮癥天后施用第四次，之后每4個(gè) （SMA）2016/12/1 127,500

56、/12mg 31,875月施用一次）；鞘內(nèi)注射(steric block ASO)18mer PS 2-MOE 脊髓SMN2exon 7NusinersenSpinrazaIonisBiogenInotersenTegsediAkceaTTR20mer PS 2-MOE 肝臟(gapmer ASO)每周一次，每次 284 mg；皮下注射成人遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變 2018/10/1 8,650/284mg34,600性（hATTR）GolodirsenVyondys 53 SareptaDMD exon 25mer PMO (steric 骨骼肌 每周一次，每次 30 mg/kg；53b

57、lock ASO)靜脈輸注杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥 2019/12/1 800/50mg（DMD）115,200Volanesorsen WaylivraIonis andAkceaAPOC3 2-O-methoxyethylchimeric ASO每周一次，皮下注射家族性高乳糜微粒 2019/5/3血癥（FCS）注：數(shù)據(jù)更新于 2020 年底資料來源：PubMed，F(xiàn)DA，中金公司研究部 Fomivirsen：第一款 ASO 是 1998 年 FDA 批準(zhǔn)的用于治療艾滋病患者的巨細(xì)胞病毒視網(wǎng)膜炎（cytomegalovirus retinitis）的 Fomivirsen，其通過與特定 mRNA（I

58、E2）的結(jié)合可以抑制 CMV 部分蛋白（調(diào)節(jié)病毒基因表達(dá)的蛋白）的表達(dá)，從而抑制 CMV 的復(fù)制。 Fomivirsen 為 21 個(gè)核苷酸的單鏈 DNA，采用了第一代的 PS 化學(xué)修飾，為裸露的 DNA，未使用專門的遞送系統(tǒng)，通過玻璃體內(nèi)局部注射給藥。一項(xiàng)開放的臨床試驗(yàn)顯示其可以將疾病的無進(jìn)展時(shí)間延長(zhǎng)至 80 天。后來高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法（Highly Active Anti-Retroviral Therapy）的出現(xiàn)大幅降低了患者的數(shù)量，因此 Novartis 于 2002 和 2006年分別取消了其在歐洲和美國(guó)的市場(chǎng)授權(quán)。 Mipomersen：Mipomersen 于 2013 年獲

59、得 FDA 批準(zhǔn)用于降低純合子型家族性高膽固醇血癥(HoFH)患者的 LDL-C、apo B、TC、non-HDL-C，其通過與 Apo b-100 mRNA 結(jié)合而抑制 ApoB-100 蛋白（載脂蛋白）的表達(dá)，從而降低 LDL-C（ low-density lipoprotein cholesterol）、VLDL 等。Mipomersen 為 20 個(gè)核苷酸長(zhǎng)度，采用了 PS 和 2MOE 的化學(xué)修飾，為裸露的寡核苷酸，通過皮下注射給藥，其 51 例的 III 期臨床結(jié)果顯示可以顯著降低 LDL-C、ApoB-100、TC、non-HDL-C 等指標(biāo)，并可以提升 HDL-C。但其肝臟副反

60、應(yīng)、流感樣癥狀、注射部位疼痛等副作用使其在臨床中的使用受到一定限制，其肝臟毒性在說明書中被加了黑框警告（black-box warnings）。圖表 18：Mipomersen 臨床結(jié)果KYNAMRO安慰劑n=34n=17LDL-C平均基線值(mg/dL)(range)439400（190，704） （172，639）指標(biāo) (mg/dL)從基線至結(jié)束治療的變化*（平均值或中位數(shù)（%）與安慰劑組治療結(jié)果的差異（平均值(95% CI)或中位數(shù)）LDL-C -25-3-21（-33，-10）Apo B -27-3-24（-34，-15）TC -21-2-19（-29，-9）Non-HDL-C -25