前言

人類基因組計劃（HGP）揭示了人類基因組的大量信息，并大大增強了其在生物醫學研究發展中的作用。由于下一代測序技術的進步，研究人員已經能夠揭示一些遺傳因素在許多疾病中的作用，如癌癥、類風濕性關節炎、帕金森病和阿爾茨海默病。

此外，許多研究的成果已經揭示了編碼和非編碼RNA（ncRNAs）的重要作用，如miRNA、長ncRNAs（lncRNA）、circRNA和siRNAs。這為通過將核酸引入細胞以永久或瞬時控制改變基因的表達來開發各種疾病的可能治療方法奠定了基礎。此外，通過各種遞送系統的開發可以將RNA運送到目標位點，解決了RNA固有的不穩定性帶來的問題。因此，許多涉及siRNA、ASO、核酶、mRNA、適配體和CRISPR／Cas的基于RNA的療法已經開發出來，并正在各種疾病中進行臨床試驗。基于RNA的藥物展現出卓越的應用潛力，屬于RNA療法的時代即將到來。

SiRNA

siRNA是由核糖核酸酶Dicer通過內切過程產生的，這是一種屬于RNase III家族的內切酶，可以產生21－25核苷酸雙鏈RNA。一旦產生，Dicer將siRNA轉移到RNA誘導沉默復合物（RISC），該復合物包含降解靶mRNA分子的Argonaute 2。由于siRNA的這種能力，它們被作為一種可能的治療方法。

SiRNA療法正在多種癌癥治療中進行測試。siG12D－LODER是一種可生物降解的聚合物基質，含有針對KRASG12D的siRNA，臨床研究（NCT01188785）表明，該聚合物能夠靶向腫瘤并抑制腫瘤進展。目前，正在進行進一步的研究（NCT01676259），以測試siG12D－LODER與化療藥物（如吉西他濱和nab紫杉醇）聯合治療局部晚期胰腺癌患者的療效。

Polo樣激酶（PLK）參與細胞周期調節和細胞增殖并通常在癌細胞中過表達，抑制Plk可減少癌細胞增殖。TKM－080301是一種脂質納米顆粒（LNP）制劑，由四種脂質和一種針對人類PLK1 mRNA的合成雙鏈siRNA組成。靜脈輸注TKM－080301顯示出良好的耐受性，但在晚期肝細胞癌患者中僅顯示出有限的抗腫瘤作用，且沒有總體生存效應。然而，TKM－080301在腎上腺皮質癌（ACC）中顯示出一定的腫瘤抑制作用。

蛋白激酶N3（PKN3）是磷酸肌醇－3－激酶（PI3K）途徑的下游效應器，阻斷PKN3可以抑制腫瘤進展和淋巴結轉移。Atu027，一種脂質體PKN3 siRNA制劑，在晚期實體瘤患者中安全性良好，在治療結束時，41％的受試者病情穩定。在隨后的研究中，Atu027和吉西他濱聯合治療局部晚期或轉移性胰腺癌顯示出良好的安全性和耐受性。

除了癌癥領域，SiRNA在其它疾病領域的應用也在積極開發。Inclisiran，是一種硫代磷酸酯、2′－O－甲基核苷酸和2′－氟核苷酸修飾的siRNA，靶向PCSK9，皮下注射已證明可降低高心血管風險患者的PCSK9水平和LDL膽固醇水平。并且僅半年注射一次，顯示出極佳的患者依從性。2020年12月11日，Inclisiran獲歐盟批準上市。

許多siRNA研究針對年齡相關性黃斑變性（CNV－AMD）引起的脈絡膜新生血管，以血管內皮生長因子受體－1（VEGFR1）或RTP801為靶點的研究，在臨床試驗的各個階段都顯示了有希望的結果，如AGN211745和PF－04523655。此外，QPI－1007，一種抑制caspase 2表達的siRNA，在視神經萎縮患者中顯示出良好的耐受性和視力的改善。

此外，包括常染色體隱性遺傳原發性高草酸尿癥（PHs）、乙型肝炎病毒（HBV）和肝臟和特發性肺纖維化中，SiRNA療法均展現出良好的應用前景。

ASO

反義核酸（ASO）是18－30個堿基對的單鏈RNA／DNA分子，設計用于特異性抑制mRNA功能。它們與特定mRNA互補結合，通過RNase H阻礙mRNA翻譯或降解mRNA。

ASO在眼部疾病的治療，許多臨床前和臨床試驗都顯示了有希望的結果。Leber先天性黑矇（LCA）由于包括中心體蛋白290（CEP290）在內的各種基因的內含子突變，導致視網膜營養不良，引起青少年失明或嚴重視力損害。QR－110是一種單鏈、硫代磷酸化、2′O－甲基修飾的剪接調節RNA寡核苷酸，用于靶向CEP290。臨床研究（NCT03140969和NCT03913143）顯示，玻璃體內注射QR－110可以重建LCA患者成纖維細胞中的CEP290水平，并具有良好的耐受性和安全性。

適配體

適配體是結合和抑制蛋白質的單鏈核酸（DNA或RNA）分子。適配體形成形狀的能力提供了對目標的高親和力和極好的特異性，由于其作用模式與抗體相似，適配子也被稱為化學抗體。目前，多種適配體已進入各種疾病的臨床試驗，如黃斑變性、糖尿病性黃斑水腫和慢性炎癥性疾病。

EYE001是VEGF的聚乙二醇化適配體，在體外模型中顯示出完全減少VEGF介導的血管滲漏、抑制視網膜新生血管的能力，從而改善視力。在CNV－AMD患者中進行的EYE001單用或聯合光動力療法的研究中顯示出明顯的視力穩定或改善。

除了VEGF外，補體途徑在AMD中也起著重要作用。Zimura，一種聚乙二醇化的單鏈核酸適配體靶向補體因子C5以及pegcetacoplan靶向C3和C3b，它們的臨床研究表明，皮下注射能夠減少繼發于AMD的地圖樣萎縮（GA），而不會發生不良事件。

此外，ARC1779是一種靶向vWF A1結構域的適配體，在臨床試驗（NCT00632242）中，ARC1779顯示出良好的耐受性以及抑制血栓性血小板減少性紫癜患者vWF依賴性血小板功能的能力。Emapticap－pegol（NOX－E36）是一種靶向CCL2的適配體，在伴有蛋白尿的2型糖尿病患者中，皮下注射Emapticap顯示出良好的耐受性和抑制CCL2／CCL2受體軸的能力。

核酶

核酶是催化RNA的分子，與靶RNA雜交并導致RNA降解，從而抑制特定蛋白質的產生。重要的是，核酶可以在沒有細胞蛋白的情況下發揮作用。

RPI．4610（Angiozyme）是一種化學穩定的抗VEGFR－1核酶，與卡鉑和紫杉醇聯合用于晚期實體瘤患者，已證明具有良好的安全性、生物利用度和腫瘤定位能力。然而，它未能在轉移性乳腺癌患者中證明臨床療效。

OZ1是tat－vpr特異性抗HIV核酶，通過自體CD34＋細胞遞送，在臨床試驗（NCT00074997）中顯示CD4＋淋巴細胞顯著增加，表明細胞遞送的基因轉移在維持核酶的安全性和活性方面同樣可靠。

盡管在許多臨床試驗中取得了成功，但也有一些研究報告表明缺乏有效性和安全性，例如胃腸道癌患者中靶向人類端粒酶逆轉錄酶（hTERT）編碼RNA的Ad5CRT、轉移性乳腺癌患者中的血管酶或嵌合核酶。因此，核酶在穩定性、體內活性、共定位、輸送到特定細胞以及持續穩定和長期表達方面仍需改進。

mRNA

以mRNA為基礎的治療代表了一個相對新穎和高效的藥物類別。最近發表的幾項研究強調了mRNA疫苗在治療不同類型的惡性腫瘤和傳染病方面的潛在療效，這些疾病中傳統的疫苗策略不能引起保護性免疫反應。

傳染病疫苗是目前mRNA療法中最領先的應用。Moderma和輝瑞的新冠疫苗已經在數十億人群中證明了安全性和有效性，展現出未來強大的應用前景，這里不多贅述。（參閱＜mRNA疫苗在感染性疾病的研究進展＞）

目前，針對腫瘤的mRNA疫苗有2種方式：i）使用體外負載或電穿孔的DC，ii）通過直接注射帶有或不帶有載體的mRNA。

在癌癥患者中應用了幾項基于DC的mRNA疫苗的臨床試驗，用編碼黑色素瘤相關抗原的mRNA與TriMix聯合接種導致晚期黑色素瘤令人印象深刻的腫瘤消退。目前mRNA疫苗正在向聯合治療方法發展，包括化療、放療和檢查點抑制劑。其中一些研究產生了持久的腫瘤生長抑制。盡管這些基于DC的方法是有效的，但是它們也受限于繁瑣的程序和高昂的成本。

相比之下，直接注射裸mRNA或復合mRNA被認為是一種快速有效的可行方法。例如，一項I／II期試驗在30例轉移性腎細胞癌患者皮內反復應用編碼6種不同TAA（MUC1、CEA、Her2／neu、telomerase、survivin、MAGE－A1）的mRNA疫苗。10年后的長期結果表明，mRNA疫苗是安全有效的。它延緩了腫瘤生長并提高了生存率，這與檢測到的針對TAAs的免疫反應密切相關。

另一項研究中，7名局部晚期患者和39名轉移性NSCLC患者接受了5次皮內注射CV9201，這是一種編碼5種NSCLC抗原（NY－ESO－1、MAGE－C1／2、survivin、5T4）的活性疫苗。63％的患者產生了針對至少一種抗原的抗原特異性免疫應答，60％的患者表現出激活的IgD＋CD38high B細胞增多。31％的患者疾病穩定（SD），另外三分之二的患者病情進展。一項旨在提高抗腫瘤免疫力的類似研究檢測了晚期NSCLC患者接種CV9202聯合局部放療的情況。

CV9202是一種基于RNA的活性疫苗，編碼6種NSCLC TAA（NY－ESO－1、MAGE－C1、MAGE－C2、5T4、survivin和MUC－1）。與基線相比，大多數患者的抗原特異性細胞免疫和體液免疫增強。一名接受疫苗、放療和化療的患者出現部分緩解（PR），46．2％的患者獲得SD。

mRNA－4157疫苗是美國Moderna公司研發的一款mRNA疫苗，它是一種針對每位腫瘤患者量身定制的個體化腫瘤疫苗，目前mRNA－4157癌癥疫苗能夠容納高達34個編碼新抗原的mRNA序列。在mRNA－4157聯合Keytruda的I期臨床試驗中，13例接受單藥治療的患者中有11名患者保持疾病穩定。在聯合治療組中，20例患者中有6例獲得響應，其中包括1例完全緩解和5例部分緩解。6名患者疾病穩定，8名病情惡化。與mRNA－4157相關的所有不良事件都是可逆的，并且是輕微的。沒有觀察到與治療有關的≥3級不良事件，證明了疫苗的安全性和耐受性。目前，有多項腫瘤mRNA疫苗處于臨床招募階段。

CRISPR／Cas9

CRISPR－ Cas9系統是一種細菌防御機制，利用引導RNA（gRNA）介導DNA內切酶Cas9在靶DNA中引入位點特異性斷裂。這種DNA編輯能力使得CRISPR－Cas9通過合成sgRNA在基因組修飾中用作RNA治療劑，用于生物和治療應用。

許多研究表明CRISPR／Cas9可用于治療遺傳性疾病，如囊性纖維化（CF）、杜氏肌營養不良癥（DMD）、血紅蛋白病以及HIV和β－地中海貧血。在一項研究中，CRISPR／Cas9能夠增加肌管中的utrophin數量并去除重復的DMD外顯子18–30，從而在DMD中產生全長dystrophin。

在β－地中海貧血中，人類血紅蛋白β（HBB）基因的突變可以通過CRISPR／Cas9糾正。通過piggyBac轉座子，患者來源的IPSC中的CRISPR／Cas9有效地糾正了HBB突變，而不影響IPSC的多能性，并在分化為紅細胞時恢復了HBB的表達。此外，CRISPR－Cas9的類似應用也已在艾滋病等免疫疾病中得到證實。

盡管這些研究為未來的CRISPR－Cas9臨床試驗提供了基礎，但在CRISPR／Cas9進一步應用于臨床試驗和隨后的治療之前，仍有一些挑戰有待解決。包括向靶細胞遞送基因編輯工具可能的靶外效應。此外，在將CRISPR－Cas9轉化為治療應用之前，還需要考慮CRISPR－Cas9的倫理問題和種系應用。

小結

近年來，以RNA為基礎的療法逐漸成為各種疾病的潛在干預策略。一般來說，RNA療法根據其作用方式和使用的分子分為不同的類別。許多RNA療法已被開發用于各種疾病，并且在許多臨床前和臨床研究中獲得非常有希望的結果，尤其是mRNA疫苗成為目前最火熱的研究領域之一。目前，基于RNA的療法依然存在許多障礙，包括遞送系統在內的許多方面仍需要得到進一步的研究和開發，然而不可否認，未來十年屬于RNA治療的時代終將到來。

參考文獻：

1．RNA Therapeutics － Researchand Clinical Advancements． Front Mol Biosci． 2021； 8： 710738．

2． mRNA vaccines for infectious diseases： principles， delivery and clinical translation． Nat RevDrugDiscov． 2021 Aug 25 ： 1–22．

3． Clinical and immunological effects of mRNA vaccines inmalignant diseases． Mol Cancer． 2021 Mar 15；20（1）：52．

       原文標題 : 窺視未來：屬于RNA療法的時代