自從20年前首次發(fā)現(xiàn)RNAi(RNA interference, RNA干擾)以來(lái)，無(wú)論是學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)還是制藥公司的科研人員一直希望將這種技術(shù)開(kāi)發(fā)成能夠治療疾病的新療法，但到目前為止仍然沒(méi)有任何一款相關(guān)藥物上市。

       然而值得慶幸的是，2017年12月RNAi領(lǐng)域的先驅(qū)Alnylam Pharmaceuticals向FDA以及EMA遞交了patisiran的上市申請(qǐng)，用于治療一種罕見(jiàn)的，可能致命的疾?。哼z傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性(hereditary transthyretin-mediated (ATTR) amyloidosis)。

       該藥物的上市將成為RNAi藥物十?dāng)?shù)年探索旅程中的標(biāo)志性勝利。其實(shí)RNAi藥物與傳統(tǒng)藥物有著很大的差別，如果想要了解RNAi的機(jī)制，我們還得從線蟲(chóng)這一生物講起。

       線蟲(chóng)的秘密

       DNA中的遺傳信息能夠以mRNA的形式被拷貝，并用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。換句話說(shuō)，DNA中的遺傳信息決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。這種由DNA到RNA，再到蛋白質(zhì)的遺傳信息流向被稱(chēng)為中心法則(此處為傳統(tǒng)定義)。而蛋白質(zhì)則存在于幾乎所有的生命過(guò)程之中，例如消化食物的酶，腦內(nèi)接收信號(hào)的受體，以及對(duì)抗細(xì)菌感染的抗體。

       這一基本法則在進(jìn)化的過(guò)程中非常保守，從細(xì)菌到人類(lèi)都遵循同樣的定律。但在上世紀(jì)90年代，分子生物學(xué)家在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中卻觀察到了一系列難以解釋的現(xiàn)象。其中最著名的是植物生物學(xué)家所進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

       植物學(xué)家希望通過(guò)人工導(dǎo)入能夠產(chǎn)生紅色 色素的基因來(lái)加深矮牽?；ǖ幕ò觐伾?，但他們發(fā)現(xiàn)這種操作并沒(méi)有使花瓣的顏色變得更深，反而使其完全消失，變成了白色。當(dāng)時(shí)并沒(méi)有人知道產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。而Andrew Fire以及Craig Mello在研究線蟲(chóng)時(shí)也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的怪異現(xiàn)象。

       Fire以及Mello一直在研究線蟲(chóng)(Caenorhabditis elegans)的基因是如何調(diào)控的，他們發(fā)現(xiàn)在注射能夠編碼肌肉蛋白的mRNA之后，線蟲(chóng)并沒(méi)有產(chǎn)生明顯的行為變化。但是在注射能夠與有義序列配對(duì)的反義mRNA(我們一般把mRNA中的序列稱(chēng)為有義序列)之后，線蟲(chóng)同樣不會(huì)產(chǎn)生明顯反應(yīng)。

       但Fire和Mello發(fā)現(xiàn)，如果注射同時(shí)包含有義鏈和反義鏈的mRNA時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)線蟲(chóng)會(huì)表現(xiàn)出一種奇特的，扭曲的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而且有意思的是，完全缺乏這種基因的線蟲(chóng)也會(huì)表現(xiàn)出同樣的狀態(tài)。到底發(fā)生了什么？

       我們知道，當(dāng)有義和反義RNA分子相遇時(shí)他們會(huì)結(jié)合形成雙鏈RNA，是不是這種雙鏈RNA分子使相應(yīng)的DNA沉默了呢？為了驗(yàn)證這一假設(shè)，F(xiàn)ire和Mello向線蟲(chóng)體內(nèi)注射了雙鏈RNA。他們發(fā)現(xiàn)注射的多種雙鏈RNA均能使含有相應(yīng)遺傳信息的基因沉默，也就是說(shuō)這些基因編碼無(wú)法指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生成了。

       1998年2月19日，他們?cè)贜ature上發(fā)表了他們的研究，而這一論文的發(fā)表也標(biāo)志著RNA干擾這一新的研究領(lǐng)域的誕生。

       隨后幾年隨著研究的深入，RNAi的詳細(xì)機(jī)制也逐漸變得清晰起來(lái)：雙鏈RNA能夠與Dicer結(jié)合并將其剪切成片段，并與另一個(gè)蛋白復(fù)合物RISC結(jié)合。隨后雙鏈RNA中的一條鏈會(huì)被去除，只留下一條鏈與RISC結(jié)合，并用于檢測(cè)能夠與之配對(duì)的mRNA。當(dāng)mRNA與RISC上的RNA片段配對(duì)成功之后，mRNA會(huì)結(jié)合到RISC復(fù)合物上，并被復(fù)合物剪切、降解。如此，該mRNA所對(duì)應(yīng)的基因也就被沉默了。

       RNAi是生物體對(duì)抗病毒以及外來(lái)基因的一種重要防御手段,同時(shí)也能夠參與調(diào)控生物體自身基因的表達(dá)。自誕生之后不久，RNAi就被開(kāi)發(fā)成了一種能夠控制基因表達(dá)的強(qiáng)大的分子工具。然而RNAi的威力遠(yuǎn)不止于此，其在醫(yī)藥領(lǐng)域同樣有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

       人的很多種疾病是由于結(jié)構(gòu)或功能異常的蛋白聚積導(dǎo)致的。很多傳統(tǒng)的藥物是通過(guò)影響蛋白的功能發(fā)揮藥效的，例如影響催化活性的酶抑制劑。而RNAi藥物則有可能通過(guò)沉默相關(guān)基因，直接抑制功能異常蛋白的生成。

       起與落

       鑒于RNAi的強(qiáng)大威力，很多人希望該類(lèi)藥物能夠成為制藥行業(yè)的下一個(gè)突破口。2002年，也就是在完成RNAi基礎(chǔ)機(jī)制解析之后，一些專(zhuān)注于RNAi領(lǐng)域的生物技術(shù)公司開(kāi)始出現(xiàn)。這些初創(chuàng)公司迅速抓住了投資人的熱情和想象力，獲得了大量的資本。

       在Alnylam剛成立的時(shí)候只有幾名科研人員，但卻有為數(shù)眾多的專(zhuān)利律師。這其實(shí)是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的RNAi技術(shù)是如此的火熱，所以他們希望盡可能申請(qǐng)多的專(zhuān)利。那是一個(gè)充滿了泡沫的年代，似乎多數(shù)人對(duì)RNAi有一種非理性的熱情。

       而在此之后大型制藥公司入場(chǎng)，開(kāi)始將這個(gè)癲狂與希望并存的領(lǐng)域收入囊中。2005年諾華以數(shù)億美金的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)了Alnylam技術(shù)平臺(tái)的使用權(quán)。而Alnylam的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Sirna Therapeutics也與GSK以及其他公司達(dá)成了多項(xiàng)協(xié)議。

       2006年Fire和Mello因在RNAi領(lǐng)域的貢獻(xiàn)獲得了當(dāng)年的諾貝爾獎(jiǎng)。而隨之而來(lái)的是該領(lǐng)域的另一次野蠻生長(zhǎng)。風(fēng)險(xiǎn)資本早已涌入了這個(gè)擁擠不堪的領(lǐng)域，大型制藥公司的資金也如潮水般涌來(lái)。也就是在那年，默沙東以11億美金的價(jià)格收購(gòu)了Sirna。

       這些消息讓很多人興奮不已，他們覺(jué)得既然有這么多的錢(qián)涌入這個(gè)領(lǐng)域，也就意味著RNAi的前景無(wú)限光明，不久的將來(lái)便會(huì)有藥物上市。當(dāng)時(shí)很多人并不清楚他們到底在興奮什么，這項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)究竟在哪里。

       也許現(xiàn)實(shí)永遠(yuǎn)比想象要?dú)埧?。很快人們便發(fā)現(xiàn)RNAi藥物離上市還有很長(zhǎng)的路要走，還有很多問(wèn)題還沒(méi)有得到妥善解決，比如這類(lèi)藥物如何才能向靶細(xì)胞精確遞送。

       早期的很多臨床試驗(yàn)其實(shí)也存在很多不合理的地方，有些制藥公司為了爭(zhēng)奪"第一家進(jìn)入臨床"的頭銜，在沒(méi)有進(jìn)行完善的臨床前研究的情況下就將藥物推進(jìn)臨床研究。而且一些藥物在臨床試驗(yàn)中引發(fā)了比較危險(xiǎn)的副作用，而這些副作用在臨床前的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。很明顯該類(lèi)藥物無(wú)法很輕易的被遞送至靶細(xì)胞，使得藥物的療效以及副作用方面出現(xiàn)了很大的問(wèn)題。

       或許正是由于這類(lèi)藥物的系統(tǒng)性遞送問(wèn)題，制藥行業(yè)對(duì)于RNAi的熱情逐漸消退。而之后臨床研究結(jié)果的陸續(xù)公布又給該領(lǐng)域帶來(lái)了沉重打擊。裸露RNAi藥物治療諸如老年性黃斑變性等眼部疾病的臨床試驗(yàn)都失敗了，而系統(tǒng)用藥使用的脂質(zhì)納米粒 (LNP)能夠包裹RNA，防止藥物在到達(dá)作用靶標(biāo)之前被降解，但這種方式依然需要極高的藥物劑量才能夠產(chǎn)生微弱的療效，而且這些藥物只對(duì)肝 臟相關(guān)疾病有效，RNAi藥物對(duì)呼吸系統(tǒng)以及心血管疾病并沒(méi)有效果。

       隨著臨床試驗(yàn)結(jié)果的公布，大型制藥公司也逐漸開(kāi)始離場(chǎng)。2010年末，諾華以及羅氏均停止了與Alnylam的合作，Alnylam也因此被逼到了生死邊緣。對(duì)于RNAi領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，這大概是生死存亡的關(guān)鍵時(shí)刻了。

       即使之后幾年默沙東一直對(duì)外宣稱(chēng)該公司對(duì)RNAi仍然保有熱情，但是公開(kāi)的研發(fā)管線中RNAi療法的項(xiàng)目從未有任何進(jìn)展。最終在2014年默沙東以當(dāng)初購(gòu)買(mǎi)價(jià)六分之一的價(jià)格將Sirna的IP賣(mài)給了Alnylam。

       而此時(shí)在死亡線上掙扎的Alnylam卻有著一種與大型制藥公司企業(yè)文化所不相融的執(zhí)著。但實(shí)際上Alnylam之所以有能力堅(jiān)持，與賽諾菲的支持和合作分是不開(kāi)的。2012年Alnylam與賽諾菲首次達(dá)成協(xié)議。2014年賽諾菲以7億美金的價(jià)格收購(gòu)了Alnylam 12%的股份，并獲得了該公司部分藥物在北美及西歐以外的所有權(quán)。今年1月雙方又進(jìn)行了交易重組，Alnylam獲得了patisiran以及ALN-TTRsc02的全球所有權(quán)，而賽諾菲獲得了處于三期臨床的藥物fitusiran的全球商業(yè)化發(fā)展權(quán)。

       重生

       隨著首個(gè)RNAi藥物即將獲批，生物制藥行業(yè)也正在重新認(rèn)識(shí)這項(xiàng)技術(shù)。例如2016年，Amgen與Arrowhead Pharmaceuticals (該公司2011年收購(gòu)了羅氏的RNAi項(xiàng)目)達(dá)成協(xié)議共同進(jìn)行心血管疾病方面的研究，其交易額高達(dá)6.75億美金。2017年Boehringer也與Dicerna達(dá)成合作，共同進(jìn)行非酒精性脂肪肝以及其他慢性肝病領(lǐng)域的藥物研究。

       除了資本的重新入場(chǎng)，該領(lǐng)域的技術(shù)也在快速的迭代。Patisiran使用的是通過(guò)靜脈給藥的LNP遞藥技術(shù)，但是現(xiàn)在Alnylam以及其他RNA相關(guān)公司已經(jīng)完全拋棄了這類(lèi)遞藥方式。而最先進(jìn)的技術(shù)大概是通過(guò)RNAi與N-乙酰半乳糖胺 (GalNAc)或者類(lèi)似的配體進(jìn)行連接，使藥物具有更好的治療指數(shù)，能夠皮下給藥，提升劑量并減少副作用。

       部分使用GalNAc偶聯(lián)的RNAi技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入三期臨床研究。這些藥物更容易進(jìn)入肝 臟，與肝內(nèi)的受體結(jié)合。即使排出他汀類(lèi)藥物，整個(gè)肝 臟相關(guān)疾病領(lǐng)域也有超過(guò)500億美金的市場(chǎng)。也就是說(shuō)即使RNAi藥物如果只能應(yīng)用于肝 臟相關(guān)疾病的話，這個(gè)藥物市場(chǎng)也不會(huì)太小。但是如果想將RNAi應(yīng)用于其他治療領(lǐng)域仍然很具有很高的挑戰(zhàn)性。

       其實(shí)肝 臟內(nèi)潛在的藥物靶點(diǎn)已經(jīng)很多。對(duì)于這些靶點(diǎn)來(lái)說(shuō)，相比抗體類(lèi)藥物RNAi能表現(xiàn)出很強(qiáng)的類(lèi)藥性。現(xiàn)階段的臨床試驗(yàn)也證實(shí)該技術(shù)比較安全，治療指數(shù)比較高，而且藥效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。實(shí)際上patisrian在其關(guān)鍵的三期臨床試驗(yàn)中達(dá)到了所有的一級(jí)和二級(jí)終點(diǎn)，藥物注射18個(gè)月之后部分患者會(huì)出現(xiàn)一些常見(jiàn)的輕度或者中度副反應(yīng)，包括注射位點(diǎn)反應(yīng)以及外周性水腫。而且理論上來(lái)講GalNAc偶聯(lián)藥物ALN-TTRsc02的臨床試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該比patisrian更優(yōu)秀。

       但是對(duì)于制藥領(lǐng)域的從業(yè)者來(lái)說(shuō)，RNAi在肝 臟疾病中的應(yīng)用很可能只是一個(gè)開(kāi)始。未來(lái)RNAi還有可能在其他類(lèi)型疾病的治療中取得成功，比如癌癥、外周神經(jīng)系統(tǒng)疾病等等，一些制藥公司也在嘗試使用裸露RNAi來(lái)治療腎 臟以及眼部的疾病。

       而新的遞藥技術(shù)或許能夠使RNAi藥物更上一層樓。例如Codiak BioSciences正試圖利用外泌體來(lái)遞送寡核苷酸藥物。LNP是人工合成的脂質(zhì)載體，而外泌體是生物體內(nèi)天然存在的物質(zhì)，Codiak基于外泌體的藥物預(yù)計(jì)將于今年年末進(jìn)入臨床研究。值得關(guān)注的是該款藥物是一種靶向KRAS的RNAi。除此之外Arrowhead也在使用另一項(xiàng)新技術(shù)，他們?cè)谘邪l(fā)RNAi的吸入劑，使這類(lèi)藥物能夠作用于肺部。

       外泌體似乎很有前景，一些大型制藥公司以及生物技術(shù)公司正在利用外泌體解決其他類(lèi)型藥物存在的遞送問(wèn)題。因?yàn)镽NAi也只是廣義的寡核苷酸技術(shù)中的一個(gè)分支，該項(xiàng)技術(shù)還包含反義及外顯子跳躍類(lèi)的藥物，病毒介導(dǎo)的基因療法 (見(jiàn)：基因療法的三十年風(fēng)雨上市之路)，基于mRNA的藥物，以及能夠基因編輯的CRISPR技術(shù) (見(jiàn)：為什么CRISPR必須拿諾獎(jiǎng)？)。而這些技術(shù)的發(fā)展以及其所使用的遞藥系統(tǒng)也能夠推動(dòng)RNAi藥物的進(jìn)一步發(fā)展。

       其實(shí)制藥公司也已經(jīng)在寡核苷酸類(lèi)藥物領(lǐng)域獲得了一些成功。例如Ionis Pharmaceuticals/賽諾菲的高膽固醇治療藥物mipomersen已經(jīng)獲批上市。但即使如此，這一領(lǐng)域仍有無(wú)數(shù)未解決的問(wèn)題。

       部分在研RNAi藥物

       科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展過(guò)程總是充滿了艱辛與磨難，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)做單抗類(lèi)藥物的制藥公司很多，但又有多少人真正了解單抗類(lèi)藥物從實(shí)驗(yàn)室走向藥房貨架的二十年經(jīng)歷了多少磨難。我們對(duì)于生命科學(xué)的認(rèn)識(shí)在不斷深入，制藥領(lǐng)域也會(huì)隨之出現(xiàn)一些新的進(jìn)展，比如CAR-T，PROTAC，比如應(yīng)用人工智能的Waston。我們?cè)诿鎸?duì)這樣的新技術(shù)時(shí)總會(huì)不自覺(jué)的產(chǎn)生一些不切實(shí)際的幻想，認(rèn)為腫瘤很快就能被治愈，認(rèn)為人工智能可以取代醫(yī)生。

       但現(xiàn)實(shí)總是很殘酷，很多時(shí)候我們無(wú)法預(yù)料會(huì)遇到什么樣的困難，會(huì)遭遇怎樣的挫折。做新藥很難，確實(shí)很難，因?yàn)槲覀円恢痹谂c設(shè)計(jì)如此精妙的生物體做對(duì)抗。我不知道如此復(fù)雜的人體結(jié)構(gòu)是億萬(wàn)年演化而來(lái)，還是上帝所創(chuàng)造。我只知道，作為一名制藥行業(yè)的從業(yè)人員，面對(duì)如此復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)該多一些敬畏之心。畢竟，想要獲得成功，非常不容易。

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