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小核酸药物

发布时间:2022-08-06 12:01:08 | 来源:【药物研发团队 2022-08-06】
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小核酸药物是指利用核酸小分子与靶向的mRNA相结合,特异性地沉默疾病基因的表达,以治疗特定疾病的药物。

狭义的小核酸药物仅指RNA小干扰药物(siRNA)。广义的小核酸药物与寡核苷酸药物相近,除了SiRNA外,还主要包括反义寡核苷酸药物(ASO)和靶向微小RNA(miRNA)等。

siRNA是合成的短RNA双链,插入到细胞质中的RNA诱导沉默复合物(RISC)后双链分开,带有5′末端比较稳定的链与RISC结合,通过RISC催化蛋白寻找和裂开致病RNA,干扰其翻译。

ASO是长度一般为20~30个核苷酸的寡核苷酸链,根据Watson-Crick碱基配对原则与靶向RNA特异性结合,通过多种机制(如劈裂、占位、降解和封锁等)调节RNA的功能;因其高稳定性、低成本等特点,ASO在小核酸药物研发中占据主导地位。

miRNA是一类长度为20~24个核苷酸的非编码RNA,在3′-非翻译区(3′-UTR)与目标mRNA不完美互补结合,调节其后转录,抑郁症翻译或RNA稳定性,此类药物正在研发中,尚无获批药物。

小核酸药物具有高特异性、可用于肿瘤、神经性疾病、心血管和代谢疾病、感染、岗脏疾病、骨骼肌肉和皮肤疾病、眼科疾病等。 与其他药物相比,小核酸药物具有高特异性、高效性、长效性的优势,其审批也明显加快。目前已有十几个小核酸药物获得美国FDA或欧洲EMA批准上市,还有100多个小核酸药物处于临床研究阶段。在我国,小核酸药物也被列入重点研发领域,它或许是具有重大突破的新疗法。

一、小核酸药物发展历程

1978年,哈佛大学科学家Zamecnik等发现用一段互补的核苷酸链可以抑制RSV病毒的复制活动,首次提出了反义核酸(Antisense oligonucleotides,ASO)的概念。1998年第一款ASO药物获批,同年RNAi(RNA interference,RNA干扰)的作用机理被揭示。3年后,RNAi技术被《Science》杂志评为2001年十大科学进展之一。2006年卡内基研究所的Andrew Fire和马萨诸塞大学的Craig Mello因发现RNAi机制而获得诺贝尔医学或生理学奖。2018年FDA批准首个基于RNAi原理的siRNA药物。经历了40余年的发展,小核酸药物产业化的大幕正在缓缓拉开。

二、新药研发第三次浪潮

小核酸药物是与小分子药物、抗体药物完全不同的全新药物类别,其药物构成为核苷酸序列,药物机制为作用于mRNA,通过基因沉默抑制靶蛋白的表达,从而实现治疗疾病的目的,是生物制药创新的战略性前沿领域。相比抗体药,核酸药物研发阶段不需要进行复杂蛋白修饰和CMC开发(工艺和质量控制),生产阶段制备工艺相对简单,不需要大规模哺乳动物细胞发酵和蛋白纯化,具有候选靶点丰富、研发周期短、药效持久、临床开发成功率高等优势。

小核酸药物从转录后水平进行治疗,能针对难以成药的特殊蛋白靶点实现突破,有望攻克尚无药物治疗的疾病包括遗传疾病和其他难治疾病;具备针对“不可靶向”、“不可成药”疾病开发出治疗药物的巨大潜力,有望形成继小分子药物、抗体药物之后的现代新药研发第三次浪潮。

三、国外小核酸药物研发概况

小核酸药物主要包括反义核酸(ASO)、小干扰RNA(siRNA)、微小RNA(miRNA)、小激活RNA(saRNA)、信使RNA(mRNA)适配体(aptamer)、核酶(ribozyme)、抗体核酸偶联药物(ARC)等。目前,全球上市的小核酸药物共有14款,包括4款siRNA药物和9款ASO,1款核酸适配体,约80%的产品是2015年以后上市,绝大多数适应症为遗传病。Ionis、Alynlam、Sarepta是小核酸药物研发的三巨头,拥有丰富的研发管线。

Ionis是全球反义核酸药物研究和开发的领头羊,基于自身专有的配体共轭反义技术LICA,Ionis建立了丰富的首创药物和最佳药物的研发管线,包含超过三十多个在研品种,适应症覆盖心血管、代谢、神经、呼吸系统、眼科、癌症、传染病等领域。其药品Spinraza(Nusinersen)在包括美国、中国在内的全球多个国家获批上市,用于治疗儿童和成人的脊髓性肌萎缩(SMA),治疗费用高达75万美元/年,2019年销售额达21亿美元,是全球销售额最高的小核酸药物。

Alynlam是全球RNAi药物的霸主,目前全球上市的4款RNAi药物全部由Alynlam及其合作伙伴开发。开发安全有效的递送系统是实现siRNA技术的关键,Aynlam在这一领域开发出脂质纳米粒子 (Lipid Nanoparticle,LNP)递送系统平台和ESC+ GalNAc-siRNA皮下给药递送平台,并于2011年启动了“Alnylam 5x15”战略计划,随着二代LNP平台和ESC+ GalNAc-siRNA平台技术的发展,Alnylam已经开发了一系列候选药物。据悉除了已获批的patisiran是采用二代LNP递送系统之外,其它候选产品均是采用ESC+ GalNAc-siRNA技术开发而成。可见,Alnylam已经将其研发重心转向皮下给药方式的GalNAc-siRNA缀合物。

Sarepta公司专注于治疗杜兴氏肌营养不良症患者(DMD)与基因治疗,目前已有3款ASO药物获批上市,10款药物处于研发阶段。该公司的技术平台使用二氨基磷酸酯吗啉代寡聚物(PMOs)与外显子条约技术,让pre-mRNA在翻译时跳过发生突变的外显子,从而产生能够缓解DMD患者功能缺陷的抗肌萎缩蛋白。该公司的 PMO 技术平台使用吗啉(morpholine)代替RNA中的核糖(ribose),这一置换在保持PMO能够与特定RNA序列正常结合的同时,提高了PMO的稳定性。目前,该公司有多项治疗DMD的PMO疗法在 3 期临床试验中接受检验,用于治疗在编码肌萎缩蛋白的DMD基因不同外显子上发生变异的患者。

四、国内小核酸药物研发概况

目前,我国仅有一款进口小核酸药物上市,即Ionis和Biogen合作研发的诺西那生钠注射液(Nusinersen)2005年左右,随着梁子才、陆阳等一批小核酸领域领军科学家归国创业,我国小核酸药物迎来快速发展。目前国内企业研发的小核酸药物均处于临床和临床前研究阶段,代表企业有苏州瑞博、圣诺制药、舒泰神、西安荣清畅等。

苏州瑞博是中国小核酸技术和小核酸制药的主要开拓者和领军者,目前该公司已经累计获得超过10亿元融资支持,并已经获得科创版IPO受理。该公司对标全球小核酸技术的创新前沿,自主开发并建立了涵盖小核酸药物从早期研发到产业化的整个生命周期的全技术链整合的小核酸药物研发平台,包括小核酸序列设计及高通量筛选平台、小核酸药物递送技术平台、小核酸稳定化修饰平台、小核酸药物生物分析平台、小核酸药学研究平台、小核酸单体研发平台等六大核心技术平台,其中自主研发的高效长效GalNAc肝靶向递送技术达到国际水平。该公司采用自主研发和合作研发相结合的产品研发模式,围绕中国人群的重大临床需求,形成了包括降血糖、抗前列腺癌、抗视神经损伤、抗乙肝、抗高血脂等多个小核酸药物在内的在研产品管线。

圣诺制药2019年完成了共计4800万美元的C轮融资,由广州的越秀产业基金和香港的华润正大生命科学基金领投。作为全球领先的专注于核酸干扰(RNAi)药物研发和产业化开发的生物医药企业,以及全球唯一能够在中美同时推动RNAi临床研究的研发平台,圣诺现正在积极推进上市前的新一轮融资的进程,计划登陆国际资本市场。自成立以来,圣诺已构建了丰富的核酸干扰创新药物产品线,治疗领域覆盖多项肿瘤和纤维化疾病。其中,与广州香雪制药共同开发的领先候选药物STP705先后获得了美国FDA和中国药监局的临床试验许可,并且获得了美国FDA授予的多项孤儿药资格认定。圣诺制药独创了组氨酸-赖氨酸共聚多肽纳米颗粒导入技术(PNP)来保护和运送siRNA。PNP由天然氨基酸组成,其降解物天然无毒,同时克服了药物的靶向性和稳定性障碍。由于PNP可同时携带多个siRNA,因此递送多个siRNA让其在同一靶向细胞中产生协同的基因沉默效应,可以提高RNAi的药物疗效。

五、小核酸药物市场分析

2020年全球小核酸药物销售额在30亿美元左右。虽然小核酸药物售价昂贵,但由于目前上市的产品主要适应症为罕见病,针对的患者群体数量有限,小核酸药物销售额还未出现爆发式增长。随着患者群体更广泛的适应症药物开发取得进展,预计2025年全球小核酸药物销售额将突破100亿美元;到2030年我国小核酸药物市场也将达到100亿元。

与传统生物药相比,小核酸药物可以靶向mRNA或者其他RNA,实现mRNA水平上的治疗,在遗传学罕见病上具有独特的优势。 据统计,截至目前全球共有15款获批的小核酸药物,其中11款曾获得孤儿药认证。

15款小核酸药物在2021年总销售额就超过了30亿美元, 最引人注目的是脊髓性肌肉萎缩症(SMA)治疗药物诺西那生钠注射液,年销售额已达19.05亿美元。有分析预测,到2030年,全球小核酸药物的市场规模预计将达到250亿美元。

巨大的市场潜力背后是适应证逐渐从罕见病走向庞大的慢性病市场。2021年,诺华制药推出了全球首款用于常见慢性病治疗的小核酸药物Inclisiran,被FDA批准用于治疗成人高胆固醇血症及混合性血脂异常。因此,Inclisiran被视作是小核酸药物从罕见病走向常见病治疗的转折点,也是慢性病治疗迈向更长效药物的转折点。

“长效性”正是小核酸药物的特点之一, 因为小核酸药物是直接调节上游基因表达,可以在体内被循环多次使用,因此能降低给药频次,在体内的半衰期可以按照月来计算。业内预计,在未来的10~20年内,小核酸药物将大量应用于慢性病治疗领域,也势必将颠覆当前的慢性病治疗模式。

前沿技术总会受到资本的偏爱。 Alnylam公司作为小核酸药物巨头之一,其市值增长可以反映出资本对于小核酸领域风向的转变。GalNAc技术的专利是目前Alnylam公司拥有小核酸领域最重要专利之一。在2016年,Alnylam的股价约为92美元/股,总市值仅为32亿美元,而到了2022年,其股价飙升至约180元/股,总市值达到约166亿美元,甚至一度突破200亿美元。

而作为大公司,则是更加争相布局小核酸领域。比如,Inclisiran即是诺华制药斥资97亿美元收购MDCO公司 (Alnylam授权),获得该药的授权。之后,黑石生命科学又以10亿美元获得Alnylam手中50%特许权使用费和商业里程碑费用,即Inclisiran的10%权益。

在中国,小核酸药物领域也受到了资本的大力追捧。被称为“国内RNA疗法第一股”的圣诺医药在2021年12月正式登陆港交所,上市首日收盘报77.9港元/股,涨幅达18.21%,市值68.6亿港元。

六、小核酸药物的发现和开发过程

尽管小核酸药物具备生物制品的属性,但仍按照新化学实体监管,开展相关研究。小核酸药物的发现和开发过程一般包括疾病的发病机制研究、疾病相关靶向RNA的鉴定、RNAi候选药物的筛选、序列优化、递呈系统研究、药理活性确认、非临床及临床研究等。

然而,由于小核酸药物的自身特点,如作用靶点为组织RNA,目前使用的评价模型与人类的基因组序列存在一定差异,因此将小核酸药物完全当成化学合成药物进行评价有一定的局限性,亟需用更好的能模拟人体器官、生化信号和机械刺激等的模型来替代。因此,为了加快推动小核酸药物的发展,不仅需要药物研发机构运用新的技术改进目前存在的问题,更期待各国药品监管部门尽快制定专门针对小核酸药物研发的指导原则,从监管和审评的角度给予支持。

七、小核酸药物成药性的关键因素

通过与靶向信使RNA结合,小核酸药物能特异性地沉默疾病基因来治疗疾病。小核酸药物因其特异性高、效果显著及维持时间长等优势,近20年来取得了长足的进步。但仍有不少问题制约着小核酸药物的发展。首先是脱靶效应,目前尚无有效的方式可以彻底消除寡核苷酸链的脱靶效应,一般通过筛选出高特异性适当长度的寡核苷酸链,以降低脱靶效应与药物毒性。其次是稳定性,由于天然核酸稳定性不高,容易被水解酶水解而失去药效,故需要采取有效措施增加其稳定性,如化学修饰成共轭物、直接使RNA酶降解、利用环状RNA(circRNA)保护和运输等。再次是实现高效跨膜和有效体内运输,针对靶mRNA的位点进行靶向运输可能是一种有效方法,而新兴较具潜力的靶向纳米复合物载体的颗粒特性和载药量可能具有异质性,而且颗粒可能在储存或给药后变得不稳定,并释放出毒性分解产物,需要特别注意。由此可见,化学修饰和靶向递送是小核酸药物成药性的关键因素。

化学修饰

小核酸药物来自化学合成,其理化性质较为明确,且同一系列药物非常相似,发挥作用的部位均在细胞内。然而,未经修饰的小核酸药物成药性差,如稳定性差、难以进入细胞内及与靶向 mRNA结合的特异性不高等,因此化学修饰是这类药物开发过程 的关健环节。

ASO化学修饰的途径主要包括:通过形成共轭物增强细胞吸收和组织靶向性,糖基化修饰增加与靶向RNA的亲和力和稳定性及降低促炎性,骨架修饰增加稳定性及与调节蛋白结合能力,碱基修饰降低促炎性及增加亲和力。

siRNA化学修饰的途径主要包括:控制在21~22个核苷酸长度以获得最佳序列沉默效果,2个核苷酸悬垂于双链的3'端达到最大RNA干扰作用,核糖修饰增加稳定性,连接硫代磷酸增加体内药效,形成共轭物增加RISC的形成。

miRNA修饰的途径也包括糖基化修饰和骨架修饰等。

(二)靶向递送

小核酸药物必须进入细胞内到达细胞质或细胞核的靶位才能发挥药理活性,因此它们进入细胞的途径至关重要。

ASO通过与细胞表面蛋白(如网络蛋白和小窝蛋白)结合,以内吞的方式进入细胞。然而,由于它们一般带负电荷,很难跨过脂质双分子层, 尤其很难到达肝脏外的靶器官。目前,已经报道了一些新的方式可以直接将 ASO运输至细胞质或细胞核,如通过与胰高血糖素样肽1受体(GLP1R)的配体形成共轭物,将 ASO递送至胰腺细胞;采用神经降压素介导的递送系统,可以改善ASO的细胞吸收,提高药物活性。

siRNA分子量更大,且具有亲水性,以阴离子的形式存在,导致这类药物很难穿过细胞膜,极大地影响了它们的细胞吸收;另外,为了保证药效、稳定性及安全性,还需要避免被肾脏过滤、被非靶向细胞吸收及被核酶降解。因此,与这些因素密切相关的递送问题成为siRNA开发和应用的最大挑战。目前,用于改善siRNA递送系统的策略主要包括:通过化学合成和修饰成共轭物、 直接与配体形成共轭物、形成纳米粒、脂质体递送系统和聚合物递送系统等。

miRNA同样因细胞吸收差和易被核酸酶降解导致递送存在很大挑战,目前正在研发各种递送系统,尤其是非病毒的聚合物 载体,有望解决小核酸药物靶向递送的问题。

八、小核酸药物的非临床评价

目前,小核酸药物的非临床评价主要依据ICH S6(R1)等相关技术指导原则,结合小核酸药物特点,开展非临床药物药效、毒理和药代动力学评价研究。

(一)药效学

1、体外药效学

一般选择动物或人(含拟定适应症患者)的原代细胞、正常细胞系和转染细胞系,考察小核酸药物对细胞活性、功能、相关蛋白和基因mRNA水平的影响。由于小核酸药物作用的靶点为特异的mRNA,因此需要开展靶点结合实验,不仅可以验证对靶点的作用,还能对毒理研究动物种属的选择提供依据。

2、体内药效学

小核酸药物是通过调节mRNA增加或减少疾病相关的蛋白产生而发挥药理作用的,mRNA和蛋白水平可以通过合适的动物模型进行评价。根据靶向人的mRNA序列同源性选择动物模型,因为小核酸药物与靶向RNA结合具有很高的特异性,一个碱基配对错误可能导致结合率下降500倍,同源性高才能确保碱基配对成功,发挥预期的药效作用。

 体内药效评价一般选用小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、猴等。如果缺乏同源性高的动物模型,也可以选择人的转基因动物模型。如果找不到合适的动物模型,也可以仅开展体外药效实验。

小核酸药物体内药效学实验多采用单次给药,但由于小核分布至细胞内所需的时间长,往往起效慢,故应根据具体情况合理设计给药频次。

小核酸药物体内药效学实验评价指标除常规药效学指标外,还需关注靶基因mRNA的水平。

药动学

1、吸收

动物种属通常选择常规的小鼠、大鼠、犬、食蟹猴及新西兰白兔。给药途径采用临床拟用的给药方式,其中静脉注射最为常见,也有部分已上市的小核酸药物采用灌胃、腹腔注射、鞘内 射或玻璃体内注射等给约方式。多种生物分析方法可用于定量分析动物血浆中的药物及其短链寡核苷酸代谢物的浓度,如HPLC法、ELISA法和毛细管凝胶电泳-紫外检测法(CGE-UV)HPLC-UV法、IP-HPLC-ES/MS法等。已有研究结果显示,在多个动物种属中,小核酸药物的药动学特性和人具有较好的相关性。

2、分布

可以采用定量全身放射自显影(QWBA)法测定药物在动物体内各个组织的放射性浓度,以 研究其组织分布情况,大多数小核酸药物在组织中分布迅速,且具有比较一致的组织分布特征,即在很多组织中均有分布,其中肾脏中最高,其次为肝脏中,脑中最低;另外,采用超滤法检测药物与血浆中蛋白质的结合率,小核酸药物的血浆蛋白结合率通 常较低,且结合程度与药物浓度无明显相关性。

3、代谢

在体外,可以采用液相色谱﹣串联质谱法(LC-MS/MS)测定各个种属肝微粒体和肝细胞中的药物浓度。肝微粒体一般对小核酸药物没有明显的代谢作用。另外,小核酸药物通常不是CYP酶和转运体的抑制剂或诱导剂及底 物,因此产生药物相互作用的风险低。

4、排泄

可以采用液体闪烁计数法(LSC)测定药物在尿液和粪便中的放射性浓度,以提供物质平衡的信息。小核酸药物一般被核酸酶代谢,以原形药或代谢产物的形式主要经尿液排泄,但是ASO

因与血浆白蛋白结合率较高,导致尿液排泄和肾脏清除减少。

安全性评价

小核酸药物非临床安全性评价内容与小分子化学药物基本类似,主要包括安全药理学实验,一般毒理实验、遗传毒性实验、生殖毒性实验和致癌性实验及特殊毒性实验,参考的技术指南包括国家药品监督管理局、美国FDA及ICH等有关的药物安全性 评价相关指导原则。尽管如此,小核酸药物还存在自身特点,它们产生的毒性既有来自于药理作用放大而引起的靶点毒性,也有来自于与同源性RNA序列结合或本身理化性质产生的脱靶毒性,因此,不能完全照搬生物制品或者化学药物非临床安全性评价的要求来进行小核酸药物毒理研究。

1、安全药理学实验

因小核酸药物发挥药理作用的方式与生物大分子药物类似,因此,在合适时可以考虑将安全药理学结合到重复给药毒性实验中一起评价,评价的项目包括呼吸、中枢和心血管系统安全药理学实验,选择的动物种属包括小鼠、大鼠及猴等。尽管小核酸药物由于分子量相对较大且带有 电荷,其无法直接抑制hERG钾离子通道,但仍有大部分已上市的此类药物进行了体外hERG实验。 因此,建议小核酸药物开展体外hERG实验,以进一 步评价药物可能引起的心血管风险。除了上述三大核心系统外,还因部分小核酸药物分别通过肝脏代 谢和肾脏排泄,故也需要考虑补充肝脏和肾脏安全药理实验。

2、一般毒理学实验

动物种属通常需要选择一种啮齿类和一种非啮齿类动物,啮齿类多为小鼠和大鼠,非啮齿类多为犬和猴。值得注意的是,由于小核酸药物存在靶点毒性,故在种属选择时, 有必要评估是否包含了至少一种能产生与临床药理活性具有可比性的动物。如无法获得相关动物种属,也可根据药物特点选择转基因动物和人源化模型动物等替代,但需要充分评估产生的毒性与临床的相关性。一般采用临床拟用的给药途径,其中静脉注射和皮下注射较为常见。给药期限主要参考ICH M3(R2)指导原则的要求,应支持相应的临床试验给药疗程,一般情况下最长给药期限为啮齿类动物给药26周、非啮齿类动物给药39周,可用于支持所有临床试 验和上市。除常规的检测指标外,小核酸药物还应药效终点指标,以便进一步验证在长期给药过程中,药物能否与组织中靶mRNA结合而产生相应的药理作用。

3、遗传毒理实验

就寡核苷酸自身性质而言, 此类药物一般不会引起遗传毒性,且目前的药物均为阴性结果,但寡核苷酸安全工作组(OSWC)遗传毒理委员会仍认为对于新的寡核苷酸药物有必要进 行遗传毒性实验,因为修饰的单体可能从寡核苷酸代謝谢时释放出来并整合到DNA中,理论上会导致链终止、错误编码和/或错误复制或修复;另外,该委员 会推荐选用ICH S2(R1)指导原则标准“组合1”考察此类药物的遗传毒性,即2项体外实验(细菌回 复突变实验+哺乳动物细胞染色体畸变实验或小鼠淋巴瘤Tκ基因突变实验)1项体内实验(体内微核实验或染色体畸变实验)。

4、生殖毒性实验

小核酸药物一般需要开展生殖毒性实验,其时间和内容主要参照 ICH M3 (R2)ICH S5(R3)的要求。一般可采用分段式生殖实验策略,包括生育力和早期胚胎发育毒性实验、胚 胎﹣胎仔发育毒性实验和围产期发育毒性实验,选择的动物种属多为小鼠、大鼠和免,给药方式一般采用 临床拟用给药途径。另外,根据拟用人群,必要时需要开展幼龄动物毒理学实验。

5、致癌性实验

根据 ICH S1A,预期临床用药至少连续6个月的药物都应进行致癌性实验,小核酸药物也不例外,除非用于晚期肿瘤等预期寿命较短的疾病。一般选择大鼠开展为期2年的长期致癌性实验,以及采用转基因小鼠开展6个月的致癌性实验,给药方式亦采用临床拟用途径。

6、特殊毒性实验

ICH M3(R2)指导原则中提到“如果药物或同类药物以往的非临床或临床发现提示药物具有特殊的安全性担忧,进行附加的非临床试验是有益的”。根据小核酸药物自身的特点和已上市同类药物评价的经验,需要开展的特殊毒性实验包括但不限于:

(1)部分小核酸药物根据拟用人群的需要,开展了幼龄动物毒性实验,如 mi- pomersen等。

(2)鉴于小核酸药物也具有部分生物药的性质,故也需要进行免疫原性和免疫毒性实验及细胞因子/趋化因子评估实验。

(3)因一些小核酸药物被发现会引起血小板减少,如 inoterse和 vol- anesorsen,且它们的给药方式多数为注射,故有必要进行体外溶血实验别。

(4)为了考察小核酸药物长期给药后是否会被降解,还应检测 2’-FU 插人细胞内DNA和RNA 的水平。

此外,小核酸药物在合成及工艺开发过程中也会产生一些杂 质,需要根据ICH Q3A 和ICH Q3B指导原则的要求,开展杂质毒性评价实验等。

九、小核酸药物生产开发关键环节

小核酸原料药生产使用固相合成技术,在工艺开发、工艺放大和质量控制上存在较高壁垒,小核酸原料药固相合成配套设备、洁净环境等前期投入非常大,同时生产需符合GMP要求。因此,国内有能力生产小核酸原料药的企业较少,相关产业配套尚不完善,随着市场需求的增加,能否保证小核酸药物的及时供应成为产品开发和商业化成功的重要挑战。此外,核苷单体是小核酸原料药的关键物料,符合质量要求的核苷单体及时供应是小核酸药物商业化的关键因素。全球仅有为数不多的合格供应商,近年来核酸类药物和诊断试剂的开发对核苷单体的需求急剧增加。原料药合成过程中的化学修饰技术和制剂工艺中的递送技术是小核酸药物成功最关键的因素。小核酸药物在人体内不稳定,进入血液之后极易被核酸酶降解,且容易通过肾脏清除,半衰期短,同时外源的核酸分子具有免疫原性,容易引起人体的免疫反应。另外,如果不能进入细胞实现胞吞,小核酸药物将无法发挥作用。通过化学修饰和递送系统可以解决这些问题。目前国外企业占据了大量LNP和GalNAc-siRNA缀合物技术的专利,国内企业苏州瑞博和苏州圣诺等龙头企业已经成功完成多个不同化学修饰小核酸品种原料药开发和生产,并相继研发出具有自主知识产权的递送技术平台。

作为小核酸生产领域的先行者,1992年,Cytiva思拓凡就发布了第一款自动化寡核苷酸合成仪Oligo pilot I,经过Cytiva 30年的研发和拓展,目前该项技术实现了从实验室级别的1μmol到商业化生产1800 mmol。从合成仪到配套的合成柱、固相支持载体、纯化设备、超滤设备,已形成一个完整的核酸药物开发到商业化生产的解决方案。

从第一代KTA oligopilot plus,到中试级别的Oligo Pilot 400和符合GMP生产要求的大规模合成仪Oligo Process,Cytiva的寡核苷酸合成仪不断助力全球小核酸药物领域发展至今,全球已超过90%寡核苷酸CDMO企业使用Cytiva的寡核酸合成仪设备。

2022年,在第一款oligo合成仪发布30周年之际,Cytiva再次为全球客户发布最新款的实验室规模寡核苷酸合成仪KTA oligosynt。新一代寡核苷酸合成仪KTA oligosynt具有更小的体积,更大的合成范围和强大的在线监测功能。其搭载的Unicorn 7.8控制软件,可进行实时控制,并配备简洁的操作和智能人机交互界面,使得编辑和合成过程控制更加简单高效。

十、全球小核酸药物研发最新进展

截至2022年7月29日,全球小核酸药物研发进展情况如下:

(一)赛诺菲/Alnylam治疗血友病药物fitusiran可使有或没有抑制剂的血友病A及血友病B患者出血量减少61%。

fitusiran是一种新型皮下注射RNAi疗法,正在开发用于预防治疗有或没有抑制剂的A型或B型血友病患者。  

2022年7月10日,III期临床ATLAS-PPX研究评估了每月一次的fitusiran(80毫克)对曾接受过因子或旁路剂(BPA)预防治疗的严重血友病A或B的成人和青少年的疗效和安全性。

fitusiran是一种新型皮下注射RNAi疗法,正在开发用于预防治疗有或没有抑制剂的A型或B型血友病患者。  

2022年7月29日在国际血栓与止血协会(ISTH)2022年大会后期会议上公布了这些积极数据。该研究达到了主要终点,并证明与之前的因子或BPA预防治疗相比,fitusiran预防治疗明显减少了出血发作。

(二)Ionis合作伙伴罗氏获得罕见肾脏疾病治疗许可,并将进入III期临床研究

2022年7月11日,Ionis宣布其长期合作伙伴罗氏将授权并推动IONIS-FB-LRx这种研究性反义药物进入免疫球蛋白A肾病(IgAN)患者的III期临床研究。

IgAN是一种罕见严重疾病,常常导致慢性肾病和肾衰竭。罗氏决定推进该项目,之前在一项II期临床研究中获得了积极数据,其中IONIS-FB-LRx达到了主要终点,即与基线相比在29周内24小时尿蛋白的变化。  

II期临床研究(NCT04014335)中,IONIS-FB-LRx表现出了良好的安全性和耐受性特征。

(三)Dyne Therapeutics 宣布Dyne -101用于治疗1型肌强直营养不良的临床试验获批

2022年7月12日,Dyne宣布新西兰药品和医疗器械安全局批准了Dyne-101临床试验申请,公司将启动Dyne-101在1型肌强直性营养不良症(DM1)患者中1/2期多剂量(MAD)临床试验,预计将在2022年中期开始对DYNE-101的临床试验中患者进行配药。

DYNE-101由与反义寡核苷酸(ASO)结合的抗原结合片段抗体(Fab)组成,以实现肌肉组织的靶向递送,目的是减少细胞核中有毒的DMPK RNA,释放剪接蛋白,允许正常mRNA处理和正常蛋白的翻译,并有可能阻止或逆转疾病。公司还积极推进以尽快获得其他国家对DYNE-101的监管许可。

(四)Altamira的RNA递送平台被证明是治疗腹主动脉瘤的有效方法,相关文章发表在《生物材料进展》期刊2022年7月12日,致力于开发解决重要的未满足医疗需求的治疗方法公司Altamira Therapeutics,宣布在科学杂志《生物材料进展》上发表了一篇题为 "Peptide-siRNA nanoparticles targeting NF-κB p50 mitigate experimental abdominal aortic aneurysm (AAA) progression and rupture"的同行评审文章。

该研究确定NF-κB p50和p65亚基是导致AAA发展的炎症过程的关键调节器。在两个不同的实验模型中,使用Altamira公司的肽基纳米颗粒递送的siRNA敲除NF-κB亚基被证明可以减轻动脉瘤的发展和破裂。由于p50基因敲除在防止破裂方面更有效,文章讨论了p50代表了AAA治疗中合理药物设计的首选目标,因为它缺乏一个转导结构域,其敲除可能带来较少的不良反应风险。

这项研究基于肽的RNA递送平台是华盛顿大学发明的,并授权给Altamira,目前正在开发用于递送siRNA的OligoPhore和用于mRNA的SemaPhore™。

(五)星曜坤泽乙肝siRNA药物临床试验申请获受理

2022年7月14日,苏州星曜坤泽生物制药有限公司宣布,NMPA已经受理该公司首个慢性乙肝治疗产品HT-101注射液的临床申请。

HT-101为一款GalNAc偶联的siRNA创新药物,主要针对乙肝表面抗原(HBsAg)的清除。星曜坤泽后续即将开启该药海外临床试验的申报工作。  

临床前药效试验(AAV-HBV小鼠模型)显示‍,HT-101单次给药后可显著地降低HBsAg、HBeAg以及DNA水平,尤其是在降低乙肝表面抗原(S抗原)水平方面表现较好,中、高剂量组均可以降低S抗原接近1000倍,且药效持续超过70天未见减弱。   ‍‍‍‍‍星曜坤泽在新闻稿中表示,在可预见的未来临床研究中,这将大大减少患者给药频次,从而提高治疗的依从性,同时也会降低治疗成本。

(六)OliPass的反义PNA止痛药OLP-1002 2a期试验进入第二阶段

2022年7月18日,总部位于韩国、专门从事RNA疗法开发的生物技术公司OliPass Corporation宣布,在澳大利亚进行的骨关节炎(OA)患者的止痛剂OLP-1002(一种选择性抑制Nav1.7钠离子通道表达的SCN9A反义PNA)IIa期试验将进入第二阶段。

编码Nav1.7亚基的SCN9A基因失活突变与痛觉不敏感相关通道疾病有关。Nav1.7选择性抑制剂已被认为可以有效和安全地治疗疼痛。

OLP-1002是一种SCN9A反义肽核酸(PNA),选择性地抑制Nav1.7钠通道表达,因此有望复制SCN9A通道病患者大部分表型。在大多数啮齿动物疼痛模型研究中,OLP-1002通过在中枢神经系统中的靶向作用显示出治疗活性。

IIa期研究包括两个阶段。第一阶段是一个开放标签研究,以确定满足目标疗效和治疗时间的最佳剂量范围,第二阶段应是一项安慰剂对照的双盲研究,以评估根据第一阶段的疗效发现而选择的两种剂量的OLP-1002。

(七)赛诺菲终止用于治疗Alport综合症的小RNA分子抑制剂的开发协议

2022年7月19日,Regulus公司披露其合作伙伴赛诺菲公司已经终止了正在开发的用于治疗Alport综合症的小RNA分子抑制剂的开发协议。

‍‍‍‍‍‍‍‍‍2022年2月,Regulus公司还宣布针对Alport综合征的HERAII期临床研究已经完成了入组,但数月后合作突然终止。此次Regulus公司称终止试验原因是 "未能达到赛诺菲公司预先确定的无效标准",但没有进一步说明。

2018年两家公司的合作协议重组后,赛诺菲获得了lademirsen的开发控制权。如果HERA研究得以完成,Regulus将从里程碑付款中获得2500万美元。

目前美国还没有批准用于治疗Alport综合症的具体疗法。2022年早些时候,FDA以 "缺乏有效性证明 "为由,就其实验性治疗方法向Reata制药公司发出了完全回应函。监管机构说,Reata公司的bardoxolone未能证明有能力降低发展为肾衰竭的风险。

(八)Ionis与诺华宣布完成pelacarsenIII期Lp(a)HORIZON心血管结果研究的患者招募

2022年7月20日, Ionis与诺华公司宣布完成了 pelacarsen的关键性III期 Lp(a) HORIZON 心血管结果研究患者招募工作,共有8325名研究参与者。Lp(a) HORIZON正在评估pelacarsen在减少心血管疾病和Lp(a)水平升高的患者的心血管事件方面的安全性和有效性。预计该研究初步数据将于2025年公布。

诺华公司于2019年从Ionis公司获得了pelacarsen的授权。  

Pelacarsen的前身是IONIS-APO(a)-LRx,是一种研究性反义药物,旨在抑制肝脏中脂蛋白(a)的产生,以降低脂蛋白(a)Lp(a)水平的升高,这是心血管疾病(CVD)和钙化主动脉瓣狭窄的独立、遗传和因果风险因素。

(九)Arbutus公司宣布关于AB-729和一种帽状体抑制剂的IIa期组合试验的最新信息

2022年7月20日,Arbutus公司近日宣布其将利用广泛的病毒学专业知识,开发针对特定病毒性疾病的新型疗法。

虽然其合作伙伴Assembly Biosciences决定停止开发其研究性乙肝病毒核心抑制剂候选药物vebicorvir(VBR),但Arbutus计划与Assembly协商,继续在IIa期三合一临床试验中给患者加药,评估其专有的RNAi疗法、AB-729、VBR和核苷酸类似物(NA)疗法对慢性HBV感染(cHBV)患者的治疗。预计该试验的初步数据将在2022年下半年公布。

(十)CAMP4获得1亿美元的B轮融资,以加速扩展其新型监管性RNA靶向平台并将领先项目推向临床

2022年7月20日,CAMP4获得1亿美元的B轮融资。   

CAMP4 Therapeutics是一家通过RNA技术恢复健康蛋白质表达的生物技术公司,以推进公司的领先regRNA项目并加速公司regRNA驱动平台的扩张。

此次投资由Patient Square Capital创建的投资组合公司Enavate Sciences领投了这一轮融资。

CAMP4的方法独特地针对调节性RNAs("regRNAs"),被认为是 "基因组的黑暗面 "的一部分,即我们基因组中98%不编码的蛋白质。通过分子生物学方面的突破,现在人们知道regRNAs控制着附近蛋白质编码基因的表达。  

 CAMP4的RNA驱动平台(RAP™)绘制了与任何细胞类型的每个蛋白质编码基因相关的regRNA,其可编程反义寡核苷酸(ASO)疗法针对控制regRNA,以提高基因表达来治疗疾病。这种方法适用于一系列遗传性疾病,在这些疾病中,基因输出的可调控增加可以导致有意义的治疗结果。

 

文献资料

1、王恒等,小核酸药物非临床特点和药理毒理评价策略,中国新药杂志,2022,31(12)1137~1145

 

   

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