2024年创新药行业之小核酸专题报告：从罕见病到慢病，从肝内靶向到肝外靶向

一、进击的小核酸：未来方向在不断验证的新靶点与 肝外靶向

1、小核酸成药性得到持续验证，销售额已经突破 35 亿美元

小核酸药物是指长度较短，通过碱基互补配对原则通常作用于细胞内的 mRNA， 以达到调控蛋白表达，进而完成疾病治疗的药物。具体分子形式上，已经验证的 成药效果较好的有反义寡核苷酸（ASO）和小干扰 RNA（siRNA）。截至目前， 已经获批上市且仍在销售的小核酸药物共 13 款，其中 8 款 ASO，5 款 siRNA。 小核酸药物的成药性已经得到持续验证，2022 年，统计到小核酸药物销售额总 额已经超过 35 亿美元。

小核酸药物理论上具备诸多优势。由于小核酸药物作用在中心法则的 mRNA 环 节，在蛋白质翻译前起效，因此理论上相较于蛋白药物具备更广泛成药的特点， 对蛋白不可成药的靶点同样有潜力攻克。同时小核酸针对 mRNA 序列起效，因 此设计方向明确，药物开发周期短。并且 siRNA 引起的靶向 mRNA 的降解可重 复起效，因此具有一次给药，长期有效的潜力，可以提高患者依从性。

2、从基本原理出发，小核酸药物未来方向在不断验证的新 靶点与肝外靶向

ASO 与 siRNA 作用机理各不相同，但均调控 mRNA 的表达。ASO 的作用机理更加多样，首先可以通过调控 pre-mRNA 的剪切来完成成药机制。Pre-mRNA 是 DNA 转录的初产物，其中含有内含子与外显子。Pre-mRNA 移除非编码的内 含子，将外显子连接后成为成熟的 mRNA，进而完成翻译的过程。错误的 pre-mRNA 的剪接可能会导致翻译的蛋白结构错误，进而影响蛋白质功能，导致 疾病的发生。ASO 能够通过结合 pre-mRNA，进而“掩盖”剪接信号从而导致 剪接体选择性地跳过或者保留某段序列，进而修正翻译阅读框，从而产生正常的 或有功能的蛋白质，进而完成疾病的治疗。针对杜氏肌营养不良和脊髓性肌肉萎 缩症的 ASO 药物 Exondys 51、Vyondys 53、Spinraza 等均以此机理成药。ASO 还可以通过与标靶 mRNA 结合后，使内源性 RNA 酶 H1 识别 RNA-DNA 双链催 化降解 mRNA，进而完成抑制蛋白表达的作用。针对家族性淀粉样多发性神经病 变（hATTR）与家族性乳糜微粒血症的 ASO 药物 Tegsedi 与 Waylivra 即以此机 理成药。 siRNA 的作用机理为特异性降解 mRNA，双链的 siRNA 进入细胞后结合 RNA 诱导沉默复合体 RISC，双链被分离，其中一条单链将引导 RISC 结合标靶 mRNA 并催化切割与 siRNA 反义链互补的两端，最终使 mRNA 降解，完成蛋白表达的 下调，进而治疗相关疾病。此机理与 ASO 的第二种机理均为下调蛋白表达，因 此在相同适应症 hATTR 上既看到 ASO 药物的上市，又看到 siRNA 药物的上市。

由于小核酸药物本身的不稳定性，因此化学修饰与递送系统同样是成药的关键。 单链或双链 RNA 本身容易被降解，同时小核酸药物需要穿膜到细胞质或细胞核 内发挥作用，因此存在递送效率过低的问题。小核酸整个递送过程由“体内循环 -器官靶向-细胞摄取-内吞体逃逸-结合靶标 mRNA”构成。小核酸药物在体内循 环的稳定性可以由化学修饰加强，靶向器官与细胞的摄取可以由生物偶联、递送 系统或局部注射解决。而内吞体逃逸效率是目前尚未解决的问题。 ASO 由于分子量较小，透膜性相对较强，因此经过化学修饰的 ASO 无需额外的 递送平台同样可以到达靶向部位。siRNA 由于分子量相对较大，因此需要额外的 递送平台，脂质纳米颗粒（LNPs）与 GalNAc 共轭递送系统是已经成药的平台， GalNAc 是去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）的配体，ASGPR 是一种内吞性受体， 在肝细胞的膜表面上高度特异性地表达，而在其他细胞中几乎不表达，因此用于 肝脏的高效靶向。

从小核酸药物的机理出发，小核酸药物通过调控蛋白表达水平成药，目前较为成 熟的靶向递送平台为肝脏递送。因此未来的发展方向有：1）在已经成功的器官 递送平台上（主要指肝脏）发掘可以通过调控蛋白表达治疗的疾病，发掘新靶点； 2）开发肝脏外靶向的递送系统，进一步扩充治疗领域。

二、适应症拓展：从罕见病拓展到慢病

1、罕见病致病机理清晰明确，小核酸药物适配性高

小核酸药物在罕见病适应症上率先突破，已经获批上市的小核酸药物针对的罕见 病适应症有：脊髓性肌肉萎缩症、杜氏肌营养不良、遗传性转甲状腺素蛋白淀粉 样变性、急性肝卟啉症、原发性 1 型高草酸尿症。罕见病通常由基因突变导致， 致病机理清晰，适合小核酸技术开发药物。

1.1 脊髓性肌肉萎缩症

脊髓性肌萎缩症(Spinal Muscular Atrophy，SMA)是一种罕见的遗传性神经肌肉 疾病，以脑干和脊髓运动神经元变性引起的进行性肌无力和肌萎缩为特征。病情 轻者仅表现为轻度肌无力，预期寿命不受影响，严重者可并发危及生命的呼吸衰 竭。SMA 是由运动神经元 1（SMN1）基因的纯合缺失或突变引起的，导致全长 SMN 蛋白水平降低，导致近端骨骼肌优先萎缩，伴有无力和肌肉麻痹。除了 SMN1 基因外，人类还普遍表达一种称为 SMN2 的密切相关的旁系同源基因。 该基因同样编码全长 SMN 蛋白，但在外显子 7 中存在 C 到 T 的转变。这种变 化使剪接增强子失活并引入剪接沉默子，转录本被翻译成截短的 SMN （SMN Δ7） 蛋白，该蛋白被蛋白酶体系统迅速泛素化和降解。因此利用小核酸药物进 行治疗的机理是通过 ASO 调控 SMN2 基因的剪接，增加全功能性 SMN 蛋白的 产生，进而完成对 SMA 的治疗。 由 Ionis 和 Biogen 共同开发的 Spinraza 即为在以上机理上成功开发的 ASO 药 物，通过与 SMN2 外显子 7 的剪切位点结合，降低其在剪接中被截断的机会， 使得全功能性 SMN 数量增加。

Spinraza 的有效性与安全性在多个临床实验中均得到证实，注射方式采用鞘内注 射，ENDEAR 研究中实验组患儿运动里程碑反应比例显著更高（实验组 51 名婴 儿中有 21 名（41%） vs. 对照组 27 名婴儿中有 0 名（0%），P<0.001），同时 无事件生存期与总生存期显著延长。

1.2 杜氏肌营养不良症

杜氏肌营养不良症（DMD）是一种致命的罕见退行性神经肌肉疾病，也是最常 见的致死性遗传疾病之一。这种疾病是由体内编码抗肌萎缩蛋白（dystrophin） 的基因发生变异引起的，通常是移码突变（读码框移动）或无义突变（生成一个 终止密码子）。DMD 患者在出生后不久就会出现炎症反应，进而导致肌肉纤维化 以及肌肉的萎缩与退化。

ASO 治疗杜氏肌营养不良症的原理为针对不同位点的突变进行外显子跳跃，使 突变蛋白表达为截断但仍具有功能的抗萎缩蛋白。因此目前对杜氏肌营养不良的 治疗并非治愈，而是减缓症状。Exondys 51 是 Sarepta 公司开发的 ASO 药物， 针对适用于外显子 51 跳跃治疗的 DMD 患者；Viltepso 是日本新药公司开发的 ASO 药物，针对适用于外显子 53 跳跃治疗的 DMD 患者；Vyondys 53 是 Sarepta 公司开发的 ASO 药物，针对适用于外显子 53 跳跃治疗的 DMD 患者；Amondys 45 是 Sarepta 公司开发的 ASO 药物，针对适用于外显子 45 跳跃治疗的 DMD 患者。

1.3 转甲状腺素蛋白淀粉样变性（ATTR）

转甲状腺素蛋白淀粉样变性（ATTR）是一种罕见的进行性疾病，其特征是由错 误折叠的转甲状腺素蛋白（TTR）组成的淀粉样沉积在人体器官和组织中的异常 堆积。ATTR 可影响身体的许多器官和组织，包括周围神经系统以及心脏、肾脏、 胃肠道和眼睛等器官。转甲状腺素蛋白淀粉样变性心肌病（ATTR-CM）和转甲 状腺素蛋白淀粉样变性多发性神经病（ATTR-PN）是该疾病的两种临床表现形 式。治疗 ATTR 可以通过抑制 TTR 产生来完成，因此 ASO 和 siRNA 均可以完 成 ATTR 的治疗。

针对ATTR的siRNA药物Onpattro和ASO药物Tegsedi均获得FDA批准上市。 相较于 Tegsedi，Onpattro 注射方式更友好，每三周给药 1 次，Tegsedi 需要每 周给药。同时 Tegsedi 需要每周监测尿蛋白和血小板。在有效性指标上，在各自 的临床试验中，Tegsedi 血清 TTR 水平下降 74%，Onpattro 血清 TTR 水平下降 84%，同时 Tegsedi 存在黑框警告。从二者上市后的销售额同样可以看到， Onpattro 可能是患者更倾向的选择。

1.4 家族性乳糜微粒血症

家族性高乳糜微粒血症（FCS）是一种罕见遗传性疾病，由脂蛋白脂酶（或相关 功能蛋白）编码基因突变所引起。由脂蛋白酶（LPL）、载脂蛋白 C-II（APOC II）、 高密度脂蛋白结合蛋白 1（GPIHBP1）基因缺陷引起，导致血浆中乳糜微粒（乳 糜微粒是一种包裹着甘油三酯、胆固醇酯进行运输的脂质小滴）积累和高甘油三 酯血症。FCS 的特征是血浆甘油三酯水平极度升高，进而可能出现复发性致命胰 腺炎。研究表明降低载脂蛋白 C-III（Apolipoprotein C-III，APOC3）的表达可以 调节血浆中甘油三酯的水平，进而完成疾病治疗。 目前获批上市治疗家族性高乳糜微粒血症的小核酸药物仅有 Ionis 公司的 Waylivra（欧盟获批，FDA 并未批准），Arrowhead 公司的 ARO-APOC3 已经被 FDA 授予快速通道资格。经过 Waylivra 治疗的患者血浆中甘油三酯水平下降明 显。

1.5 急性肝卟啉症

急性肝卟啉症（AHP）是一种罕见的遗传疾病，患者由于肝脏中血红素生物合成 途径中特定酶的缺失，导致具有神经毒性的血红素中间体氨基乙酰丙酸（ALA） 与胆色素原（PBG）的积累。AHP 患者大多数为女性，疾病发作时可能引起胸 部、腹部、背部的严重疼痛、虚弱、呼吸衰竭等需要频繁住院治疗的症状，并且 可能危及生命。目前针对急性肝卟啉症获批的 siRNA 药物是 Alnylam 的 Givlaari， 能够靶向降解编码 ALAS1 蛋白的 mRNA，ALAS1 是合成 ALA 和 PBG 的重要蛋 白酶，每月接受 Givlaari 治疗能够显著持久地降低肝脏中 ALAS1 的水平，从而 将具有神经毒性的 ALA 和 PBG 的水平降低到正常范围。 III 期临床试验 ENVISION 结果显示，在为期 6 个月的治疗期内，患者随机接受 每月皮下注射 Givlaari（2.5 mg/kg）或安慰剂。试验的主要终点是复合卟啉症发 作率，即需要住院，接受急诊治疗或者静脉输注血红素治疗的疾病发作频率。试 验结果表明，与安慰剂组相比，接受 Givlaari 治疗的患者疾病发作次数降低 74%。

1.6 原发性 1 型高草酸尿症

原发性 1 型高草酸尿症是罕见的严重常染色体隐性遗传病，其因为肝脏过氧化丙 氨酸-乙醛酸盐氨基转移酶缺乏，导致草酸产生过多，临床表现为高草酸尿症和 反复尿路结石。Oxlumo 是目前唯一获批的治疗原发性 1 型高草酸尿症的药物， 靶向编码肝脏中乙醇酸氧化酶(GO)的 HAO1 基因的 mRNA。进而降低肝脏 GO 的水平，从而消耗生成草酸所需的基质，减少草酸生成，完成疾病的治疗。 在 III 期临床 ILLUMINATE-A 中，26 名患者接受 Oxlumo 治疗；13 名患者接受 安慰剂治疗。主要终点基线到第 6 个月的 24 小时内尿液中草酸含量变化。治疗 组，患者尿液中草酸含量平均减少 65%，而安慰剂组仅为 12%。第 6 个月时， 52%治疗组患者 24 小时尿液草酸含量达到正常水平，而安慰剂组是 0。

2、siRNA 可重复起效，治疗慢病存在依从性优势

在 siRNA 降解 mRNA 机理中，单个 siRNA 可以循环进行多轮 mRNA 的切割， 因此 siRNA 药物通常可以有更长的半衰期，此特性在针对慢病开发药物时具有 给药间隔更长的潜在优势。目前 siRNA 在慢病适应症上已经完成了降血脂的探 索，Leqvio 被批准用于需要额外降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL，Low Density Lipoprotein Cholesterol）的动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）或杂合子家 族性高胆固醇血症（HeFH）的成人治疗，仅需要每半年给药 1 针。针对高血压 的 Zilebesiran 同样仅需要半年给药 1 针，目前正在 III 期临床研究阶段。

2.1 半年 1 针有效降低坏胆固醇，Leqvio 年销售额超过 1 亿美元

Leqvio 为诺华与 Alnylam 合作的针对 PCSK9 靶点的 siRNA 药物，2021 年获批 上市，靶点为 PCSK9，PCSK9 是肝脏合成的分泌型丝氨酸蛋白酶，可与低密度 脂蛋白受体（LDL-R）结合并使其降解，减少 LDL-R 对血清中 LDL 的清除。由 于 LDL 升高是加速冠状动脉硬化、增加冠心病发病率的不利因素之一，降低 LDL 能够有效避免心血管疾病的发生或延缓相关疾病进展，因此抑制 PCSK9 可以抑 制高血脂的发生。

Leqvio 的关键临床有 ORION-9、ORION-10 和 ORION-11，分别针对杂合子家 族性高胆固醇血症患者与动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）或 ASCVD 高 风险的患者，Leqvio 相对安慰剂的对照在 LDL 下降指标上有明显的效果，同时 作为慢病用药，安全性指标值得重点关注。Leqvio 在不良反应上相较于安慰剂组 无明显差异，安全性良好。后续更有临床试验持续探索 Leqvio 在降低心脏病和 中风发作风险的安全性和有效性。

2.2 单次给药有效降压半年，Zilebesiran I 期临床数据良好

Zilebesiran 为罗氏与 Alnylam 合作的 siRNA 产品，靶点为血管紧张素原（AGT）， AGT 是肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）的最上游前体，其级联作用在血 压（BP）调节中的作用已得到证实，抑制 AGT 具有公认的抗高血压效果。 Zilebesiran 可抑制 AGT 在肝脏中的合成，从而可能导致 AGT 蛋白的持久减 少，最终导致血管收缩素 (Ang) II 的减少，完成对高血压的治疗。

Zilebesiran 目前正在 II 期临床开发过程中，I 期临床的数据显示与安慰剂相比， Zilebesiran 能剂量依赖性地降低血清血管紧张素原（AGT），24 小时内血压持 续降低，单次剂量大于 200 毫克后血压降低可持续 6 个月。同时探索了高盐/低 盐饮食对 Zilebesiran 降压的影响，并且探索与沙坦类药物联用的效果。在 II 期 临床试验 KARDIA 1 中，Zilebesiran 在第 3 个月时表现出临床上显著的 24 小时 平均收缩压（SBP）降低，在 300mg 和 600mg 下，相较安慰剂的降低幅度超过 15mmHg（p＜0.0001）；还达到关键次要终点，显示每季度或每半年给药一次的 六个月内收缩压持续降低，且安全可耐受。

三、肝外靶向探索：CNS 靶向与肺部靶向有所突破

在小核酸药物的研发拓展思路上，除去开拓新靶点以治疗更多疾病，药企亦在开 发新递送系统，完成肝外靶向的探索，目前已经在临床试验上得到初步验证的有 CNS 靶向和肺部靶向。

1、Alnylam C16 平台 CNS 递送得到临床验证，AD 适应症 上显示治疗潜力

C16 可以增强 siRNA 的亲脂性，结合鞘内注射的给药方式完成 CNS 系统的靶 向递送。C16 通常是指在核糖主链的 2'位引入十六烷基修饰的一类单体，Alnylam 发现，鞘内或脑室内递送的 C16-siRNAs 在 CNS 区域和细胞中均具有活性，且 活性持续至少 3 个月。

Alnylam 已经将基于 C16 递送平台的 ALN-APP 推进至 I 期临床，其靶点为淀粉 样β前体蛋白（Amyloid-β precursor protein，APP），针对适应症为阿尔茨海 默病（AD）和脑淀粉样血管病（CAA）。APP 经过分泌酶的作用经过胞外水解释 放成为分泌型 APP。APP 的增加或改变其卵裂的基因突变可导致早发性 AD、早 发性 CAA。减少 APP 蛋白的产生有望减少聚集成细胞外淀粉样蛋白沉积物的 A β肽的分泌，并减少因神经元内触发神经原纤维缠结而导致阿尔茨海默病神经元 功能障碍的 APP 酶解产物。

初步临床试验结果显示 ALN-APP 安全性与有效性良好。在最新公布的 I 期临床 试验 ALN-APP-001 的初步结果中，ALP-APP 显示出较好的安全性和积极的有 效性。安全性显示，在 25mg、50mg、75mg 或安慰剂组别中，所有的不良反应 均为轻度（mild）或中度（moderate）不良反应，没有死亡或可疑且非预期严重 不良反应 (Suspected Unexpected Serious Adverse Reaction, SUSAR）发生。 60% 的患者经历了研究者认为与 LP 相关的 AE，包括手术性头痛（40%的患 者）、头痛（15%）、背痛（10%）、呕吐（10%）、手术疼痛（10%）、头晕（5%）、 注射部位肿胀（5%）、颈部疼痛（5%）、晕厥前兆（5%）、手术性恶心（5%）、 穿刺部位疼痛（5%）和晕厥（5%）。有效性方面，接受 75 mg ALN-APP 单剂治 疗的患者脑脊液（CSF）中可溶性 APPα（sAPPα）和可溶性 APPβ（sAPPβ） 快速和持续减少，最大降幅分别为 84%和 90%。这些效果具有高度持久性，在 接受 75 mg 的 ALN-APP 单剂治疗后 10 个月，sAPPα 和 sAPPβ 的水平仍然平 均降低 33%和 39%。

2、Arrowhead TRiM 肺部靶向平台得到临床验证，多个靶 点正在推进临床

TRiM 平台意图完成肝外多器官靶向的功能，在肺部靶向上得到初步验证。TRiM 平台为 Arrowhead 公司专有的靶向 RNAi 分子平台，在平台设计上分为靶向部分 分子、连接子、siRNA 与增强药物动力学的结构。在靶向肺部的平台上，靶向部 分选择整合素 αvβ6 的小分子配体，整合素 αvβ6 为仅在上皮细胞表达，大多数 正常健康组织中表达水平较低，因此配合吸入给药方式，可以完成 siRNA 向肺 上皮细胞的增强摄取。

Arrowhead 已经推进了靶向粘蛋白 5AC（MUC5AC）和晚期糖基化终产物受体 （RAGE）的 siRNA 进入临床。RAGE 是一种跨膜受体，包含胞外结构域配体结 合和氨基酸胞质尾部，用于细胞内信号激活。RAGE 是一种众所周知的多配体受 体，可以与多种配体相互作用，如晚期糖基化终末产物（AGEs）、S-100 蛋白和 HMGB1 相互作用，导致活性氧（ROS）的产生、炎症发病机制、细胞增殖和自 噬。因此在肺上皮细胞中，减少 RAGE 的表达可能会导致 RAGE 依赖性炎症途 径的减少，从而减缓哮喘患者的病情的发作频率和进展。 在临床试验 ARORAGE-1001 中，在健康志愿者与哮喘患者中，并未出现严重的 不良反应，最常见的不良反应为头疼和上呼吸道感染，比例在可控水平。同时血 浆中的 RAGE 水平出现显著降低，肺部递送平台的有效性得到初步验证。

编辑：火腿肠