罕见病其实并不罕见

　　去年9月，一则高中学历父亲为救患 Menkes 综合症 （一种由铜转运蛋白 ATP7A 基因突变引起罕见先天性铜代谢异常疾病；新生儿中的发病率约为十万分之一） 儿子自学制药新闻引起了广大网友的关注。很多人可能对于罕见病仍然一知半解，那么什么是罕见病

 

　　何为罕见病？

 

　　罕见病是指流行率很低、很少见的疾病，一般多为慢性、严重性疾病，常危及生命。《中国罕见病定义研究报告 2021》报告中首次提出了将“新生儿发病率小于 1/万、患病率小于 1/万、患病人数小于 14 万的疾病”列入罕见病。

 

　　罕见病的发病率虽然很低，但种类较多，全球约有 7000 种罕见病，影响着世界约 7% 的人口。80% 罕见病是由遗传因素引起 （如原发性高草酸尿症、苯酮尿症、白化病、线粒体病、血友病等），其中儿童发病的比例过半。

 

　　由于其患者基数少，大多数医生相关临床经验较少，罕见病的患者可能会有被漏诊或误诊的情况。更值得关注的是：罕见病机制研究相对滞后，其药物开发往往会相对缓慢，而且相关药物开发后市场相对较小。罕见病药物有一个令人闻之心酸的别名—“孤儿药”。目前 90% 以上的罕见病没有有效的治疗方法。长期以来罕见病患者面临着可用药品相对不足，药价较高、 负担较大，病情危重难以诊治的困境。

 

　　近几年，我国医保重点关注了罕见病用药，纳入目录的罕见病药品数量有所增加、覆盖的罕见病病种也在扩大，如：包括用于多发性硬化的氨吡啶缓释片、用于法布雷病的阿加糖酶 α 注射溶液、治疗脊髓型肌萎缩症的诺西那生钠注射液、治疗血友病的人凝血因子 IX 等。

 

　　小核酸药物： "ASO" or&nbsp;"siRNA"<

 

　　当前罕见病药物的形式包括小分子药物、抗体药物、小核酸药物等。小核酸药物由序列经过特定设计的核苷酸组成，由于近些年核酸的修饰和递送载体技术的突破，使得小核酸药物成为现在治疗罕见病的有效手段。

 

　　临床使用或开发中的小核酸药物主要包括反义寡核苷酸 （antisense oligonucleotides, ASO） 或 siRNA （small interfering RNA）。ASOs 和 siRNA 都通过碱基互补配对结合靶基因的 mRNA 或 pre-mRNA，但其组成和作用方式不同。

 

　　■ siRNA

 

　　是一种小的外源性双链 RNA （dsRNA），约有 20-25 个核苷酸长度，siRNA 进入细胞触发了 RNA 干扰机制：dsRNA 解旋后正义链被降解，反义链与多种蛋白组分形成 RNA 诱导的沉默复合体 （具有核酸酶活性）（RNA Induced Silencing Complex, RISC）。RISC 中保留的反义链与靶基因的 mRNA 特异地互补，将靶基因的 mRNA 切割降解，从而抑制靶基因的表达，导致目标基因功能丧失 （图1 b）。

 

　　

 

　　图 1. 核酸类药物的作用机制

 

　　a. DNA到RNA 的转录机制 b. siRNA 的作用机制 c. ASO 的作用机制

 

　　■ 反义寡核苷酸 （ASO）

 

　　通常指通过化学合成生产的短单链 DNA 或 RNA （8-50 个核苷酸长度）。反义寡核苷酸 （ASO） 与成熟 mRNA 结合阻止其附着在核糖体上，阻断蛋白质翻译或招募 RNase H 引起 mRNA 的降解 （图 1c，作用方式 1）。ASO 与 pre-mRNA 结合改变剪接因子的招募，从而调节剪接事件 （图 1c，作用方式 2）。

 

　　■ 小核酸药物的特点

 

　　理论上，小核酸药物能够靶向任何基因，这为小核酸药物的研发提供了丰富的候选靶点，包括很多传统药物无法成药的靶点 （比如说那个药物或者靶点）。此外，小核酸药物的设计摆脱了传统药物的大规模筛选，大大地缩短了药物开发的周期

 

　　尽管小核酸药物具有很好的治疗，但也面临一些挑战：由于核酸的分子量较大，小核酸药物不能自己进入细胞。此外，裸的核酸在血液中容易被核酸酶降解，还可能激活 TLR3/7/8，RIG-I 和 MDA-5 等模式识别受体。这些因素都可能限制小核酸药物的的治疗潜力。

 

　　■ 针对小核酸药物的 “策略"

 

　　载体包裹：将小核酸药物包裹在脂质纳米颗粒 （Lipid Nanoparticle, LNPs） 中，以解决药物递送问题。

 

　　这些脂质纳米颗粒中通过胞吞作用进入细胞，纳米颗粒通常用胆固醇或聚乙二醇 （PEG） 等基团修饰，有助于掩盖核酸携带的电荷，保护其不被核酸酶降解 （图 2）。还有一些纳米颗粒通过添加靶向部分 （通常是靶向细胞表面受体的配体） 来定向到特定的细胞。

 

　　

 

　　图 2. LNP 制剂在系统用药后的作用机理[5]

 

　　2' 化学修饰：这种方法同样可以帮助小核酸药物高效的递送，2' 化学修饰 （2'-F、2'-OMe 和 2'-MOE 等） 的掺入降低核酸酶降解小核酸药物的能力，同时也显著降低了 TLR-3/7/8 识别小核酸药物为外源性核酸的能力。

 

　　2' 化学修饰大大提高了核酸的稳定性和整体半衰期，实现了裸的小核酸药物与靶向结构域直接偶联，从而避免了脂质纳米颗粒的使用。此外，一些小核酸药物还会在 3' 末端偶联 GalNAc （去唾液酸糖蛋白受体 ASGPR 的配体）（图 3），加入的 GalNAc 部分高亲和性地与 ASGPR 的结合，随后被内吞进入细胞。ASGPR 仅在肝组织中特异性的表达，所以 GalNAc 偶联修饰可以将小核酸药物靶向到肝组织。

 

　　

 

　　图 3. GalNAc 偶联修饰[6]

 

　　针对 “罕见病” 的核酸类上市药物

 

　　目前，针对多种罕见疾病 （如杜氏肌营养不良 （Duchenne muscular dystrophy）、遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性多发性神经病变 （Transthyretin familial amyloid polyneuropathy）、急性卟啉症 （Acute intermittent porphyria） 等） 的小核酸药物已经获批上市。

 

　　

 

　　图 4. 核酸类上市药物汇总

 

　　除上述已上市药物，多款潜在的重要药物也已处于临床开发阶段，覆盖了心血管疾病，肿瘤，乙肝以及多种罕见病领域。

 

　　此外，由于具有候选靶点丰富、研发周期短、药效持久、临床开发成功率高等优势，小核酸药物处于生物制药创新的前沿，有望成为继小分子药物、抗体药物之后的第三大类型药物

 

　　相关产品

 

　　Fomivirsen sodium

 

　　是一种反义寡核苷酸，用于巨细胞病毒视网膜炎 （CMV） 的研究。

 

　　Nusinersen

 

　　是一种靶向 SMN2 基因的反义寡核苷酸药物，可促进全长 SMN 蛋白的产生，用于脊髓肌肉萎缩的研究。

 

　　Inotersen sodium

 

　　是一种靶向转甲状腺素蛋白 （TTR） 的 mRNA 的反义寡核苷酸。Inotersen sodium 抑制转甲状腺素蛋白的产生，可用于遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性多发性神经病变的研究。

 

　　Patisiran sodium

 

　　是一种双链 siRNA，靶向转甲状腺素蛋白 mRNA。Patisiran sodium 特异性抑制突变型和野生型转甲状腺素蛋白的合成，用于遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的研究。

 

　　Givosiran

 

　　是一种靶向肝脏氨基纤维素合酶 1 （ALAS1） mRNA 的 siRNA。Givosiran 下调 ALAS1 mRNA，并阻止神经毒性 δ-氨基纤维酸和卟啉的积累，可用于急性间歇性卟啉的研究。

 

　　Lumasiran

 

　　一种靶向乙醇酸氧化酶的 siRNA，通过沉默乙醇酸氧化酶降低肝脏草酸的生成，用于 1 型原发性高草酸尿症的研究。