治疗性siRNA: 最新进展和未来展望
治疗性siRNA: 最新进展和未来展望
RNA干扰 (RNA interference，RNAi)。它是针对外来核酸入侵和基因表达控制的天然防御机制。此后不久，小干扰rna (sirna) 被鉴定为哺乳动物细胞中RNAi的介质。此外，研究发现siRNA递送对于诱导RNAi非常重要。基因敲除是必要和充分的，因为RNAi的其他成分是由细胞提供的。因此，基于siRNA直接应用的RNAi为创新疗法开辟了新途径，并尝试探索siRNA作为治疗药物。
不同于其他药物的RNAi机制
RNAi机制已被广泛研究，核酸内切酶Dicer将长双链RNA或短发夹RNA加工成成熟的siRNA。这种siRNA也可以作为化学合成的分子直接递送到细胞中，引入RNA诱导的沉默复合物 (RISC)，该复合物由Argonaute-2(Ago-2) 和Dicer由几种不同的蛋白质组成。通过去除其 “正义” 或 “乘客” 链激活siRNA后，剩余的 “反义” 或 “向导”导链器RISC与RISC中的靶信使RNA(mRNA)，Ago-2结合铅开裂。与反义技术相反，RNAi依赖于催化机制，因为在目标mRNA切割，负载siRNA的RISC可以解离并结合另一个mRNA分子。其机制也应该与小rna(miRNA) 是有区别的。miRNA仅与部分互补结合，而siRNA依赖于100% 互补。因此，sirna在转录后而不是翻译后在mRNA水平上作用于蛋白质。
挑战: 开发最佳siRNA
最好的siRNA应具有以下特征:编号激活先天免疫系统，有效且特异性地切割其靶标，而不会错过 (即对非靶基因效应) 或其他毒性作用，长半衰期/在体循环和靶细胞中缓慢降解。从治疗的角度来看，第一个重要方面是选择合适的沉默靶点来治疗特定疾病。
设计有效siRNA的第一个计划于2001年发表。其中，Elbashir等人建议使用长度为21个核苷酸、G/C含量为约50% 的sirna。从那时起，广泛的研究导致了siRNA设计的许多改进。
siRNA长度为19-29个核苷酸。短sirna可能有利于更多的非特异性结合，但在19-25个核苷酸的范围内，sirna在基因沉默中表现出相似的效率。短的sirna是优选的，因为较长的sirna可以触发炎性抗病毒免疫应答。然而，目前引入的化学核苷酸修饰可以有效地防止这种不必要的副作用。
尽管关于靶mRNA结构对siRNA效率的影响存在长期的争议，但许多研究表明和目标站点对RNAi效率的可及性。在这种情况下，不建议将mRNA的5 & prime;-非翻译区 (和3 & prime;-非翻译区) 和接近起始密码子的序列作为siRNA靶标，因为该区域中调节蛋白的结合可能会阻碍RISC结合，从而阻碍了消声效果。相反，建议在开放阅读框中选择起始密码子下游约50至100个核苷酸的区域。此外，更靠近起始密码子的sirna似乎比更下游的那些更有效。
siRNA递送系统
RNA分子必须被认为是不稳定的，并且易于快速酶促和非酶促降解。未修饰的裸sirna在血流中的半衰期仅为约5分钟，并且只有少数细胞类型如神经元或视网膜神经节细胞可以吸收它。裸体sirna。因此，递送策略的发展一直是体内使用sirna的主要瓶颈。
到目前为止，siRNA药物的临床应用批准仅限于siRNA和GalNAc缀合物递送至肝细胞高表达并在其他单元格上大量删除的 “稳定的核酸脂质颗粒”。基于用于细胞生长抑制的药物，如阿霉素 (Doxil®) 、柔红霉素 (DaunoXome®) 或长春新碱 (Marqibo®) 和其他制剂已获批准。Alnylam和杨梅，DLin、DLin-MC3-DMA和L319提供了三种基于脂质的siRNA递送系统。通过对通过基于组合化学的策略获得的数千种脂质进行质量筛选，将其他lnp鉴定为有效的。除了Alnylam，箭头 (修剪; 靶向RNAi分子) 和Dicerna还建立了一个基于GalNAc耦合平台，或GalNAc类似物作为ASGPR配体。
批准的临床siRNA药物
RNAi机制，首批siRNA药物已被批准用于临床，如下表所示:
未来: siRNA在其他疾病中的应用
除了第一类siRNA治疗药物已经上市外，其他几种仍处于早期或晚期临床试验中。
第一代谢病
Nedosiran(DCR-PHXC;DicernaTherapeutics) 是另一种开发用于治疗PH的药物。它特异性抑制肝脏中主要LDH亚型的表达。LDH敲除也可有效治疗其他高草酸盐尿子，即PH2和PH3，并且可能更多lumasiran以GO为目标更有效。作为GalNAc-siRNA缀合物，每月皮下注射一次。来自多次给药的开放标签PHYOX3试验的数据显示，PH1和PH2患者长期尿草酸盐水连续降低到正常或接近正常范围。
Cemdisiran是另一个肝脏靶点GalNAc-siRNA药物，导致补体5(C5) 蛋白的敲低。目前正在开发用于治疗罕见的，危及生命的补体引起的疾病，包括阵发性睡眠性血红蛋白尿，免疫球蛋白A肾病，非典型溶血尿毒综合征和全身性重症肌无力。
2血液学
a型和b型血友病fitusiran(ALN-AT3)fitusiran是一种靶向SERPINC1 mRNA的GalNAc-siRNA缀合物。通过减少抗凝血酶的产生和增加凝血酶的产生，fitusiran可以纠正凝血失衡，防止出血表型。在第一阶段和第二阶段试验,fitusiran导致抗凝血酶的非常显著的剂量依赖性减少。三试验已完成或仍在进行中。
3传染病
siRNA药物RG6346导致肝细胞中乙型肝炎病毒生命周期所需的乙型肝炎表面抗原的选择性敲低。我发表在2020年11月试验结果表明，每4个月给药一次，可导致乙型肝炎表面抗原水平的实质性和持久下降，持续到最后一次给药后1年。RG6346单独或与其他研究药物/批准的长期乙型肝炎病毒治疗的II期研究于2021 3月启动 (nct04225915)。
4肿瘤学
突变KRAS是许多癌症中最突出的致癌驱动因素。靶向KRAS G12D突变体的siRNA已在可生物降解的聚合物基质中配制，用于持续局部释放 (LODER; 局部药物洗提器)。值得注意的是，目前正在局部晚期胰腺癌患者中进行的一项研究使用了这种siRNA，并基于吉西他滨或白蛋白结合紫杉醇。
5眼病
几种siRNA药物开发已经研究了眼部疾病。包括青光眼、年龄相关性黄斑变性 (AMD) 、干眼症 (干眼症) 、糖尿病性黄斑水肿 (DME) 、各种遗传性视网膜疾病等。
结论
RNAi，siRNA药物为许多疾病的创新疗法开辟了新途径。尽管有几个主要的挑战和问题，包括siRNA递送和副作用，但这种延迟新的药理学化合物的临床转化，一些siRNA药物已被批准用于临床，并且一些siRNA处于临床研究的后期阶段。针对任何靶基因的siRNA也强调了识别最佳靶标的需求。
