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生物制药技术大跃进:RNA-Base时代悄悄到来
发布时间:2015-09-21
     预计5年后新生物制药技术市场规模达12亿:RNA-Base比DNA-Base更有前途
 
     以RNA为基础(RNA-Base)的生物制药是一类相对较新的技术,包括以RNA为基础开发新疗法和疫苗,该技术主要针对一些慢性疾病和罕见疾病的治疗和预防,如癌症、糖尿病、肺结核以及某些心血管疾病等。据市场研究分析,DNA与RNA疗法预计以12%的年复合增长率增长,预计到2020年市场规模达12亿美元。
 
     目前有700个药物研发项目运用DNA及RNA疗法,但大多数(约430个)项目仍处于早期阶段(临床前),这些项目中有35%针对肿瘤。在全球范围内,大约有160家公司以及65所大学正在发展RNA-Base疗法。目前有12个mRNA疫苗正在研发中,其中7个由CureVac公司研发。根据目前的市场趋势,RNA疗法市场似乎比DNA疗法更有前途。
 
     在以肿瘤为靶标的项目中,主要由RNA干扰(RNAi)以及反义RNA技术主导。RNAi是一种基因沉默技术,通过靶向并摧毁特定的信使RNA分子(mRNA)来抑制基因的表达。反义RNA是指与mRNA互补的RNA分子,也包括与其它RNA互补的RNA分子。由于核糖体不能翻译双链RNA,所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合, 便可抑制该mRNA的翻译。
 
     RNA-Base疗法商业化的重大挑战是毒性以及药物的输送问题。理想的药物输送主要包括以下几个特性:生物相容性、避免核酸酶的影响、控制分布(药物的持久性及作用位置)、充满活性以及安全等。
 
     RNA-Base疗法
 
     RNAi通过沉默或关闭基因来起作用。90年代首次在植物中发现RNAi,并称为“基因沉默”,2001年有研究表明哺乳动物细胞也有类似的机制。RNAi技术中主要涉及到两种RNA:小干扰RNA(siRNA)以及micro RNA(miRNA)。
 
     siRNA又称短干扰RNA或沉默RNA,可触发信使RNA降解,细胞中只需少量的siRNA即可有效沉默基因的表达。siRNA是由Dicer酶切割双链RNA形成,这些RNA通常由显微注射法或转染剂注入细胞内。目前许多公司提供siRNA递送试剂来简化该过程。miRNA是一种特定的非编码RNA,总长度为19-25个核苷酸。miRNA通过充当靶mRNA的RNA沉默复合体导链来抑制靶基因的翻译。当siRNA沉默需要精确的匹配目标时,miRNA可通过不完美的碱基配对来发挥作用。
 
     RNA-Base疫苗
 
     直接注射编码靶向抗原的RNA分子疫苗并被抗原递呈细胞吸收后可诱发免疫应答。通常情况下,mRNA疫苗由酶工程生产,并能严格控制免疫原性、药物动力学及剂量,且通过mRNA可最佳优化密码子的使用以及优化抗原性质和疫苗的稳定性。临床试验表明,mRNA的直接递送(在脂质体中)可产生明显的保护性免疫反应,mRNA还可作为一种辅助剂来刺激先天性免疫反应。RNA-Base疫苗可在几周内研发、制造和管理,也是解除未来流行病威胁的潜在武器。
 
     RNA-Base生物制药
 
     RNA-Base生物制药的生产过程需要特别小心,因为化学的不稳定性以及内切酶无处不在(尤其在实验室中)使得这些药物非常敏感。RNA-Base生物制药的原理如下:
 
     首先通过化学合成的方法来合成siRNA,不过目前也可在实验室中采用体外转录的方法合成。mRNA的纯化通常包括浓缩、沉淀、提取和分离。5kD膜通常用于mRNA浓缩和渗透过程,由于siRNA比mRNA小,1kD膜用于截留siRNA产品。传统的离子交换媒介(IEX)尤其是阴离子交换(AEX)仍然是最流行的技术用于递送纯化后的RNA以及RNA混合体。
 
     RNA-Base生物制药最大的障碍是如何将治疗药物传送到病变细胞。目前越来越多的研究专注于将RNA疗法与其他系统结合以提高RNA-Base药物的传递和吸收效率,如今最受青睐的是策略是使用脂质传送系统。
 
     结论:
 
     RNA-Base生物制药是一种相对较新的技术,且对慢性疾病和罕见疾病的治疗和预防来说,该技术非常有前景且应用越来越多。利用这种方法来研发新疗法和疫苗时要格外小心,因为RNA很容易降解。RNA-Base疗法商业化的最大挑战是毒性以及如何有效传送药物两大问题,然而目前新技术不断涌现用于克服这些困难。