寡核苷酸是一种快速发展的治疗方法。这种方式似乎提供了非常有利的治疗特征，如半衰期长和疗效，结合最小或没有免疫原性。Aptamer集团首席技术官David Bunka博士报道
尽管它们通常通过沉默机制起作用，如反义寡核苷酸(ASOs)和小干扰rna (siRNAs)，但我们开始看到激活寡核苷酸疗法的出现。
无论其具体的作用机制如何，寡核苷酸疗法广泛使用的最大障碍是它们无法精确有效地传递到目标组织，并有效地内化到细胞中，以达到细胞质或细胞核中的分子目标。
进化防御旨在阻止入侵的rna穿透细胞，这意味着自寡核苷酸治疗革命开始以来，要解决的问题仍然是相同的:传递。事实上，所有其他与开发寡核苷酸作为一种治疗方式的问题都与交付问题相比相形见绌。1
克服这一问题的主要方法包括将寡核苷酸疗法加载到脂质纳米颗粒中，与GalNAc结合用于肝脏递送，以及与特定的亲和配体结合用于生物标志物靶向递送。
具有选择性的工程脂质纳米颗粒
脂质纳米颗粒(LNPs)是化学合成的，多组分脂质配方(约。100纳米大小)，封装寡核苷酸治疗药物，用于输送到目标组织。
LNPs因辉瑞- biontech和Moderna的COVID-19疫苗而闻名，它保护寡核苷酸分子(如COVID-19疫苗中的mRNA)在到达细胞内作用位点时不被无处不在的核酸酶降解。
可电离脂质在酸性pH值下呈阳性，在血液中呈中性。LNP结构内的离子化脂质的使用结合了寡核苷酸疗法的负电荷主干，将其纳入颗粒结构中，并防止阳离子脂质在体内出现毒性。
静脉注射的LNPs总是在肝脏内积聚。尽管LNPs靶向替代组织和器官仍面临挑战，但颗粒配方的进展正在允许替代组织靶向。
调节LNPs的器官选择性包括使用各种聚乙二醇(PEG)和PEG替代品。聚乙二醇通常被纳入寡核苷酸疗法以延长血清半衰期。通过改变PEG分子的长度和结构，LNPs中各种脂质的电荷和脂质成分的比例已被证明可以将目标从肝脏转移到其他器官，如脾脏和肺。2，3
针对LNP生物分布的第二种策略是用特定生物标记物的亲和配体包裹颗粒，以促进对选定组织和器官的吸收。这种方法使用抗体，已经成功地将LNP传递到炎症性白细胞和表皮生长因子受体阳性的肿瘤细胞，分别治疗炎症性肠病和癌症。
由于抗体的大尺寸及其提高免疫原性反应的倾向，人们对使用替代亲和配体(如适体)靶向LNPs越来越感兴趣。使用适体的初步实验已经显示出跨越血脑屏障和/或靶骨的应用前景。4、5
尽管LNP的配方和选择性靶向这些颗粒的新兴方法取得了出色的进展，但可靠地生产一致的LNP仍然是一个挑战。事实上，制造颗粒的原材料是新冠疫苗生产过程中的一个限制因素。6
用GalNAc直接连接肝脏
GalNAc偶联是一种有效且高度可靠的寡核苷酸治疗肝脏靶向传递平台。GalNAc的发展(N -乙酰半乳糖胺)缀合物靶向传递到肝脏，通过有效的肝脏靶向，使寡核苷酸疗法的效力大大提高。
GalNAc偶联使寡核苷酸能够克服人体的防御系统，防止入侵的rna进入细胞。1这种方法用于将包括ASOs和sirna在内的寡核苷酸疗法有效地递送到特定的组织和细胞中。
Tris-GalNAc结合到肝细胞上高度表达的肝酰糖蛋白受体上，导致快速内吞作用。1与对照组相比，使用GalNAc靶向寡核苷酸疗法可使肝脏摄取增加7 - 10倍。1，7
寡核苷酸给药系统自然分布到肝脏和其他组织，提出了一个问题:GalNAc有多有效?2014年的一项关键研究解决了这一问题，该研究检查了用非偶联或galnac偶联ASOs治疗的小鼠的细胞分布。
该研究表明，未偶联的ASOs主要由肝脏的非实质细胞部分(>70%)占据，而galnac偶联的ASOs主要由肝脏的肝细胞部分(>80%)占据。8
观察到的靶向性与ASO的效力增加有关，这已在临床的许多研究中重复，表明与非偶联对照相比，GalNAC偶联ASO敲除功能靶点所需的剂量降低了10 - 30倍。7号到9号
几种GalNAc寡核苷酸缀合物正在临床开发中(图1)，还有更多的缀合物正在发现和临床前研究中。此外，GalNAc寡核苷酸结合物Givlaari (givosiran)、Oxlumo (lumasiran)和Leqvio (inclisiran)已分别获得监管部门批准，用于治疗急性肝性卟啉症、原发性高草酸尿I型和动脉粥样硬化性心血管疾病。
图1:galnac偶联寡核苷酸在临床发展阶段
利用GalNAc与寡核苷酸疗法的另一个好处是，三天线配体可以纳入标准固相合成制造方法，确保高度一致性和便利性。10
亲和靶向寡核苷酸疗法
亲和靶向已广泛应用于癌症治疗的开发，以靶向抗体药物偶联物(adc)和新型偶联物等有毒有效载荷，截至2022年9月，已有13种adc获批使用。11
寡核苷酸治疗的变化是化学治疗在这个不断增长的领域的一个合理的延伸。从ADC开发和可制造性中吸取经验，加速了寡核苷酸疗法的亲和递送。
第一个进入临床的分子来自Avidity Biosciences公司，这是一种抗体-寡核苷酸缀合物，它将siRNA靶向于肌肉，用于治疗I型肌强张性营养不良，这是一种罕见的肌肉疾病。12然而，由于一名试验患者发生不良事件，美国FDA最近对进一步的临床登记进行了部分冻结。13
对抗体的依赖给生产带来了严重的并发症。此外，抗体体积庞大，将开发人员与相对高剂量的药物方案联系在一起。预计使用更小的配体可以帮助克服这些挑战。
这样的例子现在正在进入临床，Dyne Therapeutics使用Fab片段用于寡核苷酸对肌肉的亲和靶向，Aro Biotherapeutics使用基于蛋白质的抗体替代品(Centyrin)将siRNA靶向肌肉。14、15
抗体的替代品
2005年，哈佛医学院的朱迪·利伯曼利用Fab片段开发了首批寡核苷酸缀合物之一。16她现在已经转向RNA适体的亲和靶向研究。17
作为寡核苷酸分子本身，适体提供抗体的结合特性，而没有潜在的免疫原性和基于抗体的偶联物的制造责任。
它们可以作为单分子与寡核苷酸治疗方法一起合成，以充分利用一致的固相合成制造方法，或单独偶联以允许药物适体比的变化。
适体集团与许多合作伙伴合作，探索适体作为多种治疗方法和条件的传递载体的潜力。
最终，寡核苷酸疗法的有效性和安全性不再是问题;这些分子的降解和免疫原性问题在早期阶段很快得到了解决。尽管如此，定向交付的挑战仍然存在。
该领域必须同时发展多种交付方案，有可能对现有解决方案进行改进，并出现新的解决方案，可以帮助瞄准新的组织，解决CMC挑战，克服当前的组织问题。
参考文献
