RNA疗法的研究进展

以mRNA为基础的治疗代表了一个相对新颖和高效的药物类别。最近发表的几项研究强调了mRNA疫苗在治疗不同类型的恶性肿瘤和传染病方面的潜在疗效，这些疾病中传统的疫苗策略不能引起保护性免疫反应。传染病疫苗是目前mRNA疗法中最领先的应用。Moderma和辉瑞的新冠疫苗已经在数十亿人群中证明了安全性和有效性，展现出未来强大的应用前景。

目前，针对肿瘤的mRNA疫苗有2种方式：i）使用体外负载或电穿孔的DC，ii）通过直接注射带有或不带有载体的mRNA。在癌症患者中应用了几项基于DC的mRNA疫苗的临床试验，用编码黑色素瘤相关抗原的mRNA与TriMix联合接种导致晚期黑色素瘤令人印象深刻的肿瘤消退。

相比之下，直接注射裸mRNA或复合mRNA被认为是一种快速有效的可行方法。例如，一项I/II期试验在30例转移性肾细胞癌患者皮内反复应用编码6种不同TAA（MUC1、CEA、Her2/neu、telomerase、survivin、MAGE-A1）的mRNA疫苗。10年后的长期结果表明，mRNA疫苗是安全有效的。它延缓了肿瘤生长并提高了生存率，这与检测到的针对TAAs的免疫反应密切相关。

CV9202是一种基于RNA的活性疫苗，编码6种NSCLC TAA（NY-ESO-1、MAGE-C1、MAGE-C2、5T4、survivin和MUC-1）。与基线相比，大多数患者的抗原特异性细胞免疫和体液免疫增强。一名接受疫苗、放疗和化疗的患者出现部分缓解（PR），46.2%的患者获得SD。

mRNA-4157疫苗是美国Moderna公司研发的一款mRNA疫苗，它是一种针对每位肿瘤患者量身定制的个体化肿瘤疫苗，目前mRNA-4157癌症疫苗能够容纳高达34个编码新抗原的mRNA序列。在mRNA-4157联合Keytruda的I期临床试验中，证明了疫苗的有效性、安全性和耐受性。

miRNA是一类短的非编码RNA，其特征是长度为20-22nt，在转录后水平上调节基因表达。它们的作用机制是通过诱导形成RNA沉默复合物，靶向特定mRNA以阻止其翻译和/或诱导其降解。

与siRNA和其他非编码RNA不同的是，它们是天然的，能够自然地被加工并发挥作用。根据互补程度，miRNA可以诱导mRNA降解（完全匹配）或翻译抑制（不完全匹配）。此外，它们的活性不只限于单个mRNA，而是通常靶向多个mRNA，这放大了miRNA功能效应。

miRNA的治疗潜力基于多种病理生物过程的参与，如心血管疾病、病毒感染、代谢疾病、糖尿病、应激相关疾病和癌症。目前，一些基于miRNA的方法正在进行治疗不同疾病的临床试验。例如，cobomarsen靶向miR-155治疗血癌，remlarsen在瘢痕治疗中模拟miR-29，而MRG110是是用于组织修复的miR-92的拮抗剂。

siRNA是由核糖核酸酶Dicer通过内切过程产生的，这是一种属于RNase III家族的内切酶，可以产生21-25核苷酸双链RNA。一旦产生，Dicer将siRNA转移到RNA诱导沉默复合物（RISC），该复合物包含降解靶mRNA分子的Argonaute 2。由于siRNA的这种能力，它们被作为一种可能的治疗方法。

SiRNA疗法正在多种癌症治疗中进行测试。siG12D-LODER是一种可生物降解的聚合物基质，含有针对KRASG12D的siRNA，临床研究（NCT01188785）表明，该聚合物能够靶向肿瘤并抑制肿瘤进展。目前，正在进行进一步的研究（NCT01676259），以测试siG12D-LODER与化疗药物（如吉西他滨和nab紫杉醇）联合治疗局部晚期胰腺癌患者的疗效。

蛋白激酶N3（PKN3）是磷酸肌醇-3-激酶（PI3K）途径的下游效应器，阻断PKN3可以抑制肿瘤进展和淋巴结转移。Atu027，一种脂质体PKN3 siRNA制剂，在晚期实体瘤患者中安全性良好，在治疗结束时，41%的受试者病情稳定。在随后的研究中，Atu027和吉西他滨联合治疗局部晚期或转移性胰腺癌显示出良好的安全性和耐受性。

除了癌症领域，SiRNA在其它疾病领域的应用也在积极开发。Inclisiran，是一种硫代磷酸酯、2′-O-甲基核苷酸和2′-氟核苷酸修饰的siRNA，靶向PCSK9，皮下注射已证明可降低高心血管风险患者的PCSK9水平和LDL胆固醇水平。并且仅半年注射一次，显示出极佳的患者依从性。2020年12月11日，Inclisiran获欧盟批准上市。

此外，包括常染色体隐性遗传原发性高草酸尿症（PHs）、乙型肝炎病毒（HBV）和肝脏和特发性肺纤维化中，SiRNA疗法均展现出良好的应用前景。

反义寡核苷酸（ASO）是一类18-30个碱基对的短单链RNA或DNA寡核苷酸，它们可以由细胞自然产生或人工合成，具有通过碱基互补靶向mRNA的能力。它们可以通过诱导mRNA降解或改变mRNA加工、阻断mRNA翻译、防止核糖体附着来发挥作用。

目前，临床试验中有几种ASO正在测试，特别是靶向导致多种疾病的mRNA。Leber先天性黑矇（LCA）由于包括中心体蛋白290（CEP290）在内的各种基因的内含子突变，导致视网膜营养不良，引起青少年失明或严重视力损害。QR-110是一种单链、硫代磷酸化、2′O-甲基修饰的剪接调节RNA寡核苷酸，用于靶向CEP290。临床研究（NCT03140969和NCT03913143）显示，玻璃体内注射QR-110可以重建LCA患者成纤维细胞中的CEP290水平，并具有良好的耐受性和安全性。此外，Eteplirsen结合肌营养不良蛋白前mRNA，通过屏蔽外显子51，恢复肌营养不良转录物的正确阅读框。

lncRNAs（长非编码RNA）是长度超过200 nt的非编码RNA。它们的特征是没有开放阅读框，但具有mRNA样结构，经过剪接，具有polyA尾巴与启动子结构，分化过程中有动态的表达与不同的剪接方式。

lncRNAs发挥功能主要依靠其二级结构，与蛋白质结合，可引起染色质重构、影响转录因子功能等。另外，还可以在其线性水平与miRNA结合，间接影响mRNA表达，也可以直接与mRNA结合，影响mRNA翻译、剪切、降解过程。基于其多样化的作用，IncRNA被认为是可用于治疗的有效靶点。

目前，关于lncRNAs的应用主要是调节其表达，以获得致癌lncRNAs敲低，或肿瘤抑制lncRNA过表达。此外，通过lncRNAs靶向特异性mRNA的一种方法是SINEUPs，SINEUPs是一种新的反义lncRNAs，可以增加特异性mRNA的翻译。这类分子具有两个主要结构域：一个是SINE原件，它是增加翻译活性的效应域；另一个是AS域，其能够通过碱基配对靶向特定mRNA。

环状RNA（CircRNA）是通过生物发生机制获得的非编码RNA，以反向剪接事件为特征。它们是封闭的单链转录物，由于其环状结构，相对于线性RNA具有更大的稳定性。因此，它们的半衰期可能更长，并且可能用于治疗目的。

目前，circRNA的最新应用涉及一种Sars-CoV2疫苗，这种RNA疫苗具有增强的效力和翻译能力，并且在裸的和包封形式下更稳定。这种方法可以诱导有效的体液和细胞免疫，并诱导一定比例的中和抗体，这些抗体相对于N1-甲基假尿嘧啶（1mΨ）修饰的mRNA疫苗具有更持久的抗原产生。

核酶是以催化活性为特征的RNA分子，它们能够切割靶RNA，从而影响基因表达。重要的是，核酶可以在没有细胞蛋白的情况下发挥作用。这类分子具有两个结构域：一个是通过碱基互补识别靶RNA区域的序列，另一个是催化结构域。核酶的治疗潜力在于它们选择性地识别特定RNA并将其切割的能力，使其可作为RNA药物用于治疗。

RPI.4610（Angiozyme）是一种化学稳定的抗VEGFR-1核酶，与卡铂和紫杉醇联合用于晚期实体瘤患者，已证明具有良好的安全性、生物利用度和肿瘤定位能力。然而，它未能在转移性乳腺癌患者中证明临床疗效。

OZ1是tat-vpr特异性抗HIV核酶，通过自体CD34+细胞递送，在临床试验（NCT00074997）中显示CD4+淋巴细胞显著增加，表明细胞递送的基因转移在维持核酶的安全性和活性方面同样可靠。

CRISPR- Cas9系统是一种细菌防御机制，利用引导RNA（gRNA）介导DNA内切酶Cas9在靶DNA中引入位点特异性断裂。这种DNA编辑能力使得CRISPR-Cas9通过合成sgRNA在基因组修饰中用作RNA治疗剂，用于生物和治疗应用。

许多研究表明CRISPR/Cas9可用于治疗遗传性疾病，如囊性纤维化（CF）、杜氏肌营养不良症（DMD）、血红蛋白病以及HIV和β-地中海贫血。在一项研究中，CRISPR/Cas9能够增加肌管中的utrophin数量并去除重复的DMD外显子18–30，从而在DMD中产生全长dystrophin。此外，CRISPR-Cas9的类似应用也已在艾滋病等免疫疾病中得到证实。

然而，尽管这些研究为未来的CRISPR-Cas9临床试验提供了基础，但在CRISPR/Cas9进一步应用于临床试验和随后的治疗之前，仍有一些挑战有待解决。包括向靶细胞递送基因编辑工具可能的靶外效应。此外，在将CRISPR-Cas9转化为治疗应用之前，还需要考虑CRISPR-Cas9的伦理问题和种系应用。

RNA适配体是一类人工结构化序列，可与不同类别的分子特异性结合，可用于治疗，也可作为诊断工具。它们可以影响基因表达，也可以针对特定配体特异性设计适配体，用作RNA抗体。目前，多种适配体已进入各种疾病的临床试验，如黄斑变性、糖尿病性黄斑水肿和慢性炎症性疾病。

EYE001是VEGF的聚乙二醇化适配体，在体外模型中显示出完全减少VEGF介导的血管渗漏、抑制视网膜新生血管的能力，从而改善视力。在CNV-AMD患者中进行的EYE001单用或联合光动力疗法的研究中显示出明显的视力稳定或改善。

除了VEGF外，补体途径在AMD中也起着重要作用。Zimura，一种聚乙二醇化的单链核酸适配体靶向补体因子C5以及pegcetacoplan靶向C3和C3b，它们的临床研究表明，皮下注射能够减少继发于AMD的地图样萎缩（GA），而不会发生不良事件。

此外，ARC1779是一种靶向vWF A1结构域的适配体，在临床试验（NCT00632242）中，ARC1779显示出良好的耐受性以及抑制血栓性血小板减少性紫癜患者vWF依赖性血小板功能的能力。Emapticap-pegol（NOX-E36）是一种靶向CCL2的适配体，在伴有蛋白尿的2型糖尿病患者中，皮下注射Emapticap显示出良好的耐受性和抑制CCL2/CCL2受体轴的能力。