寡核苷酸，是一類20個左右鹼基的短鏈核苷酸的總稱(包括脫氧核糖核酸DNA或核糖核酸RNA內的核苷酸)。寡核苷酸可以很容易地和它們的互補鏈結合，所以常用來作為探針確定DNA或RNA的結構；而其作為藥物候選應用的研究則始於大約30年前，包括了反義寡核苷酸(ASOs)，核酸適配體(apatmers)及近15年來對各類siRNAs的研究。這期間，醫藥工業界開展了大量的臨床試驗。截至2017年5月底，共有6類寡核苷酸類藥物獲得美國FDA批准上市應用，其中屬於反義寡核苷酸的藥物有四種，同時有大量藥物處於不同階段的臨床研究中。
反義核酸是指與靶基因信使RNA互補的一段單鏈DNA或RNA序列，通常由十幾到幾十個鹼基組成，通過化學合成的方式生產。對反義核酸進行某些特定而合適的化學修飾後，其通過一定方式進入細胞，能夠特異性地調控靶基因的表達。其第一種調控機制是RNase H依賴的，此時，反義核酸與靶基因mRNA互補匹配後，招募RNase H，後者將靶mRNA剪切，阻斷靶基因的蛋白翻譯；第二種調控機制是非RNaseH依賴的，此時，反義核酸可通過空間位阻效應調控基因的轉錄，實現RNA前體的選擇性剪接、蛋白翻譯的抑制等功能。因此，反義核酸藥物是一類通過鹼基互補配對原則識別靶基因mRNA，調控靶基因表達的化學合成類藥物。
FDA批准的寡核苷酸類藥物
Vitravene (Fomivirsen)
中文名福米韋生，是FDA批准上市的第一個反義寡核苷酸類藥物，由Isis Pharmaceuticals同Novartis聯合研發。該藥物由21個硫代脫氧核苷酸組成，核苷酸序列為5』-GCGTTTGCTCTTCTTCTTGCG-3』，主要用於治療愛滋病(AIDS)病人並發的巨細胞病毒(CMV)性視網膜炎。通過對人類巨細胞病毒(CMV) mRNA的反義抑制發揮特異而強大的抗病毒作用；療效維持久，給藥次數少，不良反應輕。
福米韋生被FDA批准作為AIDS病人並發的CMV視網膜炎的二線治療藥物，適用於對其他治療措施不能耐受或沒有效果或有禁忌的病人。推薦治療方案為第1個月每15天玻璃體內注射福米韋生330μg，以後每月給藥1次。福米韋生禁用於2～4周內使用西多福韋(Cidofovir)治療的病人，以免增加發生眼內炎的危險性。
Vitravene於1998年獲得美國FDA批准上市，並於1999年獲得EMA批准。上市初期，市場對於抗巨細胞病毒藥物的需求甚為迫切；隨後由於高活性抗逆轉錄病毒療法的發展，巨細胞病毒病例數量急劇下降。該藥物在歐洲及美國分別於2002年及2006年退市。
Macugen (Pegaptanib)
該藥物是一種特殊的VEGF異構體165 (VEGF165)的拮抗劑，為一種化學合成的寡核苷酸序列，對血管內皮生長因子VEGF具有高度的親和力。它能阻止血管生長，抑制新生血管形成，對任何大小和組成的CNV均有治療作用，其鈉鹽用於治療新生血管性年齡相關性黃斑病變。本品每次300ug，每6周一次。眼球玻璃體內注射，連續注射兩次後，如果療效不明顯，則應考慮停止治療。2004年12月，Pegaptanib被美國FDA批准進入臨床使用。在Ⅱ/Ⅲ期隨機對照雙盲研究中，Pegaptanib (0.3mg)1年後在所有CNV病變亞型中70%患者視力穩定，而安慰劑對照組為55%；2年後，Pegaptanib組59%的患者顯示治療有效，而對照組為45%。該藥物輔助用於治療糖尿病性視網膜病的研究正在進行中。
Kynamro (Mipomersen)
2013年1月29日，美國食品藥品管理局(FDA)和健贊公司共同宣布，已批准將Kynamro (mipomersen sodium)用於純合子型家族性高膽固醇血症(HoFH)患者，作為降脂藥物和飲食的輔助藥物，以降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、載脂蛋白B (Apo B)、總膽固醇(TC)和非高密度脂蛋白膽固醇(非HDL-C)。Mipomersen是Kynamro的活性成分，是一種以人類apo B-100信使核糖核酸為靶點的反義寡核苷酸，而apo B-100是LDL及其代謝前體極低密度脂蛋白的主要載脂蛋白。
Kynamro的代謝不影響常用處方藥物代謝所涉及的細胞色素P450通路，因此發生藥物相互作用的可能性很小。當Kynamro與華法林、Kynamro與辛伐他汀或依折麥布同時使用時，未報告任何有臨床意義的藥代動力學相互作用。FDA對Kynamro的批准得到了迄今在HoFH患者人群中進行的最大規模臨床試驗的支持。這項隨機、雙盲、安慰劑對照的多中心試驗中共納入51例年齡12~53歲的患者，包括7例年齡12~16歲的患者，這些患者正在接受最大可耐受劑量的降脂藥物維持治療。Kynamro治療使LDL-C l水平從經治療的基礎水平439 mg/dl進一步平均降低113 mg/dl或25%，並進一步降低所有測定的致動脈粥樣硬化顆粒終點。2010年3月，這些數據發表於《柳葉刀》(The Lancet)雜誌。經過對4項3期、隨機、雙盲、安慰劑對照試驗結果的匯總分析，FDA確定了Kynamro的安全性。這些試驗共納入390例患者，其中261例患者接受每周皮下注射Kynamro 200mg治療，129例患者接受安慰劑，中位治療持續時間為25周。18%接受Kynamro治療的患者和2%接受安慰劑的患者因不良事件而中斷治療。在Kynamro治療患者中，導致中斷治療且發生率高於安慰劑組的最常見不良反應為注射部位反應、丙氨酸氨基轉移酶和天冬氨酸氨基轉移酶水平升高、流感樣症狀和肝功能檢查結果異常。Kynamro標籤中包含關於肝臟毒性的加框警告。Kynamro的用法為200mg皮下注射，每周1次。
Exondys 51 (Eteplirsen)
該藥物由AVI BioPharma(後改名為Sarepta Therapeutics)研發，於2016年9月19日獲得美國FDA加速批准上市，商品名為Exondys 51，成為首個獲批治療杜氏肌營養不良症(DMD)的藥物。
Eteplirsen採用了一種新穎的磷醯二胺嗎啉代寡核苷酸和外顯子跳躍技術，目的是修復mRNA的閱讀框來部分糾正遺傳缺陷。作為一種反義RNA，Eteplirsen跳過外顯子51表達，所以可以幫助患者合成一些有一定功能形式的抗肌萎縮蛋白。於是，這個較短形式的功能型抗肌萎縮蛋白可以延緩DMD病人行走和運動能力的退化。該新藥略過的是第51個外顯子，大約13%的DMD症患者可能適合針對略過第51個外顯子的治療方案。
Defitelio (Defibrotide)
由Gentium研發，2013年10月18日獲得歐洲EMA批准，2016年3月30日獲得美國FDA批准上市，商品名為Defitelio。該藥物曾在義大利上市，但由於商業原因於2009年撤市。Defibrotide是一種具有纖溶酶特性的寡核苷酸混合物，能提高纖溶酶水解纖維蛋白凝塊的酶活性，增加組織纖溶酶原激活物t-PA和血栓調節蛋白表達，減少血管性血友病因子vWF和纖溶酶原激活物抑制劑PAI-1的表達。該藥批准用於治療肝小靜脈閉塞症伴隨造血幹細胞移植後腎或肺功能障礙。Defibrotide Sodium是一種靜脈滴注液，每瓶含有效成分200mg/2.5mL，推薦劑量為每次6.25mg/kg，每六小時給藥一次，至少給藥21日。
Spinraza (Nusinersen)
該藥物是治療脊髓性肌萎縮症兒童和成人的首個藥物，於2016年12月23日獲得美國FDA批准上市，2017年6月1日獲得歐洲EMA批准，商品名為Spinraza。
脊髓性肌萎縮症(SMA)是一種常見的遺傳性神經肌肉病，為常染色體隱性遺傳，以進行性、對稱性肢體近端和軀幹肌肉無力、萎縮為主要表現，患者最終死於呼吸衰竭和嚴重的肺部感染，是一種致死性疾病。脊髓性肌肉萎縮症由SMN1失活變異造成，但人體還有一個序列極其相近的SMN2基因。但這個基因表達時缺失7號外顯子，導致蛋白略短，很快被降解。Nusinersen和SMN2前mRNA結合，促進7號外顯子編入mRNA中，因此產生功能類似SMN1的蛋白。Spinraza是一種無色透明的注射液，採用鞘內給藥方式，每支5ml，含2.4mg/ml有效成分，推薦劑量是每次給藥12mg (5ml)。
在研反義寡核苷酸類藥物一覽
反義核酸技術靶向於RNA而不是蛋白質，有效的彌補了小分子藥物及靶向於蛋白質的藥物發現所面臨的短板，並且能夠極大的拓展臨床可應用的靶點的數量及類型。反義核酸類藥物可設計結合於難以靶向的蛋白分子的編碼RNA上，如一些支架蛋白、轉錄因子、非編碼RNA及一些對細胞存在直接毒性的RNA分子。另外，該技術很好的利用了人類遺傳學及基因組學的進步，可以對單基因及多基因疾病進行藥物治療。Mipomersen獲批用於治療家族性高膽固醇血症表明，反義核酸技術也可應用於系統性疾病的治療。更引人關注的是，多項臨床研究結果表明，反義核酸技術可通過不同機理的方法安全用於人體。目前該類型的藥物研發也正在如火如荼的開展，及靶向於某些局部疾病，也針對一些系統性的疾病。
前景與展望
到目前為止，隨著越來越多的生物醫藥公司進入反義核酸領域，這類藥物開發的適應症範圍也逐步擴大，目前已涵蓋的疾病領域包括：
①重症及罕見病：如腫瘤、肌萎縮性脊髓側索硬化症(ALS)、杜氏肌營養不良(DMD)、脊髓性肌萎縮(SMA)等；
②心血管疾病：如凝血功能不足、血脂異常、高Lp(a)的心血管病等；
③炎症類疾病：如哮喘、關節炎、結腸炎等；
④感染性疾病：如細菌感染、B型肝炎、C型肝炎等；
⑤代謝類疾病：如糖尿病、非酒精性脂肪性肝炎等。
反義核酸藥物的研發，也存在諸多需要闡明及解決的問題，如反義寡核苷酸調節蛋白功能的序列特異性，防止脫靶現象的發生。反義寡核苷酸必須不能被內源性核酸酶降解，並且被送到靶細胞內才能產生最大的效應。目前較多的採用病毒載體轉入細胞，但考慮到安全性和臨床的應用，將促使科研人員探索開發非病毒轉移系統，即對反義寡核苷酸做一定的化學修飾和結構改造。另外，反義核酸分子必須能以一定的濃度接近靶點組織，並且穿入細胞膜進入細胞內方能產生療效。目前對反義核酸與血漿成分的相互作用，在組織中的分布以及細胞內蓄積的機制還知之甚少。另外一個不容迴避的問題是藥物毒性問題。反義寡核苷酸藥物的毒性依照發生的原因可分為兩類：一種是以藥效學為基礎的毒性，是其反義作用過強或與非靶基因產生反義作用而導致的毒性，及識別特異性問題；另一種毒性則是藥物分子與其他分子，如蛋白質等相互作用的結果，可能具有序列特異性，也可能與序列無關。多數反義寡核苷酸的毒性由此導致，主要有補體激活、免疫刺激、凝血時間延長、肝腎毒性及致死性的血液動力學改變等。
儘管反義核酸藥物的發展經歷了波瀾起伏的過程，但可以相信，隨著相關技術的不斷發展、完善與進步，以反義核酸、小幹擾RNA為代表的小核酸藥物必將在醫藥產業掀起一股新的浪潮，成為以基因表達調控為導向的第三代醫藥產業革命中不可或缺的中堅力量。(生物谷Bioon.com）