上周,世界首例免疫愛滋病基因編輯嬰兒誕生的消息刷屏網絡,隨即引起軒然大波,而基因編輯則是利用生物學手段(如CRISPR/Cas9技術)實現對特定的基因片段的敲除或者修復,技術並非創新且已成熟,但風險仍兼而有之(如脫靶效應、收益與風險問題等),故此已遭多方強烈反對。而基因沉默則是另外一項與基因相關的技術,本文將小核酸藥物、市場規模、主要參與者等方面予以介紹。
1、Patisiran獲批上市,小核酸藥物曲折中前進
2018年8月10日,美國食品藥品管理局(FDA)批准了首個基於RNA幹擾(RNAi)機制的新藥Patisiran,為siRNA藥物的批准開闢了先河。Patisiran用於治療家族性澱粉樣多發性神經病變(FAP),而FAP為罕見的TTR基因突變引起的遺傳疾病,TTR基因突變會造成肝臟產生異常澱粉樣蛋白沉積,進而損傷包括外周神經和心臟在內的身體器官和組織,誘發外周感覺神經病變、自主神經病變、和心肌病等疾病,嚴重影響生活質量且致死性高。此種疾病很難用傳統藥物控制,而RNA藥物如Patisiran則能選擇性降解TTR的mRNA避免毒性蛋白的合成。 EvaluatePharma預測,2024年Patisiran銷售額或將達到13.08億美元。
圖1:SiRNA作用機制
1998年首個反義核酸類藥物Fomivirsen上市至今,已有8款小核酸藥物獲批。
表1:1998年-至今已上市的小核酸藥物
2、小核酸藥物作用機理及適用疾病
生物體DNA上的基因片段信息主要通過信使RNA(mRNA)傳遞到蛋白質,而RNA幹擾(RNA interference, RNAi)則是真核細胞特有的基因沉默機制以抵抗外來物質入侵、保護遺傳信息的穩定性、調節生物體的各種機能。RNAi是指長鏈雙RNA(double-stranded RNA,dsRNA)被剪切為siRNA後,與蛋白質結合形成siRNA誘導幹擾複合體(siRNA induced interference complex, RISC),RISC再與靶基因的mRNA以鹼基互補配對的形式結合,使mRNA降解並最終靜默特定基因表達。其機制由Andrew Z. Fire和Craig C.Mello教授於1998年首次發現,於2002年被Science雜誌評為十大科學成就之首,並於2006年獲得諾貝爾生理醫學獎。
基於RNAi建立的各種技術/藥物應用通長被稱為小核酸技術/藥物,小核酸包括介導RNAi的短雙鏈RNA片段(siRNA)、miRNA和反義核酸等,但siRNA藥物療效較好、技術取得突破,目前最受關注。
表2:小核酸藥物分類對比
傳統的小分子藥物及蛋白類藥物靶點多為蛋白質,包括激酶、受體、抗原等,但不少疾病是由於基因突變導致對應的蛋白質出了問題,而RNAi的發現極大拓寬了人類藥物的來源和開發方向,使藥物靶點擴大至蛋白質的上遊——RNA,使得小核酸藥物從轉錄後水平進行治療,優勢更為明顯:臨床前研發周期短,候選靶點豐富;高特異性、高效性、長效性。
表3:RNAi等各治療作用原理
小核酸藥物的適應症涵蓋範圍廣,包括腫瘤、罕見病(肌萎縮性脊髓側索硬化、杜氏肌營養不良、脊髓性肌萎縮)、病毒性疾病、心血管疾病(凝血功能不足、血脂異常等)、炎症類疾病(哮喘、關節炎、結腸炎)等,但罕見病和腫瘤為其應用最廣的領域。
3、市場規模及主要參與者
EvaluatePharma(EP)發布的報告(EvaluatePharma Orphan Drug 2017 Report)表明:2016年罕見病藥物銷售額為1140億美元,預計2022年罕見病藥物銷售額將達2090億美元。RNAi藥物針對已知的罕見病基因發揮作用,克服了某些靶點蛋白難以成藥的缺點,可取得較快突破。
IMS數據顯示,2017年,全球抗腫瘤藥物花費總額達到1330億美元,預計2022年全球抗腫瘤藥物市場總額將超過2000億美元。小核酸藥物能夠抑制多條通路的多種基因,降低耐藥性,有效抑制晚期腫瘤的生長。目前已有多個藥物進入臨床I/II期臨床試驗,未來潛力巨大。
據廣證恒生研究報告顯示,預計2025年小核酸藥物在罕見病的全球市場規模將達到90~120億美元;預計2025年小核酸藥物在腫瘤領域市場規模將遠超100億美元。
Ionis Pharmaceuticals:頂級的小核酸藥物研發公司
公司是以RNA為目標的藥物發現和開發的領先公司,建立了高效且廣泛使用的藥物開發平臺,成功開發了4款革命性的藥物:Fomivirsen、Kynamro、Spinraza、Tegsedi,目前有25種藥物已進入臨床階段,覆蓋神經疾病、重大疾病和罕見病、心血管代謝疾病、癌症等領域。
表4:Ionis Pharmaceuticals臨床後期的代表性藥物
Alnylam Pharmaceuticals:首個SiRNA藥物締造者
RNAi藥物研發領域的領頭羊,致力於建立以RNAi為基礎的頂級獨立生物製藥公司,其創始人之一Phillip Sharp教授因發現斷裂基因而榮獲1993年諾貝爾生理學獎。公司專注於未滿足醫療需求的疾病,包括遺傳藥物、心臟代謝疾病、肝臟傳染病和中樞神經系統(CNS)疾病。目前公司首款siRNA藥物已獲批上市,7個項目已進入臨床開發。
表5:Alnylam Pharmaceuticals臨床階段藥物
蘇州瑞博:我國小核酸技術和小核酸製藥的主要開拓者
公司致力於開發RNA幹擾技術的創新型藥物研發企業,目前已申請國內外發明專利60多項,其中28項已獲授權。隨著,siRNA平臺和技術的建立,公司已逐漸建立豐富的產品管線,包括針對B型肝炎、高血脂症等適應症的siRNA療法。
表6:蘇州瑞博臨床階段藥物
4 、結 語
小核酸藥物技術障礙不在於選擇性,而是穩定性、免疫原性、大規模生產等傳統藥物不較少遇見的困難,但相信Patisiran獲批上市不是曙光乍現,而是曙光初現。