報告綜述：

特異性調控基因表達，小核酸藥物堪稱優秀的魔法師

近年來， 產業環境的鉅變引領醫藥行業發展進入創新的新時代，從化學小分 子到抗體，創新藥研發的腳步從未停歇，創新技術亦不斷革新。然 而，小分子藥物與抗體類藥物靶點多為蛋白質，包括激酶、受體、 抗原等，而人類疾病相關的致病蛋白約 80%不能被目前常規的小分 子藥物與生物大分子製劑所靶向，屬於不可成藥蛋白。同時，人類 基因組中，只有 1.5%的基因序列編碼蛋白質，和疾病相關的蛋白 只佔其中 10-15%。因此全球醫藥研發趨勢聚焦於未被滿足的臨床 需求。小核酸藥物使藥物靶點擴大至蛋白質上游，能特異性上調或 下調靶基因表達，在人類重大疾病的治療中展現出巨大潛力。

寶劍鋒從磨礪出，技術突破加速小核酸產業化程序

小核酸藥物 作為諾貝爾獎級理論的臨床實踐，堪稱人類疾病治療領域的革命性 技術進步，但其發展並非一帆風順。如何避免快速被降解並精準進 入靶向細胞發揮治療功能是小核酸產業化的瓶頸問題。化學修飾與 遞送系統的技術突破推動小核酸藥物產業化程序。其中，化學修飾 技術增強小核酸藥物在血液中的穩定性並降低免疫原性，遞送系統 可提升小核酸藥物胞吞效率。隨著關鍵技術的不斷突破，小核酸藥 物即將步入黃金時代。

小核酸有望成為小分子與單抗之後第三大類藥物

（1）政策持續 鼓勵創新研發，小核酸藥物列入重點發展領域。

（2）小核酸優勢 明顯，適應症範圍廣，應用潛力大。

（3）資本追捧，加快小核酸 產業化程序。

獲批品種業績出色，行業快速發展，預計 2024 年全球市場規模超過 80 億美元

產品端來看，獲批上市的小核酸藥物取得了出色的 銷售業績。具代表性的是由 Ionis 公司研發的用於治療脊髓性肌萎 縮症(SMA)的藥物 Nusinersen，上市後總共產生 47 億美元的銷售收 入。行業步入快速發展期，2019 年全球市場規模已達 19.19 億美元。 根據 Evaluate Pharma和 BCG分析，2024 年全球小核酸市場規模將 會達到 86 億美元，預計 2018 年-2024 年 CAGR 將達到 35%。

一、寶劍鋒從磨礪出，技術突破引領新發展

（一）小核酸藥物發展過程曲折，歷經浮沉

小核酸藥物作為諾貝爾獎級理論的臨床實踐，堪稱人類疾病治療領域的革命性技術進步，但其發展並非一帆風順。我們認為，小核酸藥物的發展歷程可以概括為發現期、探索期、低 谷期、發展期。（1）發現期：1978 年哈佛大學科學家 Zamecnik等人首次提出反義核酸概念。 1998 年，FDA 批准了全球首款 ASO 藥物 Vitravene 上市，用於治療艾滋病人的眼部 CMV 病毒感染。同年，Andrew Fire 和 Craig Mello 在線蟲中首次揭示了 RNAi 現象，兩人也因此 榮獲 2006 年諾貝爾生理學與醫學獎。2001 年 Tuschl 等首次利用體外合成的 siRNA實現了哺 乳動物細胞中的基因表達調控，標誌著 RNAi 擁有了從研究走向製藥的潛力，同年，RNAi 技 術被 Science 雜誌評為 2001 年的十大科學進展之一。（2）探索期：2004 年，OPKO公司用 於溼性老年性黃斑變性病的第一個 siRNA藥物 Bevasiranib進入臨床試驗，之後大型製藥企業 羅氏、默克、輝瑞、賽諾菲、雅培等紛紛進入這一領域，投入了數十億美元資金，小核酸藥 物研發迎來快速探索期。（3）低谷期：然而，由於 siRNA在體內不穩定、以及潛在的免疫原 性等問題無法解決，小核酸藥物的發展一度在 2009 年至 2013 年陷入低谷期，資本的離場讓 小核酸藥物研發陷入寒冬。（4）發展期：不過，以 Alnylam 為代表的創新生物技術企業一直 在潛心探索新技術，在 2013 年後，以 GalNAc 綴合技術和增強的穩定化學修飾技術為代表的 新技術出現極大地促進和推動了小核酸製藥的快速復甦。2016 年，Sarepta Therapeutics 和 Ionis 研發的 2 款 ASO 藥物先後被 FDA 批准上市。2018 年，Ionis 和 Alnylam 的兩款治療由 hATTR 引起的多發性神經病的孤兒藥陸續獲批，其中 Patisiran 成為全球第一個獲批的 siRNA 類藥物。2020 年，黑石宣佈投資 20 億美元於 Alnylam 公司研發 siRNA藥物。目前，全球有 超過 20 餘款 siRNA藥物，50 餘款 ASO藥物處於臨床研究階段，治療領域覆蓋中樞神經系統、 心血管、抗感染和抗腫瘤等。

（二）關鍵技術突破，小核酸產業化瓶頸問題終將解決

小核酸藥物開發過程中最大的難題是避免快速被降解並精準進入靶向細胞發揮治療功能。 在藥物設計與合成方面，目前國內外均有相當成熟的技術，隨著基因測序技術的發展，測序成 本降低，為小核酸藥物產業化提供了可能。在小核酸藥物的開發過程中最大的難點是向病人注 射小核酸藥物後，藥物如何在體記憶體留足夠長的時間、並精準進入靶向細胞發揮治療功能，同 時最大程度的避免誤傷正常細胞。

化學修飾與遞送系統的技術突破推動小核酸藥物產業化程序。小核酸在血液中不穩定極 易被降解，同時可能會觸發人體免疫應答反應，並且不易穿過細胞膜進入細胞。因此，小核酸 藥物進入人體發揮治療作用需要克服幾個關鍵問題：（1）如何避免入血後被快速清除並延長 半衰期；（2）如何避免被核酸酶降解；（3）如何提高組織滲透性，靶向目標細胞並提高細胞 攝取效率；（4）如何有效地實現內涵體逃逸。隨著技術突破，部分難題目前得到較好的解決 辦法，其中化學修飾可以避免核酸藥物被核酸酶降解並延長半衰期，高效安全的遞送系統可以 使核酸藥物精準的靶向目標細胞並提高細胞攝取效率，使核酸藥物發揮治療功能。

1. 化學修飾技術增強小核酸藥物在血液中的穩定性並降低免疫原性

核酸在體內不穩定，進入血液之後極易被核酸酶降解，且容易透過腎臟清除，半衰期短， 同時外源的核酸分子具有免疫原性，容易引起人體的免疫反應。化學修飾技術可以較好地解決 上述問題，目前常用的核苷酸化學修飾技術包括磷酸骨架（硫代磷酸 PS）、核糖（對核糖結 構中 2 位的羥基/氫進行改造，如 2’-OME，2’-F）、核糖五元環改造（如 LNA、PNA、PMO 等）、鹼基（胞嘧啶甲基化）、核苷酸練末端改造（3’端新增反式胸苷）。常見核酸藥物化 學修飾技術如下圖所示。

2. 遞送系統可提升小核酸藥物胞吞效率

小核酸藥物從進入人體到發揮藥物作用主要經歷逃避核酸酶清除、靶向組織細胞、實現胞 吞、內涵體逃逸。儘管化學修飾能夠解決穩定性和免疫原性的問題，但如果不能進入細胞實現 胞吞，小核酸藥物依然不能發揮藥物作用。這一瓶頸問題一度難以解決，阻滯小核酸藥物產業 化程序。隨著技術的不斷進步，遞送系統成為解決這一瓶頸問題的關鍵辦法。目前應用於小核 酸藥物研發的遞送系統在尺寸、形狀、結構、化學性質和作用機制上都不是完全相同的，這種 多樣性反應了研究者們對大部分遞送過程背後機制的理解仍在不斷髮展，展現出了小核酸遞送 領域創新的巨大空間。我們主要從材料設計和遞送方法方面總結具有應用前景的小核酸遞送系 統。

2.1 環糊精奈米聚合物（Cyclodextrin Polymer Nanoparticles, CDP）

環糊精聚合物為陽離子低聚物（n≈5），是帶二胺的環糊精單體和二甲基琥珀醯亞胺酯通 過聚合反應合成產生的帶有脒官能團的低聚物。這些脒基的強鹼性使得核酸與 CDP 在氮/磷比 例低至 3 時就可以進行高效負載。用咪唑官能團封端聚合物末端可以幫助內體逃逸，使得質粒 DNA 和 siRNA 的遞送效率提高。目前的研究已經在幾種與治療相關的動物模型中評估了 CDP-siRNA遞送系統。在尤文肉瘤的異種移植模型中，siRNA與 CDP 奈米顆粒結合，用以靶 向致癌的 EWS-FLI1 融合基因。這些誘導基因被沉默，併產生了抗增殖效應，並且靜脈內給藥 時沒有產生先天性免疫反應。在小鼠皮下腫瘤模型中，靶向的 CDP 遞送系統顯示出針對核糖 核苷酸還原酶亞基 2 的有效沉默。在食蟹猴中評估遞送系統的臨床可行性，證明其可以耐受的 給藥劑量高達 27mg/kg。最後，透過監測 siRNA介導的 RRM2 mRNA裂解，顯示出 siRNA可 沉默人黑色素瘤患者（I 期臨床試驗）體內的靶基因，顯示出 CDP-siRNA 遞送系統的臨床潛 力。

2.2 脂質奈米顆粒（Lipid Nanoparticles, LNP）

脂質體 siRNA製劑的活性首次於 2016 年在非人靈長類體內被證實。自此，許多脂質奈米 顆粒（LNP）RNAi 藥物已進入臨床試驗，包括針對高膽固醇血癥，轉甲狀腺素蛋白介導的澱 粉樣變性和癌症的治療。在用於 siRNA之前，脂質體作為基於 DNA的藥物遞送載體被研究數 十年，因為它們既能保護包埋的寡核苷酸免受核酸酶降解和腎清除，又能幫助促進細胞攝取和 內涵體逃逸。目前，全球的研究團隊已經開發了許多不同的脂質和脂質樣結構和製劑方法，產 生了各種各樣的 LNP。Patisiran就是依託脂質奈米粒的一款小核酸藥物，順利透過臨床Ⅲ期試 驗，2018 年成為史上第一個被批准上市的 siRNA藥物。

2.3 綴合物遞送系統（Conjugate Delivery Systems, CDS）

綴合物遞送系統，即透過化學鍵共價連線將小核酸直接連線在具有靶向功能的遞送載體上 以實現遞送目的，這種系統是明確的單組分系統，僅使用等摩爾量的遞送材料和小核酸。第一 個在體內生效的綴合物遞送系統由綴合於膽固醇的 siRNA 和其他親脂性分子組成。還有一些 綴合物遞送系統將 siRNA 連線至聚合物，肽，抗體，適體和小分子。全球研發進展處於前沿 的 CDS 主要為 DPC 和 GalNAc 綴合物。

（1）動態多聚綴合物（Dynamic PolyConjugates, DPC）

動態多聚綴合物於 2007 年首次得到報道，是用於響應細胞內環境的 siRNA-聚合綴合物遞 送系統的研究成果。這些綴合物包含幾個部分，每個部分都在遞送過程中發揮特定作用（如 下圖所示）。siRNA 透過可水解的二硫鍵連線到聚合物上；當遞送系統處於血液迴圈中時， 聚合物的活性被 PEG側鏈掩蓋；透過受體介導的內吞作用誘導靶細胞攝取；PEG在內涵體的 酸性環境中脫落，暴露膜-活性聚合物並觸發內涵體逃逸；二硫鍵在細胞溶膠的還原環境中被 切割，從遞送聚合物中釋放 siRNA；並且 siRNA本身受到化學修飾，以提高穩定性並減少蛋白質效應。

箭頭公司（Arrowhead）正在開發新一代的 DPC。原始 PBAVE 聚合物透過不受控制的聚合反應合成，導致尺寸和組成的不均勻性。新一代的 DPC聚合物採用受控自由基聚合法合成，包括原子轉移自由基聚合和可逆加成—斷裂鏈轉移，生成更最佳化更合適的均相聚合物。為了減少毒性，可水解的鍵放在聚合物主鏈和側鏈等不同位置。該公司還報告了透過使用膜活性聚合物和 PEG 遮蔽劑之間更穩定的鍵，開發了具有更長體內迴圈的 DPCs。據報道，最新一代的DPCs 在非人靈長類動物體內使用 0.2mg/kg 劑量後，可介導沉默 99％的肝臟靶基因，其藥效可持續近 7 周。此外，箭頭公司開創性地發明共注射策略用於治療乙型肝炎，藥物名稱為ARC-520。可惜的是，該藥物因毒性問題暫停於臨床Ⅱ期。

（2）三觸角乙醯半乳糖胺-siRNA（Triantennary GalNAc-siRNA）

三觸角乙醯半乳糖胺-siRNA 是由化學性質穩定的 siRNA 與三價靶向配體組成的肝靶向siRNA綴合物。在該遞送系統中，siRNA正義鏈的 3'末端透過三元間隔子與三個 GalNAc 分子連線。

Alnylam 製藥公司正在研究綴合物 ALN-TTRsc，ALN-PCS和 ALN-AT3，分別用於治療轉甲狀腺素蛋白澱粉樣變性，高膽固醇血癥和血友病。Alnylam 的 GalNAc 綴合物使用具有 20-Å間距的三聯體 GalNAc 配體，其以高親和力與 ASGPR結合。透過將該綴合物皮下和靜脈內注射相比較，發現皮下注射會使 siRNA 在肝臟中積累更多，並且沉默靶基因的效果更強因此基於這種綴合物的三種候選藥物給藥途徑均為皮下注射。

ALN-TTRsc 用於沉默甲狀腺素運載蛋白（transthyretin，TTR），從而治療 TTR介導的 澱粉樣變性，是 Alnylam 研發的臨床上最先進的 GalNAc 綴合物。在非人靈長類動物中，以 2.5mg/kg 的給藥劑量每日給藥一週後，ALN-TTRsc 皮下注射使迴圈 TTR 蛋白減少 70％，循 環 TTR mRNA 水平伴隨降低。透過每週給予相同劑量的藥物可維持這種 TTR 表達水平，在停 止治療後血清 TTR 逐漸恢復到給藥前水平。在 300mg/kg的給藥劑量下沒有觀察到明顯的細胞 因子誘導，補體活化或其他不良反應的跡象，表明這種藥物具有廣泛的治療視窗。已經透過組 織學試驗在小鼠中證實預期的治療表型，外周組織中 TTR 沉積物減少。

其他兩種藥物也正在研究中，其使用相同的 GalNAc 靶向配體將 siRNA遞送至肝臟細胞。 透過改變 siRNA 序列，綴合物已被用於沉默兩種迴圈蛋白的表達：PCSK9，作用於肝細胞對 低密度脂蛋白的攝取；抗凝血酶，其調節凝血酶並在血液凝固中起作用。ALN-PCSsc 是一種 靶向 PCSK9 的綴合物，用於治療高膽固醇血癥，在人源化小鼠中對靶基因的沉默效果表現出 劑量依賴性，半數最大有效濃度（EC50）為 0.3mg/kg。ALN-AT3 靶向抗凝血酶（AT）用於治 療血友病和罕見出血性疾病。以 1.0mg/kg的給藥劑量單次給藥後，ALN-AT3 可以使非人靈長 類動物的血清 AT 蛋白水平降低 50％，並且每週劑量低至 0.5mg/kg 使血清 AT 水平穩定降低 75-80％。

目前全球小核酸製藥企業，包括 Ionis，Arrowhead, Dicerna, Silence, 以及國內小核酸領軍企業瑞博均開發了各自的乙醯半乳糖胺系統。Patisiran據稱將是 Alnylam 最後一個基於脂質奈米粒的 siRNA藥物，其餘均已轉向乙醯半乳糖胺遞送系統。乙醯半乳糖胺遞送系統最大的意義是展示了配體系統遞送小核酸的巨大潛力。

二、特異性調控基因表達，小核酸藥物堪稱優秀的魔法師

狹義的小核酸是指小干擾 RNA（siRNA），而廣義的小核酸則包括小干擾 RNA（siRNA）、 反義寡核苷酸（ASO）、信使 RNA（mRNA）、核酸適配體（Aptamer）等。與小分子化學藥 和抗體藥物不同，小核酸藥物由核苷酸組成。目前全球範圍內，主要的小核酸藥物類別是 ASO、 siRNA、mRNA和 Aptamer。因此在本文中，我們著重對此四類小核酸藥物進行分析。

（一）ASO 反義寡核苷酸類藥物

ASO（antisense oligonucleotides，反義寡核苷酸）是一種單鏈寡核苷酸分子，單鏈，通常 包含 15-25 個核苷酸。ASO進入細胞後在核糖核酸酶 H1 的作用下透過鹼基互補配對原則與其 互補的靶 mRNA結合，抑制靶基因的表達。具體作用機制主要包括（1）與靶基因結合後，招 募核糖核酸內切酶 RNAse H，對靶基因進行降解；（2）與 mRNA的起始翻譯位點結合，導 致 mRNA無法翻譯，從而無法編碼蛋白質；（3）與 miRNA結合抑制 miRNA功能；（4）與 pre-mRNA結合，改變剪接體的剪接位置。

目前有八種反義核酸藥物已獲得監管機構的市場許可上市銷售。

Fomivirsen是由美國食品藥品監督管理局（FDA）批准銷售的首個反義寡核苷酸藥物，由 Inois 和諾華合作研發，化學結構為具有硫代磷酸酯鍵的 21 位鹼基的寡核苷酸（在其 5'末端附 近包含 CpG基序）。其藥效作用為與人鉅細胞病毒（CMV）視網膜炎 IE基因的 mRNA互補， 抑制 IE-2 基因在 CMV 感染的細胞的表達，這是病毒複製所必需的基因。該藥物物在細胞培 養中顯示出比篩選的其他多種硫代磷酸酯寡核苷酸更有效的抗 CMV活性。隨後，由於高活性 抗逆轉錄病毒療法（HAART）的發展，CMV病例數急劇減少。諾華從 2002 年開始在歐洲和 2006 年在美國停止銷售該藥物。

Mipomersen（又稱為 Kynamro），是治療純合子家族性高膽固醇血癥（HoFH）的第二代反義寡核苷酸藥物，藥理作用為抑制載脂蛋白 B（apoB）的合成。給藥方式為皮下注射，每 週一次，注射 200 mg。Mipomersen 具有明顯的血漿和組織末端消除半衰期，約為 30 天，每 週一次給藥約 4-6 個月後即可達到穩態組織濃度。且其藥代動力學（PK）特性在所有研究的 物種（包括小鼠，大鼠，猴子和人類）中通常保持一致。臨床試驗表明，Mipomersen 無論是 作為單一藥物還是在最大程度的降脂治療中，所有測得的含 apoB的動脈粥樣硬化脂蛋白均呈 劑量依賴性顯著降低。

Inotersen是 2018 年由 FDA批准的第二代反義核酸藥物，用於治療遺傳性甲狀腺素介導的 澱粉樣變性（hATTR），藥效為透過 RNase H1 依賴性機制阻止轉甲狀腺素蛋白（TTR）的產 生。TTR 蛋白主要在肝臟中產生，形成與視網膜結合蛋白 4（RBP4）-視網膜複合物結合的四 聚體，防止其被腎臟清除，並用作幾種甲狀腺激素轉運蛋白之一。運甲狀腺素蛋白基因中的常 染色體顯性突變導致蛋白質的四聚體形式變得不穩定。單體形成聚集體，沉積在包括周圍神經， 心臟組織和腎臟在內的多個組織中。聚集物通常導致周圍神經病變，嚴重的胃腸道功能障礙， 在某些情況下還引起心肌病。遺傳性 TTR（hTTR）個體的平均預期壽命從症狀發作開始通常 為 3-15 年。實驗表明：Inotersen在培養的細胞和轉基因小鼠中產生劑量依賴性的 TTR mRNA 和蛋白質減少。在轉基因小鼠中，單劑量的 inotersen產生的作用持續 2 至 3 周。施用 Inotersen 的食蟹猴也表現出肝臟中 TTR RNA表達的減少 90％（迴圈 TTR 蛋白的主要來源），迴圈 TTR 蛋白減少 80％。治療耐受性良好，未觀察到有害的肝腎功能。

Eteplirsen是 2016 年經 FDA加速審批透過的 ASO藥物，用於治療肌營養不良（DMD)， 藥理作用為旨在肌營養不良蛋白 pre-mRNA的外顯子 51結合並促進外顯子 51的跳躍，而 DMD 患者在上游外顯子中具有選擇突變，略過外顯子 51 會產生截短但部分活性的肌營養不良蛋白 產物,從而恢復一定的健康水平。臨床研究表明 Eteplirsen透過肌肉內注射到短指伸肌短肌中後 活檢組織中的肌營養不良蛋白表達有所增加，高劑量組的樣本中肌營養不良蛋白的表達高達正 常肌營養不良蛋白表達的 32％。

Nusinersen 是用於治療脊髓性肌萎縮（SMA）的 ASO 類藥物，長度為 18 個核苷酸。由 於反義核酸藥物不能穿越完整的血腦屏障，因此該藥物透過腰椎穿刺髓鞘內注射給藥。藥理作用為和 SMN2 mRNA的內含子 7 結合促進外顯子 7 包涵體的劑量依賴性增加，臨床實驗中 在表達人 SMN2 的轉基因小鼠中增加了 SMN2 蛋白含量。Nusinersen 的初始臨床研究針對 2 型和 3 型 SMA受試者，這可以評估在醫學上穩定的患者群體中髓鞘內注射藥物的安全性和耐 受性。結果顯示：與自然情況相比，給藥後觀察到運動功能的改善和存活率的提高，以及藥 物作用機理的生化證明。上市後 2019 年銷售額達 19 億美元，在商業上取得了成功，證明了 ASO 藥物的商業潛力。

Golodirsen 也是用於治療肌營養不良（DMD）的一種 PMO 修飾的 ASO 藥物，專門靶向 肌營養不良蛋白 pre-mRNA的外顯子 53，從而將其從最終的 mRNA產品中排除。在具有適當 突變的 DMD患者中，外顯子 53 的跳過導致 mRNA閱讀框的恢復，並導致部分內部缺失的肌 營養不良蛋白的 C 和 N 末端區域完整。大約 7.7％的 DMD 患者具有突變，可以跳過第 53 外 顯子來恢復其閱讀框架。研究表明，在接受 Golodirsen治療 48 周後，與 25 個 DMD男孩的基 線測量值相比，肌營養不良蛋白的含量有統計學上的顯著增加，結果為相對於正常對照組肌營 養不良蛋白的平均百分數為 1.019％（範圍 0.09–4.30％），並且平均熒光強度增加。透過免 疫熒光定量的肌營養不良蛋白陽性肌纖維百分比也顯示了正確的肌膜定位。

Volanesorsen 是 2019 年由 EMA批准的第二代 2′-MOE 修飾反義核酸藥物。用於治療家 族性高乳糜微粒血癥（FCS）。它選擇性地結合在載脂蛋白 apoC3 mRNA的 3'非翻譯區域（在 489-508 的鹼基位置）內。這種結合可防止 apoC3 mRNA的翻譯，並允許核糖核酸酶 H1 介導 的 mRNA 降解，從而透過 LLP 依賴性途徑促進甘油三酸酯清除並降低血漿甘油三酸酯水平。 這些途徑包括 apoC3 抑制由 LDLR 和 LRP1 介導的肝受體介導的途徑。實驗結果顯示： Volanesorsen在人肝癌細胞系和原代人肝細胞中以濃度依賴的方式選擇性降低 apoC3 mRNA含 量。施用 Volanesorsen 與血漿中 apoC3 蛋白的劑量依賴性降低和甘油三酯（TG）水平的平行 降低呈現統計學相關。

Casimersen（AMONDYS 45）是 2021 年剛由 FDA批准的治療杜氏肌營養不良症（DMD） 的 ASO 藥物。該藥利用 Sarepta 專有的磷酸二醯胺嗎啉代寡聚體（PMO）化學和外顯子跳過 技術，跳過 DMD 基因的第 45 號外顯子，允許產生一個內部截短的肌營養不良蛋白，從而治 療 51 外顯子跳躍突變 DMD患者(佔 DMD人群的 13%)。臨床實驗結果顯示，透過蛋白免疫印 跡檢測，Casimersen組患者在接受治療 48 周後，平均抗肌萎縮蛋白水平由基線的 0.925%上升 至 1.736%（p<0.001）。同時，AMONDYS 45 組患者的抗肌萎縮蛋白水平顯著高於安慰劑組 （p=0.009）。

Alicaforsen 是由 Atlantic Healthcare 開發的用於治療慢性結腸袋炎的 ASO 藥物，處於 III 期臨床實驗。慢性結腸袋炎是在手術併發症或潰瘍性結腸炎期間在結腸袋內層引起的炎症。炎 症反應中 ICAM-1（細胞表面受體細胞間粘附分子 1）可將迴圈中的白細胞引導至炎症部位， 並增加結腸袋炎的炎症反應。而 Alicaforsen可與 ICAM-1 mRNA雜交併降低其水平。在臨床 試驗中，Alicaforsen治療可減少炎症和大便次數，從而改善生活質量。內窺鏡檢查也顯示了下 層組織的改善。

Tominersen（RG6042）是由 Ionis Pharmaceuticals 開發的用於治療亨廷頓病的 ASO藥物， 正處於臨床 III 期研究。亨廷頓病（HD）是一種常染色體顯性遺傳的進行性神經退行性疾病， 病理表現為肌張力障礙，認知功能障礙和行為障礙。致病機理為相關基因 CAG 三核苷酸重複 擴增導致亨廷頓（mHTT）蛋白質具有延伸的聚谷氨醯胺束，相關 mHTT在神經元中積累最終 會影響其正常功能。Tominersen 可用於靶向 mHTT mRNA 以防止蛋白質產生。在 46 例早期 HD 患者中評估的 I和 II期臨床試驗中，證明了 Tominersen具有改變疾病的潛力。患者接受鞘 內注射三個月的每月劑量的 Tominersen（10、30、60、90、120 mg）或安慰劑。以 90 和 120 mg 的劑量在腦脊液中觀察到 mHTT蛋白平均降低 40％。該候選藥物在患者中顯示出良好的耐受 性，並且在高劑量下無不良反應。

Tofersen 是一種用於治療家族性肌萎縮性側索硬化症（ALS）的在研 ASO 藥物，處於臨 床 III 期研究。超氧化物歧化酶（SOD1）酶在清除體內產生的自由基方面起著至關重要的作 用。SOD1 基因的突變導致功能異常的 SOD1 的產生，該 SOD1 以毒性蛋白的形式積累在細胞 中，並導致家族性肌萎縮性側索硬化症（ALS）。而 Tofersen可用於靶向突變的 SOD1 mRNA， 以防止蛋白質產生，從而減慢 ALS的進展。一項 I和 II期雙盲，隨機，安慰劑對照試驗顯示， Tofersen治療組的機能障礙性腦脊髓液 SOD1 濃度降低。與安慰劑對照相比，Tofersen治療還 可以改善呼吸和肌肉功能。Tofersen由 Biogen開發，目前正在進行 III 期試驗，以檢查 Tofersen在 SOD1-ALS 患者中的臨床療效。

（二）siRNA 小干擾核酸類藥物

siRNA是一種長約 21-23 個鹼基對的雙鏈 RNA，在細胞核中轉錄後，雙鏈 siRNA以及相 關的蛋白質便會穿過核孔，並在核孔中由 RNase III 核酸酶裂解形成單鏈 siRNA，導致在 3'端 的兩個核苷酸突出和在 5'端的單磷酸突出。如此形成的單鏈 siRNA與 Ago 等蛋白質結合，降 解雙鏈 siRNA的過客鏈（即有義鏈）並摻入引導鏈（即反義鏈），此鏈用於和互補 mRNA的 識別，並作為切割的模板，形成的蛋白複合物稱為沉默效應複合物（RISC）。基因沉默時， 引導鏈保持附著於 RISC，並將複合物引導至靶 mRNA。在正確識別與引導 RNA互補的 mRNA 核苷酸序列後，切割過程透過在引導 RNA的 5'一磷酸末端上游切割 10至 11個核苷酸的 mRNA 來實現。該過程藉助酶 Ago2 催化，該酶是 RISC的最重要組成部分之一。切割後的 mRNA無 法繼續完成原有的生物學功能，從而完成沉默。

Patisiran 是第一種由 FDA批准的 siRNA藥物。用於治療遺傳性 ATTR（hATTR）澱粉樣 變性病，經過 2’MOE化學修飾，以脂質奈米顆粒（LNP）靶向遞送至肝細胞 TTR mRNA。 臨床 I期研究顯示，在 0.15、0.3 和 0.5 mg / kg 劑量的 Patisiran靜脈內輸下，血漿 TTR蛋白的 濃度呈現劑量依賴性降低。輸注後約 7 天出現最大程度的減少（> 80％的幾何平均值），並且 效果持續了一個多月。

Givosiran是 2019年 11月 FDA批准的第二種 siRNA藥物。由 Alnylam研發（開發 Patisiran 的同一家公司），用於治療成人急性肝卟啉症，皮下給藥且耐受性良好。與有義鏈結合的 GalNAc 促進了肝細胞的吸收。進入肝細胞後，它與氨基乙醯丙酸合酶 1（ALAS1）mRNA結合並使其 沉默。

Lumasiran是一種皮下注射的 siRNA藥物，由 Alnylam 公司開發，用於治療 1 型原發性高 草酸尿症（PH1）。草酸是與 PH1 臨床表現直接相關的有毒代謝產物，Lumasiran的藥效原理 為靶向羥酸氧化酶 1 基因（HAO1; 編碼乙醇酸氧化酶），透過使編碼乙醇酸氧化酶的基因沉 默，阻斷乙醇酸氧化酶的合成，從而抑制了草酸的合成。2020 年 11 月 19 日，Lumasiran在歐 盟獲得了首個全球批准，用於治療所有年齡段的 PH1。2020 年 11 月 23 日，Lumasiran在美國 獲准用於治療患有 PH1 的成人和兒童。

Inclisiran是針對 PCSK9 蛋白的長效皮下遞送 siRNA藥物，與 GalNAc 綴合遞送。GalNAc 可與肝臟大量表達的去唾液酸糖蛋白受體結合，導致藥物特異性地被肝細胞攝取。Inclisiran 透過硫代磷酸酯（PS），2'- MOE和 2'-F組合修飾，以提高分子穩定性。在涉及非人類靈長類 動物的臨床前研究中，每公斤體重 3 mg以上的劑量可使血漿 PCSK9 水平降低 80％以上，並 使血清 LDL膽固醇水平降低約 60％，峰值作用持續超過 30 天后，在給藥後 90 到 120 天內非 常緩慢地恢復到基線水平。這項 1 期研究評估了 LCL膽固醇水平至少為 100 mg / dl（2.60 mmol / l）的健康志願者單次或多次皮下給予 Inclisiran 的安全性，副作用和藥效學作用少數參與者 服用穩定劑量的他汀類藥物聯合療法。

QPI-1002 是一種由 Quark Pharmaceuticals 研發的 siRNA藥物，正處於 III期臨床實驗，可 抑制促凋亡蛋白 p53 的表達，主要用於預防初次心血管手術後的急性腎損傷（AKI），以及預 防已故的供體腎移植後的延遲移植功能（DGF）。AKI 是一種臨床上壓倒性疾病，導致大約 5 ％的住院人數，並且據記錄，在 AKI術後 30 天內，死亡率超過 50％。 DGF也是腎移植後立 即發生的最普遍的併發症之一，影響了 25％–40％的死者供腎移植患者。QPI-1002 已被美國食 品和藥物管理局（FDA）和歐洲藥品管理局（EMA）授予在腎臟移植中預防 DGF的孤兒藥稱 號。在 2010 年 8 月，夸克與諾華（Novartis）簽署了該藥物所有適應症的獨家許可協議。

Fitusiran 是 Alnylam Pharmaceuticals 開發的用於治療血友病的 siRNA的藥物，處於 III 期 臨床實驗階段。血友病是由於凝血因子 VIII 或 IX缺乏引起的 X連鎖出血性疾病。而 Fitusiran 的作用是抑制肝臟中的抗血栓（AT）mRNA。在 II 期臨床試驗中，每月對 25 名 A和 B 型血 友病患者給予 Fitusiran（50 mg）。實驗顯示，81％的 AT mRNA敲低對應於出血頻率降低 49-100 ％。用 Fitusiran 治療 13 個月後，患者的年化出血率（ABR）從 12 提高到 1.7 。

（三）Aptamer 核酸適配體類藥物

核酸適配體（Aptamer）是摺疊成獨特的三維結構的短單鏈寡核苷酸。可利用其三維 結構特異性結合較大範圍的目標，包括蛋白質，小分子，金屬離子，病毒，細菌和全細胞， 其高特異性和結合親和力可達到抗體水平。與抗體相比，核酸適配體具有許多優勢，例如 體外篩選快速，可無細胞化學合成，以及體積小，具有較低免疫原性和較強組織穿透力。

Aptamer 的製備通常採用指數富集的配體選擇性進化（SELEX）技術。SELEX 通常 分為四個步驟：孵育，分配，回收和擴增。首先透過將初始 DNA 或 RNA 文庫與目標靶 標混合而開始。一個文庫通常包含最多 20–60 個核苷酸的隨機序列。孵育後，靶標結合 的序列透過各種分配策略與未結合的序列分離。回收結合靶標的序列後再擴增以產生用於 隨後選擇迴圈的新文庫。新的 DNA文庫可透過 PCR 直接擴增，而回收的 RNA序列必須 在 PCR 擴增之前逆轉錄為 cDNA，並在下一個週期轉錄成新的 RNA文庫。選擇迴圈重複 2 至 15 次後，可使用測序分析來鑑定已在文庫中富集的特定序列。為了增強目標結合序 列的富集，還可以在選擇週期內透過操縱文庫與目標的比例來提高選擇嚴格性。

Pegaptanib 是目前唯一獲批的 Aptamer 藥物。它是一種具有 29 個核苷酸的 RNA適 配體，5'末端包括一個 40kD 聚乙二醇部分，可延長組織停留時間。藥理作用為抑制血管 內皮生長因子（VEGF）165，後者主要負責病理性眼部新血管形成和血管通透性，同時 保留了同工型 VEGF 121 的活性。經過十多年的發展和臨床前研究，Pegaptanib 在臨床試 驗中顯示可有效治療與年齡相關性黃斑變性相關的脈絡膜新生血管。在接受長達三年的治 療的患者中也證實了其出色的眼部和全身安全性。對照良好的研究進一步表明，Pegaptanib 在人血漿中穩定超過 18h，而在猴子中，單次給藥後 4 周在玻璃體內檢測到 Pegaptanib 進 入玻璃體。

目前還有諸多 Aptamer 產品處於臨床研究階段

Zimura（ARC-1905）是聚乙二醇（PEG）修飾的單鏈寡核苷酸 Aptamer 藥物，可靶 向並抑制補體因子 C5。而補體級聯反應中對 C5的抑制可防止關鍵末端片段（C5a和 C5b-9）的形成。補體 C5b-9 參與 MAC 過程，透過細胞膜的破壞引起細胞死亡的形成。IIa 期臨 床試驗中對 65 例先前未曾使用抗血管內皮因子（VEGF）藥物的溼性 AMD 患者進行了玻 璃體內聯合 0.5 mg Ranibizumab 施用 Zimura 的安全性研究。與接受 Ranibizumab 單抗單 藥治療的患者相比，接受 Ranibizumab 單抗-Zimura 聯合治療的患者視力得到改善的百分 比更高。

REG1 是一種由 Regado Biosciences 開發的抗凝系統，目前處於 II 期臨床試驗中。包 括 RB006，凝血因子 IXa 特異性適體及其寡核苷酸解毒劑 RB007。REG1 目前正在透過臨 床實驗評估為可逆性抗凝劑，用於經皮冠狀動脈介入治療。RB007 是完全 2' - O-甲基取代 的 17-mer 寡核苷酸，其與 RB006 的 5'-末端區域互補。而 RB007 則快速破壞 RB006 的結 構並抑制其抗凝功能。臨床實驗顯示並靜脈內給藥後體內抗凝作用迅速開始，然後在服用 RB007 解毒劑 78 後迅速恢復至基線水平。

（四）mRNA 信使核酸類藥物

mRNA 是機體內指導蛋白質合成的基礎性 RNA 分子，理論上外源 mRNA 可補充相關蛋 白的含量，從而治療特定的疾病。這種概念可以追溯到 1978 年，當時的第一個嘗試是使用脂 質體將兔珠蛋白 mRNA遞送至小鼠淋巴細胞併產生功能性蛋白質（Dimitriadis，1978）。然而， 在接下來的十年中，由於不穩定性，細胞滲透性差，免疫原性以及生產成本高等諸多問題， mRNA 並未被用作治療劑。自 1990 年代以來，隨著核酸化學的研究的推進和 mRNA 生產成 本的持續下降，mRNA 被用作潛在的免疫治療劑。早期臨床試驗是用編碼腫瘤特異性抗原的 mRNA轉染樹突狀細胞（DC），以刺激細胞毒性 T淋巴細胞抵抗癌症，例如轉移性前列腺腫 瘤。在過去的十年中，由於基於 mRNA 的治療方法具有以下優點，其應用已擴充套件到應對多種 疾病和病症：（1）mRNA 不會修飾宿主的基因，從而避免了基因毒性。（2）可以以相對受 控的方式遞送 mRNA 以調節轉染效率和蛋白質表達的持續時間。（3）mRNA 的傳遞不需要 核定位或轉錄。另外，mRNA 特別適合瞬時蛋白質表達，例如基因組編輯，以最大程度地減 少脫靶效應。所有這些優點使得眾多藥企認為 mRNA 是一類潛在的新型治療劑，可用於治療 遺傳性疾病，癌症，傳染病，心血管疾病等病症。mRNA療法主要包括：（1）透過外源匯入 mRNA來糾正基因表達缺陷或異常；（2）將表達抗原蛋白的 mRNA製成疫苗。

目前 mRNA應用主要集中在疫苗領域，優勢體現在其設計速度快，低蛋白水平就可激發 人體免疫反應。且一條 mRNA可以聯合用藥編碼多個蛋白，成本較重組蛋白更低。

新冠肺炎疫情期間 mRNA 疫苗的研發與臨床實驗得到了全世界的關注，比較具有代表性 的是 Moderna 公司的 mRNA-1273 疫苗。該疫苗是一種脂質奈米顆粒（LNP）包裹的，基於 mRNA 的疫苗，可編碼引起 Covid-19 疫情的 SARS-CoV-2 病毒的預融合穩定全長刺突蛋白， 注射入人體後可引起相應的免疫反應。臨床實驗表明，mRNA-1273 疫苗在預防 Covid-19 疾病 （包括嚴重疾病）方面顯示出 94.1％的功效。除了短暫的區域性和全身反應外，未發現安全隱患， 藥效優秀。 除了在疫苗領域的應用，還有一些外源 mRNA補充蛋白療法處於臨床研究中。

BNT111 是由 BioNTech公司開發的 mRNA藥物，處於 I期臨床實驗，用於治療轉移性腫 瘤患者的晚期黑色素瘤，並作為腫瘤切除後的輔助治療。它旨在引發對四種黑素瘤相關抗原的 免疫反應。首次人體劑量遞增研究（MERIT 研究）評估了晚期黑色素瘤患者結內給藥的安全 性和耐受性，表明該藥物經過最佳化可誘導針對惡性黑色素瘤靶抗原的抗原特異性 CD8+和 CD4+ T細胞應答。

CV8102 是一種基於非編碼單鏈 RNA的 TLR7 / 8 / RIG-1 激動劑，旨在調節腫瘤內注射後 的腫瘤微環境，並誘導全身免疫反應，以控制注射和未注射的遠處病變。目前正在對 CV8102 進行公開的 I期臨床劑量遞增和擴大研究，其中包括晚期黑色素瘤，面板鱗狀細胞癌，頭頸部 鱗狀細胞癌或腺樣囊性癌以及淺表可注射的腫瘤病變。

三、小核酸產業化步入新紀元，有望成為小分子與單抗之後第三大類藥物

（一）政策持續鼓勵創新研發，小核酸藥物列入重點發展領域

基因治療與小核酸藥物列為政策重點扶持領域。國際層面，FDA 相繼釋出 6 大指南推進 基因療法開發，包括血友病、視網膜疾病和罕見病的人類基因治療指南，以及 3 個基因療法的 指南更新。目前 FDA已經審批透過 13 個小核酸藥物上市，扶持力度可見一斑。國內層面，近 年來我國大力鼓勵創新研發，優先審評審批、藥品上市許可人等重磅政策頻出，基因治療與小 核酸藥物被列出重點扶持領域。

（二）小核酸優勢明顯，適應症範圍廣，應用潛力大

與小分子和單抗藥物相比，小核酸藥物具有明顯優勢。小核酸藥物透過上/下調靶基因的 表達，從而實現疾病治療的目的，我們認為，小核酸藥物具有如下幾方面優勢。（1）候選靶 點豐富。小分子藥物與抗體類藥物靶點多為蛋白質，包括激酶、受體、抗原等，而人類疾病相 關的致病蛋白約 80%不能被目前常規的小分子藥物與生物大分子製劑所靶向，屬於不可成藥 蛋白。同時，人類基因組中，只有 1.5%的基因序列編碼蛋白質，和疾病相關的蛋白只佔其中10-15%。而小核酸藥物作用於靶基因，因此能針對難以成藥的蛋白靶點實現突破，極大地擴 展靶點的作用範圍。在小分子與抗體藥物不可靶向、難以成藥的疾病領域具有巨大的應用潛力。 （2）設計簡便。小核酸藥物的數字化設計使其早期研發速度遠遠快於其他種類藥物。不同於 小分子藥物開發需要大規模化合物篩選，小核酸藥物只需要鎖定致病基因序列，並針對該基因 序列進行設計及相應 RNA 片段的合成，繼而開展候選化合物篩選和驗證。（3）強特異性。 透過鹼基互補配對以序列特異性的方式結合到靶基因 mRNA，使得小核酸藥物具有精準、高 效的效果。（4）藥效持久。經穩定化修飾的小核酸藥物透過調控 mRNA 抑制相關蛋白的表 達，療效持久，可實現更少的給藥頻次。在部分適應症中，小核酸藥物已可實現半年一次的給 藥頻率，大幅提高患者依從性，這一特點對很多疾病尤其是慢病的治療具有巨大的臨床價值。 （5）臨床開發成功率高。小核酸藥物透過測定基因序列鎖定疾病基因，針對性設計避免了研 發過程的盲目性，在研發成功率上達到了突破性的變革，以 Alnylam 為例，其研發專案從Ⅰ 期臨床進展到Ⅲ期臨床開發成功率達到 59.2%，遠高於製藥行業平均 5.5%的臨床開發成功率。

候選靶點豐富，適應症範圍廣，應用潛力大。小核酸藥物從轉錄後水平治療，候選靶點 豐富，特別針對一些蛋白靶點難以成藥的基因，未來適應症範圍廣，應用潛力大。根據《RNA therapeutics on the rise》（Nature Reviews Drug Discovery 19, 441-442, 2020），分析全球 431 個小核酸藥物在研專案，其中，63%處於 pre-IND階段，32%處於早期臨床階段（Ⅰ期或Ⅱ期）， 3%處於Ⅲ期。研究專案覆蓋多個疾病治療領域，主要包括抗腫瘤、神經系統疾病、心腦血管、 代謝疾病、傳染病、眼科疾病等。值得一提的是，小核酸療法在治療罕見病，尤其是神經系統 和肝臟疾病方面取得了巨大成功。在 21種處於研發後期的小核酸藥物中，18種為罕見病用藥。

上市藥品銷售業績出色。產品端來看，獲批上市的小核酸藥物取得了出色的銷售業績。 具代表性的是由 Ionis 公司研發的用於治療脊髓性肌萎縮症(SMA)的藥物 Nusinersen，上市後 到 2020 年前該藥物總共產生了 47 億美元的銷售收入。此外由 Alnylam 研發的用於治療遺傳 性轉甲狀腺素蛋白澱粉樣變性的藥物 Patisiran 在上市後第一年 2019 年也取得了 1.5 億美元 的不錯銷售成績，預計 2020 年銷售額將翻一番。

小核酸藥物逐漸步入快速發展期，預計 2024 年全球市場規模超過 80 億美元。隨著化學 修飾與遞送技術不斷突破，小核酸產業化瓶頸問題逐漸得以解決，行業步入快速發展期，2019 年全球市場規模已達 19.19 億美元。根據 Evaluate Pharma和 BCG分析，2024 年全球小核酸市 場規模將會達到 86 億美元，預計 2018 年-2024 年 CAGR 將達到 35%。

（三）資本追捧，加快小核酸產業化程序

技術突破與新產品獲批為小核酸產業化注入極大信心，資本追捧加快小核酸產業化程序。

隨著核酸修飾和遞送技術的突破，曾經因技術瓶頸選擇退出的資本重拾信心入場。2019 年， 製藥巨頭羅氏斥資共 16.7 億美元獲得了治療慢性乙肝的藥物 Dicerna的權益，該藥尚處 I期臨 床研究；輝瑞則以 15.5 億美元獲得了治療心血管和代謝性疾病的藥物 Akcea 的權益。2020 年 4 月 16 日，mRNA藥物巨頭 Moderna與美國生物醫學高階研究與開發局（BARDA）達成協議， 將獲得最高 4.83 億美元的資金支援，擬用於測試和生產 mRNA-1273 疫苗；其曾以 6.04 億美 元的募資創下了生物科技公司規模最大的 IPO紀錄。資本巨頭黑石更是於 20 年 4 月斥巨資 20 億美元支援 Alnylam 的 RNAi 專案，成為 biotech 行業領域最大的單筆私有投資案例。

國內小核酸製藥領域經過不斷髮展亦逐漸受到資本青睞。2020 年國內小核酸製藥領軍企 業瑞博生物獲得了 4.7 億元人民幣的 C2 輪融資支援，由中國國有資本風險投資基金領投，中 金啟德基金、高瓴創投聯合領投，恆旭資本、朗瑪峰創投、上海自貿區基金和弘陶資本等知名 投資機構共同跟投。本輪募集的資金擬用於支援瑞博生物在研品種的研發，促進其研發管線末 端產品早日落地產生銷售收入。在此之前，公司先後獲得 1.25 億元的 A輪融資、2.7 億元的 B 輪融資和 2.03 億元的 C1 輪融資。目前，公司正在籌備科創板上市。

四、相關企業分析（詳見報告原文）

小核酸藥物逐漸成為生物製藥領域必爭之地，國際巨頭水平領先，國內企業迅速成長。 國際方面，已形成兩類具有代表性的企業，一類是專注於小核酸技術與品種研發的一體式公司， 如 Ionis、Alnylam、Arrowhead、Dicerma、Sirnaomics、Quark。另一類是國際生物製藥巨頭通 過自身雄厚的資金實力，透過兼併或者合作開發模式來打入小核酸製藥領域，如羅氏、賽諾菲、 阿斯利康等。國內方面，目前致力於小核酸藥物研發創新型企業有十餘家，進度雖然與國際巨 頭存在差距，但近年來發展迅速。投資機會上，建議重點關注專注於小核酸製藥研發的頭部企 業瑞博生物、積極賦能小核酸產業化程序的 CDMO龍頭藥明康德、凱萊英以及 PEG修飾龍頭 鍵凱科技。

五、風險提示

臨床進度不及預期的風險，安全性不及預期的風險，新藥審批進度不及預期的風險。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊，請參閱報告原文。）