PTA:医药行业专题研究报告：小核酸优质赛道分析_Zeptagram

一、宝剑锋从磨砺出，技术突破引领新发展

小核酸药物发展过程曲折，历经浮沉

小核酸药物作为诺贝尔奖级理论的临床实践，堪称人类疾病治疗领域的革命性技术进步，但其发展并非一帆风顺。我们认为，小核酸药物的发展历程可以概括为发现期、探索期、低谷期、发展期。发现期：1978年哈佛大学科学家Zamecnik等人首次提出反义核酸概念。1998年，FDA批准了全球首款ASO药物Vitravene上市，用于治疗艾滋病人的眼部CMV病感染。同年，AndrewFire和CraigMello在线虫中首次揭示了RNAi现象，两人也因此荣获2006年诺贝尔生理学与医学奖。2001年Tuschl等首次利用体外合成的siRNA实现了哺乳动物细胞中的基因表达调控，标志着RNAi拥有了从研究走向制药的潜力，同年，RNAi技术被Science杂志评为2001年的十大科学进展之一。探索期：2004年，OPKO公司用于湿性老年性黄斑变性病的第一个siRNA药物Bevasiranib进入临床试验，之后大型制药企业罗氏、默克、辉瑞、赛诺菲、雅培等纷纷进入这一领域，投入了数十亿美元资金，小核酸药物研发迎来快速探索期。低谷期：然而，由于siRNA在体内不稳定、以及潜在的免疫原性等问题无法解决，小核酸药物的发展一度在2009年至2013年陷入低谷期，资本的离场让小核酸药物研发陷入寒冬。发展期：不过，以Alnylam为代表的创新生物技术企业一直在潜心探索新技术，在2013年后，以GalNAc缀合技术和增强的稳定化学修饰技术为代表的新技术出现极大地促进和推动了小核酸制药的快速复苏。2016年，SareptaTherapeutics和Ionis研发的2款ASO药物先后被FDA批准上市。2018年，Ionis和Alnylam的两款治疗由hATTR引起的多发性神经病的孤儿药陆续获批，其中Patisiran成为全球第一个获批的siRNA类药物。2020年，黑石宣布投资20亿美元于Alnylam公司研发siRNA药物。目前，全球有超过20余款siRNA药物，50余款ASO药物处于临床研究阶段，治疗领域覆盖中枢神经系统、心血管、抗感染和抗肿瘤等。

关键技术突破，小核酸产业化瓶颈问题终将解决

小核酸药物开发过程中最大的难题是避免快速被降解并精准进入靶向细胞发挥治疗功能。在药物设计与合成方面，目前国内外均有相当成熟的技术，随着基因测序技术的发展，测序成本降低，为小核酸药物产业化提供了可能。在小核酸药物的开发过程中最大的难点是向病人注射小核酸药物后，药物如何在体内存留足够长的时间、并精准进入靶向细胞发挥治疗功能，同时最大程度的避免误伤正常细胞。

化学修饰与递送系统的技术突破推动小核酸药物产业化进程。小核酸在血液中不稳定极易被降解，同时可能会触发人体免疫应答反应，并且不易穿过细胞膜进入细胞。因此，小核酸药物进入人体发挥治疗作用需要克服几个关键问题：如何避免入血后被快速清除并延长半衰期；如何避免被核酸酶降解；如何提高组织渗透性，靶向目标细胞并提高细胞摄取效率；如何有效地实现内涵体逃逸。随着技术突破，部分难题目前得到较好的解决办法，其中化学修饰可以避免核酸药物被核酸酶降解并延长半衰期，高效安全的递送系统可以使核酸药物精准的靶向目标细胞并提高细胞摄取效率，使核酸药物发挥治疗功能。

1.化学修饰技术增强小核酸药物在血液中的稳定性并降低免疫原性

核酸在体内不稳定，进入血液之后极易被核酸酶降解，且容易通过肾脏清除，半衰期短，同时外源的核酸分子具有免疫原性，容易引起人体的免疫反应。化学修饰技术可以较好地解决上述问题，目前常用的核苷酸化学修饰技术包括磷酸骨架、核糖、核糖五元环改造、碱基、核苷酸练末端改造。常见核酸药物化学修饰技术如下图所示。

2.递送系统可提升小核酸药物胞吞效率

小核酸药物从进入人体到发挥药物作用主要经历逃避核酸酶清除、靶向组织细胞、实现胞吞、内涵体逃逸。尽管化学修饰能够解决稳定性和免疫原性的问题，但如果不能进入细胞实现胞吞，小核酸药物依然不能发挥药物作用。这一瓶颈问题一度难以解决，阻滞小核酸药物产业化进程。随着技术的不断进步，递送系统成为解决这一瓶颈问题的关键办法。目前应用于小核酸药物研发的递送系统在尺寸、形状、结构、化学性质和作用机制上都不是完全相同的，这种多样性反应了研究者们对大部分递送过程背后机制的理解仍在不断发展，展现出了小核酸递送领域创新的巨大空间。我们主要从材料设计和递送方法方面总结具有应用前景的小核酸递送系统。

2.1环糊精纳米聚合物

环糊精聚合物为阳离子低聚物，是带二胺的环糊精单体和二甲基琥珀酰亚胺酯通过聚合反应合成产生的带有脒官能团的低聚物。这些脒基的强碱性使得核酸与CDP在氮/磷比例低至3时就可以进行高效负载。用咪唑官能团封端聚合物末端可以帮助内体逃逸，使得质粒DNA和siRNA的递送效率提高。目前的研究已经在几种与治疗相关的动物模型中评估了CDP-siRNA递送系统。在尤文肉瘤的异种移植模型中，siRNA与CDP纳米颗粒结合，用以靶向致癌的EWS-FLI1融合基因。这些诱导基因被沉默，并产生了抗增殖效应，并且静脉内给药时没有产生先天性免疫反应。在小鼠皮下肿瘤模型中，靶向的CDP递送系统显示出针对核糖核苷酸还原酶亚基2的有效沉默。在食蟹猴中评估递送系统的临床可行性，证明其可以耐受的给药剂量高达27mg/kg。最后，通过监测siRNA介导的RRM2mRNA裂解，显示出siRNA可沉默人黑色素瘤患者体内的靶基因，显示出CDP-siRNA递送系统的临床潜力。

2.2脂质纳米颗粒

脂质体siRNA制剂的活性首次于2016年在非人灵长类体内被证实。自此，许多脂质纳米颗粒RNAi药物已进入临床试验，包括针对高胆固醇血症，转甲状腺素蛋白介导的淀粉样变性和癌症的治疗。在用于siRNA之前，脂质体作为基于DNA的药物递送载体被研究数十年，因为它们既能保护包埋的寡核苷酸免受核酸酶降解和肾清除，又能帮助促进细胞摄取和内涵体逃逸。目前，全球的研究团队已经开发了许多不同的脂质和脂质样结构和制剂方法，产生了各种各样的LNP。Patisiran就是依托脂质纳米粒的一款小核酸药物，顺利通过临床Ⅲ期试验，2018年成为史上第一个被批准上市的siRNA药物。

2.3缀合物递送系统

缀合物递送系统，即通过化学键共价连接将小核酸直接连接在具有靶向功能的递送载体上以实现递送目的，这种系统是明确的单组分系统，仅使用等摩尔量的递送材料和小核酸。第一个在体内生效的缀合物递送系统由缀合于胆固醇的siRNA和其他亲脂性分子组成。还有一些缀合物递送系统将siRNA连接至聚合物，肽，抗体，适体和小分子。全球研发进展处于前沿的CDS主要为DPC和GalNAc缀合物。

动态多聚缀合物

动态多聚缀合物于2007年首次得到报道，是用于响应细胞内环境的siRNA-聚合缀合物递送系统的研究成果。这些缀合物包含几个部分，每个部分都在递送过程中发挥特定作用。siRNA通过可水解的二硫键连接到聚合物上；当递送系统处于血液循环中时，聚合物的活性被PEG侧链掩盖；通过受体介导的内吞作用诱导靶细胞摄取；PEG在内涵体的酸性环境中脱落，暴露膜-活性聚合物并触发内涵体逃逸；二硫键在细胞溶胶的还原环境中被切割，从递送聚合物中释放siRNA；并且siRNA本身受到化学修饰，以提高稳定性并减少蛋白质效应。

箭头公司正在开发新一代的DPC。原始PBAVE聚合物通过不受控制的聚合反应合成，导致尺寸和组成的不均匀性。新一代的DPC聚合物采用受控自由基聚合法合成，包括原子转移自由基聚合和可逆加成—断裂链转移，生成更优化更合适的均相聚合物。为了减少性，可水解的键放在聚合物主链和侧链等不同位置。该公司还报告了通过使用膜活性聚合物和PEG屏蔽剂之间更稳定的键，开发了具有更长体内循环的DPCs。据报道，最新一代的DPCs在非人灵长类动物体内使用0.2mg/kg剂量后，可介导沉默99％的肝脏靶基因，其药效可持续近7周。此外，箭头公司开创性地发明共注射策略用于治疗乙型肝炎，药物名称为ARC-520。可惜的是，该药物因性问题暂停于临床Ⅱ期。

三触角乙酰半乳糖胺-siRNA

三触角乙酰半乳糖胺-siRNA是由化学性质稳定的siRNA与三价靶向配体组成的肝靶向siRNA缀合物。在该递送系统中，siRNA正义链的3'末端通过三元间隔子与三个GalNAc分子连接。

Alnylam制药公司正在研究缀合物ALN-TTRsc，ALN-PCS和ALN-AT3，分别用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性，高胆固醇血症和血友病。Alnylam的GalNAc缀合物使用具有20-间距的三联体GalNAc配体，其以高亲和力与ASGPR结合。通过将该缀合物皮下和静脉内注射相比较，发现皮下注射会使siRNA在肝脏中积累更多，并且沉默靶基因的效果更强因此基于这种缀合物的三种候选药物给药途径均为皮下注射。

ALN-TTRsc用于沉默甲状腺素运载蛋白，从而治疗TTR介导的淀粉样变性，是Alnylam研发的临床上最先进的GalNAc缀合物。在非人灵长类动物中，以2.5mg/kg的给药剂量每日给药一周后，ALN-TTRsc皮下注射使循环TTR蛋白减少70％，循环TTRmRNA水平伴随降低。通过每周给予相同剂量的药物可维持这种TTR表达水平，在停止治疗后血清TTR逐渐恢复到给药前水平。在300mg/kg的给药剂量下没有观察到明显的细胞因子诱导，补体活化或其他不良反应的迹象，表明这种药物具有广泛的治疗窗口。已经通过组织学试验在小鼠中证实预期的治疗表型，外周组织中TTR沉积物减少。

其他两种药物也正在研究中，其使用相同的GalNAc靶向配体将siRNA递送至肝脏细胞。通过改变siRNA序列，缀合物已被用于沉默两种循环蛋白的表达：PCSK9，作用于肝细胞对低密度脂蛋白的摄取；抗凝血酶，其调节凝血酶并在血液凝固中起作用。ALN-PCSsc是一种靶向PCSK9的缀合物，用于治疗高胆固醇血症，在人源化小鼠中对靶基因的沉默效果表现出剂量依赖性，半数最大有效浓度为0.3mg/kg。ALN-AT3靶向抗凝血酶用于治疗血友病和罕见出血性疾病。以1.0mg/kg的给药剂量单次给药后，ALN-AT3可以使非人灵长类动物的血清AT蛋白水平降低50％，并且每周剂量低至0.5mg/kg使血清AT水平稳定降低75-80％。

目前全球小核酸制药企业，包括Ionis，Arrowhead,Dicerna,Silence,以及国内小核酸领军企业瑞博均开发了各自的乙酰半乳糖胺系统。Patisiran据称将是Alnylam最后一个基于脂质纳米粒的siRNA药物，其余均已转向乙酰半乳糖胺递送系统。乙酰半乳糖胺递送系统最大的意义是展示了配体系统递送小核酸的巨大潜力。

二、特异性调控基因表达，小核酸药物堪称优秀的魔法师

狭义的小核酸是指小干扰RNA，而广义的小核酸则包括小干扰RNA、反义寡核苷酸、信使RNA、核酸适配体等。与小分子化学药和抗体药物不同，小核酸药物由核苷酸组成。目前全球范围内，主要的小核酸药物类别是ASO、siRNA、mRNA和Aptamer。因此在本文中，我们着重对此四类小核酸药物进行分析。

ASO反义寡核苷酸类药物

ASO是一种单链寡核苷酸分子，单链，通常包含15-25个核苷酸。ASO进入细胞后在核糖核酸酶H1的作用下通过碱基互补配对原则与其互补的靶mRNA结合，抑制靶基因的表达。具体作用机制主要包括与靶基因结合后，招募核糖核酸内切酶RNAseH，对靶基因进行降解；与mRNA的起始翻译位点结合，导致mRNA无法翻译，从而无法编码蛋白质；与miRNA结合抑制miRNA功能；与pre-mRNA结合，改变剪接体的剪接位置。

目前有八种反义核酸药物已获得监管机构的市场许可上市销售。

Fomivirsen是由美国食品药品监督管理局批准销售的首个反义寡核苷酸药物，由Inois和诺华合作研发，化学结构为具有硫代磷酸酯键的21位碱基的寡核苷酸。其药效作用为与人巨细胞病视网膜炎IE基因的mRNA互补，抑制IE-2基因在CMV感染的细胞的表达，这是病复制所必需的基因。该药物物在细胞培养中显示出比筛选的其他多种硫代磷酸酯寡核苷酸更有效的抗CMV活性。随后，由于高活性抗逆转录病疗法的发展，CMV病例数急剧减少。诺华从2002年开始在欧洲和2006年在美国停止销售该药物。

Mipomersen，是治疗纯合子家族性高胆固醇血症的第二代反义寡核苷酸药物，药理作用为抑制载脂蛋白B的合成。给药方式为皮下注射，每周一次，注射200mg。Mipomersen具有明显的血浆和组织末端消除半衰期，约为30天，每周一次给药约4-6个月后即可达到稳态组织浓度。且其药代动力学特性在所有研究的物种中通常保持一致。临床试验表明，Mipomersen无论是作为单一药物还是在最大程度的降脂治疗中，所有测得的含apoB的动脉粥样硬化脂蛋白均呈剂量依赖性显著降低。

Inotersen是2018年由FDA批准的第二代反义核酸药物，用于治疗遗传性甲状腺素介导的淀粉样变性，药效为通过RNaseH1依赖性机制阻止转甲状腺素蛋白的产生。TTR蛋白主要在肝脏中产生，形成与视网膜结合蛋白4-视网膜复合物结合的四聚体，防止其被肾脏清除，并用作几种甲状腺激素转运蛋白之一。运甲状腺素蛋白基因中的常染色体显性突变导致蛋白质的四聚体形式变得不稳定。单体形成聚集体，沉积在包括周围神经，心脏组织和肾脏在内的多个组织中。聚集物通常导致周围神经病变，严重的胃肠道功能障碍，在某些情况下还引起心肌病。遗传性TTR个体的平均预期寿命从症状发作开始通常为3-15年。实验表明：Inotersen在培养的细胞和转基因小鼠中产生剂量依赖性的TTRmRNA和蛋白质减少。在转基因小鼠中，单剂量的inotersen产生的作用持续2至3周。施用Inotersen的食蟹猴也表现出肝脏中TTRRNA表达的减少90％，循环TTR蛋白减少80％。治疗耐受性良好，未观察到有害的肝肾功能。

Eteplirsen是2016年经FDA加速审批通过的ASO药物，用于治疗肌营养不良（DMD)，药理作用为旨在肌营养不良蛋白pre-mRNA的外显子51结合并促进外显子51的跳跃，而DMD患者在上游外显子中具有选择突变，略过外显子51会产生截短但部分活性的肌营养不良蛋白产物,从而恢复一定的健康水平。临床研究表明Eteplirsen通过肌肉内注射到短指伸肌短肌中后活检组织中的肌营养不良蛋白表达有所增加，高剂量组的样本中肌营养不良蛋白的表达高达正常肌营养不良蛋白表达的32％。

Nusinersen是用于治疗脊髓性肌萎缩的ASO类药物，长度为18个核苷酸。由于反义核酸药物不能穿越完整的血脑屏障，因此该药物通过腰椎穿刺髓鞘内注射给药。药理作用为和SMN2mRNA的内含子7结合促进外显子7包涵体的剂量依赖性增加，临床实验中在表达人SMN2的转基因小鼠中增加了SMN2蛋白含量。Nusinersen的初始临床研究针对2型和3型SMA受试者，这可以评估在医学上稳定的患者群体中髓鞘内注射药物的安全性和耐受性。结果显示：与自然情况相比，给药后观察到运动功能的改善和存活率的提高，以及药物作用机理的生化证明。上市后2019年销售额达19亿美元，在商业上取得了成功，证明了ASO药物的商业潜力。

Golodirsen也是用于治疗肌营养不良的一种PMO修饰的ASO药物，专门靶向肌营养不良蛋白pre-mRNA的外显子53，从而将其从最终的mRNA产品中排除。在具有适当突变的DMD患者中，外显子53的跳过导致mRNA阅读框的恢复，并导致部分内部缺失的肌营养不良蛋白的C和N末端区域完整。大约7.7％的DMD患者具有突变，可以跳过第53外显子来恢复其阅读框架。研究表明，在接受Golodirsen治疗48周后，与25个DMD男孩的基线测量值相比，肌营养不良蛋白的含量有统计学上的显着增加，结果为相对于正常对照组肌营养不良蛋白的平均百分数为1.019％，并且平均荧光强度增加。通过免疫荧光定量的肌营养不良蛋白阳性肌纤维百分比也显示了正确的肌膜定位。

Volanesorsen是2019年由EMA批准的第二代2′-MOE修饰反义核酸药物。用于治疗家族性高乳糜微粒血症。它选择性地结合在载脂蛋白apoC3mRNA的3'非翻译区域内。这种结合可防止apoC3mRNA的翻译，并允许核糖核酸酶H1介导的mRNA降解，从而通过LLP依赖性途径促进甘油三酸酯清除并降低血浆甘油三酸酯水平。这些途径包括apoC3抑制由LDLR和LRP1介导的肝受体介导的途径。实验结果显示：Volanesorsen在人肝癌细胞系和原代人肝细胞中以浓度依赖的方式选择性降低apoC3mRNA含量。施用Volanesorsen与血浆中apoC3蛋白的剂量依赖性降低和甘油三酯水平的平行降低呈现统计学相关。

Casimersen是2021年刚由FDA批准的治疗杜氏肌营养不良症的ASO药物。该药利用Sarepta专有的磷酸二酰胺吗啉代寡聚体化学和外显子跳过技术，跳过DMD基因的第45号外显子，允许产生一个内部截短的肌营养不良蛋白，从而治疗51外显子跳跃突变DMD患者(占DMD人群的13%)。临床实验结果显示，通过蛋白免疫印迹检测，Casimersen组患者在接受治疗48周后，平均抗肌萎缩蛋白水平由基线的0.925%上升至1.736%。同时，AMONDYS45组患者的抗肌萎缩蛋白水平显著高于安慰剂组。

Alicaforsen是由AtlanticHealthcare开发的用于治疗慢性结肠袋炎的ASO药物，处于III期临床实验。慢性结肠袋炎是在手术并发症或溃疡性结肠炎期间在结肠袋内层引起的炎症。炎症反应中ICAM-1可将循环中的白细胞引导至炎症部位，并增加结肠袋炎的炎症反应。而Alicaforsen可与ICAM-1mRNA杂交并降低其水平。在临床试验中，Alicaforsen治疗可减少炎症和大便次数，从而改善生活质量。内窥镜检查也显示了下层组织的改善。

Tominersen是由IonisPharmaceuticals开发的用于治疗亨廷顿病的ASO药物，正处于临床III期研究。亨廷顿病是一种常染色体显性遗传的进行性神经退行性疾病，病理表现为肌张力障碍，认知功能障碍和行为障碍。致病机理为相关基因CAG三核苷酸重复扩增导致亨廷顿蛋白质具有延伸的聚谷氨酰胺束，相关mHTT在神经元中积累最终会影响其正常功能。Tominersen可用于靶向mHTTmRNA以防止蛋白质产生。在46例早期HD患者中评估的I和II期临床试验中，证明了Tominersen具有改变疾病的潜力。患者接受鞘内注射三个月的每月剂量的Tominersen或安慰剂。以90和120mg的剂量在脑脊液中观察到mHTT蛋白平均降低40％。该候选药物在患者中显示出良好的耐受性，并且在高剂量下无不良反应。

Tofersen是一种用于治疗家族性肌萎缩性侧索硬化症的在研ASO药物，处于临床III期研究。超氧化物歧化酶酶在清除体内产生的自由基方面起着至关重要的作用。SOD1基因的突变导致功能异常的SOD1的产生，该SOD1以性蛋白的形式积累在细胞中，并导致家族性肌萎缩性侧索硬化症。而Tofersen可用于靶向突变的SOD1mRNA，以防止蛋白质产生，从而减慢ALS的进展。一项I和II期双盲，随机，安慰剂对照试验显示，Tofersen治疗组的机能障碍性脑脊髓液SOD1浓度降低。与安慰剂对照相比，Tofersen治疗还可以改善呼吸和肌肉功能。Tofersen由Biogen开发，目前正在进行III期试验，以检查Tofersen在SOD1-ALS患者中的临床疗效。

siRNA小干扰核酸类药物

siRNA是一种长约21-23个碱基对的双链RNA，在细胞核中转录后，双链siRNA以及相关的蛋白质便会穿过核孔，并在核孔中由RNaseIII核酸酶裂解形成单链siRNA，导致在3'端的两个核苷酸突出和在5'端的单磷酸突出。如此形成的单链siRNA与Ago等蛋白质结合，降解双链siRNA的过客链并掺入引导链，此链用于和互补mRNA的识别，并作为切割的模板，形成的蛋白复合物称为沉默效应复合物。基因沉默时，引导链保持附着于RISC，并将复合物引导至靶mRNA。在正确识别与引导RNA互补的mRNA核苷酸序列后，切割过程通过在引导RNA的5'一磷酸末端上游切割10至11个核苷酸的mRNA来实现。该过程借助酶Ago2催化，该酶是RISC的最重要组成部分之一。切割后的mRNA无法继续完成原有的生物学功能，从而完成沉默。

Patisiran是第一种由FDA批准的siRNA药物。用于治疗遗传性ATTR淀粉样变性病，经过2’MOE化学修饰，以脂质纳米颗粒靶向递送至肝细胞TTRmRNA。临床I期研究显示，在0.15、0.3和0.5mg/kg剂量的Patisiran静脉内输下，血浆TTR蛋白的浓度呈现剂量依赖性降低。输注后约7天出现最大程度的减少，并且效果持续了一个多月。

Givosiran是2019年11月FDA批准的第二种siRNA药物。由Alnylam研发，用于治疗成人急性肝卟啉症，皮下给药且耐受性良好。与有义链结合的GalNAc促进了肝细胞的吸收。进入肝细胞后，它与氨基乙酰丙酸合酶1mRNA结合并使其沉默。

Lumasiran是一种皮下注射的siRNA药物，由Alnylam公司开发，用于治疗1型原发性高草酸尿症。草酸是与PH1临床表现直接相关的有代谢产物，Lumasiran的药效原理为靶向羟酸氧化酶1基因，通过使编码乙醇酸氧化酶的基因沉默，阻断乙醇酸氧化酶的合成，从而抑制了草酸的合成。2020年11月19日，Lumasiran在欧盟获得了首个全球批准，用于治疗所有年龄段的PH1。2020年11月23日，Lumasiran在美国获准用于治疗患有PH1的成人和儿童。

Inclisiran是针对PCSK9蛋白的长效皮下递送siRNA药物，与GalNAc缀合递送。GalNAc可与肝脏大量表达的去唾液酸糖蛋白受体结合，导致药物特异性地被肝细胞摄取。Inclisiran通过硫代磷酸酯，2'-MOE和2'-F组合修饰，以提高分子稳定性。在涉及非人类灵长类动物的临床前研究中，每公斤体重3mg以上的剂量可使血浆PCSK9水平降低80％以上，并使血清LDL胆固醇水平降低约60％，峰值作用持续超过30天后，在给药后90到120天内非常缓慢地恢复到基线水平。这项1期研究评估了LCL胆固醇水平至少为100mg/dl的健康志愿者单次或多次皮下给予Inclisiran的安全性，副作用和药效学作用少数参与者服用稳定剂量的他汀类药物联合疗法。

QPI-1002是一种由QuarkPharmaceuticals研发的siRNA药物，正处于III期临床实验，可抑制促凋亡蛋白p53的表达，主要用于预防初次心血管手术后的急性肾损伤，以及预防已故的供体肾移植后的延迟移植功能。AKI是一种临床上压倒性疾病，导致大约5％的住院人数，并且据记录，在AKI术后30天内，死亡率超过50％。DGF也是肾移植后立即发生的最普遍的并发症之一，影响了25％–40％的死者供肾移植患者。QPI-1002已被美国食品和药物管理局和欧洲药品管理局授予在肾脏移植中预防DGF的孤儿药称号。在2010年8月，夸克与诺华签署了该药物所有适应症的独家许可协议。

Fitusiran是AlnylamPharmaceuticals开发的用于治疗血友病的siRNA的药物，处于III期临床实验阶段。血友病是由于凝血因子VIII或IX缺乏引起的X连锁出血性疾病。而Fitusiran的作用是抑制肝脏中的抗血栓mRNA。在II期临床试验中，每月对25名A和B型血友病患者给予Fitusiran。实验显示，81％的ATmRNA敲低对应于出血频率降低49-100％。用Fitusiran治疗13个月后，患者的年化出血率从12提高到1.7。

Aptamer核酸适配体类药物

核酸适配体是折叠成独特的三维结构的短单链寡核苷酸。可利用其三维结构特异性结合较大范围的目标，包括蛋白质，小分子，金属离子，病，细菌和全细胞，其高特异性和结合亲和力可达到抗体水平。与抗体相比，核酸适配体具有许多优势，例如体外筛选快速，可无细胞化学合成，以及体积小，具有较低免疫原性和较强组织穿透力。

Aptamer的制备通常采用指数富集的配体选择性进化技术。SELEX通常分为四个步骤：孵育，分配，回收和扩增。首先通过将初始DNA或RNA文库与目标靶标混合而开始。一个文库通常包含最多20–60个核苷酸的随机序列。孵育后，靶标结合的序列通过各种分配策略与未结合的序列分离。回收结合靶标的序列后再扩增以产生用于随后选择循环的新文库。新的DNA文库可通过PCR直接扩增，而回收的RNA序列必须在PCR扩增之前逆转录为cDNA，并在下一个周期转录成新的RNA文库。选择循环重复2至15次后，可使用测序分析来鉴定已在文库中富集的特定序列。为了增强目标结合序列的富集，还可以在选择周期内通过操纵文库与目标的比例来提高选择严格性。

Pegaptanib是目前唯一获批的Aptamer药物。它是一种具有29个核苷酸的RNA适配体，5'末端包括一个40kD聚乙二醇部分，可延长组织停留时间。药理作用为抑制血管内皮生长因子165，后者主要负责病理性眼部新血管形成和血管通透性，同时保留了同工型VEGF121的活性。经过十多年的发展和临床前研究，Pegaptanib在临床试验中显示可有效治疗与年龄相关性黄斑变性相关的脉络膜新生血管。在接受长达三年的治疗的患者中也证实了其出色的眼部和全身安全性。对照良好的研究进一步表明，Pegaptanib在人血浆中稳定超过18h，而在猴子中，单次给药后4周在玻璃体内检测到Pegaptanib进入玻璃体。

目前还有诸多Aptamer产品处于临床研究阶段。

Zimura是聚乙二醇修饰的单链寡核苷酸Aptamer药物，可靶向并抑制补体因子C5。而补体级联反应中对C5的抑制可防止关键末端片段的形成。补体C5b-9参与MAC过程，通过细胞膜的破坏引起细胞死亡的形成。IIa期临床试验中对65例先前未曾使用抗血管内皮因子药物的湿性AMD患者进行了玻璃体内联合0.5mgRanibizumab施用Zimura的安全性研究。与接受Ranibizumab单抗单药治疗的患者相比，接受Ranibizumab单抗-Zimura联合治疗的患者视力得到改善的百分比更高。

REG1是一种由RegadoBiosciences开发的抗凝系统，目前处于II期临床试验中。包括RB006，凝血因子IXa特异性适体及其寡核苷酸解剂RB007。REG1目前正在通过临床实验评估为可逆性抗凝剂，用于经皮冠状动脉介入治疗。RB007是完全2'-O-甲基取代的17-mer寡核苷酸，其与RB006的5'-末端区域互补。而RB007则快速破坏RB006的结构并抑制其抗凝功能。临床实验显示并静脉内给药后体内抗凝作用迅速开始，然后在服用RB007解剂78后迅速恢复至基线水平。

mRNA信使核酸类药物

mRNA是机体内指导蛋白质合成的基础性RNA分子，理论上外源mRNA可补充相关蛋白的含量，从而治疗特定的疾病。这种概念可以追溯到1978年，当时的第一个尝试是使用脂质体将兔珠蛋白mRNA递送至小鼠淋巴细胞并产生功能性蛋白质。然而，在接下来的十年中，由于不稳定性，细胞渗透性差，免疫原性以及生产成本高等诸多问题，mRNA并未被用作治疗剂。自1990年代以来，随着核酸化学的研究的推进和mRNA生产成本的持续下降，mRNA被用作潜在的免疫治疗剂。早期临床试验是用编码肿瘤特异性抗原的mRNA转染树突状细胞，以刺激细胞性T淋巴细胞抵抗癌症，例如转移性前列腺肿瘤。在过去的十年中，由于基于mRNA的治疗方法具有以下优点，其应用已扩展到应对多种疾病和病症：mRNA不会修饰宿主的基因，从而避免了基因性。可以以相对受控的方式递送mRNA以调节转染效率和蛋白质表达的持续时间。mRNA的传递不需要核定位或转录。另外，mRNA特别适合瞬时蛋白质表达，例如基因组编辑，以最大程度地减少脱靶效应。所有这些优点使得众多药企认为mRNA是一类潜在的新型治疗剂，可用于治疗遗传性疾病，癌症，传染病，心血管疾病等病症。mRNA疗法主要包括：通过外源导入mRNA来纠正基因表达缺陷或异常；将表达抗原蛋白的mRNA制成疫苗。

目前mRNA应用主要集中在疫苗领域，优势体现在其设计速度快，低蛋白水平就可激发人体免疫反应。且一条mRNA可以联合用药编码多个蛋白，成本较重组蛋白更低。

新冠肺炎疫情期间mRNA疫苗的研发与临床实验得到了全世界的关注，比较具有代表性的是Moderna公司的mRNA-1273疫苗。该疫苗是一种脂质纳米颗粒包裹的，基于mRNA的疫苗，可编码引起Covid-19疫情的SARS-CoV-2病的预融合稳定全长刺突蛋白，注射入人体后可引起相应的免疫反应。临床实验表明，mRNA-1273疫苗在预防Covid-19疾病方面显示出94.1％的功效。除了短暂的局部和全身反应外，未发现安全隐患，药效优秀。除了在疫苗领域的应用，还有一些外源mRNA补充蛋白疗法处于临床研究中。

BNT111是由BioNTech公司开发的mRNA药物，处于I期临床实验，用于治疗转移性肿瘤患者的晚期黑色素瘤，并作为肿瘤切除后的辅助治疗。它旨在引发对四种黑素瘤相关抗原的免疫反应。首次人体剂量递增研究评估了晚期黑色素瘤患者结内给药的安全性和耐受性，表明该药物经过优化可诱导针对恶性黑色素瘤靶抗原的抗原特异性CD8+和CD4+T细胞应答。

CV8102是一种基于非编码单链RNA的TLR7/8/RIG-1激动剂，旨在调节肿瘤内注射后的肿瘤微环境，并诱导全身免疫反应，以控制注射和未注射的远处病变。目前正在对CV8102进行公开的I期临床剂量递增和扩大研究，其中包括晚期黑色素瘤，皮肤鳞状细胞癌，头颈部鳞状细胞癌或腺样囊性癌以及浅表可注射的肿瘤病变。

三、小核酸产业化步入新纪元，有望成为小分子与单抗之后第三大类药物

政策持续鼓励创新研发，小核酸药物列入重点发展领域

基因治疗与小核酸药物列为政策重点扶持领域。国际层面，FDA相继发布6大指南推进基因疗法开发，包括血友病、视网膜疾病和罕见病的人类基因治疗指南，以及3个基因疗法的指南更新。目前FDA已经审批通过13个小核酸药物上市，扶持力度可见一斑。国内层面，近年来我国大力鼓励创新研发，优先审评审批、药品上市许可人等重磅政策频出，基因治疗与小核酸药物被列出重点扶持领域。

小核酸优势明显，适应症范围广，应用潜力大

与小分子和单抗药物相比，小核酸药物具有明显优势。小核酸药物通过上/下调靶基因的表达，从而实现疾病治疗的目的，我们认为，小核酸药物具有如下几方面优势。候选靶点丰富。小分子药物与抗体类药物靶点多为蛋白质，包括激酶、受体、抗原等，而人类疾病相关的致病蛋白约80%不能被目前常规的小分子药物与生物大分子制剂所靶向，属于不可成药蛋白。同时，人类基因组中，只有1.5%的基因序列编码蛋白质，和疾病相关的蛋白只占其中10-15%。而小核酸药物作用于靶基因，因此能针对难以成药的蛋白靶点实现突破，极大地扩展靶点的作用范围。在小分子与抗体药物不可靶向、难以成药的疾病领域具有巨大的应用潜力。设计简便。小核酸药物的数字化设计使其早期研发速度远远快于其他种类药物。不同于小分子药物开发需要大规模化合物筛选，小核酸药物只需要锁定致病基因序列，并针对该基因序列进行设计及相应RNA片段的合成，继而开展候选化合物筛选和验证。强特异性。通过碱基互补配对以序列特异性的方式结合到靶基因mRNA，使得小核酸药物具有精准、高效的效果。药效持久。经稳定化修饰的小核酸药物通过调控mRNA抑制相关蛋白的表达，疗效持久，可实现更少的给药频次。在部分适应症中，小核酸药物已可实现半年一次的给药频率，大幅提高患者依从性，这一特点对很多疾病尤其是慢病的治疗具有巨大的临床价值。临床开发成功率高。小核酸药物通过测定基因序列锁定疾病基因，针对性设计避免了研发过程的盲目性，在研发成功率上达到了突破性的变革，以Alnylam为例，其研发项目从Ⅰ期临床进展到Ⅲ期临床开发成功率达到59.2%，远高于制药行业平均5.5%的临床开发成功率。

候选靶点丰富，适应症范围广，应用潜力大。小核酸药物从转录后水平治疗，候选靶点丰富，特别针对一些蛋白靶点难以成药的基因，未来适应症范围广，应用潜力大。根据《RNAtherapeuticsontherise》，分析全球431个小核酸药物在研项目，其中，63%处于pre-IND阶段，32%处于早期临床阶段，3%处于Ⅲ期。研究项目覆盖多个疾病治疗领域，主要包括抗肿瘤、神经系统疾病、心脑血管、代谢疾病、传染病、眼科疾病等。值得一提的是，小核酸疗法在治疗罕见病，尤其是神经系统和肝脏疾病方面取得了巨大成功。在21种处于研发后期的小核酸药物中，18种为罕见病用药。

上市药品销售业绩出色。产品端来看，获批上市的小核酸药物取得了出色的销售业绩。具代表性的是由Ionis公司研发的用于治疗脊髓性肌萎缩症(SMA)的药物Nusinersen，上市后到2020年前该药物总共产生了47亿美元的销售收入。此外由Alnylam研发的用于治疗遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的药物Patisiran在上市后第一年2019年也取得了1.5亿美元的不错销售成绩，预计2020年销售额将翻一番。

小核酸药物逐渐步入快速发展期，预计2024年全球市场规模超过80亿美元。随着化学修饰与递送技术不断突破，小核酸产业化瓶颈问题逐渐得以解决，行业步入快速发展期，2019年全球市场规模已达19.19亿美元。根据EvaluatePharma和BCG分析，2024年全球小核酸市场规模将会达到86亿美元，预计2018年-2024年CAGR将达到35%。

资本追捧，加快小核酸产业化进程

技术突破与新产品获批为小核酸产业化注入极大信心，资本追捧加快小核酸产业化进程。

随着核酸修饰和递送技术的突破，曾经因技术瓶颈选择退出的资本重拾信心入场。2019年，制药巨头罗氏斥资共16.7亿美元获得了治疗慢性乙肝的药物Dicerna的权益，该药尚处I期临床研究；辉瑞则以15.5亿美元获得了治疗心血管和代谢性疾病的药物Akcea的权益。2020年4月16日，mRNA药物巨头Moderna与美国生物医学高级研究与开发局达成协议，将获得最高4.83亿美元的资金支持，拟用于测试和生产mRNA-1273疫苗；其曾以6.04亿美元的募资创下了生物科技公司规模最大的IPO纪录。资本巨头黑石更是于20年4月斥巨资20亿美元支持Alnylam的RNAi项目，成为biotech行业领域最大的单笔私有投资案例。

国内小核酸制药领域经过不断发展亦逐渐受到资本青睐。2020年国内小核酸制药领军企业瑞博生物获得了4.7亿元人民币的C2轮融资支持，由中国国有资本风险投资基金领投，中金启德基金、高瓴创投联合领投，恒旭资本、朗玛峰创投、上海自贸区基金和弘陶资本等知名投资机构共同跟投。本轮募集的资金拟用于支持瑞博生物在研品种的研发，促进其研发管线末端产品早日落地产生销售收入。在此之前，公司先后获得1.25亿元的A轮融资、2.7亿元的B轮融资和2.03亿元的C1轮融资。目前，公司正在筹备科创板上市。

详见报告原文。

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