WVE-006

引言 RNA疗法在过去几十年中经历了从概念验证到临床应用的飞速发展，标志着其已成为现代药物研发的重要支柱。早期的里程碑事件包括1998年首个反义寡核苷酸药物福米韦生的获批，以及2004年首个RNA适配体药物哌加他尼的上市。然而，第一代RNA疗法面临着诸多挑战，如未修饰的寡核苷酸易被核酸酶降解、细胞摄取效率低、易引发脱靶效应或免疫反应等。通过引入硫代磷酸酯骨架、2'-O-甲基修饰等化学修饰，RNA药物的稳定性和效力得到了显著提升。与此同时，靶向递送技术的发展，例如将ASO或siRNA与N-乙酰半乳糖胺偶联以实现肝细胞特异性摄取，为肝脏靶向RNA疗法的成功奠定了基础。 进入21世纪10年代后期，一系列RNA药物的获批标志着该领域的成熟，例如用于治疗脊髓性肌萎缩症的剪接转换ASO药物诺西那生，以及用于治疗杜氏肌营养不良症的外显子跳跃疗法。然而，真正将RNA疗法推向属于它的“文艺复兴”（RNAissance）高潮的是针对COVID-19的mRNA疫苗在2020年新冠疫情防治中取得的巨大成功。以脂质纳米颗粒递送的BNT162b2和mRNA-1273疫苗在III期临床试验中显示出超过95%的保护效力。这一成就得益于数十年来对核苷修饰（如用假尿苷替代尿苷以降低免疫原性）和递送系统（如可电离脂质纳米颗粒）的深入研究。这些技术进步不仅验证了mRNA平台的可行性，更极大地拓展了RNA疗法的应用边界，使其从传染病疫苗延伸至癌症免疫治疗、罕见病和蛋白质替代疗法等领域，为迈向更稳定、可调控、可组织靶向的“RNA疗法2.0”新时代铺平了道路。 2026年在《Biotechnology Advances》杂志（IF2025=12.5）刊登了题为“RNA therapeutics 2.0: Expanding the landscape from mRNA vaccines to splicing modulators and beyond”的文章，系统性地阐述了RNA疗法从1.0时代向2.0时代的演进。文章指出，以mRNA疫苗、反义寡核苷酸和siRNA为代表的第一代RNA疗法，虽然在COVID-19等应用中取得突破，但仍面临稳定性、递送效率和免疫原性等挑战。而新兴的RNA疗法2.0时代，则通过环状RNA、自扩增mRNA、RNA剪接调节剂和以ADAR/Cas13系统为代表的RNA碱基编辑等创新平台，实现了更持久、可调控且能靶向特定组织的治疗能力。这些技术进步，结合脂质纳米颗粒、GalNAc偶联和工程化外泌体等递送系统的革新，正将RNA疗法的应用范围从肝脏靶向扩展到肿瘤、神经系统、代谢性疾病和罕见遗传病等多个领域，标志着基于RNA的精准医学进入了新的发展阶段。 mRNA疫苗抗病毒（图片来源于网络）。 一、历史的回响：从RNAissance到RNA疗法2.0 RNA疗法的发展并非一蹴而就，而是经历了漫长的探索与积累。文章指出，RNA疗法的性质在过去几十年中发生了显著发展，已从一种新颖的实验概念发展成为当代药物开发的主要支柱。 1. 第一代RNA疗法的局限与突破第一代RNA疗法以反义寡核苷酸和小干扰RNA为代表。1998年，首个反义寡核苷酸药物Fomivirsen获批用于治疗巨细胞病毒视网膜炎，这被视为一个重要的里程碑。随后，2004年FDA批准了RNA适配体Pegaptanib用于治疗年龄相关性黄斑变性。然而，第一代疗法面临着严峻挑战：未修饰的寡核苷酸容易被降解，且因带负电荷而难以被细胞摄取，常导致脱靶效应或免疫反应。为了克服这些障碍，科研人员开发了磷酸硫酯骨架和2'-O-甲基修饰等化学创新，显著增强了RNA药物的稳定性和疗效。 2. mRNA疫苗的催化作用真正的转折点来自于COVID-19大流行。mRNA疫苗BNT162b2和mRNA-1273在III期临床试验中显示出超过95%的疗效，这一成就不仅挽救了无数生命，更引发了所谓的“RNAissance”（RNA复兴）。这些疫苗的成功得益于数十年来在核苷修饰（如用假尿苷替代尿苷以减少先天免疫反应）和脂质纳米颗粒递送系统方面的积累。Weissman和Karikó两人也因此荣获2023年诺贝尔生理学或医学奖。 3. 迈向RNA疗法2.0在第一代疗法和mRNA疫苗成功的基础上，领域正向着“RNA疗法2.0”的新范式迈进。这一新阶段的特点是RNA药物被设计得更加持久、可调节，并能够靶向特定的组织类型。图1详细描绘了从1961年mRNA发现到2025年的关键里程碑，展示了从RNAi时代、mRNA时代到编辑时代的演进。 本文表1则清晰地对比了两代疗法的差异：第一代主要依赖早期的ASOs和适配体，递送方式低效且需高剂量；而第二代则涵盖了mRNA、siRNA、环状RNA（circRNA）和自扩增RNA（saRNA），并采用了GalNac、先进LNP和外泌体等靶向递送技术。 而图2进一步展示了这一过渡，从第一代的基因沉默工具扩展到第二代的RNA重编程、蛋白质生产和精准转录组编辑。 二、新一代模态：环状RNA与自扩增RNA的崛起 随着mRNA疫苗的成功，科研人员开始探索超越线性RNA分子的新架构，以获得更佳的治疗优势。其中，环状RNA（circRNA）和自扩增RNA（saRNA）是最具前景的两大新星。 1. 环状RNA（circRNA）：稳定的蛋白工厂circRNA是一种天然存在的、通过反向剪接形成的共价闭合环状RNA分子。由于缺乏游离的5'帽和3' poly(A)尾，circRNA对外切酶降解具有非凡的抵抗力，这赋予了其极高的稳定性。与线性mRNA不同，circRNA通过内部核糖体进入位点（IRES）或m6A修饰位点进行不依赖帽子的翻译，从而实现持久且低免疫原性的蛋白表达。临床前试验表明，基于circRNA的疫苗能够引发针对病原体和癌症的强烈免疫反应。 2. 自扩增RNA（saRNA）：剂量的革命saRNA源自甲病毒，除了编码目标抗原外，还编码一种病毒复制酶。当进入宿主细胞后，这种复制酶能够以RNA为模板进行胞内自我扩增，生成大量拷贝，从而显著增强蛋白产量。这种扩增机制使得saRNA在微克甚至亚微克剂量下即可产生强效的治疗效果，降低了生产需求和剂量相关的毒性。 3. 特性对比与应用潜力表2对circRNA和saRNA平台进行了系统比较。circRNA因其卓越的稳定性和持久表达，最适合用于慢性蛋白替代疗法；而saRNA因其剂量效率和快速部署能力，最适合用于传染病疫苗和突发疫情响应。然而，两者也面临挑战：circRNA需要高效的环化和翻译优化，而saRNA则需平衡复制活性与人体耐受性。 三、精准控制：剪接调节与RNA编辑 RNA疗法2.0的核心在于对转录组的精准操控。这包括通过剪接调节纠正基因表达，以及通过RNA编辑实现可逆的基因修正。 1. 剪接调节：从ASO到小分子药物剪接调节是目前临床最成熟的转录水平控制手段，已有多种药物获批。反义寡核苷酸（ASO）：Nusinersen（Spinraza）是首个获批用于脊髓性肌萎缩症（SMA）的剪接调节ASO，它通过结合SMN2前体mRNA的内含子7，促进外显子7的包含，从而增加功能性SMN蛋白。针对杜氏肌营养不良症（DMD），Eteplirsen等ASO通过跳过特定外显子来恢复阅读框，尽管功能改善有限，但验证了外显子跳跃策略的有效性。小分子药物：Risdiplam（Evrysdi）是FDA批准的首个口服剪接调节剂，用于治疗SMA，其口服生物利用度和中枢神经系统穿透性提供了非侵入性的替代方案。此外，Branaplam等小分子药物正在探索用于亨廷顿舞蹈症，通过剪接机制诱导突变转录本的降解。个性化药物：Milasen是为一名CLN7型巴顿病患者量身定制的ASO，通过掩盖隐匿剪接位点来抑制致病性内含子插入，这展示了剪接调节在“N-of-1”个性化医疗中的巨大潜力。 图3详细展示了剪接调节和可编程RNA编辑的机制，包括ASO和小分子介导的外显子跳跃或包含，以及ADAR和CRISPR-Cas13系统的编辑原理。 2. RNA编辑：可逆的基因修正RNA编辑，特别是腺苷脱氨酶作用于RNA（ADAR）介导的A-to-I编辑，提供了一种非永久性、可逆的基因编辑方案。内源性ADAR招募：该策略仅需递送引导寡核苷酸，招募细胞自身的ADAR酶。Wave Life Sciences的WVE-006是首个进入临床的RNA编辑药物，用于治疗α-1抗胰蛋白酶缺乏症。外源性ADAR递送：REPAIR系统将催化失活的Cas13b蛋白与ADAR2脱氨酶结构域融合，利用引导RNA实现特异性编辑。通过蛋白质工程，REPAIRv2将脱靶编辑减少了一个数量级，显著提高了特异性。扩展编辑类型：新兴的RESCUE-S和CURE系统正在开发C-to-U编辑能力，扩展了RNA编辑工具箱，使其能够纠正更多类型的突变。 表4总结了主要的RNA编辑平台，比较了内源性招募、外源性递送（如REPAIR）及新编辑类型的策略与特征。尽管前景广阔，RNA编辑仍面临编辑效率、旁观者编辑、递送效率及免疫原性等挑战。 四、递送系统：跨越生物屏障的工程艺术 高效的递送是RNA疗法成功的决定性因素。RNA疗法2.0见证了递送技术的飞速发展，从肝脏靶向扩展到更广泛的组织。 1. 脂质纳米颗粒（LNP）：临床验证的基石LNP是目前临床验证最充分的RNA递送平台，由可电离脂质、辅助磷脂、胆固醇和PEG-脂质四种核心成分组成。可电离脂质是效力的主要决定因素，其表观pKa值（约6-7）对于内体逃逸至关重要。近期创新通过配体功能化（如抗体、适配体）和电荷调节，推动LNP从肝脏专一性向肺、脾、肌肉等多器官靶向转变。 2. 靶向策略：GalNac与肽偶联物N-乙酰半乳糖胺（GalNac）偶联物通过靶向肝细胞表面的去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR），实现了高效的肝靶向递送，是临床最成功的靶向策略之一。此外，细胞穿透肽和肿瘤穿透肽（如iRGD）正在被开发用于增强膜转位和肿瘤积累。 3. 外泌体：天然的RNA快递员外泌体作为内源性纳米载体，具有低免疫原性和内在趋向性。工程化外泌体通过表面功能化和货物装载，正在成为克服血脑屏障（BBB）和实现组织特异性递送的有力工具。图4展示了先进的RNA递送系统如何克服生物屏障，包括LNP穿越血脑屏障、肽偶联物穿透细胞外基质以及外泌体靶向肌肉组织。表6详细比较了GalNac、LNP、靶向LNP、肽偶联物、外泌体等递送策略的优势与局限性。 五、临床版图与产业格局 RNA疗法的应用领域正迅速扩展，涵盖了肿瘤学、神经病学、代谢疾病和罕见遗传病。 1. 治疗领域覆盖剪接调节疗法主要针对神经系统疾病，如SMA和DMD。RNA编辑技术则在代谢和肝脏疾病中率先进入临床，如针对α-1抗胰蛋白酶缺乏症和高胆固醇血症的试验。mRNA癌症疫苗通过编码个性化新抗原，正在黑色素瘤等实体瘤治疗中展现出希望。 2. 新兴生物技术公司表5列出了推动RNA疗法2.0发展的关键生物技术公司及其管线。Ionis和Sarepta是剪接调节领域的领导者，拥有多款获批药物 。Wave Life Sciences和Korro Bio则是RNA编辑领域的先锋，率先将ADAR介导的编辑疗法推向临床。Stoke Therapeutics开发的STK-001用于Dravet综合征，展示了通过上调基因表达治疗单倍体剂量不足疾病的潜力。 六、未来展望：AI赋能与个性化医疗 RNA疗法的未来将由人工智能（AI）和个性化医疗驱动。 1. AI加速设计AI正在彻底改变RNA疗法的发现与优化过程。深度学习模型能够预测RNA的二级和三级结构、优化密码子使用，并预测脱靶效应。生成式AI模型被用于设计具有最小免疫原性和最大靶标特异性的siRNA。表7总结了AI在RNA疗法开发中的应用，包括序列优化、结构预测、递送优化和药物发现。 2. 个性化与可编程药物未来的RNA药物将是可编程的模块化系统，能够快速定制以适应新的分子靶点或个体患者的特异性突变。结合CRISPR-Cas13编辑器和核糖开关控制的表达系统，N-of-1个性化药物有望成为常规临床实践。 3. 挑战与机遇尽管前景光明，RNA疗法仍面临安全性（如脱靶编辑、免疫激活）、制造（GMP合规、冷链储存）和监管方面的挑战。解决这些瓶颈需要多学科的协同创新，将RNA疗法从一种有前景的原型转变为可扩展、可及的临床现实。 七、结语 本文系统性地描绘了RNA疗法从1.0时代向2.0时代演进的宏伟蓝图。其主要可总结如下两个发展方向： 1. 从概念验证到临床突破，RNA疗法1.0时代奠定了基石。文章回顾了RNA疗法的发展历程，指出其已从早期的实验性概念，迅速演变为一个颠覆性的药物类别。以1998年首个反义寡核苷酸药物福米韦生获批为标志，RNA疗法1.0时代开启，但其早期形式（如ASO、RNA适配体）面临着易被核酸酶降解、递送效率低和免疫刺激等挑战。通过化学骨架修饰（如硫代磷酸酯）、核苷修饰（如2'-O-甲基化）以及靶向递送系统（如GalNAc偶联、脂质纳米颗粒）等关键技术的突破，RNA药物的稳定性、效力和靶向性得到了显著提升。这一时期的里程碑成就包括针对脊髓性肌萎缩症和杜氏肌营养不良症的剪接转换ASO药物（如诺西那生、依特立生），以及针对高胆固醇血症的siRNA药物的获批。而mRNA疫苗在抗击COVID-19疫情中的巨大成功，不仅验证了LNP递送平台和核苷修饰（如假尿苷）在控制免疫原性、提高翻译效率方面的有效性，更标志着“RNA复兴”的到来，将RNA疗法的应用范围从罕见病扩展到了传染病预防领域。 2. 迈向精准与持久，RNA疗法2.0时代开启全新维度。文章重点阐述了以“RNA疗法2.0”为代表的新一代技术如何突破1.0时代的局限。这些新兴平台的核心特征在于更高的稳定性、可调性和组织靶向性。关键进展包括：1）新型RNA结构：如环状RNA因其共价闭合环状结构而具有卓越的核酸酶抗性，可实现更持久的蛋白表达；自我扩增RNA则能在细胞内自我复制，以极低剂量产生高水平的抗原蛋白，在疫苗开发中潜力巨大。2）精准RNA操控：剪接调节从ASO扩展到口服小分子药物（如利司扑兰）；特别是RNA编辑技术（如基于ADAR的A-to-I编辑）的发展，为实现可逆、精准的转录本重编程提供了可能，能直接纠正点突变而无需改变基因组。3）递送系统革新：超越肝脏靶向，通过配体靶向LNPs、多肽偶联物和工程化外泌体等策略，正在实现对中枢神经系统、肌肉和肿瘤等肝外组织的有效递送。4）人工智能与个性化：AI加速了RNA序列、化学修饰和递送载体的优化设计。结合基因疗法，RNA平台有望催生完全个性化的“n-of-1”药物。总之，RNA疗法2.0正在将其应用领域大幅拓展至肿瘤学、神经学、代谢疾病和更多遗传病，致力于攻克以往“不可成药”的靶点，预示着可编程、按需定制的RNA精准医学新时代的到来。 综上所述，RNA疗法已从早期的实验性概念演变为一种成熟、多功能的药物类别。RNA疗法2.0时代的到来，标志着我们不仅能“沉默”基因，更能“重编程”转录组，为精准医疗开辟了无限可能。 附：图文赏析与关键数据解读 图1 | 本图展示1961年至2025年RNA疗法关键里程碑的完整时间线。本图按时间顺序呈现了基于RNA的治疗技术的发展历程，突出了具有里程碑意义的发现和临床进展。关键事件包括信使RNA（mRNA）的发现、首个反义寡核苷酸药物（福米韦生）的批准、RNA干扰（RNAi）的发现，以及外显子跳跃反义疗法的临床成功。时间线显示了RNAi时代的兴起，随后是mRNA疫苗平台的快速发展，包括首批获批的COVID-19 mRNA疫苗和处于后期研发阶段的mRNA流感疫苗。图中展示的最新进展包括首批基于CRISPR-Cas13的RNA编辑疗法、mRNA-1273临床应用的扩展，以及基于脂质纳米颗粒（LNP）的递送系统领域的不断扩大。该图还着重指出未来的发展方向，包括自扩增RNA（saRNA）疫苗、个性化反义寡核苷酸疗法以及可编程RNA编辑方法等。 图2 | 从第一代RNA疗法向下一代RNA 2.0平台的过渡。本图对第一代（RNA疗法1.0）和下一代（RNA疗法2.0）平台进行了概念性比较，展示了从反义寡核苷酸、小干扰RNA（siRNA）、miRNA调节剂和早期化学偶联物，到环状RNA、自扩增RNA、剪接调节剂、RNA编辑系统（ADAR和CRISPR-Cas13），以及包括脂质纳米颗粒、肽和外泌体在内的先进递送技术的演变过程，应用领域已扩展到传染病、神经系统疾病和罕见病。 图3 | RNA剪接调节与可编程RNA编辑的机制。本图示意性地展示了RNA剪接调节和RNA编辑机制，包括反义寡核苷酸（ASO）和小分子介导的外显子跳跃或包含、ADAR招募寡核苷酸驱动的腺苷至肌苷（A → I）编辑，以及基于CRISPR–Cas13–ADAR融合的可编程RNA编辑，用于精确的转录本修饰。 图4 | RNA递送技术的创新拓展组织靶向工具箱。本图示意性地展示了先进的RNA递送系统，包括用于克服生物屏障并实现组织特异性靶向的脂质纳米颗粒、肽偶联物和工程外泌体。 参考文献： Karwa P.N. & Sakle N.S. RNA therapeutics 2.0: Expanding the landscape from mRNA vaccines to splicing modulators and beyond. Biotechnology Advances 89(2026). https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2026.108862 🔔关注我们，获取更多前沿AI+合成生物学+同一健康资讯 🧬 // 欢迎 → 点赞 👍 | 收藏 ⭐ | 转发 📤 本文仅用于个人学习与研究目的，旨在促进相关领域内的学术交流与知识传播，并注明原始文献来源与作者信息，此行为严格遵循《中华人民共和国著作权法》关于合理使用的规定，非商业用途，不侵犯原作者及相关方著作权权等合法权益。