siRNA(Yokohama City University)

摘要: 目的 探讨小核酸药物创新研发特点、进展及关键技术考虑。方法调研国内外药品监管机构监管进展及PubMed 检索的相关文献，梳理国内外小核酸药物上市及在研药物情况，分析研发特点及关键技术难点，结合审评实践提出技术性建议。结果与结论小核酸药物以碱基互补配对作用于靶mＲNA 发挥作用，安全性风险具有不可逆性。故非临床研究除应关注可能引起的靶毒性，还应特别关注脱靶毒性和免疫原性，为临床试验安全性研究提供支持; 小核酸药物迅速在循环中被清除，聚集在组织中，药代与药效学不同步，通常具有较长的药效学半衰期，产生持久的药效反应。早期临床试验中应选择合理的药效学指标、并充分评估药效学特点( 起效和维持时间) 、探索合理的给药间隔和观察周期; 确证性临床试验应基于小核酸药物的药代和药效学特点，设计足够长的研究周期，以充分评估其有效性和安全性。 小核酸药物( 又称寡核苷酸药物) 是“由约十几个到几十个未经修饰或修饰后的寡核苷酸组成，以碱基互补配对方式特异性作用于靶信使ＲNA( messenger ＲNA，mＲNA) ，实现对蛋白表达的调控”［1-2］，通常包含反义寡核苷酸( antisense oligonucleotide，ASO) 、小干扰ＲNA ( small interferingＲNA， siＲNA) 、微小ＲNA( microＲNA，miＲNA) 和核酸适配体( aptamer) 等，其中ASO 和siＲNA 是全球临床研发中的两个主要类别。二者作用机制不同: 前者通过激活核糖核酸酶( ＲNase) 降解目标ＲNA; 或通过空间位阻阻止mＲNA 与核糖体的相互作用［3］。后者通过与反式激活应答( TAＲ)ＲNA 结合蛋白［Tar ( HIV-1) ＲNA binding protein，TＲBP］和argonaut-2 蛋白( AGO2 ) 结合形成ＲNA 诱导沉默复合体( ＲNA-induced silencingcomplex，ＲISC) 以降解目标ＲNA［4］。 与其他治疗手段，如小分子和抗体药物相比，小核酸药物存在以下优势: ①小核酸药物靶向目标基因序列，不受限于目标靶蛋白构象，候选靶点较为丰富; ②小核酸药物能够特异性靶向致病基因的mＲNA，原则上不影响无关基因或通路，具更强的选择性; ③具有较长半衰期，利于改善患者的依从性，在慢病治疗中的优势尤为显著［5］。 笔者拟基于全球研发进展，以ASO 和siＲNA 为例，初步探讨临床试验设计中关键技术考虑以期助于此类药物的临床研发。 1 已上市小核酸药物综合评价 小核酸疗法作为一种新兴的治疗方式，从技术开发，到首个小核酸药物临床，再到更多小核酸药物获批上市，中间伴随着生物学、化学等多学科的共同发展。2013 年，随着首个系统性给药的小核酸药物mipomersen( 商品名Kynamro) 成功开发，小核酸药物疗法的研发进一步加速。截至2026 年1 月，已有23 款小核酸药物获得批准上市( 含已撤市产品) ，包含遗传性疾病、眼科疾病、心血管疾病、神经退行性疾病，以及代谢性疾病( 表1) 。此外，全球有超过20 款小核酸药物进入了临床Ⅲ期研发阶段。 小核酸药物主要是在基因表达层面上进行干预，一旦与靶mＲNA 结合，具有不可逆性。在非临床研究同时关注可能引起的靶毒性和脱靶毒性，以及免疫原性等。此外，小核酸药物具有较长的药效学半衰期，目前已上市小核酸药物最长给药间隔为6 个月，临床试验中设置合理的研究周期是必要的。 2 小核酸药物研发的整体考虑 小核酸药物的临床质量属性需要从其自身的生物学活性、有效性和安全性多个维度进行分析。其活性方面与该类药物的作用强度、稳定性、给药途径，以及生物利用度等多个因素具有相关性［6］。 小核酸药物研发进程可分为: ①靶点的选择;②小核酸药物的生物合成及验证; ③非临床研究;④临床试验。各阶段研发各有其特点［5，7］。 2. 1 靶点的选择 小核酸药物临床质量属性的首要环节是其自身序列的设计。选择的靶点应与目标疾病发生、发展密切相关，有可用于反映临床疗效的生物标志物和/或药效学指标，同时需结合目标靶点的潜在安全性风险综合考虑。 2. 2 小核酸药物的生物合成及验证 小核酸药物的临床前开发过程可包括: ①小核酸药物的设计、合成与修饰; ②靶向载体的选择;③体内外药动学、递送效率等的研究。随着生物信息学、生物化学技术的进步，开发了新的化学修饰手段和药物递送系统，提高了小核酸药物的靶向特异性，靶组织递送效率，以及小核酸药物的疗效和安全性。同时，小核酸药物从实验室到临床仍需特别关注: 小核酸药物的稳定性、靶细胞药物递送和摄取的效率，以及剂量相关毒性( 包括序列特异性脱靶效应或非序列特异性效应等［5，7］) 。 2. 3 非临床研究 小核酸药物除开展常规非临床研究，还需关注杂交依赖或杂交非依赖产生的潜在安全性风险，如杂交依赖相关的脱靶效应或者药物过量/持续抑制等产生的毒性反应，以及杂交非依赖相关的核酸药物代谢相关毒性［3］。对于杂交依赖的脱靶毒性，需考虑人和动物基因组的差异［7-8］。 2. 4 临床试验 小核酸药物需逐步递进开展临床试验。基于小核酸药物的人体药动、药效和安全有效性特征，开展给药频率和给药周期的探索，为推荐给药剂量/给药方案提供充分依据。积极探索影响小核酸药物全身暴露量的内在( 例如性别、肝功能、肾功能、体重等)和外在( 例如合并用药) 因素。 3 临床试验设计的技术考虑 3. 1 小核酸药物临床开发的早期考虑 3. 1. 1 药动学和药效学研究的考虑 小核酸药物应开展系统的临床药理学研究。通常在临床开发早期需开展单次和多次给药研究。小核酸药物在药代、药效不同步: 通常在系统循环中被快速清除，被组织摄取并聚集，且缓慢释放，从而产生较为持久的药效学效应。在这种情况下，系统药动学无法真实反映靶组织的分布、药效学特征，可考虑设置适当的药效学评价指标，包括靶mＲNA、靶蛋白或反映靶蛋白调节的下游生物标志物，或其他能够反映其药效学作用的响应指标，以考察其体内的药效学特征。应关注选择的药效学终点指标是否能够直接反映靶组织的敲除程度，如反映中枢神经系统治疗效应的脑脊液，或反映肝脏治疗效应的血浆［9］。 3. 1. 2 剂量考虑因素 首次人体试验，从单次剂量递增( simple ascending dose，SAD) 开始，选择的起始剂量和剂量递增方法应有前期数据支持。起始剂量的选择一般基于现有非临床体外和/或体内数据，或其他同类别产品信息，应预期具有药理作用［10］。 若考虑使用负荷剂量，应依据小核酸药物组织中的半衰期、组织分布，以及可能的毒性反应等因素，充分考虑给予负荷剂量和维持剂量间隔的合理性。 剂量递增期间，剂量递增幅度应谨慎增加，特别是在非临床毒理学研究中已观察到剂量相关的严重毒性反应，或在人体缺少可预测的毒性反应标志物的情况下。剂量与剂量之间应间隔足够的观察窗，以充分考察可能的安全性风险。 小核酸药物的药动学和药效学特征受多种因素影响，包括电离、疏水性、递送途径、组织结合程度和游离药物浓度等［10］。比如通过不同的递送系统，脂质纳米颗粒或N-乙酰半乳糖胺( N-acetylgalactosamine， GalNAc) 缀合物递送相同的siＲNA，需要调整剂量才能达到对靶基因相似的敲低程度。小核酸药物的有效剂量还取决于靶基因需要敲除的程度。如，血清转甲状腺素( transthyretin，TTＲ) 蛋白达到约80%的敲低可用于治疗多发性神经病变，但补体成分5( complement 5，C5) 需降低＞ 99%才可治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿［11-12］。 3. 2 小核酸药物有效性研究 3. 2. 1 研究设计 小核酸药物原则上应开展随机、盲法、对照的临床试验，以评估试验药物的临床疗效。对于罕见病治疗的小核酸药物，可参考相关已发布指导原则或提前与监管机构沟通。 3. 2. 2 研究人群的选择 应根据临床需求和小核酸药物药动学和药效学特点，综合考虑目标适应证人群。研究需明确规定适应证诊断标准和临床类型等关键信息。 3. 2. 3 对照的选择 临床试验的对照组包括安慰剂、无治疗对照、阳性对照或受试药物不同剂量组间的对照。应根据临床试验目的选择适宜的对照组。若为阳性对照的临床试验，选择的阳性对照应已上市，且疗效安全性经过良好验证。 3. 2. 4 有效性评估 小核酸药物的疗效评估需结合目标适应证特点选择适宜的有效性评估指标，通常应选择能够反映临床结局的有效性评估指标。目前已批准小核酸药物的适应证多为罕见病、遗传病和慢性疾病，均需长期用药。小核酸药物具有较为持久的药效学特征，给药频次降低，可能需要考察更长时间的有效性。如ASO 药物可能引起前mＲNA的转录和产生增加，可能导致患者对某些ASO 产生耐受性，缩短了ASO 药效持续时间，从而需要更频繁的给药［13］。 3. 3 小核酸药物安全性研究 小核酸药物的临床安全性研究应基于非临床毒理学研究的发现，包括潜在的脱靶效应、药物过量/持续抑制等产生的毒性反应，以及已知的化学修饰相关的安全性风险等进行综合考量。 3. 3. 1 免疫原性风险和QT /校正QT( QTc) 间期影响 小核酸药物的免疫原性评估应贯穿于临床研发的全过程。在临床研发的早期应开展相关的免疫原性检测，免疫检测样本的采集时间点应与药动学和药效学样本采集时间一致，以评估抗药抗体是否影响小核酸药物的药动学、药效学和安全性。多种因素包括产品因素( 碱基序列、碱基修饰、纯度，以及载体成分等) 、药理因素( 作用机制、靶点、给药途径，以及给药方案等) ，以及患者特征( 免疫激活状态和伴随用药) 可能影响小核酸药物的免疫原性。需根据小核酸药物免疫原性风险评估结果，制定针对性的免疫检测方法。例如，某些小核酸药物通过如改变剪接方式、外显子跳跃等方式发挥作用后产生一种修饰后的蛋白质，应考虑针对该修饰蛋白的免疫原性检测［8］。 现有小核酸药物的临床资料有限，不足以支持判断其是否存在致心律失常的风险，因此，小核酸药物应充分评估其对QT /QTc 间期的影响。临床QT评估的时间和研究程度取决于小核酸药物获益/风险特征［9］。 3. 3. 2 特殊人群的安全性 对于肝肾功能障碍人群，应在临床前和临床研发的早期确定小核酸药物在肝脏和肾脏的分布、消除和药物反应中的作用，以指导后续临床研发中是否纳入具有不同肝功能和/或肾功能的受试者。当小核酸药物并非主要通过肾脏清除或不以肝脏为靶点时，后续临床研发通常应纳入不同肝肾功能等级的患者，以积累有关肝肾功能损害患者的安全性和有效性数据。同时，考虑器官功能变化可能不引起药动学变化，而影响药效学，需进行适当的药效学评估［10］。 对于老年人及儿童，应结合目标适应证，用药人群的年龄越大，越有必要在研究中包含老年人。老年人常见的情况，包括肝肾功能不全、心功能不全、伴随其他疾病或合并其他用药治疗等。临床研发过程中，应适时开展针对老年患者的药动学和药效学的研究。 对于儿童多发疾病，应尽早考虑制定儿科研发计划，并尽早开展临床试验。建议采用由大到小、逐步递进的方式对年龄范围内的儿童患者开展研究。 3. 3. 3 药物相互作用 根据小核酸药物的药理学特性，考虑小核酸药物与细胞色素P450 酶或转运蛋白或其调节剂之间相互作用。若有证据支持小核酸药物能够调节细胞色素P450 酶或转运蛋白，应考虑开展临床研究以评估体内药物相互作用。对于小核酸药物用于联合治疗的情形，应在临床研发的早期开展药物相互作用的研究［10］。 3. 3. 4 安全性的观察周期 临床研发早期，应在初始给药期间( 如在给药最初的2 ～ 3 个月内) 较为频繁地进行安全性评估。若给药间隔较长，应考虑在间隔期间内进行额外的安全性评估( 增加访视频率、次数，以支持充分评价) 。根据初始安全性评估结果，可适当调整安全性评估频率。小核酸药物体内药效学持续时间较长，末次给药后应设置足够的安全性随访时间［10］。 确证性临床试验应结合疾病治疗学需求、药物作用强度、作用持续时间等特点，设置足够的研究周期，以充分考察足够治疗周期的安全性。 3. 3. 5 其他考虑 小核酸药物的化学修饰可能导致一些特有的安全性风险。如已观察到含硫代磷酸酯或混合硫代磷酸酯骨架的ASO 药物存在潜在的严重血小板减少风险。此类ASO 药物，应至少每2周或在每次给药前进行血小板计数检查，以保障受试者安全［14］。 4 总结与展望 小核酸药物因其特异性强、药效维持时间久，以及疗效显著等优势，有望在包括罕见病、心血管疾病、代谢性疾病和癌症等众多疾病领域提供更多、更好的治疗选择。在小核酸药物研发过程中，需结合目标适应证和药物特点，逐步递进开展非临床和临床研究。首先，在临床前研究阶段，应充分了解非临床药动学、药效学特征，以及已识别和潜在的安全性风险; 其次，在临床研发早期，在充分探索药动学、药效学、量效关系基础上，应关注药动学与药效学的不同步，探索合理的给药间隔和观察周期; 最后，确证性临床试验中应基于目标适应证、小核酸药物的作用强度和持久性特点，设计足够长的观察周期，充分评估其有效性和安全性。目前，小核酸药物作为一种先进疗法，监管机构需不断积累和完善审评标准体系，结合小核酸药物特征和目标适应证，充分考虑小核酸药物自身的患者可及性、药物安全性及有效性来进行综合评估。 参考文献 ［1］ KULKAＲNI J A，WITZIGMANN D，THOMSON S B，et al． The current landscape of nucleic acid therapeutics［J］． Nat Nanotechnol，2021，16( 6) : 630-643． ［2］ WENG Y，LI C，YANG T，et al． The challenge and prospect of mＲNA therapeutics landscape［J］． Biotechnol Adv，2020，40:107534． DOI: 10． 1016 /j． biotechadv． 2020． 107534． ［3］ COLLOTTA D，BEＲTOCCHI I，CHIAPELLO E，et al． Antisense oligonucleotides: a novel frontier in pharmacological strategy［J］． Front Pharmacol，2023，17( 14) : 1304342． DOI: 10． 3389/fphar． 2023． 1304342． ［4］ ＲANASINGHE P，ADDISON M L，DEAＲ J W，et al． Small interfering ＲNA: discovery，pharmacology and clinical development- an introductory review［J］． Br J Pharmacol，2023，180( 21) : 2697-2720． ［5］ WANG F，ZUＲOSKE T，WATTS J K． ＲNA therapeutics on the rise［J］． Nat Ｒev Drug Discov，2020，19( 7) : 441-442． ［6］ EMA． Guideline on the development and manufacture of Oligonucleotides ［EB/OL］． ( 2024-07-22) ［2025-08-01］． https: / / www． ema． europa． eu /en /development-manufacture-oligonucleotides- scientific-guideline． ［7 ］ LI Z，YIN M S，YIN H J，et al． Introduction and inspiration of draft guideline for nonclinical safety assessment of oligonucleotide- based therapeutics from the U． S． Food and Drug Administration［J］． Chin Pharm J ( 中国药学杂志) ，2025，60 ( 24 ) :2650-2657． ［8 ］ ZHOU Y，WANG S Q，SUN T，et al． Introduction of guideline for non-clinical safety evaluation of oligonucleotide therapeutic products from Japan's National Agency for Medicines and Medical Devices［J］． Chin J Clin Pharmacol( 中国临床药理学杂志) 2022，38( 22) : 2788-2792． ［9］ U． S． Department of health and human services food and drug administration center for drug evaluation and research ( CDEＲ) ． Clinical pharmacology considerations for the development of oligonucleotide therapeutics guidance for industry［EB /OL］． ( 2024- 06-01) ［2025-06-15］． https: / /www． fda． gov /media / 159414 /download． ［10］ U． S． Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Center for Drug Evaluation and Ｒesearch( CDEＲ) ． IND Submissions for individualized antisense oligonucleotide drug products for severely debilitating or life-threatening diseases: clinical recommendations guidance for sponsor-investigators ［EB /OL］． ( 2021-12-01) ［2025-06-15］． https: / /www． fda． gov /media /154663 /download． ［11］ SHADID M，BADAWI M，ABULＲOB A． Antisense oligonucleotides: absorption，distribution，metabolism，and excretion［J］． Expert Opin Drug Metab Toxicol，2021，17( 11) : 1281-1292． ［12］ BＲOWN C Ｒ，GUPTA S，QIN J，et al． Investigating the pharmacodynamic durability of GalNAc-siＲNA conjugates［J］． Nucleic Acids Ｒes，2020，48( 21) : 11827-11844． ［13］ LIANG X H，NICHOLS J G，DE HOYOS C L，et al． Some ASOs that bind in the coding region of mＲNAs and induce ＲNase H1 cleavage can cause increases in the pre-mＲNAs that may blunt total activity［J］． Nucleic Acids Ｒes，2020，48( 17) : 9840-9858． ［14］ ＲOBEＲTS T C，LANGEＲ Ｒ，WOOD M J． Advances in oligonucleotide drug delivery［J］． Nat Ｒev Drug Discov，2020，19( 10) : 673-694． ( 收稿日期: 2025-09-01) ------------THE END------------ 内容来源：中国药学杂志2026 年4 月第61 卷第8 期 本文仅供交流学习使用，版权归原作者所有，如有侵权请联系删除！