編者按:
肝外遞送正成為寡核苷酸藥物開發(fā)領(lǐng)域的新趨勢,有望將這類療法拓展至更廣泛的疾病領(lǐng)域。脂質(zhì)偶聯(lián)作為實現(xiàn)這一路徑的關(guān)鍵技術(shù),正處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵階段。然而,這類偶聯(lián)藥物在從實驗室走向臨床,仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
藥明康德憑借多年在化學領(lǐng)域的深厚積累,在寡核苷酸技術(shù)興起初期即進行能力布局,并逐步搭建了專注于寡核苷酸、多肽及相關(guān)化學偶聯(lián)藥物的WuXi TIDES平臺,為復雜偶聯(lián)藥物提供一體化解決方案。
在寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物領(lǐng)域,WuXi TIDES團隊全面掌握多種偶聯(lián)位點與修飾技術(shù),針對siRNA、ASO等不同類型開發(fā)出超過20種可供偶聯(lián)的脂質(zhì)類型,并在酰胺偶聯(lián)、點擊化學等多種偶聯(lián)技術(shù)上積累了豐富實操經(jīng)驗。公開數(shù)據(jù)顯示,僅2025年,平臺已合成并交付超過7000個寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)化合物。
過去十年,寡核苷酸藥物的成功高度集中在肝臟適應癥。N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)偶聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)了對肝細胞的高效靶向遞送,推動了多款寡核苷酸療法的獲批上市。而當治療靶點轉(zhuǎn)向肌肉、心臟、中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)、脂肪等組織時,如何實現(xiàn)寡核苷酸的肝外遞送,已成為該領(lǐng)域新的挑戰(zhàn)。
目前,寡核苷酸肝外遞送的研究圍繞多種技術(shù)路線展開,寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物(oligonucleotide-lipid conjugate)則是近年來受到廣泛關(guān)注的新興方向之一。通過選用具有不同化學結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)分子與寡核苷酸偶聯(lián),可調(diào)控其在血液中的蛋白結(jié)合特性,從而實現(xiàn)肝外組織的靶向遞送。
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行業(yè)對于肝外遞送的需求愈發(fā)迫切,不斷推動寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物從學術(shù)探索走向臨床轉(zhuǎn)化。近一年來,多款寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物在研管線也披露了新的進展,顯示這一領(lǐng)域的應用潛力。例如,在CNS遞送方向,Alnylam公司在研的mivelsiran(ALN-APP)是一款C16(棕櫚酸)偶聯(lián)siRNA,靶向淀粉樣前體蛋白(APP)mRNA。該產(chǎn)品采用鞘內(nèi)注射給藥,盡管其遞送主要依賴腦脊液(CSF)途徑,但脂質(zhì)偶聯(lián)有助于改善siRNA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的組織分布與細胞攝取。在1期臨床試驗中,每6個月注射一次該產(chǎn)品持續(xù)降低受試者腦脊液中的APP蛋白水平,在12個月時可將蛋白水平平均降低73.3%。該公司的另一款在研siRNA管線ALN-HTT02同樣采用C16偶聯(lián),在臨床前動物模型中可使廣泛腦區(qū)的HTT蛋白水平降低80%至90%,顯示出其在亨廷頓舞蹈病中的開發(fā)潛力。這些進展證明了脂質(zhì)偶聯(lián)siRNA有可能在CNS中實現(xiàn)更廣泛的組織分布,而不僅局限于局部暴露。
再比如,Arrowhead Pharmaceuticals開發(fā)的ARO-ALK7代表了另一類探索路徑。該產(chǎn)品是一種siRNA-雙脂質(zhì)偶聯(lián)藥物,在siRNA正義鏈的3'和5'端分別連接脂質(zhì)基團,以增強脂肪組織遞送。其設計機制則在于沉默脂肪細胞中ACVR1C基因表達,以減少激活素受體樣激酶7(ALK7)的生成。今年1月公布的臨床1/2a期研究結(jié)果顯示,在第8周時,200 mg劑量的ARO-ALK7可實現(xiàn)脂肪組織ALK7 mRNA平均降低88%,最大降低94%。
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脂質(zhì)偶聯(lián):寡核苷酸遞送領(lǐng)域的重要“拓荒者”
在寡核苷酸藥物遞送發(fā)展史中,GalNAc偶聯(lián)雖是當下的主流平臺,但真正率先打開“共價化學偶聯(lián)遞送”這扇門的,正是脂質(zhì)偶聯(lián)。它不僅在時間上更早,更在技術(shù)路徑上為此后的遞送策略提供了原型。
早在2000年前后,有科學家就已將膽固醇共價連接至反義寡核苷酸(ASO),通過靜脈注射在小鼠體內(nèi)實現(xiàn)了肝臟靶基因的沉默。這一系列工作雖然主要聚焦于肝臟,但實現(xiàn)了在動物體內(nèi)證明了“共價脂質(zhì)-ASO偶聯(lián)物可系統(tǒng)給藥并發(fā)揮基因沉默活性”。
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2004年,發(fā)表于《自然》(Nature)上的一項研究進一步將脂質(zhì)偶聯(lián)推至聚光燈下。研究者將膽固醇連接至siRNA,通過靜脈注射在小鼠肝臟中實現(xiàn)APOB基因沉默,血清ApoB蛋白水平下降約40%。這一研究被公認為寡核苷酸藥物研發(fā)領(lǐng)域的重要里程碑。它打破了此前“siRNA必須依賴病毒載體或納米包裹才能實現(xiàn)系統(tǒng)遞送”的認知壁壘,證明單分子偶聯(lián)物即可獨立完成遞送。同時,該項研究也驗證了共價偶聯(lián)的可行性,為行業(yè)提供了可供迭代的設計原型。隨后,GalNAc偶聯(lián)沿用了這一技術(shù)路徑,只是將配體由脂質(zhì)換為N-乙酰半乳糖胺,受體由低密度脂蛋白受體(LDLR)換為去唾液酸糖蛋白受體(ASGPR)。
在上述研究中,膽固醇-siRNA/ASO偶聯(lián)物發(fā)揮作用的部位依然是肝臟。隨后數(shù)年間,研究者持續(xù)在探索這類偶聯(lián)物向肝外拓展。
多項研究陸續(xù)提供了重要思路。比如,2019年,發(fā)表于Nucleic Acids Research的一項系統(tǒng)研究比較了15種不同脂質(zhì)偶聯(lián)siRNA的體內(nèi)行為。該研究發(fā)現(xiàn),隨著脂質(zhì)分子的不同,siRNA與LDL、高密度脂蛋白(HDL)及白蛋白等血漿蛋白的結(jié)合偏好發(fā)生顯著改變,進而影響其在不同組織的分布偏好,比如腸道、脂肪、腎臟等。這給研究者帶來了新啟發(fā):通過對脂質(zhì)偶聯(lián)寡核苷酸藥物的理性設計,可以調(diào)控其組織分布,使其“去到該去的地方”。
同年,該期刊的另一項研究將焦點對準肌肉遞送:將ASO與鏈長C16至C22的脂肪酸連接,可顯著增強與白蛋白的結(jié)合,使ASO在小鼠肌肉中的沉默活性提升3至7倍。這一研究系統(tǒng)闡明了“鏈長-白蛋白結(jié)合-肌肉活性”之間的量化關(guān)系,同樣為后續(xù)理性優(yōu)化提供了框架。
“去到該去的地方”:寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物的理性設計
隨著研究的深入,產(chǎn)業(yè)界發(fā)現(xiàn),通過調(diào)整脂質(zhì)的物理化學性質(zhì)——包括疏水性、鏈長、飽和度及頭基類型等,可以引導寡核苷酸分子選擇性分布于不同器官,如肝、腎、腦、肌肉等等,從而突破寡核苷酸天然聚集于肝臟的局限,實現(xiàn)肝外組織的遞送。
基于這些發(fā)現(xiàn),研究者開始系統(tǒng)探索脂質(zhì)偶聯(lián)的設計,比如通過調(diào)整脂肪酸的碳鏈長度和不飽和度,可以改變偶聯(lián)物與血漿蛋白的結(jié)合親和力,進而調(diào)控組織分布偏好;再如頭基修飾——例如引入磷酸膽堿等極性頭基,可改變偶聯(lián)物的親疏水平衡,從而影響其與不同血漿蛋白的相互作用譜;通過多價設計如構(gòu)建二聚體或三聚體脂質(zhì)結(jié)構(gòu),可顯著延長偶聯(lián)物的循環(huán)半衰期并拓寬組織暴露范圍。再如在siRNA正義鏈的3'和5'端同時連接脂質(zhì)基團,形成“雙脂質(zhì)”結(jié)構(gòu),以增強脂肪等特定組織的攝取效率,等等。
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由于單一遞送工具的局限性,產(chǎn)業(yè)界也開始探索聯(lián)合技術(shù)路線。比如,一個重要方向是將脂質(zhì)偶聯(lián)與抗體或肽段結(jié)合,利用抗體的高特異性識別能力,彌補脂質(zhì)偶聯(lián)本身選擇性不足的短板。
一體化CRDMO平臺助力寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物研發(fā)
盡管寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物的概念較早得到驗證,但目前相關(guān)管線大多處于早期研發(fā)階段。與此同時,肝臟遞送領(lǐng)域已出現(xiàn)發(fā)展相對更成熟的遞送體系,而肝外遞送——尤其是肌肉、脂肪與中樞神經(jīng)系統(tǒng)等領(lǐng)域的臨床轉(zhuǎn)化目前仍處于早期階段,合適的受體、細胞攝取機制以及內(nèi)吞后轉(zhuǎn)運路徑等遞送生物學仍在探索之中。值得關(guān)注的是,肝外遞送領(lǐng)域正是脂質(zhì)偶聯(lián)策略有望發(fā)揮潛力之處。
寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物本身的開發(fā)也仍面臨多方面挑戰(zhàn)。一個核心的挑戰(zhàn)在于工藝開發(fā)——脂質(zhì)基團通常具有較強疏水性,而寡核苷酸則呈高度親水特征,兩者在理化性質(zhì)上的顯著差異,使得這類偶聯(lián)物在化學設計、合成純化、分析表征、制劑開發(fā)等環(huán)節(jié)均面臨相應的技術(shù)挑戰(zhàn)。
此外,該領(lǐng)域的研發(fā)還涉及小分子、寡核苷酸、偶聯(lián)化學等多領(lǐng)域的技術(shù)能力,對技術(shù)深度、跨學科能力,以及全鏈條整合能力要求高。此外,核酸藥物在雜質(zhì)控制與遺傳毒性評估等方面面臨更嚴格的監(jiān)管,對質(zhì)量管控提出更高要求。
面對上述產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn),藥明康德通過一體化、端到端的CRDMO平臺,助力全球客戶加速這類新型寡核苷酸偶聯(lián)藥物的開發(fā)。
多年來,藥明康德在化學領(lǐng)域持續(xù)深耕,為解決偶聯(lián)化學的復雜性奠定了堅實基礎(chǔ)。在寡核苷酸浪潮興起初期,公司就開始進行能力布局,逐步搭建起專注于寡核苷酸、多肽及相關(guān)化學偶聯(lián)藥物的WuXi TIDES平臺。通過建立全面的能力,該平臺能夠為復雜的寡核苷酸偶聯(lián)藥物提供一體化解決方案。
針對寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)藥物這一細分領(lǐng)域,團隊同樣在技術(shù)興起之初便積極投入,通過持續(xù)的項目經(jīng)驗積累,已形成了成熟的技術(shù)體系和復雜問題解決能力。
公開數(shù)據(jù)顯示,僅在2025年,WuXi TIDES就合成并交付了超過7000個寡核苷酸脂質(zhì)偶聯(lián)化合物。這背后是團隊對多種偶聯(lián)位點(如寡核苷酸鏈的3′端和5′端)以及各類修飾(包括核苷酸的堿基、糖骨架和磷骨架)的全面掌握。針對siRNA、雙靶點siRNA、ASO等不同類型的脂質(zhì)偶聯(lián),平臺已開發(fā)出超過20種可供偶聯(lián)的脂質(zhì)類型。
在工藝開發(fā)層面,WuXi TIDES平臺對酰胺偶聯(lián)、酰胺縮合、點擊化學、氧化磷酰胺化等多種偶聯(lián)技術(shù)均積累了豐富的實操經(jīng)驗。此外,公司的原料藥及制劑基地空間距離近,且遵守統(tǒng)一的質(zhì)量體系,也為高質(zhì)量、快速交付項目奠定了重要基礎(chǔ)。
隨著遞送生物學、偶聯(lián)化學與脂質(zhì)工程的持續(xù)進步,脂質(zhì)偶聯(lián)有望成為寡核苷酸療法向肝外組織遞送的主要工具之一,并成為連接RNA藥物與更多復雜疾病的重要橋梁。作為全球醫(yī)藥創(chuàng)新的賦能者,藥明康德也將依托一體化、端到端的CRDMO平臺,持續(xù)支持全球合作伙伴加速寡核苷酸等各類創(chuàng)新療法研發(fā)進程,致力于將更多突破性治療方案帶給患者。
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