編者按:
肝外遞送正成為寡核苷酸藥物開發領域的新趨勢,有望將這類療法拓展至更廣泛的疾病領域。脂質偶聯作為實現這一路徑的關鍵技術,正處于產業轉化的關鍵階段。然而,這類偶聯藥物在從實驗室走向臨床,仍面臨諸多挑戰。
藥明康德憑借多年在化學領域的深厚積累,在寡核苷酸技術興起初期即進行能力布局,并逐步搭建了專注于寡核苷酸、多肽及相關化學偶聯藥物的WuXi TIDES平臺,為復雜偶聯藥物提供一體化解決方案。
在寡核苷酸脂質偶聯藥物領域,WuXi TIDES團隊全面掌握多種偶聯位點與修飾技術,針對siRNA、ASO等不同類型開發出超過20種可供偶聯的脂質類型,并在酰胺偶聯、點擊化學等多種偶聯技術上積累了豐富實操經驗。公開數據顯示,僅2025年,平臺已合成并交付超過7000個寡核苷酸脂質偶聯化合物。
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)偶聯技術實現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。而當治療靶點轉向肌肉、心臟、中樞神經系統(CNS)、脂肪等組織時,如何實現寡核苷酸的肝外遞送,已成為該領域新的挑戰。
目前,寡核苷酸肝外遞送的研究圍繞多種技術路線展開,寡核苷酸脂質偶聯藥物(oligonucleotide-lipid conjugate)則是近年來受到廣泛關注的新興方向之一。通過選用具有不同化學結構的脂質分子與寡核苷酸偶聯,可調控其在血液中的蛋白結合特性,從而實現肝外組織的靶向遞送。
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行業對于肝外遞送的需求愈發迫切,不斷推動寡核苷酸脂質偶聯藥物從學術探索走向臨床轉化。近一年來,多款寡核苷酸脂質偶聯藥物在研管線也披露了新的進展,顯示這一領域的應用潛力。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siRNA,靶向淀粉樣前體蛋白(APP)mRNA。該產品采用鞘內注射給藥,盡管其遞送主要依賴腦脊液(CSF)途徑,但脂質偶聯有助于改善siRNA在中樞神經系統中的組織分布與細胞攝取。在1期臨床試驗中,每6個月注射一次該產品持續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,在臨床前動物模型中可使廣泛腦區的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潛力。這些進展證明了脂質偶聯siRNA有可能在CNS中實現更廣泛的組織分布,而不僅局限于局部暴露。
再比如,Arrowhead Pharmaceuticals開發的ARO-ALK7代表了另一類探索路徑。該產品是一種siRNA-雙脂質偶聯藥物,在siRNA正義鏈的3'和5'端分別連接脂質基團,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期研究結果顯示,在第8周時,200 mg劑量的ARO-ALK7可實現脂肪組織ALK7 mRNA平均降低88%,最大降低94%。
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脂質偶聯:寡核苷酸遞送領域的重要“拓荒者”
在寡核苷酸藥物遞送發展史中,GalNAc偶聯雖是當下的主流平臺,但真正率先打開“共價化學偶聯遞送”這扇門的,正是脂質偶聯。它不僅在時間上更早,更在技術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實現了肝臟靶基因的沉默。這一系列工作雖然主要聚焦于肝臟,但實現了在動物體內證明了“共價脂質-ASO偶聯物可系統給藥并發揮基因沉默活性”。
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2004年,發表于《自然》(Nature)上的一項研究進一步將脂質偶聯推至聚光燈下。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領域的重要里程碑。它打破了此前“siRNA必須依賴病毒載體或納米包裹才能實現系統遞送”的認知壁壘,證明單分子偶聯物即可獨立完成遞送。同時,該項研究也驗證了共價偶聯的可行性,為行業提供了可供迭代的設計原型。隨后,GalNAc偶聯沿用了這一技術路徑,只是將配體由脂質換為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偶聯物發揮作用的部位依然是肝臟。隨后數年間,研究者持續在探索這類偶聯物向肝外拓展。
多項研究陸續提供了重要思路。比如,2019年,發表于Nucleic Acids Research的一項系統研究比較了15種不同脂質偶聯siRNA的體內行為。該研究發現,隨著脂質分子的不同,siRNA與LDL、高密度脂蛋白(HDL)及白蛋白等血漿蛋白的結合偏好發生顯著改變,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:通過對脂質偶聯寡核苷酸藥物的理性設計,可以調控其組織分布,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。這一研究系統闡明了“鏈長-白蛋白結合-肌肉活性”之間的量化關系,同樣為后續理性優化提供了框架。
“去到該去的地方”:寡核苷酸脂質偶聯藥物的理性設計
隨著研究的深入,產業界發現,通過調整脂質的物理化學性質——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,實現肝外組織的遞送。
基于這些發現,研究者開始系統探索脂質偶聯的設計,比如通過調整脂肪酸的碳鏈長度和不飽和度,可以改變偶聯物與血漿蛋白的結合親和力,進而調控組織分布偏好;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;通過多價設計如構建二聚體或三聚體脂質結構,可顯著延長偶聯物的循環半衰期并拓寬組織暴露范圍。再如在siRNA正義鏈的3'和5'端同時連接脂質基團,形成“雙脂質”結構,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,產業界也開始探索聯合技術路線。比如,一個重要方向是將脂質偶聯與抗體或肽段結合,利用抗體的高特異性識別能力,彌補脂質偶聯本身選擇性不足的短板。
一體化CRDMO平臺助力寡核苷酸脂質偶聯藥物研發
盡管寡核苷酸脂質偶聯藥物的概念較早得到驗證,但目前相關管線大多處于早期研發階段。與此同時,肝臟遞送領域已出現發展相對更成熟的遞送體系,而肝外遞送——尤其是肌肉、脂肪與中樞神經系統等領域的臨床轉化目前仍處于早期階段,合適的受體、細胞攝取機制以及內吞后轉運路徑等遞送生物學仍在探索之中。值得關注的是,肝外遞送領域正是脂質偶聯策略有望發揮潛力之處。
寡核苷酸脂質偶聯藥物本身的開發也仍面臨多方面挑戰。一個核心的挑戰在于工藝開發——脂質基團通常具有較強疏水性,而寡核苷酸則呈高度親水特征,兩者在理化性質上的顯著差異,使得這類偶聯物在化學設計、合成純化、分析表征、制劑開發等環節均面臨相應的技術挑戰。
此外,該領域的研發還涉及小分子、寡核苷酸、偶聯化學等多領域的技術能力,對技術深度、跨學科能力,以及全鏈條整合能力要求高。此外,核酸藥物在雜質控制與遺傳毒性評估等方面面臨更嚴格的監管,對質量管控提出更高要求。
面對上述產業挑戰,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藥物的開發。
多年來,藥明康德在化學領域持續深耕,為解決偶聯化學的復雜性奠定了堅實基礎。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、多肽及相關化學偶聯藥物的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藥物提供一體化解決方案。
針對寡核苷酸脂質偶聯藥物這一細分領域,團隊同樣在技術興起之初便積極投入,通過持續的項目經驗積累,已形成了成熟的技術體系和復雜問題解決能力。
公開數據顯示,僅在2025年,WuXi TIDES就合成并交付了超過7000個寡核苷酸脂質偶聯化合物。這背后是團隊對多種偶聯位點(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等不同類型的脂質偶聯,平臺已開發出超過20種可供偶聯的脂質類型。
在工藝開發層面,WuXi TIDES平臺對酰胺偶聯、酰胺縮合、點擊化學、氧化磷酰胺化等多種偶聯技術均積累了豐富的實操經驗。此外,公司的原料藥及制劑基地空間距離近,且遵守統一的質量體系,也為高質量、快速交付項目奠定了重要基礎。
隨著遞送生物學、偶聯化學與脂質工程的持續進步,脂質偶聯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。作為全球醫藥創新的賦能者,藥明康德也將依托一體化、端到端的CRDMO平臺,持續支持全球合作伙伴加速寡核苷酸等各類創新療法研發進程,致力于將更多突破性治療方案帶給患者。
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