核酸药物有望成为第三类药物，小核酸药物迎来快速发展。不同于小分子与抗体药物受靶点成药性限制，核酸药物可以选择性 地对不可成药的人类和病毒基因组进行药物治疗，以抑制基因表达、改变mRNA剪接、靶向参与转录和表观遗传调控的非编码 RNA、上调目标基因以及编辑基因组等，有望成为继小分子化药以及抗体药物后的第三大类药物。小核酸药物发展曾因递送系 统限制等问题一度陷入停滞，随着近年来的技术平台发展和诸多新药上市迎来快速发展。
小核酸获批药品以罕见病为主，在研临床管线转向更普遍疾病领域。小核酸新药的研发上市也曾经历诸多波折，目前获批药品 主要集中于脊髓型肌萎缩症、杜氏肌营养不良症、家族性淀粉样多发性神经病变等罕见病领域。随着小核酸药物领域近年投融 资增加、研究管线增多，越来越多的公司也开始将研发目标转向肿瘤，CNS/眼科疾病等常见病以及高血压、糖尿病等慢性病领 域，其中高胆固醇脂血症已有获批产品。国内目前在研的小核酸药物项目共35项，所有项目中占比最多的是心血管系统疾病， 占所有项目的39.0%。
欧美公司领先，国内企业加速布局。海外RNAi领域龙头Alnylam、ASO领域龙头Ionis在小核酸药物领域布局广泛，研究深入， Sarepta、Arrowhead等企业同样特色鲜明，发展迅速。国内方面，Sirnaomics是少有的在中美两国同时推进小核酸药物临床管线 的企业，拥有独具特色的递送技术平台，可以靶向双靶点进行治疗。瑞博生物致力于打造自主知识产权的小核酸药物，支持从 小核酸早期研发到产业化的全生命周期开发，目前已围绕心血管和代谢领域、肝病、眼科疾病、罕见病及其他领域建立起丰富 的临床管线。
小核酸药物发展仍需解决诸多问题。小核酸药物目前主要以LNP递送以及靶向肝细胞的GalNAc系统研究居多，开展肝外器官/组织 的递送仍是诸多企业努力的方向。在小核酸药物商业化中，生产质量符合要求的核苷酸单体、快速合成寡核苷酸链、高效分离 和纯化等都还有不少问题需要解决。
核酸药物有望成为第三大类药物
核酸药物与小分子或者抗体药不同，可以选择性地对不可成药的人类和病毒基因组进行药物治疗，以抑制基因 表达、改变mRNA剪接、靶向参与转录和表观遗传调控的非编码RNA、上调目标基因以及编辑基因组等。为治疗 遗传疾病、罕见病、肿瘤以及慢性病等提供了一种全新的方法，有望成为继小分子化药以及抗体药物后的第三 大类药物。核酸药物可分为小核酸药物和mRNA类药物两类，小核酸药物一般包括十几到几十个碱基对的寡核苷酸序列，广 义的小核酸药物既包括RNAi药物（siRNA），也包括反义寡核苷酸（ASO）、微小RNA（miRNA）、小激活RNA （saRNA）以及核酸适配体等。目前上市产品主要集中在siRNA及ASO。
小核酸药物发现及研究经历较长时间
1978年哈佛大学Zamecnik等人发现互补核苷酸链对RSV病毒的抑制作用，从而提出ASO的概念，而直到20年后的 1998年第一款ASO药物Vitravene才获批上市；1990年，Craig Tuerk和Larry Gold在Science发表文章，在体外 筛选出与目标蛋白分子亲和力较强的RNA链（RNA适配体），2004年第一款RNA适配体药物培加他尼获批上市； 1998年，Andrew Fire和Craig Mello在线虫中首次揭示了RNAi作用机制，并因此获得2006诺贝尔奖。首个基于 这个机制的siRNA药物Patisiran于2018年获批。 小核酸药物的发展并非一帆风顺，也曾因稳定性、安全性等问题一度被各大药厂停止开发。近年来随着相关技 术的突破和相关药物的成功获批上市逐渐引起关注，行业发展开始加速。
小核酸药物：靶向蛋白质上游的疗法
ASO药物作用机制多样：ASO（antisense oligonucleotides，反义寡核苷 酸）是一种与靶基因mRNA互补的单链寡核苷酸， 通常包含15-30个核苷酸。根据作用机制，可分为 涉及RNA降解以及通过空间位阻抑制或调节RNA表 达两大类。 具体来看：①ASO-mRNA结合的双链作为底物募集 RNase H1，随后降解目标转录本。②ASO与RISC相 互作用，然后与Ago2结合，将RISC定向到靶mRNA 进行降解。③ASO与pre-mRNA结合以改变聚腺苷酸 化位置，并降低mRNA稳定性和表达水平。④ASO与 mRNA的5‘帽区域结合，阻止翻译起始因子的结合， 抑制mRNA翻译。⑤ASO抑制miRNA的功能以增加其 目标mRNA的表达。⑥ASO结合上游开放阅读框 （uORF），增加下游 ORF翻译的蛋白量。
siRNA药物主要通过RNAi机制进行调控
RNAi的主要机制是长双链RNA被剪切为短双链RNA 后，与蛋白质结合形成siRNA诱导干扰复合体 （RISC），短链RNA的正义链降解后，RISC再与 特定mRNA结合使之降解，沉默相应基因的表达。 目前已知具有RNAi作用的RNA主要包括：siRNA、 miRNA 和piRNA等，其中siRNA最受关注，发展迅 速。 合成的siRNA通过内吞作用进入胞质溶胶，随后 与胞质RNAi酶（Dicer和TRBP）相互作用，通过 Dicer介导或非Dicer介导的途径与Ago2蛋白形成 RLC(RISC-loading complex)，RLC中的siRNA在 RNA解旋酶的作用下解链，正义链脱落，反义 siRNA再与体内一些酶结合形成RNA诱导的沉默复 合物(RISC)。RISC与靶标mRNA的同源区进行特异 性结合，在结合部位切割mRNA，被切割后的断裂 mRNA随即降解。
核酸适配体通过自身结构与靶标结合
1990年核酸适配体概念正式提出，与ASO、RNAi技术共同成为小核酸领域的重要发现。核酸适配体(nucleic acid aptamer) 是人工合成的短单链DNA或者RNA序列，一般长20-100个核苷酸。通过自身的三级结构与标靶如 蛋白质、细胞、病毒等实现特异性结合，可以区分构象异构体、氨基酸突变等结构非常相似的分子。 核酸适配体药物通过三种路径发挥作用：1）作为抑制剂抑制疾病相关靶标；2）作为激动剂激活目标受体；3） 作为靶向分子载体递送其它药物。 核酸适配体药物的合成筛选主要使用SELEX(systematic evolution of ligands by exponential enrichment) 技术，包含结合、分离、重获、放大等几个关键步骤，可以从随机单链核酸序列库中筛选出特异性与亲和力合 适的适配体。
相较小分子/抗体药物，小核酸药物靶点更广泛
目前小分子/抗体疗法主要通过靶向致病蛋白，调节蛋白功能从而产生疗效。这类蛋白质包括酶、受体、抗原以及离子 通道等。小分子化合物具有合成简便，性质稳定，口服给药方便的特点。抗体类药物具有靶向性更好，可通过改造降低 副作用等优势，然而其研发均受到可成药靶点数的限制。 人类基因组中大部分基因属于非编码基因，在可以编码的20000种蛋白质中，约85%的蛋白质不能被小分子/抗体药所靶 向，属于“不可成药蛋白”。而在其余约3000种可成药蛋白中，目前仅有700余种蛋白有对应的疗法获批。 此外，蛋白质三维结构复杂，结合位点难以优化，小分子/抗体类药物的设计/筛选周期长。而调节蛋白质功能并不影响 蛋白质的产生，因此这类药物大多仅能起到“治标”的作用。
小核酸药物：不断优化的化学修饰及递送系统
小核酸药物发挥作用仍有诸多环节值得优化
小核酸药物的诸多优势令人们看到它在不可成药靶点上描绘的蓝图以及“治标治本”的潜力，然而实际应用中却还有诸 多环节值得优化。例如： 体内稳定性。裸露的核酸在人体中并不稳定，易被血液和组织中的核酸酶降解，同时也容易被肝脏和肾脏的网状内皮系 统快速清除。 免疫原性。外源性核酸具有免疫原性，容易引起细胞内及细胞外的免疫反应。 细胞摄取效率。细胞膜的双层磷脂层仅允许小于1000Da的中性微疏水小分子通过被动扩散进入细胞中，而小核酸药物 （ASO：4-10 kDa；siRNA：~ 14 kDa）往往由于分子量过大、带电荷等原因而无法扩散进入细胞。 内体逃逸。小核酸药物被内吞后难以从内涵体中逃逸，导致有效药物浓度不足。
通过化学修饰提高稳定性及结合亲和力
对核苷酸进行的化学修饰可提高底物特异 性、增强对核酸酶稳定性以及降低免疫原 性等，修饰手段包括对核糖、磷酸骨架、 碱基以及核酸链末端等的改进。 第一代方法主要是利用硫代磷酸进行的主 链（Backbone）修饰，可通过增加疏水性、 对内切酶的抗性等来促进体内细胞摄取和 提高生物利用度。 第二代修饰方法是在核糖上 2’位的修饰， 包括 2’-氟、2’-甲氧基等，可以提高对 RNA的结合亲和力并进一步提升核酸酶抗性。 构象上受限制的DNA类似物锁核酸（LNA） 和三环DNA（tcDNA）可以使其具有更大的 结合亲和力。 第 三 代 修 饰 则 是 核 糖 的 五 元 环 改 造 (Alternative Chemistries) ， 包 括 使 用 PNA、PMO等可以进一步增强核酸药物对核 酸酶的抗性、提高亲和力和特异性。
改进递送系统提高细胞摄取效率
化学修饰可以提高小核酸药物对核酸酶的抗性，降低免疫原性以及增强亲和力等，但是小核酸药物仍需要进入 细胞内才能发挥作用。细胞对小核酸药物的摄取主要是通过不同类型的内吞作用发生的，小核酸药物随后进入 内溶酶体系统，需要进行内体逃逸以避免在溶酶体环境中降解。 然而只有很小部分小核酸药物能逃出内体，并顺利发挥作用。单链小核酸药物，如ASO，由于分子量相对较小、 可能不带电并有一定的疏水性，可以在不需要递送剂的情况下有效地进入细胞并从内体逃逸到细胞质和细胞核， 不过这时往往需要较高药物剂量。 大多数基于RNAi的治疗药物，如双链siRNA，由于体积太大、带负电荷，无法在没有递送系统的情况下进入细 胞，因此递送系统的优化和改进大大提升了小核酸药物的实用性。
递送系统可分为病毒载体和非病毒载体，其中病毒载体多用于基因治疗，但存在病毒诱导的免疫原性、不必要 的基因整合、有效载荷过低、无法重新载药以及载体生产成本高昂等问题，也限制了其在核酸药物中的应用； 而非病毒载体应用相对更多，可以分为1）与载体直接共轭相连；2）以纳米颗粒载体递送。两者都可以改善小 核酸药物的ADMET（drug absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity）性质。
GalNAc是目前常用的核酸偶联递送系统
基于纳米颗粒的递送系统可以通过EPR效应被动富集，也可以通过在表面修饰靶向配体主动富集，但仍存在药 效受材料种类及其物理特性（粒径大小、形状、表面电荷、弹性等）的影响、长期用药带来的累积毒性、生产 难度较大等问题。 核酸偶联递送系统是指将小核酸药物与可以靶向或促进细胞摄入的各部分通过共价键结合，可选的递送系统包 括脂质、肽类、抗体以及糖类等。这种偶联物的构成具有可以精确化学计量的分子实体，大规模合成相对简单 并且它们的药代动力学特性明确。此外，生物偶联物通常尺寸较小（相对于纳米粒子），这也带来了更理想的 生物分布特征。
内体逃逸难题仍待解决
内吞进入细胞的小核酸药物仍需经过内体逃逸进入细胞质才能发挥作用，否则仍旧无法避免被降解的命运。研究表明 目前通过内吞作用进入细胞的小核酸内体逃逸率不足0.01%。 GalNAc递送系统的成功正是由于ASGPR在肝细胞表面特异性的高表达（~106/肝细胞）以及较快的循环速度，使得即使 如此低的逃逸率也能有足够多的小核酸药物逃逸并起效。相比之下，大多数细胞表面的受体（104 –105）量级以及内 吞速度（~90 min）无法支撑足够多的小核酸顺利逃逸并起效。 目前，还没有发现其他配体-受体系统能够在这种水平上表达受体或如此迅速地循环进入核内体，因此，解决内吞后 的内体逃逸仍然是小核酸药物递送中还需要解决的问题。
获批小核酸药物主要集中于遗传疾病
在已获批的15款小核酸药物中，遗传罕见病是目前获批最多的适应症类别，共有11款针对遗传罕见病（纯合子家族 性高胆固醇血症、脊髓型肌萎缩症、杜氏肌营养不良症、家族性淀粉样多发性神经病变、急性肝卟啉症、遗传性转 甲状腺素蛋白淀粉样变性伴多发性神经病），2款针对眼科疾病（巨细胞病毒视网膜炎、新生血管性年龄相关性光斑 变性），1款针对心血管疾病（高胆固醇血症），1款针对代谢性疾病（原发性高草酸尿症）。 目前获批适应症主要集中于遗传性罕见病可能与这些罕见病致病靶点明确方便小核酸设计、缺少对应疗法可以加速 进行临床以及罕见病对药物安全性耐受度较高等原因有关 。
在研小核酸药物适应症广泛
根据Frost & Sullivan统计，目前全球进入临床的小核酸药物近108个，包括ASO、siRNA、适配体、miRNA等。其中 ASO仍是当前研发热点，占比38%，siRNA发展快速，占比已达到32%，其余小核酸药物研发相对还处在早期阶段， 整体数量较少。 从临床管线适应症来看，随着小核酸药物研发热情上涨，覆盖靶点增加，在研适应症也趋向多样。目前肿瘤已成为 小核酸药物临床管线占比最多的适应症，达24%，其余还有遗传病（22%）、感觉器官疾病（13%）、心血管系统 疾病（12%）等。
国内在研小核酸药物主要集中慢病领域
据Insight数据库统计，国内目前开展的小核酸药物研发项目共35项，以药物类别来看，ASO药物占20项，siRNA 项目占15项。以项目进度来看，绝大多数还处于临床早期阶段，进入临床III期及以上的共7项。 国内小核酸药物起步较晚，研发适应症布局与国外也有所不同，目前所有在研项目中占比最多的是心血管系统疾病， 占所有项目的39.0%。其次是包括乙型肝炎在内的肝病，占比29.3%，遗传疾病在国内项目中仅占19.5%。
Alnylam：RNAi领域龙头
Alnylam成立于2002年，于2004年上市，是RNAi领域的龙头企业，近4年内有5款siRNA新药成功获批上市，成功成 为治疗转甲状腺素蛋白（TTR）领域的领导者，当前市值231亿美元。 Alnylam启动的”Alnylam P5x25”战略计划在2025年年底前覆盖超过50万患者，管线覆盖领域逐渐从罕见病向常见病 领域发展，针对靶点也从肝部向其他组织推进，计划推出6个或更多的商业化产品。 在研项目预计建立起超过20个临床项目，其中有10个或更多的后期项目及每年4个及以上的IND申报。
2023年研发管线进展丰富
2023年公司管线重要事件包括Patisiran治疗ATTR淀粉样变性心肌病的sNDA审批(PDUFA日期2023年10月8日)、 Zilebesiran在高血压患者中的KARDIA-1 2期顶线数据读出以及完成KARDIA-2研究招募、ALN-APP在早发性阿茨海 默病患者I期初步顶线结果读出等。
Zilebesiran：靶向血管紧张素原的潜在高血压新疗法
高血压是动脉血压持续偏高的慢性疾病，长期高血压可能成为冠状动脉疾病、心脏衰竭、周边动脉阻塞及慢性肾脏 病的主要危险因子。据估计，2020年全球7大主要市场原发性高血压患者约2.19亿，具有高的心血管风险患者约 7700万，超过70%的患者在治疗后血压仍旧超过130/80毫米汞柱。 Zilebesiran是一种靶向血管紧张素原（AGT）的皮下注射siRNA药物，在已完成的I期临床中，单剂量Zilebesiran治 疗可在6个月内持续降低AGT和血压，支持每季度一次以及潜在的每半年一次给药频率。而与厄贝沙坦的联用可以使 血压进一步降低，且无明显的肾毒性信号。 接受Zilebesiran≥100mg的患者，从第3周开始血清AGT降低≥90%，并且持续到第12周，而持续的血压监测也表明了 Zilebesiran可能在较长时间内实现强效血压控制的潜力。
Ionis：ASO药物领域龙头
Ionis成立于1989年，专注于ASO药物的研发，目前有5款产品上市（2款已退市），目前总市值49亿美元。 公司的领先能力一方面体现在对核苷酸的化学修饰带来的ASO药物稳定性的提升，目前的第2.5代化学修饰药品相比 第2代化学修饰药物效力高达10倍。另一方面体现在公司拥有的核心技术平台——配体共轭反义技术（Ligand Conjugated Antisense, LICA），通过配体与细胞表面受体特异性偶联，可以将药物高效递送至目标细胞。 公司的2.5代化学修饰技术与LICA平台的结合共同打造了公司目前丰富的在研产品组合。同时公司也在积极开发 LICA结合技术，以推进ASO药物在靶向肝以外组织的能力，2022年第四季度，公司成功推进了第一个基于LICA结 合技术靶向肌肉组织的药物进入临床前研究。
Sarepta：设计精准基因药物发力罕见病领域
杜氏肌营养不良症（DMD）领域领导者
Sarepta成立于1980年，专注于罕见病的RNA疗法和基因治疗，目前有三款针对杜氏肌营养不良症（DMD）的药物 上市，分别适用于确认肌营养不良蛋白基因突变的外显子45、51、53跳跃。目前总市值128亿美元。DMD是一种罕见的X连锁隐性遗传病，特征是进行性肌肉退化和无力，是最常见的肌营养不良症类型。DMD是由抗 肌萎缩蛋白缺乏引起的，而蛋白缺失则来自于一个或多个外显子缺失导致编译无法进行。目前上市的三款产品都基于公司的二氨基磷酸酯吗啉代寡聚物（PMOs）与外显子跳跃技术，让pre-mRNA在翻译时 跳过发生突变的外显子，从而产生能够缓解DMD症状的抗肌萎缩蛋白。PMO技术平台使用吗啉代替RNA中的核糖， 在保持PMO与特定RNA序列正常结合的同时，也保持了高度抗降解性。
第二代PPMO修饰技术正在快速推进
第二代化学修饰平台PPMO是在PMO上通过共价键连接了细胞穿透肽，从而增强细胞内的递送能力。基于此开发的 SRP-5051在临床前研究中，发现与PMO相比，抗肌萎缩蛋白的产量增加，反应时间更持久。此外，PPMO产品在 非人灵长类动物的骨骼、心脏和平滑肌组织中带来了高水平的外显子跳跃，表明PPMO可能可以以更低的给药频率 地送到肌肉以外的其他器官。 公司于2019年启动SRP-5051的剂量递增实验（Study 5051-201），2020年12月及2021年5月公布了5051-201A的 部分临床结果。随后由于发生严重的低镁血症不良事件5051-201B部分临床被暂停，2022年8月，FDA已解除这一决 定，公司重启这一关键临床实验。
Arrowhead：专注开发RNAi靶向技术平台
围绕TRiMTM进行深入开发和优化
Arrowhead成立于1989年，专注于利用RNAi机制来开发治疗顽固性疾病的药物。Arrowhead通过使用广泛的RNA化学 修饰与高效的递送方式触发RNAi机制，从而快速、深入、持久地实现靶基因的下调，抑制靶蛋白的产生。目前总市值 27亿美元。 Arrowhead经过十余年开发，建立了TRiMTM平台 (Targeted RNAi Molecule)，利用配体介导的递送方式，形成结构简 单的具有组织靶向特异性的药物系统。TRiMTM平台可以为每个候选药物优化包括高亲和力靶向配体、多样化的连接子和化学物质、增强药代动力学的结构以 及具有可以稳定特异性序列的化合物的高亲和力RNAi trigger。TRiMTM平台的优势包括制造流程简单、成本低以及支持 多种给药途径。公司认为要使RNAi发挥其真正的潜力，必须将目光扩展到肝脏以外的器官，因此也在利用TRiMTM平台 探索肝脏、肺、肿瘤、肌肉等器官或组织的递送。
围绕TRiMTM平台打造丰富产品管线
截止2022年11月，公司拥有大约523项已颁发的专利（包括331项针对RNAi trigger的专利;76项针对靶向群体或靶向化合物;4项针对流体动力学基因递送）。围绕这一平台，公司开发了多条临床管线，计划在2025年建立起包括临床阶段和商业化的至少20条药物管线，无论是独立开发或是授权合作。目前进展较快的主要是公司自主开发的用于高甘油三酯血症的ARO-APOC3，以及和安进合作的减少脂蛋白(a)产生的Olpasiran，均已进入III期临床。2022年11月6日，安进公司公布Olpasiran的II期研究已结束，Olpasiran在有脂蛋白(a)水平升高和动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）病史的成人患者中安全性良好，Lp(a)水平降低显著。
小核酸药物自身的设计、修饰及递送还需优化
小核酸药物由于根据靶标mRNA或非编码RNA进行设计，序列设计相对简单，但仍需要考虑序列保守性、免疫原性、 脱靶等因素，需要设计合适的序列长度、控制碱基含量等。 裸核苷酸本身不稳定，因此需要对其进行化学修饰，目前常用于ASO药物及siRNA的修饰位点包括磷酸骨架、核糖环 修饰、2-羟基修饰以及碱基修饰等。通过修饰提高稳定性的同时，还需要提高核酸酶抗性，降低免疫原性等。 小核酸药物的递送问题一度阻滞了小核酸药物的发展，目前随着各种LNP递送系统的建立以及GalNAc系统的发展才使 得部分小核酸药物成功上市。虽然还有外泌体、核酸偶联递送等新型递送方式，但高效的、可以靶向肝外器官或组织 的递送方式以及内吞逃逸效率的提高仍然有待继续开发。 因此，在小核酸药物设计、修饰、递送等环节具备明显投资机会。
高质量的小核酸生产能力及供应链仍较稀缺
小核酸药物原料药目前主要通过化学合成法，在寡核苷酸自动合成仪上进行，需要经过脱保护、偶联、氧化和 加帽等步骤。这一过程中，亚磷酰胺核苷单体的合成、修饰、纯化等都面临诸多挑战，化学修饰可以提高药物 稳定性，但同时也会带来杂质种类增加、纯化难度的提高的问题。提供符合质量要求的核苷酸单体也成为小核 酸药物生产的关键问题。 小核酸药物生产过程中涉及到的杂质种类多样，包括缺失或延长序列的寡核苷酸、脱保护基不完全的产物、缺 失嘌呤碱基的寡核苷酸以及其他降解产物等，其表征和分析难度都较小分子更高，也带来小核酸药物的纯化分 离难度的增加。结合目前寡核苷酸自动合成仪等仍比较依赖进口，国内小核酸药物生产成本仍旧较高。
小核酸药物的质量标准目前尚无定论，ICH、FDA也没有相关的指导原则，杂质鉴定和定量限制还没有明确规定。 CDE在2021年6月发布了《基因治疗产品药学研究与评价技术指导原则（征求意见稿）》，仅提到质量研究内 容应覆盖所有可能与产品安全性、有效性相关的特性，一般包括结构、纯度、生物学活性、杂质、表型等。这 也使得小核酸药物企业与监管机构及时沟通，取得监管机构的认可更加重要。
目前上市的几款小核酸药物，其成品质量相关指标与产品类型（ASO、siRNA等）、作用机制、原材料和生产 工艺等方面都有关系，且关键检测项目也不尽相同。2018年上市的Onpattor关键检测项目包括了外观、纯度、 siRNA封装率、残留物、PH、渗透压、内毒素等16项指标，而2022年上市的Amvuttra关键检测项目仅包括外观、 无菌、内毒素/热原、含量检测/稳定性、均匀性、渗透压、PH、颗粒物、可浸出物共9项。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
