新冠疫苗的成功讓 mRNA 技術(shù)從實驗室走向全球,成為生物醫(yī)藥領(lǐng)域最具顛覆性的平臺之一。但這只是 mRNA 1.0 時代的序幕。近日,Moderna 聯(lián)合創(chuàng)始人 Kenneth Chien 團(tuán)隊在頂刊發(fā)表綜述,系統(tǒng)梳理了 mRNA 技術(shù)從疫苗向治療藥物轉(zhuǎn)型的十年臨床經(jīng)驗,明確了制約行業(yè)發(fā)展的核心瓶頸,并提出了mRNA 2.0 時代的技術(shù)路線圖。本文將以疫苗研發(fā)專家的視角,為你拆解這篇里程碑式綜述的核心要點。
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一、mRNA 1.0:奠定基礎(chǔ),但遠(yuǎn)未釋放全部潛力
mRNA 1.0 時代的核心突破是解決了兩個致命問題:mRNA 的免疫原性和體內(nèi)遞送效率。Karikó 與 Weissman 發(fā)現(xiàn)的核苷化學(xué)修飾技術(shù),讓人工合成 mRNA 能夠躲避機(jī)體固有免疫系統(tǒng)的識別;而以可電離脂質(zhì)為核心的脂質(zhì)納米粒(LNP)遞送系統(tǒng),則實現(xiàn)了 mRNA 的胞內(nèi)遞送與內(nèi)涵體逃逸。這兩項技術(shù)共同催生了輝瑞、莫德納新冠疫苗的全球成功。
圖1 mRNA 藥物核心基礎(chǔ)架構(gòu)
但 1.0 時代的 mRNA 技術(shù)仍存在顯著局限:絕大多數(shù) LNP 天然富集于肝臟,難以靶向心、腎、肺、肌肉等肝外器官;反復(fù)給藥會誘發(fā)免疫反應(yīng),抑制蛋白表達(dá);mRNA 瞬時表達(dá)的特性,無法滿足慢性病長期治療的需求。這些瓶頸正是 mRNA 從 “疫苗平臺” 升級為 “通用治療平臺” 必須跨越的障礙。
表1 mRNA 療法現(xiàn)存核心挑戰(zhàn)與解決方案
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二、六大核心賽道:臨床數(shù)據(jù)驗證 mRNA 治療的變革潛力
過去十年,全球藥企已在六大治療方向推進(jìn) mRNA 藥物的臨床開發(fā),多項突破性數(shù)據(jù)證明了該平臺的普適性。
1. 分泌蛋白療法:局部表達(dá),旁分泌起效
通過 mRNA 在病灶原位表達(dá)分泌型生長因子,利用旁分泌作用修復(fù)受損組織,是最早進(jìn)入臨床的非疫苗 mRNA 方向。代表產(chǎn)品 AZD8601(VEGFA mRNA)在糖尿病患者中證實了皮下注射可劑量依賴性改善血管功能;在心衰患者的 Ⅱ 期試驗中,直接心肌注射裸 mRNA 實現(xiàn)了心功能改善趨勢,首次證明了 mRNA 在心血管疾病中的治療潛力。
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圖 2 mRNA 編碼型分泌蛋白療法(VEGFA)
2. 編碼抗體藥物:讓人體成為 “抗體工廠”
摒棄傳統(tǒng)重組抗體的體外生產(chǎn)純化流程,靜脈注射 LNP-mRNA 后,人體肝細(xì)胞可原位合成單克隆或雙特異性抗體。BioNTech 的 BNT142(CLDN6×CD3 雙抗)在卵巢癌患者中顯示出顯著抗腫瘤活性,為對免疫檢查點抑制劑耐藥的實體瘤提供了全新方案。
3. 酶替代療法:攻克罕見病的新希望
傳統(tǒng)酶替代療法難以靶向線粒體,且需終身反復(fù)輸注;AAV 基因療法則存在預(yù)存抗體、載體免疫等問題。mRNA 酶替代療法可實現(xiàn)多亞基酶共表達(dá)與線粒體靶向,按需重復(fù)給藥。莫德納的 mRNA-3927 在丙酸血癥患者中實現(xiàn)了 70% 的代謝危象風(fēng)險降低,首次在臨床上驗證了該技術(shù)路線的可行性。
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圖 3 mRNA 介導(dǎo)的酶替代療法(丙酸血癥)
4. 個性化腫瘤疫苗:商業(yè)化最快的治療賽道
依托腫瘤測序篩選患者獨有新抗原,制備個性化 mRNA 疫苗激活特異性 T 細(xì)胞,是目前 mRNA 治療領(lǐng)域商業(yè)化進(jìn)展最快的方向。莫德納與默克合作的 Intismeran Autogene 在黑色素瘤患者中實現(xiàn)了 49% 的 5 年復(fù)發(fā)風(fēng)險降低,已進(jìn)入 Ⅲ 期臨床;BioNTech 的胰腺癌新抗原疫苗則在低突變負(fù)荷腫瘤中取得突破,應(yīng)答患者 3 年復(fù)發(fā)率顯著下降。
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圖4 個性化 mRNA 腫瘤免疫療法
5. 基因組編輯:單次給藥,終身治愈
mRNA 瞬時表達(dá)編輯蛋白的特性,完美契合 “一次給藥完成永久基因修飾” 的需求,規(guī)避了 AAV 持續(xù)表達(dá)帶來的脫靶風(fēng)險。Intellia 的 NTLA-2001(TTR 基因敲除)單次給藥可使血清致病蛋白下降 87%,已進(jìn)入 Ⅲ 期臨床;Verve 的 VERVE-102(PCSK9 堿基編輯)則實現(xiàn)了 LDL-C 的持久降低,為心血管疾病提供了 “一次治愈” 的可能。
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圖5 基于 mRNA 的基因組編輯技術(shù)
6. 免疫細(xì)胞重編程:體內(nèi)生成 CAR-T 成為可能
mRNA 介導(dǎo)的 CAR-T 細(xì)胞療法無需基因組整合,副作用更低,且可省去傳統(tǒng) CAR-T 的清髓預(yù)處理。Cartesian 的 Descartes-08 在重癥肌無力患者中實現(xiàn)了 83% 的 12 個月臨床有效率,已啟動 Ⅲ 期臨床。更具顛覆性的是,體內(nèi)原位 CAR-T 技術(shù)已在動物模型中取得突破:通過靶向 T 細(xì)胞的 LNP,可在體內(nèi)直接生成功能性 CAR-T 細(xì)胞,無需體外細(xì)胞分離與擴(kuò)增。
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圖6 逆轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的基因組安全位點整合技術(shù)
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圖7 體內(nèi)原位重編程生成 CAR-T 細(xì)胞
三、mRNA 2.0 核心技術(shù):突破瓶頸的關(guān)鍵
綜述明確指出,mRNA 2.0 時代的核心突破將集中在mRNA 分子全模塊定制和肝外精準(zhǔn)靶向遞送兩大方向。
1. mRNA 分子多元化優(yōu)化
為解決瞬時表達(dá)的問題,行業(yè)正在開發(fā)環(huán)狀 RNA、自擴(kuò)增 RNA(saRNA)和多聚 A 尾修飾技術(shù),可將蛋白表達(dá)時長從數(shù)天延長至數(shù)周。全球首款環(huán)狀 RNA 藥物 RXRG001 已進(jìn)入 Ⅰ/Ⅱ 期臨床。同時,生成式 AI 正在全面賦能 mRNA 設(shè)計,從 UTR 序列、密碼子優(yōu)化到 LNP 脂質(zhì)結(jié)構(gòu)篩選,AI 已成為加速研發(fā)的核心工具。
專欄 1 延長 mRNA 蛋白表達(dá)時長的三大核心技術(shù)
環(huán)狀 RNA:環(huán)狀構(gòu)型抵抗外切酶降解,穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于線性 mRNA
自擴(kuò)增 RNA:自帶復(fù)制酶,極低劑量即可實現(xiàn)高水平蛋白表達(dá)
多聚 A 尾修飾:串聯(lián)多條 poly (A) 尾,可將蛋白表達(dá)延長至 14 天
這是 mRNA 2.0 時代最關(guān)鍵的瓶頸。目前,SORT 脂質(zhì)改造、配體 / 抗體偶聯(lián) LNP、霧化吸入、口服 mRNA 膠囊等技術(shù)正在快速推進(jìn)。其中,霧化吸入給藥已在囊性纖維化、哮喘等肺部疾病中進(jìn)入臨床;納米條形碼結(jié)合單細(xì)胞測序技術(shù),則為高通量篩選骨髓、造血干細(xì)胞等靶向 LNP 提供了全新手段。
四、總結(jié)與展望
mRNA 技術(shù)已經(jīng)完成了從 “基礎(chǔ)科學(xué)” 到 “臨床驗證” 的跨越。1.0 時代的新冠疫苗證明了該平臺的安全性與可擴(kuò)展性;而 2.0 時代的核心任務(wù),是突破肝臟靶向的局限,實現(xiàn)心、腎、肺、腦等器官的精準(zhǔn)遞送。
正如綜述所言,“mRNA 2.0 的顛覆性價值,將由靶向遞送技術(shù)定義”。未來 5 年,隨著新一代 LNP 的成熟,mRNA 療法有望覆蓋從罕見病到常見病的廣闊領(lǐng)域,真正成為繼小分子、抗體、基因療法之后的第四代藥物平臺。作為疫苗研發(fā)從業(yè)者,我們有幸見證并參與這場生物醫(yī)藥的革命,也期待 mRNA 技術(shù)能為更多患者帶來治愈的希望。
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