RNA技术分为两大类：直接干扰表达的mRNA或mRNA表达，阻断蛋白质生产的技术，以及那些导致缺陷而导致疾病的靶蛋白表达的技术。
第一类包括RNA干扰（RNAi）和反义疗法，它们实际上使导致疾病机理的特定基因的表达沉默。一个例子是小干扰RNA（siRNA），根据Sirnaomics首席科学官DavidEvans的说法，该小分子RNA可用作治疗剂，其中要靶向的基因在患病状态下过表达，并且可能使这些基因沉默产生治疗效果。
确实，DicernaPharmaceuticals总裁兼首席执行官DougFambrough认为，虽然支持蛋白质生产在某些情况下是有用的，例如治疗罕见的遗传疾病或制备疫苗，但沉默基因的用途却更多。他说：“例如，沉默可用于治疗病*性疾病，心血管疾病，癌症，炎性疾病，纤维化疾病，某些罕见疾病，以及通常会不适当地激活生物过程的任何疾病。”
Sirnaomics和Dicerna都专注于RNA干扰疗法。另一方面，比利时生物技术公司eTheRNA免疫疗法选择专注于基于mRNA的技术，该技术可导致人体无法自行生产的蛋白质表达。
超越DNA的几个优势与必须被送入细胞核并产生永久性变化的基于DNA的基因疗法不同，RNA疗法只需要到达细胞质即可执行其转录后活性，并且不是永久性的，因此可以根据需要修改或停止治疗。它们也更小，更易于操作，并且不存在意外遗传效应的风险。
“信使RNA和其他基于RNA的疗法的优势在于用途广泛（它们可以编码广泛的靶标），易于生产（基本上生产过程可在mRNA设计之间转座）和安全（瞬时表达目标和没有整合到患者基因组中的风险）。”Fambrough说：“另外，mRNA与一系列全身和局部递送方式兼容，可以设计成宿主的免疫系统几乎看不见，从而避免了任何载体导向的免疫反应。”
Fambrough表示，RNAi技术（例如siRNA）还通过使用与目标基因匹配的基因序列来提供高目标特异性，并依靠天然存在的细胞酶介导基因沉默。由于具有很高的特异性和可逆性，它们具有减少副作用的潜力。“与基因治疗或基因编辑不同，RNAi疗法可以提供有针对性的有效治疗方法，而不会永久性地编辑或改变DNA。基因治疗或基因编辑可能是永久性的，并且可能具有未知，不希望的和不可逆的后果。RNAi疗法的作用是针对性的，精确的，可以通过中断治疗随时停止。”他解释说。
药物靶向性更高随着人类基因组测序的飞速发展，现在有大量关于基因序列的信息，据Evans说，其中一些已被确定在疾病的病因中起着直接作用。他说：“然而，许多治疗靶标不能被传统的小分子或抗体所吸引，但在诸如癌症和纤维化之类的疾病状态中却被上调。”Evans说：“siRNA易于针对这些基因序列进行设计，并且可以沉默驱动疾病的蛋白质的表达，从而为疾病患者带来治疗益处。”
另外，RNAi疗法提供了一种高度通用的方法，可以使患有多种疾病的患者受益，Fambrough指出。“今天，我们可以创建siRNA来匹配几乎所有信使RNA。实际上，RNAi药物开发方法几乎可以使任何基因沉默。”他指出。
Fambrough认为，与许多传统的小分子和生物药物相比，RNA治疗的另一个好处是可以减轻患者的治疗负担。他说：“RNAi疗法具有更长的作用时间，可以不经常皮下注射进行给药，并且根据疾病的方式，可以在家中自行给药。”
稳定和使用方面的挑战RNA的性质一旦注入即可迅速降解。因此，此时向目标细胞的递送是主要障碍。“我们需要确保siRNA能够到达其靶组织和细胞类型，”Evans说。例如，在癌症中，这意味着纳米颗粒的积累，例如在肿瘤部位，RNA特异性地转移到肿瘤细胞中。Tiest指出，通过修饰化学主链来稳定RNA是可能的，这种方法还可以帮助降低RNA的免疫原性。
类似地，随着RNA在细胞内降解，抑制或表达作用减弱。据Tiest称，自扩增RNA可以在一定程度上延长这一活跃期。因此，需要定期，重复给药和维持足够的有效剂量也是主要的瓶颈。他确实指出，地方行*管理有助于克服这一局限性。
总体而言，Tiest总结道，要充分受益于基于RNA的疗法发展，需要仔细选择需要短期干预并能从RNA安全性提高中受益的靶标。
多种给药解决方案像大多数基于DNA质粒的基因疗法一样，RNA疗法也可以使用病*载体传递到细胞中，但是当今开发中的大多数疗法都依赖于非病*方法，例如有机（脂质）或无机纳米颗粒包裹的复合物，细胞外囊泡，以及患者来源的树突状或间充质干细胞，甚至可以跨血脑屏障进行递送。
用于静脉内，皮下和肌内给药的递送技术主要集中在防止基于RNA的疗法在血流中降解。对于以这种方式施用的mRNA，脂质纳米颗粒溶液似乎是最常见的。据Tiest称，还设计了其他传递技术，以实现将mRNA局部施用于目标部位或器官。他解释说：“对于癌症，瘤内注射mRNA具有安全性（非常局部作用），剂量（无需达到饱和循环并达到目标）的优点，并且易于与其他现有疗法组合。”
基于脂质的纳米颗粒也已用于基于siRNA的药物，包括一些已获得监管机构批准的药物。N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）介导的化学修饰siRNA的递送已证明可导致肝脏肝细胞内基因的大量递送和沉默，并且还获得了批准的产品。
Dicerna的GalXC平台就是一个典型的例子。“这种方法使用了双链RNA分子的独特，专有和合理设计的四环构型，可有效地与RNAi过程结合，并使我们能够轻松地修饰化合物的化学结构，以最大程度地提高稳定性和效力，”Fambrough解释说。他补充说，它提供了更方便的给药，不频繁给药，高特异性，高治疗指数以及可扩展，直接生产的潜力。到目前为止，该公司专注于治疗肝脏疾病，但现在正在探索在不同器官，系统以及罕见和常见疾病中使用其GalXC平台。
Sirnaomics使用由组氨酸-赖氨酸支链多肽（HKP）组成的多肽纳米颗粒。Evans指出，由于siRNA上的负磷酸盐与带正电荷的赖氨酸之间存在电荷-电荷相互作用，HKP与siRNA混合自发形成纳米颗粒。他说，这项技术相对于其他一些传递机制的优势在于，它能够同时将多个siRNA传递至细胞，从而可以将两种siRNA的协同作用用作治疗剂。
根据Evans的说法，基于HKP的纳米颗粒也可能在肿瘤附近积聚，可能是由增强的通透性和保留（EPR）效应介导的。它们进一步受益于组氨酸的存在，因为这些部分的pKa约为6.，并且在酸化内体的过程中被质子化，该内体是纳米颗粒摄取siRNA的中介。他观察到：“这种质子化有助于将siRNA有效负载释放到细胞质中，而siRNA的功能是使目标基因沉默。”
控制mRNA活性第三个挑战是一旦将mRNA活性传递到正确的细胞，就必须对其进行调节，这是确保表达正确剂量的靶向治疗蛋白所必需的。麻省理工学院的一个研究小组开发了一种可能的解决方案：整合RNA结合蛋白的其他基因。mRNA和RNA结合蛋白之间的相互作用是使用小分子药物控制的，因此小分子药物的剂量可调节mRNA的活性。
突破性批准根据Tiest的研究，抑制性RNA方法是最先进的，而mRNA治疗尚处于早期阶段，一些疫苗正在II期试验中，候选者使用mRNA在体内表达靶向特定治疗作用的抗体。
迄今为止，已获得批准的两种RNAi疗法均由AlnylamPharmaceuticals开发。Onpattro（patisiran）于年8月被FDA批准用于治疗遗传性运甲状腺素蛋白介导的淀粉样变性病的多发性神经病。
扩大应用范围mRNA和siRNA治疗剂和疫苗都在整个诊所中不断发展，预计在未来几年中将有稳定的增长。Tiest指出：“除了临床数据之外，这些结果还应验证许多递送和化学修饰平台，从而可以为基于RNA的治疗药物的发展开辟新领域。”
明年，Evans期望使用GalNAc偶联物涌入靶向肝病并靶向肝细胞的其他siRNA，因为这种方法已经显示出成功。埃文斯观察到：“努力还将集中在具有不同靶向配体的其他化学修饰的siRNA上，这些siRNA能够递送至肝外的组织和细胞，最大的障碍是避免肝脏被任何和所有系统递送的siRNA吸收。”
Fambrough同意，RNAi治疗的下一个领域将是非肝组织。他说：“人们对多种疾病抱有浓厚的兴趣，而持续的需求还未得到满足。”
将新疗法推向应用阶段展望未来，与基于DNA的基因疗法相比，基于RNA的疗法的主要优势将继续引起人们对所有类型RNA治疗的兴趣。RNA结合了基于基因的治疗方法的优势和多功能性以及与基于DNA的基因治疗相关的（感知）风险的缺乏。该技术现已达到成熟水平，尤其是围绕RNA的稳定和传递，而即将到来的临床数据流将使该技术能够突破药物开发的主要阶段。”
Fambrough着眼于RNAi疗法，指出该技术虽然是治疗疾病的较新方法，但在过去的几年中已经经历了“成年”。他说：“我们不仅看到了该领域的首批批准，而且大型制药公司和大型生物技术公司对加入RNAi的兴趣也激增。”
参考文献：
1.X.Tang,et.al.Front.Oncol.,9:().2.MIT,“ThisRNA-BasedTechniqueCouldMakeGeneTherapyMoreEffective,”PressRelease,Oct.16,..AlnylamPharmaceuticals,“AlnylamAnnouncesFirst-EverFDAApprovalofanRNAiTherapeutic,ONPATTRO(patisiran)fortheTreatmentofthePolyneuropathyofHereditaryTransthyretin-MediatedAmyloidosisinAdults,”PressRelease,Aug.10,.4.FDA,“FDAApprovesGivosiranforAcuteHepaticPorphyria,”PressRelease,Nov.20,.
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