核酸药物主要分为小核酸药物和mRNA两大类，小核酸药物，即寡核苷酸药物，包括反义核酸(ASO)、小干扰核酸(siRNA)、微小RNA(miRNA)、核酸适配体(Aptamer)及其他。mRNA产品可分为mRNA疫苗和mRNA药物。

核酸药物拥有明显优势。传统的小分子化药和抗体药物多是通过与靶点蛋白结合发挥作用，但两者的研发受到靶点蛋白可成药性的限制，而核酸类药物是通过与蛋白质表达相关的基因进行调节，对细胞内外和细胞膜蛋白均可发挥调节作用，而且多数核酸类药物的作用基础是碱基互补配对原则，只需知道靶基因的碱基序列，核酸药物的序列设计就较为容易。

然而，其不稳定性、免疫原性、细胞摄取效率低、内吞体逃逸难等缺陷限制了核酸药物的发展，为了解决核酸药物分子本身相关的挑战，开发能够促进核酸吸收到靶细胞的递送载体系统成为关键。这些递送载体需要克服细胞外和细胞内的屏障，耐受血液中的核酸酶活性，增强和协助核酸药物细胞摄取，并在进入细胞后促进核酸药物内体逃逸。

早期研究多使用病毒作为递送核酸的载体，临床实验使用的病毒载体包括：腺病毒(Ad)、腺相关病毒(AAV)、慢病毒(LV)、单纯疱疹病毒(HSV)等。然而，一些病毒载体的不良特性，包括潜在的致癌性、高免疫原性等会导致严重的临床不良事件，影响了对病毒载体临床应用的研究。随着材料和制备技术的发展，价格低廉、易合成、易纯化、具有高转染效率和低免疫原性的非病毒载体成为递送核酸药物的“最佳候选人”。

GalNac(N-乙酰化的半乳糖胺)偶联修饰，是当前最常用的核酸药物递送系统， GalNac是一种乳糖类似物通过将GalNac以三价态的方式共价偶联至核酸3‘末端构成。

GalNac-siRNA偶联化合物经皮下注射后，能够迅速通过循环系统进入肝脏，之后经ASPGR受体介导快速被肝脏细胞内吞，并在溶酶体中积聚、缓慢释放，持久不断地装载到RNA诱导沉默复合体(RISC)上，从而实现长效抑制作用。

目前，GalNAc修饰的药物主要有GalNAc-反义核酸(ASO)与GalNAc-siRNA，由于治疗上有效的ASO已经是经过大量修饰的，因此递送载体并不是必须的。而siRNA因为其本身容易降解，所以多采用载体递送技术。目前，利用GalNac技术上市及进入临床阶段的药物可见表1。

脂质纳米颗粒(Lipid Nanoparticle，LNP)，是脂质载体给药系统中的重要技术之一。

目前利用LNP技术已有三款上市药物及十几款临床期的药物，下表列举了一些代表性的药物。

表2. 利用LNP技术上市及临床的代表药物

阳离子聚合物因其易于合成和灵活的特性，成为非病毒基因递送载体的另一个主要类型。聚合物可以与核酸结合，在生理pH下形成多聚复合物，以促进基因递送。通常情况下，聚合物纳米颗粒具有带正电的单元，可促进与核酸的静电结合。此外，通过使用可降解的连接物，也可实现核酸与聚合物的共价连接。常见的聚合物材料包括聚乙烯亚胺(PEI)、壳聚糖(CS)。

另一类递送RNA的聚合物，称为树枝状大分子(dendrimers)。这些大分子以一个核心分子为中心，通过重复增长反应合成具有高度分支的聚合物。携带阳离子基团的树枝状大分子，可以与RNA生成复合物。已有研究显示，它们可以将RNA递送到中枢神经系统，将siRNA递送到肝脏内皮细胞中。改造树枝状大分子的结构，可以保护核苷酸不被酶降解。

siG12D-LODER是一种可生物降解的聚合物基质，含有针对KRASG12D的siRNA。目前，诺华正在针对siG12D-LODER进行二期临床研究，以测试siG12D-LODER与化疗药物(如吉西他滨和紫杉醇)联合治疗局部晚期胰腺癌患者的疗效。

• 1、金纳米颗粒
  

金纳米粒子具有独特的光学特性、合成简单和表面功能化的特性，可通过共价或非共价缀合与核酸选择性协同修饰。核酸链通过硫醇基团共价连接到金纳米颗粒核心上(通常为13-15 nm)。这一策略可用于DNA和siRNA，它们可以直接连接到金核或聚合物修饰的金核上。

球形核酸(SNA)是由排列在小球形金纳米颗粒表面的核酸组成。目前该平台药物NU-0129正在进行一项复发性胶质瘤的临床1期的研究。NU-0129穿过血脑屏障一旦进入肿瘤，核酸成分就能够靶向一种名为Bcl2L12的基因。研究人员认为，用NU-0129靶向Bcl2L12基因，将有助于阻止胶质瘤的生长。

• 2、二氧化硅纳米颗粒

二氧化硅纳米颗粒(直径100-250nm)，由于其良好的生物相容性和可调性而被用于核酸递送。通常，核酸分子通过弱的非共价相互作用，被装载到二氧化硅纳米颗粒中。小孔(2.5-5 nm)的二氧化硅纳米颗粒适合于传递小的siRNA。

• 3、氧化铁纳米颗粒

氧化铁纳米颗粒(由Fe₃O₄或Fe₂O₃组成)具有一定尺寸的超顺磁性，作为输送载体和基于磁热的疗法显示出了成功的效果。阳离子氧化铁纳米颗粒与阴离子核酸药物，通过静电相互结合。50-100nm的脂类包裹的氧化铁纳米颗粒，显示出最佳的siRNA递送活性。

外泌体是内涵体来源，经由多泡体与质膜融合以后释放到细胞外的，直径介于50-150nm之间的膜性囊泡状小体。外泌体内部含有多种生物学大分子，包括蛋白质、核酸和磷脂等。

外泌体可在细胞间传输各种各样的生物大分子，因此作为一种药物递送方式，具有显著的先天优势：

首先，外泌体是“天然驯化”的纳米载体，本身内含多种有效成分，因此可以适用的负载药物成分类型非常丰富，包括小分子、核酸和重组蛋白等；

其次，外泌体是内源性的纳米颗粒，免疫源性较低，因此安全性高；

第三，外泌体可以循环至人体所有的腔室，具有比较好的组织选择性；

最后，可以对外泌体进行复杂的工程化改造，通过基因或者化学等方式，对外泌体的成分以及生物学功能进行调控，从而能够更好地服务于我们的治疗目的。

表3. 外泌体递送核酸药物研究情况

目前已上市的核酸药物递送采用的技术，无法解决特定组织的靶向性问题，多肽可以解决许多其它递送系统无法解决的问题。非天然氨基酸的化学修饰，极大地提高了多肽药物在体内的半衰期，环肽技术发展增加了多肽结构的刚性、环肽与靶蛋白接触面积大增强其亲和力，PDC药物具有强力的肿瘤穿透性、无免疫原性、肾代谢等特点。

目前，Ionis、Alnylam 、Entrada Therapeutics等公司纷纷建立多肽核酸偶联药物平台，多肽核酸偶联物未来可期。

科学大牛张锋创立的Aera Therapeutics推出了一种名为蛋白纳米颗粒(Protein Nanoparticles，PNP)的新型递送平台，利用内源性人类蛋白质，解决当前递送技术的局限。

专注于RNA疗法的生物技术公司Altamira Therapeutics宣布，其正在研发一种新颖的基于肽的SemaPhore纳米颗粒技术平台。该递送平台被设计用于通过全身或局部给药，可安全有效地将寡核苷酸如siRNA以及mRNA递送到靶细胞中。目前，该公司基于此平台已建立了2条在研siRNA项目临床前管线，用于治疗KRAS驱动癌症和类风湿性关节炎。

参考文献：

撰稿人 | 幻目 药渡

责任编辑 | 胡静

审核人 | 何发