寡核苷酸：機遇、產品線與挑戰

自上世紀70年代起，寡核苷酸治療的研究就取得了顯著的進展，然而時隔50年，美國食藥監局（FDA）只批準了3種寡核苷酸藥物。盡管如此，對于這一領域的研究仍保持強勁勢頭，目前有約135 種寡核苷酸藥物正處于不同的臨床試驗階段，且臨床獲益非常令人期待。

承諾與機遇

到底是什么讓寡核苷酸具有如此大的吸引力？盡管這類產品的療法多種多樣，但以下幾點讓人感到精神振奮并甘愿為之奉獻：

◆ 寡核苷酸可以為多種疾病提供有效的治療方案。

◆ 當小分子或蛋白質治療無效時，寡核苷酸可以對蛋白質進行靶向干預，從而提升治療的有效性。

◆ 寡核苷酸可以從分子水平干擾核糖核酸（RNA）的功能，對于特定的異常基因可以進行靶向鎖定、操縱、失表達和/或調節。

◆ 寡核苷酸能改善免疫系統，它為現有治療方法無效的多種自身免疫性疾病提供了有效的治療方案。

◆ 寡核苷酸是經化學修飾的RNA 或DNA 所合成的片段，因此，它比很多用于細胞治療及生物治療的產品更適合大規模規范化（GMP）的商業生產。

◆ 寡核苷酸的副作用比其他類別的藥物更少、更可控。

◆ Ryszard Kole 在1993年的報告中稱寡核苷酸能用于調節前信使mRNA（pre-mRNA）的剪接。研究人員針對治療杜氏肌營養不良癥（DMD）做了大量的工作，包括治療引發DSD的剪接突變。除此以外，其他大量疾病也將從中獲益。

◆ 理論上，和小分子藥物及大分子生物藥物相比，寡核苷酸藥物的設計和研發更為直接。

由于寡核苷酸的市場相對來說還比較新，因此很難準確推測出其市場規模，但無論怎樣，所有證據都顯示未來這個市場將快速增長、充滿活力，前途一片光明。預計從2015年至2020年，寡核苷酸合成市場規模將從10.8億美元增至19.2億美元，年復合增長率（CAGR）高達10.1%。

雖然只有極少數寡核苷酸藥物獲批上市（目前美國只有3個產品獲批），但并不影響我們近距離觀察這個業界翹楚。如Ionis 制藥公司（原Isis 制藥公司（2015 年前）），在其創立的25 年間，Ionis 公司一直致力于寡核苷酸藥物的研發，特別是反義寡核苷酸（ASO）治療。盡管Ionis公司大部分的季報顯示公司仍處于虧損狀態，但從股市的反饋來看，未來它的走勢亦或強勁。Ionis公司（IONS）的股票在過去的4年分別跑贏了納斯達克綜合指數和納斯達克生物技術指數。

盡管寡核苷酸市場不如其他領域那樣可以預測，但根據業內專家的反饋、投資額的增長以及各類研發活動來看，它在未來還是大有可為的。但這并不意味著今后會毫無坎坷、一馬平川。

挑戰

寡核苷酸的未來會面臨重重困難，在這里我們僅關注其中的4點：使能技術、治療的多元化、給藥挑戰和監管的復雜性

使能技術

反義寡核苷酸（ASO）治療是目前所有寡核苷酸產品中最具希望且最成功的。本文開始曾提到，大家普遍認為新寡核苷酸時代及反義寡核苷酸（ASO）的出現是從上世紀70年代開始的，即在諾貝爾獎獲得者Gobind Khorana 公開發表了他突破性的工作之后。

自上世紀70 年代起，在歷經早期發展和關鍵性的突破后，反義寡核苷酸（ASO）治療從90 年代起成為充滿希望的商業化治療方案。但與此同時，供應鏈的脫節限制了合成技術的應用從而嚴重影響了產品的正常供應，而分析技術還不夠成熟，分析儀器技術發展的滯后不足以支撐整個市場的需求。

先進的分析技術能更好對目標寡核苷酸及代謝產物進行定性和定量的分析，這是非常重要的使能技術。如，前幾年開始應用的新液相色譜- 質譜聯用（LC/MS）技術就同時使用了低水平的三乙胺（TEA）和六氟異丙醇（HFIP）作為流動相緩沖。這個技術在反相分離中提高了質譜（MS）靈敏度。當然，僅靠高效液相色譜（HPLC）是不夠的，還有很多其他重要的先進分析法，如，高分辨率和豐富的質譜表征（MS）
也是非常必要的。

除了分析法的局限性，它價格昂貴，也不易生產出化學修飾的寡核苷酸，因此產量非常少，從而導致了供應鏈的脫節及庫存的吃緊。不過業界領袖正在不遺余力的投入資源以期改善生產效率和提高產能。

Ionis公司主席、CEO兼總裁Stanley T. Crooke博士在2014年的年報中說：“通過改進若干特定的化學過程可以擴大產能，同時能在很大程度上減少寡核苷酸的生產成本。如，通過提高生產效率來大幅度減少原材料的成本，同時增加產能。通過內部研究、制定發展規劃和與外部供應商的合作，我們能進一步提高效率和減少成本。”

寡核苷酸類產品治療的多元化

核酸分子比傳統的小分子更大并帶有電荷，因此能否被靶向器官和細胞有效吸收成為研發的制勝關鍵。因此，核酸分子的大小需要經過縝密研究，并允許一定范圍的化學修飾，同時不能改變其作用機制。

核酸藥物的分類可以根據其結構的不同（單鏈或雙鏈）、按分子量的不同（2,400-16,000）或按分子大小/ 核苷酸數和負電荷數等。這些差異可以形成多種不同的作用機制，即藥物分子與靶向mRNA、細胞和組織之間進行不同的相互作用。

如，有限的化學修飾可以較少的干擾RNA，同時允許細胞內必要的蛋白質識別寡核苷酸分子。與之相反，反義寡核苷酸允許較自由的化學修飾，修飾了分子內的糖環，但限制了RNase H 的活性從而抵抗寡聚物的側接（即gapmers）。

鑒于分子特性和作用機制的多元化，如果為了方便監管而把這類治療籠統的歸成一大類，顯然并沒有意義。

給藥及毒理學的挑戰

盡管寡核苷酸有著臨床優勢，但如何在體內持續有效的給藥仍是個難題，特別是如何把寡核苷酸送達至靶向組織的靶向細胞內的同時保留其活性。

SIDEBAR核酸分子比傳統的小分子更大且帶有電荷，因此能否被目標器官和細胞有效吸收成為在研藥的制勝關鍵。因此，核酸分子的大小需要經過縝密研究，并允許一定范圍的化學修飾，同時不能改變其作用機制。

目前研究人員正在探索不同的解決方法，如：現有寡核苷酸的化學修飾、嘗試脂質或納米聚合物載體及寡核苷酸與受體靶向載體的結合，如：碳水化合物、多肽和核酸適體。脫靶效應也是一個由來已久的、持續關注的重點，可喜的是在這方面的研究已經取得了長足進展，并且會持續進行下去。

監管的復雜性

對于寡核苷酸研發的監管，其考量因素顯而易見：顯著的效果/療效、藥物在體內的穩定性、良好的藥代動力學（PK）、良好藥效學（PD）、最大程度的減少脫靶效應、產品的安全性等。由于寡核苷酸介于小分子和大分子生物制劑之間，因此需要創立一套新的監管方式。

雖然寡核苷酸藥物非常多元化，但都通過化學合成，因此在合成方法上有諸多相似之處。現在爭論的核心是，寡核苷酸在實際生產中和其他小分子藥物相似，但在體內的相互作用更接近典型的生物療法。

就療效而言，不得不承認寡核苷酸的治療非常獨特，它為治療/臨床做出了顯著的貢獻。它根據分子特性量體裁衣，提供個性化的解決方案、通過細胞層面來鎖定目標，而非尋找一個不存在的通用解決方案。盡管這一方法在很大程度上幫助了寡核苷酸治療技術的發展，但如何監管并適時創新相對滯后。

盡管在制定寡核苷酸治療相關的監管時困難重重，FDA還是發布了推薦使用合成的寡核苷酸并批準了相關藥物：“關于考慮提交基于寡核苷酸治療的藥物申請的治療化學、生產和控制（CMC）信息。”

由于沒有明確的監管政策，世界兩大藥品監管機構，美國藥監局（FDA）和歐洲藥品管理局（EMA）對于如何監管寡核苷酸也有分歧。在反復爭論后，FDA決定把這類藥物歸為小分子藥物，并由其藥物評價和研究中心（CDER）負責管轄。

但在EMA看來，寡核苷酸治療更適用于“集中化管理”，而非“雙邊互認”管理。集中化管理允許在歐盟內進行銷售授權。集中化管理要求藥物借鑒生物技術生產、孤兒藥的生產、含有新的活性物質且用于艾滋病、腫瘤、神經退行性疾病或糖尿病治療的藥物生產，即2004年5月20日（（EC）726/2004 號文生效日）之前未被授權的。

相比之下，任何由歐盟成員國授予的本國銷售授權，其授權申請在其他成員國相之間亦可互認。

而爭論的焦點在于這種監管性質并不理想，由于療效的確定性，獲益患者眾多，當然我們有理由樂觀地認為這個問題總會得到及時的解決。

產品線

目前FDA已經批準了3個寡核苷酸藥物，其中2個分別是福米韋生（Vitravene）和米泊美生（Kynamro），均由Ionis公司（原Isis 制藥公司）研發，主要以RNase H為介質，裂解靶向RNA。第3個被批準的寡核苷酸是哌加他尼（Macugen），由OSI和輝瑞共同研發。

近年來寡核苷酸治療的發展勢頭強勁，市場趨于成熟，產品線中包括一大批待上市的新藥。

目前有30多個企業的135種寡核苷酸藥物正在臨床試驗階段（ClinicalTrials.gov）。在這135種藥物中，有37種處于開放階段，包括主動入組、未入組和僅通過邀請入組等。剩余的研究有的已經完成，有的中止，而在完成的研究中，有些臨床結果非常令人振奮。

很多注冊的臨床試驗用的是反義寡核苷酸或siRNA，主要針對不同類型腫瘤的治療。當然，還有其他疾病可以從中獲益，包括影響眼睛和肝臟的疾病、杜氏肌營養不良癥、艾滋病、間皮瘤、類風關等。

Ionis公司無疑是這一行業的領軍企業，它獨立研發或和戰略伙伴合作研發的產品超過所有產品線的25%，或者說有33%的產品在臨床試驗階段。以下Ionis2014年的年報揭示了寡核苷酸產品研發的歷程。

Ionis公司主席、CEO兼總裁Stanley T. Crooke博士在2014年的年報中說：“2014年是我們公司成立的第25周年。和大部分產品研發一樣，我們的產品研發一路伴隨著很多偉大的時刻，歷經了高潮和低谷，感受過失望和成功，我們現在處于（Ionis）起步期的尾端。經過了25年的風風雨雨，我想我們能自信的宣布反義技術時代的來臨，它為醫學進步作出了重要的貢獻，并將為多種疾病的患者帶來顯著的臨床獲益。”

從Crooke博士的聲明中可以看出，我們應該牢記藥物研發的長期性。而今，仍有很多治療方法在研發的最后階段中顯示臨床的實際獲益和先前理論上的顯著獲益之間相去甚遠。因此，我們有理由相信寡核苷酸治療的研發和商業化仍將繼續下去，且勢頭強勁，通過研發，越來越多的使能技術將用于這一代藥物。

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