PREFACE 前言

過去十年基于多種RNA技術(shù)的藥物（如RNA干擾和反義寡核苷酸）已經(jīng)上市，同時，下一代RNA（如環(huán)狀RNA）在新冠mRNA疫苗產(chǎn)業(yè)的帶動下彎道超車，掀起了另一波關(guān)注，成為近兩年全球醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)注的焦點和投融資的風(fēng)口。

（圖片來源：Whitehead Institute）

下一代RNA技術(shù)代表著一種發(fā)展迅速，可用于治療廣泛疾病領(lǐng)域的顛覆性治療模式。雖然尚處于早期，需要多年研究，但初創(chuàng)公司已從世界級的風(fēng)險投資機構(gòu)、大型醫(yī)藥公司和其他投資集團(tuán)籌集了高額資金。

2022年8月16日，默沙東宣布與環(huán)狀RNA領(lǐng)先企業(yè)Orna Therapeutics公司達(dá)成合作，下一代RNA賽道再度吸金超36億美金。

此外，多家中國企業(yè)也有布局，技術(shù)上和部分管線與國際企業(yè)齊頭并進(jìn)。

本文我們對相對較新、受資本高度關(guān)注的RNA療法——環(huán)狀RNA進(jìn)行了整理研究。

環(huán)狀RNA賽道梳理

1.1環(huán)狀RNA的發(fā)展

1976年，Sanger首先在植物類病毒中發(fā)現(xiàn)真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中存在環(huán)狀RNA分子。

1993年，Capel發(fā)現(xiàn)小鼠Sry (sex-determining region Y)基因的環(huán)狀RNA可能在小鼠睪丸發(fā)揮特定功能。

2013年，得益于高通量測序技術(shù)的發(fā)展，環(huán)狀RNA被大量發(fā)現(xiàn)。Nature雜志同一期刊登兩篇環(huán)狀RNA研究文章，自此相關(guān)研究快速增長，逐漸成為RNA領(lǐng)域新的明星分子。

截止到目前，環(huán)狀RNA發(fā)現(xiàn)已有40余年，近兩年，全球環(huán)狀RNA研究熱情再上新高度。2021年，環(huán)狀RNA領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)近40億元的融資規(guī)模，引起廣泛關(guān)注。

（資料來源：PharmaInvest數(shù)據(jù)庫）

1.2技術(shù)應(yīng)用

環(huán)狀RNA的特殊之處在于其結(jié)構(gòu)。與以5' 帽和3' 尾終止的線性RNA不同，環(huán)狀RNA相當(dāng)于線性RNA分子中的3'?和5'?端被連接形成了閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，失去了PolyA尾巴。

這使得環(huán)狀RNA能夠抵御細(xì)胞內(nèi)核酸酶的降解，提高RNA的表達(dá)時間和表達(dá)量，因此更為穩(wěn)定，免疫原性也更低。

環(huán)狀RNA具有重要的生物學(xué)功能，參與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展過程。例如作為天然小RNA(miRNA)海綿體吸附并調(diào)控miRNA的活性，與轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件結(jié)合或與蛋白互作調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄等。

已有研究表明，環(huán)狀RNA與糖尿病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病和癌癥等疾病相關(guān)。環(huán)狀RNA的廣泛表達(dá)和疾病調(diào)控機制不僅有望成為這些疾病的臨床診斷生物標(biāo)志物，也可以作為疫苗和治療手段。

1.3 行業(yè)優(yōu)勢

相較于線性mRNA，環(huán)狀RNA技術(shù)相當(dāng)于mRNA2.0，在生產(chǎn)、遞送和治療效果方面更具有優(yōu)勢。

環(huán)狀RNA最大的潛力是能實現(xiàn)mRNA無法實現(xiàn)的藥物需求。因環(huán)狀RNA獨特的構(gòu)象，其在生物體內(nèi)非常穩(wěn)定，故其能夠長時間的持續(xù)表達(dá)蛋白。

此外，環(huán)狀RNA免疫原性也更低，不需要核苷酸修飾來避免先天性免疫應(yīng)答，與修飾的線性mRNA相比，純化的未修飾的環(huán)狀RNA可避免誘發(fā)TLR/RIG-I介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。

憑借高穩(wěn)定性和低免疫原性這兩大特點，環(huán)狀RNA能夠延長給藥頻率，比mRNA更適合于長效性的RNA療法開發(fā)。

環(huán)形RNA還能夠通過設(shè)計與優(yōu)化來實現(xiàn)在特定組織的高效表達(dá)，對藥物的副作用形成巨大助力。這意味著，即便進(jìn)入非目的的細(xì)胞組織，特異性表達(dá)也能夠降低環(huán)形RNA在其他細(xì)胞中產(chǎn)生的副作用。

另一方面，環(huán)狀RNA的制備工藝更加簡單、遞送更加靈活、生產(chǎn)和運輸保存成本更低，因此產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢更加明顯，是下一代新型藥物開發(fā)的理想平臺。

1.4行業(yè)格局

如今，越來越多的創(chuàng)新企業(yè)便希望利用環(huán)狀RNA的以上特點，超越mRNA技術(shù)。

Orna公司開發(fā)的基于環(huán)狀RNA的CD19 CAR-T療法已經(jīng)進(jìn)入臨床階段。由于該療法直接體內(nèi)產(chǎn)生經(jīng)過修飾的免疫細(xì)胞，若臨床成功無疑有望克服現(xiàn)有體外CAR-T療法制備周期長、成本高、安全性等障礙。

此外，該公司還布局了DMD管線，首次使用非病毒遞送方式，將編碼全長抗肌萎縮蛋白（dystrophin）的環(huán)形RNA遞送到了人類細(xì)胞內(nèi)部，并且表達(dá)抗肌萎縮蛋白，為DMD患者帶來了希望。

在去年獲得4.4億美元高額融資的Laronde與Orna therapeutics的藥物研發(fā)原理大致相同，均采用IRES（核糖體進(jìn)入位點）技術(shù)激活eRNA翻譯，但兩者主要研究及應(yīng)用方向存在一定差異。

（信息來源：藥明康德）

Laronde旨在通過AI的方法搭建eRNA?藥物研發(fā)及治療平臺。該公司的模塊式環(huán)形RNA設(shè)計讓它可以通過替換需要表達(dá)的轉(zhuǎn)基因模塊，讓環(huán)形RNA表達(dá)任何類型的蛋白。

（圖片來源：Laronde）

國內(nèi)企業(yè)也在前進(jìn)。目前，以環(huán)碼生物、圓因生物、吉賽生物、科銳邁德為代表的環(huán)狀RNA新銳先后成立，紛紛打造了環(huán)狀RNA技術(shù)平臺，與海外企業(yè)齊頭并進(jìn)。

SUMMARY小結(jié)

新冠疫情給mRNA的發(fā)展助推了一把，并延伸到其他RNA領(lǐng)域，給行業(yè)帶來了新風(fēng)口。環(huán)狀RNA自發(fā)現(xiàn)以來已有40余年，該領(lǐng)域也受到了默沙東等制藥巨頭的看好，這意味著下一代RNA相關(guān)療法的曙光已現(xiàn)。

參考資料：

1.https://www.biopharmadive.com/news/rna-next-gen-drugs-technology-biotech-startups/630203/2.tRNA therapeutics burst onto startup?scene https://doi.org/10.1038/s41587-022-01252-y3.Circular RNAs: Characterization, cellular roles, and applications https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.04.0214.Therapeutic promise of engineered nonsense suppressor tRNAs https://doi.org/10.1002/wrna.1641