RNA 治療劑生物分布的監(jiān)管指南和臨床前工具

Moderna?和Pfizer/BioNTech?基于信使?RNA?的?COVID-19?疫苗的成功標(biāo)志著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)新篇章的開(kāi)始。然而，mRNA?療法的迅速興起導(dǎo)致監(jiān)管框架有些滯后。當(dāng)前的指南要么不適用，要么不提及?RNA?療法，要么沒(méi)有被廣泛接受的定義。這篇綜述描述了?mRNA/siRNA?療法的臨床前生物分布研究指南，并強(qiáng)調(diào)了?mRNA?疫苗的相關(guān)差異。

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現(xiàn)在，選擇任何的治療蛋白都可以幾周內(nèi)在?mRNA?水平編碼后封裝在脂質(zhì)納米顆粒?(LNP)?中，并得到臨床前數(shù)據(jù)的支持。幾個(gè)月內(nèi)，mRNA COVID-19?疫苗在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行了測(cè)試，并在一年內(nèi)推向市場(chǎng)。COVID-19?大流行被歐洲藥品管理局?(EMA)?和美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局?(FDA)?視為公共衛(wèi)生緊急事件，因?yàn)槟壳耙呙绲募磿r(shí)可用性超過(guò)了不太全面的制藥和臨床數(shù)據(jù)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)授權(quán)。因此，SARS-CoV-2?疫苗在歐洲獲得了有條件的上市許可，并在美國(guó)（US）獲得了緊急使用許可。與這些批準(zhǔn)相關(guān)的縮短時(shí)間與開(kāi)發(fā)和授權(quán)新藥的平均?10?年時(shí)間形成強(qiáng)烈對(duì)比。

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在這篇綜述中，“RNA?療法”是指小干擾?RNA (siRNA)?和?mRNA。值得注意的是，根據(jù)?EMA?和?FDA的定義，針對(duì)傳染病的預(yù)防性和治療性疫苗目前不被視為“基因治療藥物產(chǎn)品”或“基因治療產(chǎn)品”，。然而，疫苗和?RNA?治療的指南在許多討論點(diǎn)上是相似的。這篇綜述描述了?RNA?療法的生物分布研究指南，并強(qiáng)調(diào)了?mRNA?疫苗的相關(guān)差異。還討論了體內(nèi)?RNA?成像技術(shù)在滿足和/或補(bǔ)充?FDA、EMA、國(guó)際協(xié)調(diào)委員會(huì)?(ICH)?發(fā)布的監(jiān)管要求中的作用和國(guó)際藥品監(jiān)管機(jī)構(gòu)計(jì)劃?(IPRP)?。對(duì)于疫苗，EMA?參考了?WHO?指南，而?FDA?針對(duì)?COVID-19?大流行發(fā)布了自己的指南文件。因此，本?FDA?指導(dǎo)文件包含有關(guān)?mRNA?疫苗的最新指南，并將在大流行后進(jìn)一步更新。此外，WHO以及可能的國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu)，如?EMA?和?FDA都期望新的?mRNA?特異性指南。所有生物分布指南都不具有約束力，通常不如毒理學(xué)研究等嚴(yán)格，但申請(qǐng)人應(yīng)考慮可能適用其他具有約束力的國(guó)家和國(guó)際立法。

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針對(duì)傳染病的?mRNA?疫苗目前不被?EMA?和?FDA?等監(jiān)管機(jī)構(gòu)視為基因療法。相反，盡管它們的組成和生產(chǎn)過(guò)程與蛋白質(zhì)替代的?mRNA?療法相同，但它們被視為疫苗。事實(shí)上，許多基于?mRNA?的療法（包括?mRNA?疫苗）依賴重組?DNA?技術(shù)進(jìn)行體外轉(zhuǎn)錄模板生產(chǎn)。基于這一特性，幾乎所有基于?mRNA?的療法都應(yīng)歸類為?EMA定義的“基因療法藥物”（值得注意的是，這不適用于基于?siRNA?的療法，因?yàn)檫@些分子通常是化學(xué)制造的。此外，針對(duì)癌癥等非傳染性疾病的mRNA疫苗不被視為mRNA疫苗，而是基因治療產(chǎn)品。引人注目的是，這意味著針對(duì)人乳頭瘤病毒?(HPV)?誘導(dǎo)的惡性腫瘤的?mRNA?疫苗被歸類為基因療法，而使用相同的?mRNA?進(jìn)行?HPV?疫苗接種則將其歸類為疫苗。這種區(qū)別的基本原理（和含義）尚不清楚，但可能依賴于佐劑的附加作用和?mRNA?疫苗翻譯的外源蛋白的抗原性質(zhì)。盡管這些外源性蛋白質(zhì)不太可能在體內(nèi)具有生理功能，但這些疫苗旨在引發(fā)強(qiáng)大的持久免疫反應(yīng)，因此在生物學(xué)上不是惰性的。此外，mRNA?疫苗的所有非?mRNA?成分的組織生物分布和脫靶相互作用與其他?(m)RNA?治療劑相同。最后一點(diǎn)，基于病毒的?RNA?平臺(tái)（例如自擴(kuò)增或反式擴(kuò)增?mRNA）編碼包含病毒非結(jié)構(gòu)蛋白的復(fù)制酶復(fù)合物和選擇的治療性蛋白。前者是外源性的，會(huì)引發(fā)類似疫苗的免疫反應(yīng)，而后者在未來(lái)的應(yīng)用中既可以是外源性的，也可以是內(nèi)源性的。

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生物分布研究旨在深入了解注射藥物的下落。然后使用這些知識(shí)來(lái)幫助解釋藥物的藥理學(xué)或毒理學(xué)相互作用。解釋所有這些相互作用對(duì)于?mRNA?療法來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)檫@些新型藥物包含許多成分并在多個(gè)層次上進(jìn)行處理。例如，聚乙二醇化的?LNP?可能會(huì)引發(fā)免疫反應(yīng)，LNP?可以暫時(shí)使肝臟中的清除系統(tǒng)飽和，dsRNA?等雜質(zhì)會(huì)引發(fā)促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生并導(dǎo)致細(xì)胞處于抗病毒狀態(tài)，治療性?mRNA?可以充當(dāng)?miRNA?海綿，表達(dá)的治療性蛋白可以在體內(nèi)產(chǎn)生局部甚至遠(yuǎn)處的影響。此外，目前對(duì)?(m)RNA?療法的臨床前生物分布數(shù)據(jù)的規(guī)定含糊不清，沒(méi)有具體說(shuō)明，例如敏感性閾值。顯然，擴(kuò)大這種非常有前途的平臺(tái)技術(shù)的臨床應(yīng)用和公眾接受度將極大地受益于更強(qiáng)大的監(jiān)管框架。隨著申請(qǐng)臨床批準(zhǔn)的?(m)RNA?治療藥物數(shù)量迅速增加，從單一產(chǎn)品方法轉(zhuǎn)向更通用的指南可能成為必要。

生物分布研究被認(rèn)為對(duì)?mRNA?疫苗不太重要，因?yàn)樗鼈兺ǔＴ谄つw或肌肉中局部給藥。然而，肌肉內(nèi)注射的熒光素酶?mRNA?也會(huì)在肝臟中產(chǎn)生發(fā)光。因此，mRNA-LNP?或其蛋白質(zhì)產(chǎn)物是全身分布的，因此需要進(jìn)行藥代動(dòng)力學(xué)研究，包括生物分布（圖?1）。同樣，生物分布研究對(duì)于（非疫苗）mRNA?療法也不是嚴(yán)格強(qiáng)制的。隨著基于?mRNA?的?CRISPR/Cas9?療法的出現(xiàn)，這種觀點(diǎn)應(yīng)該重新考慮。此外，進(jìn)行臨床前生物分布研究可以通過(guò)優(yōu)化其他強(qiáng)制性實(shí)驗(yàn)（例如毒理學(xué)）來(lái)節(jié)省時(shí)間、金錢和動(dòng)物。

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定量全身放射自顯影目前是大多數(shù)?RNA?生物分布研究的首選方法。該技術(shù)提供了藥物分布的有價(jià)值的全身概覽，同時(shí)仍保持組織水平的分辨率。然而，使用過(guò)的放射性物質(zhì)需要專門的設(shè)施和訓(xùn)練有素的人員。此外，無(wú)法區(qū)分母體化合物及其代謝物/降解產(chǎn)物是一個(gè)相當(dāng)大的限制，特別是對(duì)于不穩(wěn)定的分子，如?RNA。最后，大多數(shù)標(biāo)記的?RNA?永遠(yuǎn)不會(huì)進(jìn)入細(xì)胞溶質(zhì)，因此在解釋毒理學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí)不一定相關(guān)。與小分子相比，這可能是新型?RNA?療法最重要的區(qū)別。因此，建議使用多模態(tài)成像和量化技術(shù)來(lái)充分評(píng)估?RNA?療法的生物分布。例如，可以通過(guò)使用熒光素酶或熒光蛋白的mRNA編碼序列來(lái)檢查胞質(zhì)mRNA的分布和翻譯。來(lái)自同一動(dòng)物的組織切片可用于通過(guò)雜交技術(shù)確定亞細(xì)胞?RNA?位置，并且（單細(xì)胞）RT-qPCR?可用于檢測(cè)微量的?mRNA（圖?2）。這些數(shù)據(jù)也可以與免疫組織化學(xué)結(jié)果相結(jié)合?；蛘? RNA?分子可以通過(guò)直接標(biāo)記它們來(lái)可視化,?例如,?熒光胞嘧啶和細(xì)胞溶質(zhì)?mRNA?傳遞可以用轉(zhuǎn)基因?Ai14?報(bào)告小鼠進(jìn)行評(píng)估。質(zhì)譜法是一種強(qiáng)大的技術(shù)，用于量化完整和退化的?siRNA，原位電離技術(shù)（例如，MALDI-FT-ICR-MS）將此信息與分布數(shù)據(jù)相結(jié)合。我們得出的結(jié)論是，這種快速發(fā)展的新型藥物需要采用多層方法來(lái)充分了解其生物分布和體內(nèi)特征。

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https://doi.org/10.1016/j.addr.2022.114236