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奥科生物
小干扰RNA(siRNA)通过RNA干扰(RNAi)通路在转录后水平沉默靶基因,是近20年最重要的核酸药物模式之一。然而天然siRNA在体内存在血清核酸酶快速降解、肾脏快速清除、组织/细胞摄取效率低、固有免疫激活、脱靶效应与5'端去磷酸化等多重障碍。化学修饰——从磷酸骨架、核糖2'位、碱基、末端到共价偶联——是把这些"脆弱的小分子"转化为可成药、可每月甚至每半年一次给药的"超长效疗法"的根本途径。本文系统梳理siRNA上各类化学修饰的结构、机制与意义,并逐条对照6款已上市siRNA药物的具体修饰方案,以期为研发与教学提供一份可检索、可对照的综合性参考。
一
引言:siRNA的化学脆弱性与修饰的必要性
siRNA通常由21–23 nt的引导链(guide / antisense strand)与随从链(passenger / sense strand)组成双链结构,两端各带2 nt的3'突出端。其药理作用依赖于RNA诱导沉默复合体(RISC)的组装:引导链5'端磷酸化后被Argonaute-2(Ago2)的MID与PIWI结构域识别,PIWI结构域以"内切核酸酶"活性切开mRNA中与引导链第10–11位相对的磷酸二酯键,从而实现转录后基因沉默。
未经修饰的天然siRNA在体内面临以下基本障碍,这些障碍直接决定了化学修饰的必要性:
核酸酶降解:血清中的RNase A超家族与3'外切酶可在数分钟内降解裸siRNA,半衰期通常不足10分钟。
5'端去磷酸化:5'磷酸是Ago2装载的关键识别基团,但血液和组织中的磷酸酶会快速去除5'磷酸,使siRNA无法被RISC有效利用。
肾清除与药动学差:裸siRNA分子量约13–14 kDa但亲水性强,几乎经肾小球滤过迅速排出,组织暴露极低。
细胞摄取低:siRNA带强负电荷、亲水,难以自发穿越细胞膜,且缺乏内体逃逸机制。
固有免疫激活:dsRNA可被TLR3(内体)、TLR7/8(浆细胞样树突状细胞)、RIG-I、PKR、OAS等模式识别受体识别,诱发IFN-α/β与炎症因子释放。
脱靶效应:"种子区"(seed region,引导链2–8位)与3'UTR部分互补可导致大量miRNA样脱靶;随从链若被错误装载也会产生非靶效应。
因此,siRNA药物研发的核心命题就是:如何通过化学修饰同时改善稳定性、药动学、靶向递送、免疫相容性与特异性。下面各节按"修饰化学位置"组织,逐一展开。
二
siRNA化学修饰的核心目标
尽管修饰种类繁多,其目的可归纳为五大目标,理解这些目标有助于反向理解每一类修饰的存在意义:
三
修饰类型全景与分类框架
为方便检索与对照,本文按"化学位置"将siRNA的修饰分为五大类,每类对应一种色标:骨架
磷酸骨架(磷酸二酯键的取代变体)糖基
核糖(特别是2'-位与4'-C位)的取代与桥联碱基
碱基环上的化学修饰(嘧啶C5位、嘌呤N位等)末端
链端帽、反向连接、5'磷酸模拟共价偶联
与配体(糖、脂、肽、蛋白)通过共价键连接的偶联修饰
注意:许多siRNA药物并非单一修饰,而是按"修饰配方"(chemistry pattern)将多种修饰在双链上协同布局,这一"组合化学"思路是当前主流平台(如Alnylam的ESC、ESC+、Dicerna的GalXC)的核心。所有共价偶联的配体(GalNAc、胆固醇、抗体等)均通过化学共价键(C–N、C–O、C–S或二硫键等)与siRNA末端或链内特定基团相连,因此本文统一采用"共价偶联修饰"这一更精确的术语。
四
磷酸骨架修饰
骨架修饰的本质是用非天然连接键替换磷酸二酯中"非桥联氧",旨在提升对核酸酶的抗性、调整亲脂性与电荷,但须兼顾RISC识别与Ago2切割活性。
4.1 硫代磷酸酯(Phosphorothioate, PS)
将磷酸二酯中"非桥联氧"用硫原子替换得到硫代磷酸酯(PS)。这是核酸药物应用最广、最重要的骨架修饰之一,也是几乎所有已上市ASO与siRNA的"基础动作"。
结构:P=O → P=S(仅非桥联位);产生手性磷中心(R / S混合物)。
核心意义:
显著提升对3' / 5'外切与内切核酸酶的抗性,是双链"端段"(5'与3'末端1–3位)的首选保护;
增强与血浆蛋白(如白蛋白)结合,从而减缓肾清除、改善药动学;
带更强负电荷密度,有助于组织摄取与某些受体内吞。
在siRNA上的典型用法:通常仅在双链每端1–3个核苷酸间引入PS("PS cap"),不建议整链全PS化——因为过多PS会降低RISC切割效率、增加固有免疫激活(TLR)与肝肾毒性(凝血、补体激活)。
应用药物:Patisiran、Givosiran、Lumasiran、Inclisiran、Vutrisiran、Nedosiran均在末端外显/外隐区域使用PS骨架(典型每端2个PS)。
设计提示:PS是双刃剑。引入过少→稳定性不足;引入过多→RISC切割活性下降、TLR7激活与肝毒性增加。当前共识为"末端1–3位PS + 内部少量PS",避免种子区过度PS化。
4.2 硼代磷酸酯(Boranophosphate)
用硼原子(−BH3)替代非桥联氧得到硼代磷酸酯,电荷从−1减至0(中性),亲脂性提高。
意义:对核酸酶抗性强(与PS相当),同时保留RISC装载能力;电荷中性有助于跨膜。
局限:合成与稳定化学不及PS成熟,规模化生产受限;碱基负载可能下降,目前主要在研究阶段。
4.3 甲基膦酸酯(Methylphosphonate)与二硫代磷酸酯
甲基膦酸酯:非桥联氧替换为−CH3,整体中性电荷。曾广泛用于早期ASO,但因影响RNAi切割活性、合成手性差,在siRNA上极少整链使用,仅在末端或研究性修饰中偶见。
二硫代磷酸酯(Phosphorodithioate, PS2):两个非桥联氧同时被硫取代。对核酸酶抗性更强、带更强负电荷;研究显示可显著提高某些siRNA活性与稳定性,但规模化合成与毒性数据有限。
4.4 氨基磷酸酯与其它骨架变体
3'-氨基磷酸酯:用−NH−替代3'-O桥联氧,可显著提升3'端对核酸酶抗性;偶见于早期siRNA 3'端保护设计。
磷酸三酯:将剩余非桥联氧烷基化,得到中性、亲脂性磷酸酯;主要用于5'磷酸保护或递送辅助。
肟甲基磷酸酯、酰胺连接键等多在ASO / 空间位阻反义研究中使用,siRNA应用较少,列此以备查。
相关概念:肽核酸(PNA)与吗啉代寡核苷酸(PMO)虽然广义属"骨架修饰产物",但它们替换的是整个"糖–磷酸骨架",结构上已非天然RNA,主要通过空间位阻阻断翻译,不进入RISC切割通路,因此严格意义不属于siRNA的化学修饰,常用于剪接转换ASO(如eteplirsen)。
五
核糖(糖基)修饰
核糖修饰是siRNA化学修饰中变化最丰富、最关键的一类。绝大多数集中在2'-位,因为2'-OH是RNase A类切割的关键亲核位点,2'-OH同时也参与A型螺旋构象稳定(C3'-endo)。好的2'修饰须同时满足:抗核酸酶、保留A型螺旋、不破坏Ago2切割活性、降低免疫原性。
5.1 2'-O-甲基(2'-O-Methyl, 2'-OMe)
2'-OMe是RNA中存在的天然修饰(见于tRNA、snRNA),将2'-OH替换为−OCH3。
结构与构象:保留C3'-endo(A型螺旋),对RISC兼容性好。
核心意义:
显著提升对内切 / 外切核酸酶抗性;
降低TLR7 / 8与RIG-I识别,降低IFN反应;
提高靶mRNA亲和力(ΔTm约+1–2 °C / 修饰),同时仍可被Ago2正常切割。
使用方式:几乎在所有siRNA药物中作为"主力修饰"广泛分布,可与2'-F交替使用形成"OMe / F交替模式"。
代表药物:Patisiran、Givosiran、Lumasiran、Inclisiran、Vutrisiran、Nedosiran均大量使用2'-OMe。
5.2 2'-氟代(2'-Fluoro, 2'-F)
将2'-OH替换为氟原子(−F)。氟原子体积小、电负性高,可锁定C3'-endo构象,是少数能与2'-OMe并列的"主力2'修饰"。
核心意义:
极强的核酸酶抗性(强于2'-OMe);
提升对靶mRNA亲和力(ΔTm约+1–4 °C / 修饰,对嘧啶尤其明显);
改善siRNA在体内的活性与持久性。
使用方式:通常与2'-OMe交替分布,避免种子区过强亲和导致脱靶。
注意事项:2'-F在嘧啶位(U / C)效果最显著;大量使用时需关注潜在肝 / 肾蓄积与慢性毒性数据。
代表药物:所有6款上市siRNA药物均大量使用2'-F。
5.3 2'-O-甲氧乙基(2'-O-Methoxyethyl, 2'-MOE)
2'-O−CH2CH2OCH3,是ASO(如inotersen、mipomersen、nusinersen取代物)上最成功的2'修饰之一。
意义:对靶RNA亲和力提升显著(ΔTm约+2–5 °C),抗核酸酶极强,可大幅延长体内半衰期。
在siRNA上的位置:更多见于ASO,因立体位阻较大、对Ago2切割有轻微影响,siRNA中较少整体使用,主要用于个别关键位点或研究性设计。
5.4 2'-脱氧-2'-氟代阿拉伯核酸(FANA, 2'-F-ara-N)
2'-F但糖基构象为B型(arabino构型,2'-F处于"下方"),由Eckstein实验室等开发。
特点:能形成杂合双链;对RNase抗性强;其gapmer形式在ASO上已成功。
在siRNA:可作为引导链或随从链部分位点的修饰,研究显示能维持RNAi活性并提高稳定性,但临床转化不及2'-F / 2'-OMe广泛。
5.5 锁核酸(Locked Nucleic Acid, LNA / BNA)
LNA通过2'-O与4'-C之间的亚甲基桥"锁住"糖基为C3'-endo构象,是最强RNA亲和力修饰之一。
意义:每引入1个LNA,Tm可提升+2–8 °C,显著提高靶亲和力与抗酶性。
siRNA应用:
少量(1–2个)LNA置于种子区或端段可提高活性、降低脱靶;
过多LNA会过度提升亲和力、抑制Ago2切割、潜在增加毒性(肝肾、免疫);
常作为5' / 3'端帽或种子区"锁定"工具。
变体:cMOE(constrained MOE)、ENAM(ethylene-bridged nucleic acid, EBNA)、AM1等约束型BNA,旨在平衡亲和力与毒性。
上市状态:LNA在siRNA上市药物中尚未作为关键修饰出现,但在ASO(如inotersen早期版本)与诊断探针中广泛应用。
关键注意:LNA虽能"提升Tm",但过强亲和力 = 脱靶扩大 + 毒性风险。LNA在siRNA上的设计需精确控制位置与数量。
5.6 解锁核酸(Unlocked Nucleic Acid, UNA)
UNA去掉糖C2'–C3'之间的键,使糖环"开锁",构象灵活。
意义:降低局部Tm(约−5 ~ −8 °C / 修饰),用于降低种子区亲和力、降低miRNA样脱靶,或调整双链稳定性以利于随从链选择性去除、引导链选择性装载。
典型应用:种子区引入1个UNA可显著降低脱靶而不损失靶活性;亦用于5'端"打断"以辅助链选择。
5.7 其它2'位修饰与4'位修饰
2'-O-氨基乙基(2'-Aminoethyl, AE):引入正电荷氨基,可与负电骨架部分中和、提升摄取与亲和力;研究阶段较多。
2'-叠氮(2'-azido)、2'-氨基(2'-amino):常作为"功能化手柄"用于后续偶联(点击化学等)。
2'-脱氧(DNA):siRNA中以"gap"形式偶有出现,但更典型见于gapmer ASO;siRNA中纯DNA段会降低稳定性,慎用。
2'-氟代-2'-C-甲基(2'-F-2'-C-methyl):Alnylam专利修饰之一,曾用于部分早期候选物;旨在抑制TLR并提升稳定性。
4'-C修饰(如4'-C-OMe、4'-C-bridged):4'位桥联可形成约束糖构象,研究性较多。
其它:2'-O-(2-{双咪唑基甲基}氨基乙基)、2'-O-吗啉乙基、2'-O-胍基乙基等多种"功能化2'-O"修饰,主要用于改善摄取、降低免疫或作为偶联手柄。
六
碱基修饰
碱基修饰在siRNA中虽非"主力",但在降低免疫原性与调整亲和力 / 特异性上起重要作用。
七
末端与连接修饰
末端修饰主要解决两个问题:抗外切酶(端帽)与5'端磷酸稳定性(Ago2识别的关键)。
7.1 反向无碱基端帽与3'-3'反向连接
在双链3'或5'端连接一个反向(3'–3'或5'–5')的无碱基核苷(如inverted deoxyabasic, idA),形成"端帽"。
意义:阻断3'外切酶从链端切割(3'外切酶需自由3'-OH),大幅提升稳定性。
典型应用:早期siRNA设计与某些研究性偶联siRNA上使用;上市药物中更倾向使用"PS端段+2'-OMe / F"组合实现端段保护,反向无碱基端帽多见于ASO(如nusinersen)。
7.2 5'-磷酸模拟:5'-(E)-乙烯膦酸酯(5'-VP / 5'-EVP)
5'端磷酸是Ago2 MID结构域识别引导链的"身份证",但天然5'磷酸极易被组织磷酸酶去除,导致siRNA"无法被RISC装载"。5'-(E)-乙烯膦酸酯(5'-VP,亦写作5'-EVP)是磷酸的代谢稳定模拟物。
结构:在5'端以−CH=CH−PO3H2(E式乙烯基磷酸)替代天然−O−PO3H2。
核心意义:
在体内抵抗磷酸酶去磷酸化,长期维持"5'磷酸"识别信号;
大幅提升Ago2装载效率与持续时间,是"超长效"siRNA的关键技术之一;
使给药间隔从每月延长至每3月、甚至每6月。
代表药物:Vutrisiran(AMVUTTRA)采用5'-EVP,是ESC+平台的标志性修饰;Inclisiran早期ESC平台使用5'磷酸 / 磷酸类似物,后续平台升级后亦引入类似策略。
平台演进:Alnylam的修饰平台从"Standard Template"→"ESC(Enhanced Stabilization Chemistry)"→"ESC+(加入5'-VP)"逐步演进,使给药频率从"每月"→"每3月",再到"每6月"。5'-VP是关键分水岭。
八
共价偶联修饰
共价偶联修饰是把siRNA与一个"配体"通过稳定或可裂解的共价连接子化学连接,以解决靶向递送(去哪)与摄取(进入)的核心难题。连接子常通过胺键、硫醚键、二硫键、马来酰亚胺–巯基加成或点击化学(叠氮–炔环加成)等共价键形成。这类修饰在化学本质上与"骨架/糖基/碱基"的取代修饰不同:它通过共价键引入一个"功能模块",因此本文统称"共价偶联修饰"。
8.1 GalNAc——肝细胞靶向的金标准
N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)三触星状结构以高亲和力(KD约nM级)结合肝细胞表面的去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR),通过受体介导内吞将siRNA选择性递送至肝实质细胞。ASGPR的快速循环(约15分钟)使GalNAc-siRNA具有持续肝富集能力。
结构:三个GalNAc单元通过支化骨架(如tris-GalNAc)以共价键连接于siRNA 3'端(通常在随从链3'端,借由C3、C6或氨基 linker)。
意义:
无需脂质体递送、皮下注射、可常温储存——彻底改变siRNA给药方式;
使肝靶向siRNA从"每月IV输注"(patisiran)变为"每月 / 每3月 / 每6月SC注射";
几乎成为所有"肝靶向"上市与临床期siRNA的标准配置。
代表药物:Givosiran、Lumasiran、Inclisiran、Vutrisiran、Nedosiran均采用三触GalNAc共价偶联。
8.2 胆固醇与生育酚
胆固醇共价偶联:3'或5'端通过共价连接子(如pyrrolidine linker)连接胆固醇,使其与LDL / HDL / 白蛋白结合,借由脂蛋白受体进入肝、肾上腺、卵巢等组织。早期siRNA递送研究广泛使用;在血管内 / 肝外组织递送仍有研究价值,但GalNAc在肝靶向上更优。
α-生育酚(Vitamin E)共价偶联:引入亲脂性生育酚基团,可改善与脂蛋白结合与组织分布,部分研究显示可改善肝外摄取。
8.3 PEG、脂肪酸与多肽共价偶联
PEG(聚乙二醇)共价偶联:常用作"间隔臂"以共价键连接GalNAc与siRNA,或作为可剪切的PEG linker改善药动学;过PEG化会降低活性,需精确控制。
脂肪酸共价偶联(C12 / C16 / C18):通过白蛋白结合延长循环,研究性较多,临床少。
细胞穿膜肽(CPP)共价偶联:如TAT、penetratin、poly-Arg等,可促进细胞膜穿越,但面临体内稳定性和毒性的双挑战;研究阶段较多。
叶酸共价偶联:靶向叶酸受体高表达的肿瘤细胞,研究阶段。
8.4 抗体-siRNA共价偶联物(ARC)与适配子偶联
抗体-siRNA共价偶联物(Antibody-siRNA Conjugate, ARC):将siRNA通过可裂解共价连接子(如二硫键、可酶切 linker)偶联至单克隆抗体(如抗TfR、抗CD71等),利用抗体的细胞类型特异性实现肝外靶向(如脑、肌肉、T细胞)。代表方向包括转铁蛋白受体(TfR)抗体偶联用于神经 / 肌肉疾病的研究。
适配子-siRNA共价偶联:用核酸适配子(如PSMA aptamer)以共价键替代抗体,特异性递送至前列腺癌等细胞。
现状:这些方向多在临床前 / 早期临床,是肝外siRNA递送的前沿热点。
九
递送系统与化学修饰的协同
siRNA的"递送"既包括共价偶联递送(GalNAc等直接共价连接),也包括载体递送(包裹式载体)。后者不属于化学修饰本身,但与修饰策略密切协同:
脂质纳米颗粒(LNP):由可离子化脂质(如patisiran的DLin-MC3-DMA)、辅助脂质(DSPC)、胆固醇与PEG-脂质构成。把siRNA包埋于纳米粒内,借助ApoE吸附与LDL受体进入肝细胞。patisiran是LNP-siRNA的唯一上市代表。
聚合物纳米粒、外泌体 / 细胞外囊泡、多肽纳米载体:多在临床前研究阶段,作为肝外或非注射给药的探索方向。
关键协同点:LNP递送的siRNA其内部修饰可"少一些"PS(因LNP已提供保护),而GalNAc共价偶联的siRNA必须依赖"全修饰"骨架抵御血清核酸酶——这是为何GalNAc-siRNA普遍采用"全链2'-OMe / 2'-F交替+端段PS+5'-VP"组合的根本原因。
十
已上市siRNA药物的修饰方案详解
截至2026年,全球已获批上市的siRNA药物共6款。下文逐一展开其化学修饰方案。
① Patisiran(ONPATTRO)
公司:Alnylam / Sanofi(原Pfizer区域权)
上市:2018(FDA / EMA)
靶点:TTR mRNA
适应症:遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性(hATTR)
递送:LNP(DLin-MC3-DMA / DSPC / Chol / PEG-DMG)
给药:IV输注,每3周
修饰方案:
2'-OMe与2'-F在双链多位交替分布(基本全修饰骨架);
末端少量PS;
未使用GalNAc共价偶联(依赖LNP递送);
未使用5'-VP(早于ESC+平台时代)。
② Givosiran(GIVLAARI)
公司:Alnylam
上市:2019(FDA / EMA)
靶点:ALAS1 mRNA
适应症:急性肝卟啉症(AHP)
递送:ESC GalNAc三触共价偶联
给药:SC,每月
修饰方案:
2'-OMe与2'-F广泛交替(全链修饰);
末端PS(典型每端2个);
3'端三触GalNAc共价偶联;
ESC平台(无5'-VP)。
③ Lumasiran(OXLUMO)
公司:Alnylam
上市:2020(FDA / EMA)
靶点:HAO1(glycolate oxidase)mRNA
适应症:原发性高草酸尿症1型(PH1)
递送:ESC GalNAc
给药:SC,负荷后每3月
修饰方案:
2'-OMe与2'-F交替(全修饰);
末端PS;
3'端三触GalNAc共价偶联;
ESC平台。
④ Inclisiran(LEQVIO / QTORZIP)
公司:Alnylam(开发)/ Novartis(商业化)
上市:2021(EMA / FDA)
靶点:PCSK9 mRNA
适应症:杂合家族性高胆固醇血症 / 动脉粥样硬化性心血管疾病
递送:ESC GalNAc(含5'-VP升级)
给药:SC,负荷后每6月
修饰方案:
2'-OMe与2'-F交替(全修饰);
末端PS;
3'端三触GalNAc共价偶联;
含5'-(E)-乙烯膦酸酯(5'-EVP),是其长效(6月给药)的关键。
⑤ Vutrisiran(AMVUTTRA)
公司:Alnylam
上市:2022(FDA)
靶点:TTR mRNA
适应症:hATTR多发性神经病(后续扩展心肌型)
递送:ESC+ GalNAc
给药:SC,每3月(25 mg)
修饰方案:
2'-OMe与2'-F广泛交替(全修饰);
末端PS;
3'端三触GalNAc共价偶联;
5'-(E)-乙烯膦酸酯(5'-EVP)——ESC+平台标志性修饰;
是patisiran的"下一代",口服之外的递送革新代表。
⑥ Nedosiran(RIVFLOZA)
公司:Dicerna(现为Novo Nordisk)
上市:2023(FDA)
靶点:LDHA(lactate dehydrogenase A)mRNA
适应症:原发性高草酸尿症(PH1 / PH2,后扩展)
递送:GalXC GalNAc
给药:SC,每月
修饰方案:
2'-OMe与2'-F(Dicerna GalXC平台典型修饰);
末端PS;
三触GalNAc共价偶联(GalXC平台标志性结构,含一个独特单链"环形"骨架);
体现不同公司修饰平台的差异与可比性。
上市siRNA药物修饰方案汇总对比表
趋势洞察:从patisiran到vutrisiran,siRNA修饰平台的核心演进是:"LNP递送 → GalNAc共价偶联递送","末端PS → 全链2'-OMe / 2'-F","天然5'磷酸 → 5'-EVP",使给药频率从"每3周IV"延长至"每3–6月SC"。这不仅是化学问题,更是临床可及性的根本改善。
十一
化学修饰策略的意义综合
从全局看,siRNA化学修饰的"组合策略"可归纳为以下几条主线:
"全链2'-OMe / 2'-F交替 + 端段PS"是当前GalNAc-siRNA的事实标准,兼顾抗酶、低免疫、A型螺旋与RISC兼容;
5'-EVP是"超长效"的分水岭,把5'磷酸稳定化,使Ago2可持续装载;
GalNAc共价偶联解决了肝靶向siRNA的递送与可及性问题,是"皮下、自储存、月 / 季给药"的化学基石;
LNP是肝靶向siRNA的"前GalNAc时代"方案,仍具价值于疫苗(COVID mRNA疫苗)与某些肝外探索;
LNA / UNA作为"局部精调工具"——LNA增亲和、UNA降亲和——主要影响特异性与脱靶,而非半衰期;
碱基修饰主要用于"压制免疫原性"(m5C、Ψ、7-deaza-G等)和"调整配对"(I、通用碱基);
抗体 / 适配子共价偶联是肝外siRNA递送的前沿,代表下一代拓展方向。
综合而言,siRNA的"成药性"几乎完全建立在化学修饰之上——若没有PS、2'-OMe / F、GalNAc与5'-EVP的组合,siRNA在体内的有效半衰期会以分钟计,且无法实现每月乃至每6月一次给药。化学修饰既是"工程",也是"艺术"——既要保活性,又要降毒性,还要兼顾规模化合成与成本。
十二
总结与展望
本文系统综述了siRNA的五类化学修饰(骨架、糖基、碱基、末端、共价偶联),涵盖从PS、2'-OMe / F、2'-MOE、FANA、LNA、UNA到5'-EVP、GalNAc、胆固醇、PEG、抗体共价偶联等几乎全部主流与新兴修饰类型;并以6款已上市siRNA药物(patisiran、givosiran、lumasiran、inclisiran、vutrisiran、nedosiran)为锚点,展示了从"LNP + 末端修饰"到"ESC+ GalNAc + 5'-EVP + 全链2'-OMe / F"的平台演进路径。
展望未来,以下几个方向可能成为下一阶段的修饰热点:
肝外靶向递送:抗体-siRNA共价偶联(ARC)、适配子偶联、新型糖类 / 肽类配体,瞄准中枢神经、肌肉、心脏与免疫细胞;
5'-EVP的扩展应用:在更多靶点与组织中验证其长效性,进一步延长给药间隔;
碱基级免疫沉默:Ψ、m5C、7-deaza-G等组合用于降低免疫原性,扩大适应症(如重复给药的慢性病、自免);
非天然骨架:环状磷酸酯、二硫代磷酸酯、新型约束型BNA的探索;
规模化合成与成本:与LNP-mRNA疫苗共享的可离子化脂质工业经验,可能进一步降低siRNA-LNP的成本;
口服与吸入siRNA:依赖新型修饰 / 载体突破黏膜屏障的递送瓶颈。
化学修饰的进展,使siRNA从一种"实验室利器"演变为"每月一针的临床现实",并将继续向"每半年一针"、"肝外组织靶向"、"口服递送"等更高目标迈进。对从事寡核苷酸研发与生产者而言,系统掌握每一类修饰的化学、机制、临床证据与权衡,是设计下一代siRNA药物的基本功。
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本综述基于公开文献与监管审批文件整理,个别早期药物的具体位置布局因属企业商业机密,部分以"典型位置"代替精确位点,请以原始专利与文献为最终依据。
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