正在崛起中的mRNA药物

  • 2021-04-20 15:25
  • 作者:王宇恒
  • 来源:中国食品药品网

4月10日,赛诺菲以4.7亿美元收购了一家拥有专有的mRNA递送技术的初创公司Tidal Therapeutics,引起了行业的极大关注。


mRNA又称为信使RNA,是由DNA的一条链为模板转录而来,携带遗传信息,能指导蛋白质合成的一类单链核糖核酸。mRNA于20世纪60年代首次被科研人员发现,现在已成为备受瞩目的基础学科和应用研究领域。对mRNA的理解也一直在变化,从作为DNA到蛋白的中间物,到认为它是在所有生命器官中调节基因功能的多功能分子。基于这些变化,出现许多不同类型的基于mRNA的疗法。1990年,Wolff等首次报道肌内注射mRNA到小鼠骨骼肌产生编码蛋白的表达,此后,基于mRNA的治疗被广泛应用,包括肿瘤免疫治疗、传染病疫苗、蛋白替换和细胞基因工程。2001年,离体mRNA转染树突状细胞首次进入临床试验。过去二十年间,基于mRNA的临床试验已开展数百个。


mRNA在人体中的作用机制

图片:mRNA在人体中的作用机制


上图是mRNA在人体中的作用机制。理论上,mRNA拥有能够合成任意一种蛋白质的潜力,由于其具有经济、安全、快速、灵活等特点,mRNA药物在传染病预防、癌症和包括罕见病在内的多种疾病治疗领域具有巨大的应用潜力。


mRNA药物的作用机理

图片:mRNA药物的作用机理


将mRNA制成疫苗或者药物,相当于送出一张可以在人体内生成药物工厂的“施工图纸”,根据这张图纸,mRNA可以在细胞内翻译表达而无需进入细胞核,因此相比于DNA药物,mRNA药物并没有整合人体DNA的风险,也可作用于传统蛋白药物(如抗体等)无法触及的胞内靶点。


但在mRNA被发现的最初几十年,人们并未将其认可为一类新的药物。不稳定性和免疫原性等问题阻碍了mRNA的发展,在基因治疗中其关注热度不如DNA。最近几年,通过在mRNA序列中引入经过修饰的核苷,并开发出RNA递送系统,这些关键问题基本得到解决。许多证据表明,mRNA不仅能介导更优的转染效率和更长的蛋白表达时间,而且和DNA相比具有更大优势。一是mRNA无需进入细胞核即可发挥功能,到达细胞质中mRNA即启动蛋白质翻译;而DNA需要先入核,然后转录成mRNA,这个过程使DNA的效率低于mRNA,因为其功能取决于细胞分裂过程中核被膜的破坏。另外mRNA免疫源性低,不易触发机体免疫反应,半衰期短、代谢产物纯天然,没有持续累积毒性的风险。二是与DNA和病毒载体相比,mRNA不会插入基因组,而只是瞬时表达编码蛋白,因此,由于其低插入风险,为药物研发人员提供了绝佳的安全选择,很多难成药的蛋白或胞内蛋白均可由mRNA编码表达。三是mRNA很容易通过体外转录过程合成,这个过程相对廉价,并且可以快速应用于各种疗法。因此从制药行业的角度来看,mRNA是一种非常有潜力的候选药物,可以满足基因治疗、癌症治疗以及开发疫苗等的需求。


mRNA药物研发及生产流程图

图片:mRNA药物研发及生产流程图


上图为mRNA药物研发及生产流程图。mRNA药物研发过程类似,研发过程中可进行高通量筛选,研发速度快,因此mRNA药物的生产工艺可直接放大,成药速度快。


抗击新冠肺炎疫情,使mRNA技术一战成名,国际上mRNA三大公司——Moderna、BioNTech和CureVac也受到极大的关注。全球mRNA技术47%应用于传染病领域,30%应用于肿瘤治疗领域,17%应用于蛋白质替代以及基因治疗。目前mRNA药物的研发以肿瘤疾病与蛋白质替代疗法为主,全球范围mRNA药物管线数量超过70项。虽然目前国内从事mRNA研发的企业还屈指可数,且都处于起步阶段,但疫情也让国内从事mRNA研发的企业赢得了市场和资本的关注。


2020年7月,斯微生物获得了3000万元人民币A+轮融资,后又获得西藏药业3.51亿元人民币的战略投资。近日,艾博生物也宣布完成了6亿元人民币的B轮融资,这应该是截至目前国内mRNA药物研发领域获得的最大单笔融资,而这距离其上一轮1.5亿元人民币融资还不到半年时间。此外,蓝鹊生物、厚存纳米等公司也取得了一定的进展和合作,国内mRNA制药正在崛起。


国内布局mRNA领域的制药公司

国内布局mRNA领域的制药公司

数据来源:各公司官网


上表为国内布局mRNA领域的制药公司。艾博生物是目前国内少数具有mRNA药物工业化、产业化和美国FDA申报经验的团队,所覆盖的治疗领域包括肿瘤免疫、传染病疫苗、各种由于蛋白表达或功能缺失引起的疾病、通用型及个性化肿瘤疫苗等。


众多跨国药企也加快了mRNA药物的研发速度,辉瑞、赛诺菲、阿斯利康、礼来、基因泰克等大型药企都在积极布局该领域。4月10日,赛诺菲以4.7亿美元收购了一家来自剑桥LabCentral的初创公司Tidal Therapeutics,引起了行业的极大关注。Tidal拥有专有的mRNA递送技术──纳米粒子,该技术具有体内和体外递送两种方式。体内递送即利用纳米粒子将mRNA递送至靶细胞,以实现疾病治疗的目的,具有可重复给药、安全性好的优势。体外递送即利用纳米粒子将mRNA递送至选择的免疫细胞内,对细胞进行基因修饰/重编程(类似CAR-T的改造),增强其免疫/治疗特性。目前,Tidal公司正在对该技术进行临床前研究。


据相关统计,全球累计有超150种mRNA药物及疫苗研发管线,主要针对传染病、肿瘤疾病、蛋白质替代与基因治疗,目前大多数管线处于早期阶段。全球投资者也已意识到mRNA技术领域中的机会:过去五年,约有80多个项目筹集了超过90亿美元的资金;与2019年相比,2020年mRNA技术领域的投资金额大幅增加,增幅约70%。随着mRNA技术的逐步成熟,将进一步吸引资本进入。我国mRNA制药领域的发展虽起步较晚,但随着资本市场的投入和更多企业的布局,以及技术的日趋成熟,国内mRNA药物将会快速崛起,跨入一个新的阶段。



(责任编辑:刘思慧)

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