1、内内容容目录目录1 1、小核酸小核酸药药物概述物概述引领生引领生物物医药变医药变革革5 51.向阳花木易为春，小核酸药物优势显著52.小核酸药物的发展现状72 2、小核酸小核酸药药物的作用机物的作用机理理与研发趋与研发趋势势9 91.ASO 与 siRNA 药物作用机理92.ASO 与 siRNA 的管线研发现状 103.小核酸药物化学修饰发展趋势 124.小核酸药物递送系统发展概况 141.阳离子脂质体(LNP)递送系统 152.GalNAc 技术 153 3、反义寡反义寡核核苷酸（苷酸（A AS SO O）已上）已上市市及潜力药物及潜力药物分分析析 1 16 61.Fomivirsen开创
2、 ASO 药物之先河 162.Mipomersen降脂领域第一款 ASO 药物 183.Eteplisen争议中前行的 ASO 药物 204.Nusinersen第一款重磅炸弹 225.Inotersen商业化上落于下风 246.Volanesoren静待继续开花结果 277.Golodirsen 与 Viltolarsen后续值得关注 298.ASO 成功的关键因素 304 4、s siRNiRNA A 药物药物每一部每一部分分都匠心独都匠心独具具 3 31 11.Patisiran-基于脂质体 LNP,实现 siRNA 药物零的突破 311.核酸的化学修饰 312.脂质体 LNP 递送系统
3、 333.临床疗效 354.专利情况 365.Patisiran 商业化成功 372.GivosiranGalNAc 大放光彩 371.GalNAc 递送系统 382.临床疗效 393.专利情况 403.Inclisiran进军慢病领域 411.Inclisiran 作用机理 412.Inclisiran 临床疗效 423.Inclisiran 意义重大 434.siRNA 发展总结 435 5、他山之石他山之石国外小国外小核核酸领域头部酸领域头部企企业业 4 43 31.Alnylam行业坚守者 432.Ionis小核酸行业的先驱 463.Sarepta深耕 DMD 领域 474.Arrow
4、head-专注主动靶向递送 495.White Oak Group肿瘤领域的新型脂质体递送系统 506 6、投资建投资建议议 5 51 11.苏州瑞博 512.海昶生物 523.圣诺制药 534.中美瑞康 541Pelacarsen 是用 GALnac 偶联的 ASO 药物，采用全 PS 骨架及 2-MOE 修饰用来抑 制 Apoa 的 mRNA，从而 LP（a）的水平。图图 42：Pelacarsen 作用机作用机理理4 4、siRNAsiRNA 药药物物每每一一部部分分都匠都匠心心独独具具目前获批上市的 siRNA 药物有两款，分别为 Alnylam 治疗 haTTR 的 Patisira
5、n 和 治疗急性肝卟啉症（AHP）的 Givosiran。由于与 ASO 药物相比，siRNA 药物由于 体积更大，且亲水性更强，较难直接通过细胞膜摄取，并且 siRNA 暴露血液会有 稳定性问题并造成免疫原性，因而无递送系统 siRNA 药物基本无法达到理想递送 水平。目前上市的两款 siRNA 药物主要采用的递送系统均为较成熟的递送技术脂 质体（LNP）与 GalNAc。4.14.1 Patisiran-Patisiran-基于脂基于脂质质体体 LNP,LNP,实实现现 siRNAsiRNA 药物零药物零的的突突破破LNP 递送 siRNA 第一个成功上市的药物是 Alnylam 的 Pa
6、tisiran。2018 年 8 月 FDA 批 准了 Alnylam 的 RNAi 药物 Onpattro(通用名 patisiran)，用于治疗转甲状腺素蛋白淀 粉样变性（haTTR）引起的神经损伤。由于 haTTR 疾病分析已在先前 Inotersen 介 绍部分中进行了分析，在此就不赘述。作为第一个上市的 siRNA 药物，无论是核 酸的修饰技术，还是递送系统的设计上，Patisiran 都可谓是反映了 Alnylam 数十年 技术的演进，每一个部分均可谓是匠心独具。4.1.14.1.1 核酸的核酸的化化学修学修饰饰Patisiran 是化学合成的双链寡核苷酸。正义链和反义链各包含 2
7、1 个核苷酸。有义链的 19 个核苷酸与反义链的互补 19 个核苷酸杂交，从而形成 19 个核苷酸 碱基对，并在每条链上留下两个 3-末端核苷酸作为未杂交的突出端，在修饰上Patisiran 同时应用了 2-O-M 和 2-O-Me 修饰。并且 siRNA 的化学修饰相较 ASO28也更为复杂，核酸修饰的顺序以及各类修饰所占比例也会影响最终药物的稳定性 与疗效。图图 43：Patisiran 核酸序核酸序列列与修与修饰饰Patisiran 作为较早开发的 siRNA 药物，采用的是部分核酸修饰的方式，尚未采 用 STC 与 ESC 修饰模板。从 Patisiran 到后续的药物如 revusi
8、ran（采用 STC）和 Givosiran（采用 ESC）在 siRNA 的核酸修饰上，可以看到 Alnylam 多年来经 验积累与技术提升的过程。表表 5：Alnylam 核酸序核酸序列列模板技术迭模板技术迭代代过过程程代次修饰平台名修饰技术优势1标准模板化 学（STC）当正义和反义 siRNA 的长度分别为 21和 23 nt 时，两个 PS 键位于反义链的3末端，在 5端有义链的 9、10 和 11 位进行连续的 2-F 部分，在 5端反义链 的 11、12 和 13 位进行连续的的 2-OMe 修饰。之后，在两条链中的其他位置 处均互补使用的 2-OMe 和 2-F 修饰。在正义链的
9、中间放置三个连续的 2F 部分而不是较大的基团旨在促进 RISC 中 有义链的切割和去除，因为正义链的释 放是 RISC 激活的前提。位于末端的 PS 键和 OMe 用于增强 siRNA 抵抗降解酶 攻击的能力。STC 设计可显着提高siRNA 的稳定性和亲和力，而不会损害 固有的 RNAi 活性。2增强稳定化 学（ESC）该设计在反义链的 5端和正义链的 3 端包括另外四个 PS 键。另一个重要的 变化是 2-F 取代的减少，这可能是因 为大量使用 2-F 可能会放大毒性。与 STC 设计固有的变化相比，这些变 化显着增强了 siRNA 的效力和持续时 间。这一进步使 Alnylam 能够以
10、更低的 剂量获得所需的药效，显着降低了给药 频率。2.5advanced ESC但是，这种修饰方案显着降低了 2-F部分的比例。该策略在 3 末端保持了六个 PS 链接。以进一步增强稳定性而又不损害固有的 RNAi 活性。该设计可实现显着更高 的肝脏暴露和 RISC 装载量以及更有效 和持久的基因沉默。3ESC+在不改变 2-OMe，2-F 或 PS 含量或将使种子区域的核苷酸杂乱无章可显着29GNA 置于 siRNA 反义链第 7 位的情况 下，与 advanced ESC 设计相比，在 siRNA 种子区中使用 GNA 是 ESC+设计的主 要技术特征减轻脱靶效应并减轻肝毒性，因为这些 修
11、饰以种子区特异性方式影响siRNA与 不需要的靶 mRNA 的结合。图图 44：STC 与与 ESC图图 45：advanced ESC 与与 ESC+从核酸修饰的演进过程上看，即使 Patisiran 没有采用最新的核酸修饰平台技术，仍保证了较好的疗效，主要原因在于核酸的修饰本身可改进的空间并不大，主要 还是集中在提高稳定性、减毒增效上，与化学修饰相比，可能递送系统的提升更 为关键。4.1.24.1.2脂质脂质体体 LNPLNP 递送系递送系统统Patisiran 是在脂质体中配制的经过化学修饰的抗运甲状腺素蛋白（TTR）siRNA。在克服基因传递障碍中 Alnylam 的给出的脂质纳米粒(
12、LNP)方案中一项关键技术 就 是 在 LNP-siRNA 系 统 中 掺 入 了 一 种 经 过 优 化 的 可 电 离 阳 离 子 脂 质（DLIN-MC3-DMA 或 MC3）。在 LNP-siRNA 系统中掺入 MC3 可带来高效的基因沉默 效果，Patisiran 的脂质成分包括 DLin-MC3-DMA，DSPC，胆固醇和 PEG-DMG，摩 尔比为 50/10/38.5/1.5。30图图 46：Patisiran 处方工处方工艺艺表表 6：Patisiran LNP 载体中载体中各各组分作组分作用用 组分作用DLin-MC3-DMA可离子化的氨基脂质 DLin-MC3-DMA 具
13、有独特的理化特性，可调节 颗粒形成，siRNA 封装，细胞摄取，融合性（与内涵体膜融合的能 力）和内体释放 siRNA。经过对相关阳离子脂质的深入研究后，才选择了该特定脂质。已经证明，与电荷更快地从血液中清除出 来的高电荷粒子相比，中性纳米粒子显示出更长的循环寿命，从 而可能导致更宽的生物分布范围。PEG2000-C-DMGPEG-脂质通过形成保护疏水性脂质颗粒的亲水性保护层来稳定颗 粒。此外，通过屏蔽颗粒的表面电荷，聚乙二醇化脂质可防止与血清蛋白缔合，并在静脉内施用颗粒时阻止网状内皮系统迅速摄 取。已经发现调节 PEG-脂质锚的烷基链长度控制了 PEG-脂质从 颗粒中解离的速率，从而影响了被
14、包囊的 siRNA 的药代动力学和药 效学。DSPCDSPC 是 LNP 的结构脂质，其结合可优化稳定性和封装性。DSPC是天然存在的磷脂。该脂质在中性 pH 下为两性离子的磷脂酰胆 碱头基。DSPC 已用于批准的药品中，并在当前的 FDA 非活性成 分指南中列出。Cholesterol胆固醇也是 LNP 的结构脂质。它主要是疏水性的，带有极性头基。从功能的角度看，其结构是平面的并且构象上不灵活。胆固醇具 有填补脂质系统渗透性的能力，可以通过填充其他脂质种类的不 完全填充而形成的间隙来填充胆固醇。它已用于多种批准的药品 中。阳离子脂质体可以有效提高基因治疗药物的治疗效果。阳离子脂质体转染复合物
15、 表面带有正电荷，可离子化的阳离子脂质在低 pH 条件下（叔胺基团质子化）带 有正电荷（在生理 pH 条件下，该阳离子脂质显示电中性或低的正电荷），通过 静电相互作用吸附到带有负电荷的细胞表面，利用细胞内吞作用，进入内吞体，内体中的 PH 降低，会导致内体中的可离子化的阳离子脂质逐渐被质子化，开始31带正电荷，人体的磷脂双分子层使用的是阴离子脂质，会与阳离子脂质在体内形 成锥形结构，从而破坏磷脂双分子层的稳定结构，把核酸药物释放到细胞质中。，基因治疗药物脱离阳离子脂质体后进入细胞内，进行转录、翻译、表达相应蛋白 质。图图 47：阳离阳离子子脂质体递送脂质体递送图图示示4.1.4.1.3 3临床
16、疗临床疗效效图图 48：Patisiran 临床疗临床疗效效Patisiran 的获批是基于名为 APOLLO 的期临床试验结果做出。该随机、双盲 的研究共包括 225 例淀粉样变性患者，其中安慰剂组 77 例，Patisiran 治疗组148 例.。该研究的主要临床终点采用神经病变损伤评分(mNIS+7系统对患者的32神经损伤程度进行评估，次要临床终点采用诺福克生活质量-糖尿病神经病变(Norfolk quality of life-diabetic neuropathy,Norfolk QOL-DN)调查方式进行评估。结果显示，与安慰剂组相比，Patisiran 的治疗能够有效阻止神经损伤
17、，并一定程度上改善 mNIS+7 评分，而安慰剂组患者的神经损伤则进一步加剧（图1）；同时，Patisiran 治疗组患者在运动强度、残疾程度、步行速度、营养状态 和自主神经症状等方面均优于安慰剂组。此外，Patisiran 的不良反应和严重 不良反应发生率与安慰剂组相当，表明 Patisiran 的总体安全性良好。4.1.4.1.4 4专利情专利情况况脂质体递送系统的专利问题一直是 Alnylam 使用这一递送系统最大的痛点，由于 缺乏在脂质体上足够的专利壁垒，Alnylam 始终不敢集中精力投入脂质体递送系 统的研发。对 Patisiran 的专利进行分析，除了核酸序列的设计之外，阳离子脂
18、 质的设计、LNP 的组成主要都来源于 Arbutus，都不是 Alnylam 自主的知识产权，而且在欧洲上市还遭到了 silence 公司的专利侵权诉讼，专利问题也是 Alnylam 后续管线放弃使用脂质体的一大主要原因。图图 49：Patisiran 专利情专利情况况在阳离子 LNP 的专利上，一般小核酸领域的企业的专利布局结构一般都为：由母 案保护重要的脂质制剂活性成分，分案保护脂质制剂和治疗性 siRNA 的组合，同 时由于美国专利申请存在专利期限调整的制度，大厂会利用多重专利申请在一定 程度上获取不同的延长期限以延长专利对于产品的保护期。因此，在 Arbutus 前 身 Tekmir
19、a 对于 MC3 脂质体专利进行了详尽保护的前提下，除非对于阳离子脂质 设计进行极大变革，很难突破阳离子脂质体专利壁垒。因此，Alnylam 选择另辟33蹊径，在后续小核酸管线研发上选择了自身有深厚专利积累的 GalNAc 领域。4.1.54.1.5 PatisiranPatisiran 商业化商业化成成功功良好良好的的疗效使疗效使得得 PatisiranPatisiran 获得获得了了商业上的商业上的成成功功。尽管 Patisiran 定价高昂，年 化的费用达到了 450,000 美金，但其成熟 LNP 工艺及序列选择、修饰技术带来了 确切的疗效，极大的满足了患者为满足的需求，使得该产品在
20、2018 年 Q4 上市后 就取得了巨大的成功，在每季度保持了销售额的高速增长。图图 50：Patisiran 销售额销售额保保持高速增持高速增长长4.24.2GivosiranGalNAcGivosiranGalNAc 大放光大放光彩彩2019 年 11 月，Alnylam 公司的 Givosiran 获批上市，成为全球第二款 RNAi 药物，也是第一个治疗成人急性肝卟啉症（AHP）的药物，也是第一个用 GalNAc 偶联技 术上市的 siRNA 药物。此外，Givosiran 使用了增强的稳定化学（ESC）-GalNAc-siRNA 共轭技术，通过 ESC 修饰方式增强了双链对核酸酶的稳定
21、性。另 外，附着于有义链的 3末端的靶向肝细胞的配体具有 3 个 GalNAc 分资，其他三 个末端（正义链的 5和反义链的 3，5）在每侧的最后两个亚基中具有硫代磷 酸酯键。这种结合（ESC-GalNAc-siRNA）在 siRNA 皮下给药后具有增强的稳定性，并且与标准模板化学（STC）相比，该药物的效力提高了 10 倍。34图图 51：Givosiran 化学修化学修饰饰4.2.14.2.1GalNAcGalNAc 递送系递送系统统GalNAc 是去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）的配体，去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）是一种内吞性受体，在肝细胞的膜表面上高度特异性地表达（500,000/
22、细胞），而在其他细胞中几乎不表达。ASGPR 和网格蛋白介导的内吞作用可以有效地将半 乳糖衍生的配体从细胞表面转运至细胞质。在此过程中，ASPGR 在 15 分钟内出 现在细胞表面。四价和三价配体比单价和二价 ASGPR 表现出更高的亲和力。因此，三价或四价 GalNAc 部分与具有专有接头结构的 siRNA 共价缀合。目前，三价GalNAc 常被用作共轭部分。图图 52：GalNAc 肝靶向肝靶向递递送的作用机送的作用机理理35可以皮下长循环给药是 GalNAc 的一个巨大优势。皮下注射的 GalNAc-siRNA 比静 脉注射的 GalNAc-siRNA 具有更好的性能。主要原因是皮下使用
23、的 siRNA 需要穿过结缔组织以及毛细血管和淋巴内皮细胞才能在循环中积累。这个过程改变了 GalNAc-siRNA 的药代动力学特性。静脉内注射的 siRNA 会从循环系统迅速排至 肾脏，而与静脉注射可实现更高的肝内聚集。更重要的是，通过增强的稳定修饰 化学（例如 ESC 或 ESCplus）时，GalNAc-siRNA 结合物显示出非常长的作用时间，支持这些 RNAi 药物甚至可以做到仅需半年给一次药。但是 GalNac 也存在着诸多 不足。唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）的配体在赋予 GalNac 高肝靶向性的同时，也 限制了其应用的领域，并且在肝癌中 GalNAc 往往并非最佳选择。表表
24、 7：GalNAc 优劣优劣势势序序号号优优势势1只需 2-5mg/kg 剂量2可做成皮下给药3一次给药持续 6 个月以上4制剂简单稳定性好，辅料简单，无需缓冲液和渗透压调节剂劣劣势势1仅靶向肝脏，限定了应用器官2肝癌中，ASGR 在肝脏的非实质细胞中不表达，高度去分化的HCC 肿瘤细胞中 ASGR 的水平往往会降低4.2.24.2.2 临床疗临床疗效效在 Givosiran 批准时，一些观察人士对该药临床试验用药时间短以及可疑的安全 性问题表达了关注。但在 2020 年 6 月，Alnylam 公布了长期、开放标签扩展数 据，消除了对于药物长期使用安全性方面的疑虑。根据 6 月 30 日公布
25、的 III 期 ENVISION 研究的开放标签扩展数据，为期一年的治 疗期间，Givlaari 在减少 AHP 患者的发作次数方面显示出持续的疗效，并有证 据表明，随着时间推移，疗效有所提高：与安慰剂相比，Givosiran 将复合卟啉 发作（需要住院治疗、紧急就诊或在家静脉给药血红素治疗的卟啉发作）年化率（AAR）降低了 74%、中位 AAR 为 1.0 次。研究期间，Givosiran 显示出可接受的 安全性和耐受性；12 个月结果显示：在开放标签扩展期，继续接受 Givlaari 治 疗的患者，AAR 持续降低、中位 AAR 为 0.0。36图图 53：Givosiran 疗疗效效4.
26、2.34.2.3 专利情专利情况况GalNAc 偶联在几家制药公司的药物开发管线中占有重要地位，其中最著名的是Alnylam，主要原因除了 GalNAc 本身良好的特性外，还因为 Alnylam 在 GalNAc 领域有着深厚的专利积累。可以看到在 Alnylam 的 Givosiran 专利组中，除了核 酸化学修饰专利来自 Ionis 授权外，几乎剩余所有专利都为 Alnylam 自己所有。许多其他制药公司，例如 Dicerna、Silent 和 Arrowhead 也正在开发 GalNAc 共 轭的小核酸产品。图图 54：Givosiran 专利情专利情况况374.34.3 Inclisi
27、ranInclisiran进军慢进军慢病病领领域域Inclisiran 是降低胆固醇的在研 RNAi 疗法，2019 年底诺华以 97 亿美元收购 The Medicines Company 将 inclisiran 收入麾下。本次是该药首次在中国获批临床。Inclisiran 是一种完全化学稳定的双链 RNA，靶向 PCSK9 mRNA 的 3UTR。基于 天然 RNA 的五种类型的修饰用于制备此化合物：硫代磷酸酯，2-deoxy,2-F,2-甲氧基,和三价 GalNAc。图图 55：Inclisiran 化学修化学修饰饰4.3.14.3.1InclisiranInclisiran 作用机作
28、用机理理PCSK9 是由 PCSK9 基因编码的丝氨酸蛋白酶，主要由肝脏产生，PCSK9 与肝细胞 表面的 LDL 受体(LDL-R结合而使 LDL-R 降解，进而使肝细胞对 LDL-C 颗粒清除 能力下降，则导致血液中 LDL 水平升高。研究发现，PCSK9 功能丧失性突变可以 降低 LDL-C 水平，也显著降低了心血管事件的风险。相反，PCSK9 的功能获得性 突变升高了 LDL-C 水平和心血管事件的风险。因此，抑制 PCSK9 是降低 LDL 胆固 醇治疗的合理靶点，抗 PCSK9 药物迅速成为降脂治疗研究的热点，制药公司纷纷 开始抗 PCSK9 药物的研究。目前用于降低 LDL-C
29、的汀类药物，对于严重高胆固醇 血症（如家族性高胆固醇血症）患者及他汀不耐受患者均得不到控制，而针对PCSK9 的抗体类药物面临着极高的成本或频繁给药问题。因此，采用创新的疗法 来替代他汀类治疗或抗体联合治疗成为解决这一大众化心血管疾病的迫切需求。Inclisiran 是首款降低 LDL-C 的 RNAi 疗法，它能与编码 PCSK9 蛋白的 mRNA 直 接结合，通过 RNA 干扰作用降低 mRNA 的水平，从而防止肝脏生成 PCSK9 蛋白研究发现，PCSK9 蛋白在血脂调控方面发挥着重要作用，降低它的水平可以让 更多 LDL 受体回到肝细胞表面，与更多 LDL 结合，从而将它们从血液中清除
30、。38图图 56：Inclisiran 作用机作用机理理4.3.4.3.2 2InclisiranInclisiran 临床疗临床疗效效图图 57：Inclisiran2 期临床期临床数数据据针对 Inclisiran 临床疗效与安全性的研究名为 ORION-11，在降低低密度脂蛋白胆固 醇的关键性 3 期临床试验中，Inclisiran 达到试验的所有主要和次要终点，并表现3940出良好的安全性和耐受性。半年之后受试者的低密度胆固醇水平与基线相比还低47%。除此之外其它致动脉粥样脂的水平也明显下降，其中包括脂蛋白下降 77%、总胆固醇浓度下降 55%、载脂蛋白 B 下降 72%。这一临床试验
31、的成功展现了 RNAi 疗法在治疗患者人数众多的大众疾病类型方面的潜力.4.3.34.3.3InclisiranInclisiran 意义重意义重大大Inclisiran 如果顺利获批，将又是 RNAi 以及小核酸疗法的一个里程碑事件，它 将预示着这一全新的治疗模式在治疗患者人数众多的慢性疾病中的强大潜力,并 且由于慢病用药对于长期安全性的要求更高，小核酸药物的安全性也将又一次得 到验证。4.44.4siRNAsiRNA 发展总发展总结结与 ASO 相比，siRNA 由于自身性质因素，更为注重载体技术。虽然通过结合化学 修饰，可大大降低核酸酶稳定性和避免免疫识别，但是，其他问题仍有待解决，而载
32、药系统可以极大程度地解决化学修饰所不能解决的问题，提升 siRNA 治疗的 有效性和安全性，以及部分靶向性。因而，虽然近些年 ASO 公司也开始关注 ASO 与载体的结合，但相比 ASO，siRNA 平台技术公司仍然更看重载体技术平台的支 撑，一个好的载体技术将决定 siRNA 药物的成败。同时，如果 Inclisiran 顺利获批，标志着 siRNA 将进入市场潜力巨大，但对安全性要求更高的慢病领域，也预示着 今后对于递送系统的安全性会有更高的要求，而这也将成为区分企业的一大看点。最后，从目前的临床结果来看，siRNA 药物与传统化药、单抗类药物的使用并不 冲突，且联用往往会有更好的效果，这
33、也有助于今后 siRNA 药物在慢病以及癌症 等领域快速放量。5 5、他他山山之之石石国国外外小小核核酸领酸领域域头头部部企业企业小核酸药物有明显的平台化倾向：不管是小分子化药，还是大分子单抗，它们结 合靶点蛋白的分子都基于三维空间上构想的契合，这就会导致药物的筛选过程是 高度非标准化的，有时候会带有偶然的运气成分；但 RNA 药物序列的筛选，是基 本不涉及三维结构，而是在更为简单的 DNA 或 RNA 序列上进行；原则上，给定任 何一条靶序列，都可以立即给出对应的小核酸序列，因此小核酸药物更具有可复 制性，并且由于核酸药物无论是化学修饰还是递送系统都具有平台性，在这两方 面有技术优势的公司也更容易产生平台效应。因此，相比小分子药物和单抗药物，小核酸药物领域更容易使得有技术优势的平台性公司跑出来，真正有核心技术组 合的企业值得关注。5.5.1 1AlnyAlnyl la am m行业坚行业坚守守者者2020 年 4 月 13 日，纳斯达克上市公司 Alnylam(Nasdaq:ALNY)发布公告，与黑 石 Blackstone 达成战略投资合作协议，黑石投资 20 亿美元支持 Alnylam 的 RNAi
