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小分子RNA靶向疗法热潮渐起，全球制药巨头纷涌而至
2021/2/1
2020年8月，Evrysdi（risdiplam）获FDA批准上市，此后，Evrysdi在脊髓性肌萎缩症（SMA）治疗市场的份额不断增加，第三季度累计销售额达890万美元。
Evrysdi由PTC Therapeutics、SMA基金会和罗氏联合开发，其获批具有里程碑意义。Evrysdi是获批上市的靶向RNA的小分子，这种药物通过直接靶向RNA或RNA-蛋白质复合物起作用，而不是仅仅靶向与疾病有关的蛋白质。
多家公司也已建立了小分子筛选平台，但目前这一领域的开发仍处于早期阶段，其它在研项目鲜有进入临床。但像罗氏、Biogen、BMS等大型制药公司早已纷涌而至，与领头开发药企建立了合作关系（表1）。
去年4月，罗氏与Arrakis Therapeutics达成了一项大规模交易，覆盖了罗氏所有的研发领域。1月7日，罗氏又与Ribomtrix达成了一项超10亿美元的战略合作，就多个靶点共同发现并开发靶向RNA的小分子疗法。
小分子药物一直是创新药领域的主要驱动力。在2020年FDA批准的53个新药中，小分子药品有39个，其中的13个还获得了突破性疗法资格认证。
大部分传统小分子药物都靶向蛋白质类的靶点，但整个蛋白质组只有一小部分蛋白可成药，直接靶向RNA转录物的药物更少。但使用小分子来调控RNA有很大的优势，能大幅拓宽成药靶点范围。“可转录的RNA比翻译的蛋白质更多，包括非编码RNA都可能是新靶点。"Arrakis创始人兼CSO Jennifer Petter解释道。非编码RNA在人类基因组中占比高达70％，这为开发新型疗法带来了巨大的机遇。
自现代医学诞生以来，RNA就已作为小分子药物的靶点发挥了重要的作用。链霉素是一种氨基糖苷类抗生素，可以靶向抑制细菌核糖体的蛋白合成功能。在这一突破性发现后不久，就成为了治疗结核杆菌感染的一线药物。在此之前，结核病是一种绝症，患者在感染后只能等待死亡。虽然这类抗生素可作为广谱抗生素治疗患者，但自身的杂合性限制了其更广泛的使用。
现有的靶向RNA的疗法有小干扰RNA（siRNA）和反义寡核苷酸（ASO），虽然这两类药物特异性较高，但在屈指可数的靶器官范围外，仍有着不小的递送难题。例如，获批用于治疗SMA的反义寡核苷酸药物Spinraza（nusinersen）必须通过直接注射到脊柱中给药。
传统的小分子则没有这种障碍，而且很容易在体内分布，但小分子如何结合并调控RNA功能仍然需要深入了解。
蛋白质由20种不同的氨基酸构成，而RNA仅由4种核苷酸构成，因此它们往往比蛋白质看起来更具相似性。这也使得找到能结合单一种类的RNA而没有广泛副作用的药物变得更加困难。较重要的是，RNA的动态结构不断摇摆，了解其结构具有一定的难度。
大约85%的RNA折叠成二级和三级结构，拥有复杂结构的RNA发挥着基因表达调控、催化等许多重要的生物学功能，这些结构也是可成药表面或口袋的基础。多项研究表明RNA的错误折叠与疾病的发生有着很大的联系。
靶向RNA并不只是简单的分子识别，首先，靶向RNA的药物必须能够访问存在于RNA靶点中的结构成分，同时不与非靶向转录物结合。此外，化合物必须在功能位点与RNA相互作用。
基于结构的靶向技术虽然大有可为，但也有局限性。例如，并不是所有的结构成分都是功能性的，因此，即使确定了一种可结合的小分子，也可能不会有任何生物效应。
Expansion Therapeutics开发了一种核糖核酸酶靶向嵌合体（ribonuclease targeting chimeras，RIBOTAC）来克服这些限制，类似于PROTAC，可以招募核酸酶对结构化RNA位点进行定向降解。
具体来说，RIBOTAC局部招募内源性核糖核酸酶RNase L到特定的转录物上，组装形成二聚体，活化的RNase L选择性降解RNA靶点。类似于CRISPR的小分子形式，不需要转染外来向导RNA转录物或蛋白质。RIBOTAC通过将所有"玩家"聚集在一个三元复合体（靶RNA:RIBOTAC:RNase L）中，利用细胞内源性的核酸处理机制，局部消除功能异常的RNA，而不是简单地进行结合和抑制。这一技术也具有多种优势，如RNA降解可能更有效、核糖核酸酶招募更具选择性、不需要结合功能位点等。
在小分子设计筛选方面，其它公司也开发了技术来克服困难，例如，Arrakis开发的PEARL-seq技术，能够快速识别小分子在RNA靶点内的结合位置，并能提供跨多个不同RNA的配体选择信息。这些数据与小分子SAR数据和RNA探针数据相辅相成，能够构建RNA-配体结构的计算模型，从而合理设计出新型RNA靶向小分子。
在靶向RNA小分子的开发领域，还有着诸多已知和未知的挑战。这一领域前景诱人，却也充斥着许多的不确定，新药开发依然任重而道远。
但随着对RNA动态结构理解的深入、与慢性疾病相关的RNA数量的不断扩大以及越来越多的研发机构和生物技术公司加入其中，未来更多的“Evrysdi“值得期待。
Evrysdi由PTC Therapeutics、SMA基金会和罗氏联合开发，其获批具有里程碑意义。Evrysdi是获批上市的靶向RNA的小分子，这种药物通过直接靶向RNA或RNA-蛋白质复合物起作用，而不是仅仅靶向与疾病有关的蛋白质。
多家公司也已建立了小分子筛选平台，但目前这一领域的开发仍处于早期阶段，其它在研项目鲜有进入临床。但像罗氏、Biogen、BMS等大型制药公司早已纷涌而至，与领头开发药企建立了合作关系（表1）。
去年4月，罗氏与Arrakis Therapeutics达成了一项大规模交易，覆盖了罗氏所有的研发领域。1月7日，罗氏又与Ribomtrix达成了一项超10亿美元的战略合作，就多个靶点共同发现并开发靶向RNA的小分子疗法。
小分子药物一直是创新药领域的主要驱动力。在2020年FDA批准的53个新药中，小分子药品有39个，其中的13个还获得了突破性疗法资格认证。
大部分传统小分子药物都靶向蛋白质类的靶点，但整个蛋白质组只有一小部分蛋白可成药，直接靶向RNA转录物的药物更少。但使用小分子来调控RNA有很大的优势，能大幅拓宽成药靶点范围。“可转录的RNA比翻译的蛋白质更多，包括非编码RNA都可能是新靶点。"Arrakis创始人兼CSO Jennifer Petter解释道。非编码RNA在人类基因组中占比高达70％，这为开发新型疗法带来了巨大的机遇。
自现代医学诞生以来，RNA就已作为小分子药物的靶点发挥了重要的作用。链霉素是一种氨基糖苷类抗生素，可以靶向抑制细菌核糖体的蛋白合成功能。在这一突破性发现后不久，就成为了治疗结核杆菌感染的一线药物。在此之前，结核病是一种绝症，患者在感染后只能等待死亡。虽然这类抗生素可作为广谱抗生素治疗患者，但自身的杂合性限制了其更广泛的使用。
现有的靶向RNA的疗法有小干扰RNA（siRNA）和反义寡核苷酸（ASO），虽然这两类药物特异性较高，但在屈指可数的靶器官范围外，仍有着不小的递送难题。例如，获批用于治疗SMA的反义寡核苷酸药物Spinraza（nusinersen）必须通过直接注射到脊柱中给药。
传统的小分子则没有这种障碍，而且很容易在体内分布，但小分子如何结合并调控RNA功能仍然需要深入了解。
蛋白质由20种不同的氨基酸构成，而RNA仅由4种核苷酸构成，因此它们往往比蛋白质看起来更具相似性。这也使得找到能结合单一种类的RNA而没有广泛副作用的药物变得更加困难。较重要的是，RNA的动态结构不断摇摆，了解其结构具有一定的难度。
大约85%的RNA折叠成二级和三级结构，拥有复杂结构的RNA发挥着基因表达调控、催化等许多重要的生物学功能，这些结构也是可成药表面或口袋的基础。多项研究表明RNA的错误折叠与疾病的发生有着很大的联系。
靶向RNA并不只是简单的分子识别，首先，靶向RNA的药物必须能够访问存在于RNA靶点中的结构成分，同时不与非靶向转录物结合。此外，化合物必须在功能位点与RNA相互作用。
基于结构的靶向技术虽然大有可为，但也有局限性。例如，并不是所有的结构成分都是功能性的，因此，即使确定了一种可结合的小分子，也可能不会有任何生物效应。
Expansion Therapeutics开发了一种核糖核酸酶靶向嵌合体（ribonuclease targeting chimeras，RIBOTAC）来克服这些限制，类似于PROTAC，可以招募核酸酶对结构化RNA位点进行定向降解。
具体来说，RIBOTAC局部招募内源性核糖核酸酶RNase L到特定的转录物上，组装形成二聚体，活化的RNase L选择性降解RNA靶点。类似于CRISPR的小分子形式，不需要转染外来向导RNA转录物或蛋白质。RIBOTAC通过将所有"玩家"聚集在一个三元复合体（靶RNA:RIBOTAC:RNase L）中，利用细胞内源性的核酸处理机制，局部消除功能异常的RNA，而不是简单地进行结合和抑制。这一技术也具有多种优势，如RNA降解可能更有效、核糖核酸酶招募更具选择性、不需要结合功能位点等。
在小分子设计筛选方面，其它公司也开发了技术来克服困难，例如，Arrakis开发的PEARL-seq技术，能够快速识别小分子在RNA靶点内的结合位置，并能提供跨多个不同RNA的配体选择信息。这些数据与小分子SAR数据和RNA探针数据相辅相成，能够构建RNA-配体结构的计算模型，从而合理设计出新型RNA靶向小分子。
在靶向RNA小分子的开发领域，还有着诸多已知和未知的挑战。这一领域前景诱人，却也充斥着许多的不确定，新药开发依然任重而道远。
但随着对RNA动态结构理解的深入、与慢性疾病相关的RNA数量的不断扩大以及越来越多的研发机构和生物技术公司加入其中，未来更多的“Evrysdi“值得期待。
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