RNA 速遞

近日，Avidity Biosciences宣布其用于治療1型強直性肌營養(yǎng)不良（DM1）患者的在研抗體偶聯(lián)寡核苷酸（Antibody Oligonucleotide Conjugates，AOC）藥物AOC 1001在Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗MARINA和開放標(biāo)簽擴展試驗MARINA-OLE中的積極結(jié)果。結(jié)果顯示，DM1患者的多個功能終點得到改善，AOC 1001的長期安全性和耐受性良好。

其中，AOC 1001是一種抗體偶聯(lián)寡核苷酸藥物，通過Avidity的AOC平臺所生產(chǎn)，由其專有的靶向1型轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（TfR1）單克隆抗體與靶向DMPK mRNA的siRNA通過不可裂解的接頭（linker）偶聯(lián)所構(gòu)成。

圖1. AOC 1001結(jié)構(gòu)

臨床前試驗顯示，AOC 1001能夠成功遞送siRNA至肌肉組織，在骨骼肌、心肌與平滑肌等組織中引起持續(xù)性、劑量相關(guān)的DMPK的mRNA水平下降。FDA與EMA皆授予AOC 1001孤兒藥資格，F(xiàn)DA還授予此療法快速通道資格。此前公布的結(jié)果顯示，AOC 1001可有效遞送至所有患者的骨骼肌，并造成平均45%的致病DMPK mRNA水平下降。

此次公布的MARINA數(shù)據(jù)顯示，該療法在其他功能性指標(biāo)（包括手部握力、肌力和患者報告結(jié)果）上均有改善，進(jìn)一步鞏固了之前報告的肌張力、肌力和活動能力改善的積極數(shù)據(jù)。

圖2. MARINA療效數(shù)據(jù)

安全性方面，最常見的AE均為輕度或中度，包括手術(shù)疼痛  (36%)、貧血（32%）、慢性阻塞性肺病  (23%)、頭痛  (23%)、惡心  (23%)；1名患者因SAE停藥（8%）。

圖3. MARINA安全性數(shù)據(jù)

2022-9，F(xiàn)DA 對新參與者的注冊進(jìn)?了部分臨床暫停，原因是4  mg/kg  隊列中出現(xiàn)了一名參與者報告的嚴(yán)重?良事件，包括丘腦外側(cè)膝狀核區(qū)域的雙側(cè)缺血以及隨后的出血性轉(zhuǎn)化，被定義為丘腦出血。 而后，Avidity  進(jìn)?的全面調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該SAE與  AOC  1001、AOC  平臺、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體遞送機制或  DMPK  減少的任何成分均無合?的生物學(xué)聯(lián)系。因此，2023 -5，F(xiàn)DA同意部分保留放寬，允許以 2 mg/kg 劑量招募新參與者，并且12 名參與者的劑量從 2 mg/kg增加到 4 mg/kg。當(dāng)前，Avidity正與FDA就解決部分臨床擱置問題進(jìn)行討論，同時正在確定AOC 1001關(guān)鍵劑量和Ⅲ期設(shè)計。

有效解決小核酸遞送問題—AOC藥物

1．小核酸的遞送問題

小核酸藥物正在成為繼小分子和抗體藥物后的第三代創(chuàng)新制藥技術(shù)，迎來了快速發(fā)展的階段。目前，全球已有15款小核酸藥物上市，除Fomivirsen、Mipomersen和Macugen由于病例數(shù)減少和安全性問題退市外，其他12款在售產(chǎn)品均在2016年后集中上市。2022年全球小核酸藥物實現(xiàn)銷售約$3.78Bn，過去五年CAGR約30%，過去三年CAGR 9.26%。

EnteraEntera是一家臨床階段的生物醫(yī)藥公司，專注于開發(fā)和推廣大分子藥物的口服遞送技術(shù)。

Entera的專有平臺技術(shù)旨在協(xié)同保護(hù)和運輸大分子，由兩個部分組成：保護(hù)多肽藥物大分子免受胃腸道消化的成分（比如蛋白酶抑制劑）和增強大分子生物 制劑吸收的吸收增強劑或載體分子。該協(xié)同系統(tǒng)旨在增加大分子生物制劑的口服生物利用度，并降低口服藥物吸收的多變性。

圖4. 小核酸藥物銷售額數(shù)據(jù)

小核酸藥物是生物醫(yī)藥發(fā)展的前沿領(lǐng)域，而遞送問題是限制小核酸藥物開發(fā)（特別是siRNA藥物）的關(guān)鍵問題，很長一段時間限制了小核酸藥物的發(fā)展，直到LNP和GalNAc遞送系統(tǒng)的成功研發(fā)才推動了小核酸藥物的成功上市。

第一代LNP遞送技術(shù)是將小核酸藥物包裹在脂質(zhì)納米顆粒(LNP)中，使被包裹的小核酸藥物免于降解和清除，并促進(jìn)其跨細(xì)胞膜運輸?shù)侥繕?biāo)靶位。LNP攜帶小核酸藥物通過載脂蛋白E(ApoE)介導(dǎo)的內(nèi)吞作用富集在肝細(xì)胞中，適用于治療肝臟相關(guān)的疾病。

圖5. LNP遞送技術(shù)

第二代GalNAc遞送技術(shù)即N-乙酰半乳糖胺，通過敏感的化學(xué)linker與小核酸藥物相連，酸敏感的linker設(shè)計可使核酸偶聯(lián)物在通過內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞之后與偶聯(lián)物脫離。GalNAc可與肝細(xì)胞表面的糖蛋白受體ASGPR特異性結(jié)合，形成的復(fù)合物通過胞吞作用進(jìn)入肝細(xì)胞。此外，ASGPR能以較高的循環(huán)速率重復(fù)使用，并結(jié)合胞外其它GalNAc，最終減少給藥劑量。ASGPR僅在肝實質(zhì)細(xì)胞高表達(dá)，利用GalNAc遞送可精確靶向肝臟，治療肝部疾病。

圖6. GalNAc遞送技術(shù)

目前上市的5款siRNA藥物都由龍頭企業(yè)Alnylam開發(fā)，其中采用第一代LNP技術(shù)的有1款，其余為第二代GalNAc遞送技術(shù)。

表1.已上市siRNA藥物概況

目前小核酸藥物雖在靶向肝臟細(xì)胞/組織中已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但仍無法解決肝外靶向遞送的問題，對于肌肉疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾�。–NS）和癌癥等疾病缺乏很好的靶向性，此外，還存在劑量、濃度、時間依賴性及穩(wěn)定性等問題。因此，亟需新的遞送方式或藥物結(jié)構(gòu)能夠既具有靶向遞送、又發(fā)揮小核酸藥物的治療優(yōu)勢。

2．AOC藥物的發(fā)展

針對小核酸藥物遞送存在的問題，AOC藥物（Antibody Oligonucleotide Conjugates）的出現(xiàn)提供了新的解決方案�？贵w藥物近年來呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展，在疾病市場中所占比重越來越高，各種單克隆抗體藥物常年占據(jù)銷售榜單前十的位置，如K藥、修美樂等。

抗體-寡核苷酸偶聯(lián)（AOC）藥物是一類結(jié)合了單克隆抗體和寡核苷酸兩種重要生物分子的嵌合分子。其結(jié)構(gòu)與ADC藥物結(jié)構(gòu)相似，由發(fā)揮組織靶向作用的載體、連接子(linker)，作為payload的小核酸三個部分組成。在該系統(tǒng)中，抗體通常被用作目標(biāo)識別單元，而寡核苷酸作為治療性寡核苷酸發(fā)揮各種功能作用。

圖8. AOC藥物結(jié)構(gòu)

AOC藥物與傳統(tǒng)遞送方式的小核酸藥物相比具有以下優(yōu)點：第一，抗體具有對腫瘤細(xì)胞抗原高特異性親和力的特點，是藥物靶向遞送的理想載體，可以將藥物靶向遞送至腫瘤病灶部位，解決了小核酸藥物肝外靶向遞送的問題。第二，AOC的結(jié)構(gòu)具有更好的藥代動力學(xué)特性和更具特異性的生物分布，增加生物利用度，與LNP相比減少了代謝物富集的毒作用。第三，提高穩(wěn)定性，增加理想半衰期，提高有效性。第四，與抗體藥物相比，AOC藥物具有較低的耐藥性和可調(diào)控性，能夠最大化發(fā)揮寡核苷酸的作用。

小核酸藥物通常比小分子藥物具有更多的偶聯(lián)方法，制備AOC藥物的四種常用方法包括直接偶聯(lián)、電荷相互作用、親和性連接和核酸雙鏈雜交結(jié)合。

（1）直接偶聯(lián)

類似ADC的連接策略，將一個可連接的基團(tuán)添加到寡核苷酸上，并直接偶聯(lián)到抗體的賴氨酸、半胱氨酸或工程氨基酸上。連接子可以類似于ADC藥物，使用可裂解，不可裂解，定點偶聯(lián)等方式。這種偶聯(lián)方式連接子更小，更穩(wěn)定。每個寡核苷酸結(jié)構(gòu)必須包含一個連接基團(tuán)，并經(jīng)過化學(xué)修飾以連接該連接基團(tuán)。

缺點是連接子必須在DNA或RNA及其雙鏈退火過程中兼容和穩(wěn)定。不含溶酶體逃逸劑，因此可能會導(dǎo)致寡核苷酸從溶酶體中緩慢逃逸，從而影響AOC的活性。

圖9. 直接偶聯(lián)

（2）電荷相互作用

寡核苷酸主鏈帶負(fù)電荷，魚精蛋白帶正電荷。將抗體或抗體片段（Fab或scFv）與魚精蛋白構(gòu)建成融合蛋白，通過魚精蛋白的正電荷偶聯(lián)帶負(fù)電荷的寡核苷酸，形成抗體偶聯(lián)寡核苷酸(AOC)。

這種偶聯(lián)方式優(yōu)點是簡單靈活。寡核苷酸進(jìn)入細(xì)胞，多陽離子復(fù)合物可充當(dāng)溶酶體逃逸劑。在溶酶體中，多陽離子復(fù)合物充當(dāng)質(zhì)子海綿，氯離子在內(nèi)部擴散以補償電荷不平衡，導(dǎo)致滲透膨脹，形成泄漏膜。這種溶酶體逃逸很重要，因為寡核苷酸沒有強的膜通透性。缺點是離子相互作用是可逆的、不穩(wěn)定的，難以確定OAR（oligonucleotide to antibody ratios）。

圖10. 電荷相互作用偶聯(lián)

（3）親和性連接

通過Avidin/Streptavidin−Biotin偶聯(lián)：將硫醇修飾的DNA化學(xué)連接到馬來酰亞胺激活的鏈霉親和素上，生成鏈霉親和素-DNA，進(jìn)一步與各種生物素化蛋白非共價連接。主要應(yīng)用于免疫檢測方法開發(fā)。進(jìn)一步發(fā)展，直接利用鏈霉親和素的四個生物素結(jié)合位點，將生物素化的抗體和生物素化的寡核苷酸直接相連。

圖11. 親和性連接

（4）核酸雙鏈雜交結(jié)合

一條單鏈寡核苷酸首先偶聯(lián)到抗體上，另一條互補鏈通過雜交方式偶聯(lián)，形成一個雙鏈AOC。雙鏈雜交方法， 長度很重要。太短，形成的雜交鏈不穩(wěn)定，太長則容易形成2級結(jié)構(gòu)。這種雜交技術(shù)在診斷方面非常有應(yīng)用前景，但用于治療藥物，工藝挑戰(zhàn)大。

圖12. 核酸雙鏈雜交結(jié)合

總的來說，AOC藥物的意義在于利用抗體藥物的特異性作用，解決小核酸藥物無法肝外靶向遞送的問題，使其能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，靶向mRNA；同時利用抗體藥物的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)，提高小核酸的穩(wěn)定性和半衰期，屬于強強聯(lián)合的搭配；最終促進(jìn)小核酸藥物安全、有效、選擇性地治療疾病。

表2. AOC藥物特性

但AOC藥物的開發(fā)也面臨著難題，在分子設(shè)計上，AOC具有分子量大、親水、帶有負(fù)電荷等特性，會影響血漿半衰期、抗體與抗原的結(jié)合，不利于分子的成藥以及穩(wěn)定性；在工藝合成上，國內(nèi)CRO公司沒有做過類似的項目，很難進(jìn)行工藝的摸索，大部分原材料也依賴國外進(jìn)口，加大了藥物的工藝開發(fā)難度。

AOC藥物全球研發(fā)格局

目前全球在研的AOC主要來自四家國外企業(yè)和一家中國企業(yè)，分別是Avidity Biosciences、Dyne Therapeutics、Tallac Therapeutics和迦進(jìn)生物，管線藥物主要用于肌肉疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)疾病和癌癥等疾病治療。

AOC藥物研發(fā)的關(guān)鍵在于平臺的搭建，核心能力在于對抗體與siRNA的篩選和改造，以滿足靶向性的要求。

Avidity Bio是AOC藥物領(lǐng)域的先驅(qū)，其AOC平臺的具有很強的靈活性，可遞送siRNA和和磷酸二胺嗎啉寡聚物（PMO）。Dyne Therapeutics專有的FORCE平臺以TFR-1受體為靶點（TFR-1 受體在肌肉細(xì)胞表面高度表達(dá)），通過將抗體與治療嚴(yán)重肌肉疾病的寡核苷酸連接來設(shè)計治療分子，其與Avidity專注的疾病領(lǐng)域相同，靶點也幾乎相同（DMPK、外顯子、DUX4），但藥物設(shè)計不同。Tallac Therapeutics搭建了新型Toll樣受體激動劑抗體偶聯(lián)物（TRAAC）平臺，該平臺可提供有效的Toll樣受體（TLR9）激動劑（T-CpG），通過選擇T-CpG偶聯(lián)合適的細(xì)胞靶點和抗體，激活局部腫瘤微環(huán)境中或全身的特異性免疫細(xì)胞群。迦進(jìn)生物搭建了獨有的設(shè)計篩選與脫靶評估平臺，與對標(biāo)企業(yè)Avidity的隨機偶聯(lián)不同，其采用的定點偶聯(lián)將幫助獲得純度更高、收率更高、親和力更強、起效更快和藥效更好的AOC分子。

管線開發(fā)方面，以上5家企業(yè)共計12個藥物管線，其中臨床前管線6個，占比50%；3個Ⅰ期管線，占比25%；3個Ⅱ期管線（含Ⅰ/Ⅱ期），占比25%。適應(yīng)癥方面，自研AOC管線集中在I型強直性肌營養(yǎng)不良DM1、杜氏肌營養(yǎng)不良DMD、面肩肱型肌營養(yǎng)不良FSHD三個遺傳病適應(yīng)癥，共計8款藥物，合計占比67%；此外，心臟疾病和實體瘤也是AOC研發(fā)的方向。

圖14. AOC管線布局

Avidity所開發(fā)的AOC 1001是目前進(jìn)展最快的AOC藥物，用于治療強直性肌營養(yǎng)不良型1型（DM1），是首個進(jìn)入臨床的抗體-siRNA藥物，由3部分組成：靶向轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1（TfR1）的全長單抗、linker、靶向DMPK mRNA的siRNA。2022-12，Avidity公開了該首發(fā)管線Ⅰ/Ⅱ期臨床的最新數(shù)據(jù)。AOC 1001首次實現(xiàn)了將RNA遞送到肌肉組織，100%的患者的致病基因DMPK都有所下降，下降的平均幅度為45%。此次Avidity再次公開的MARINA再次驗證了AOC 1001的有效性和安全性。

表3. AOC管線概況

總的來說，AOC的研發(fā)由于需要同時搭建抗體和寡核苷酸篩選平臺，技術(shù)壁壘較高，目前仍處于起步狀態(tài)，在研管線較少，但有部分企業(yè)管線已針對遺傳病適應(yīng)癥開發(fā)出臨床應(yīng)用的藥物，驗證了AOC藥物在臨床中的有效性。

 結(jié)語

AOC將小核酸藥物以抗體偶聯(lián)的方式將其遞送至特定細(xì)胞或組織，在肌肉骨骼遺傳疾病、心臟疾病、腫瘤等適應(yīng)癥中具有巨大的治療潛力。

小核酸藥物經(jīng)過幾十年的發(fā)展，通過修飾增加了其在體內(nèi)的穩(wěn)定性，在肝內(nèi)遞送技術(shù)如LNP、GalNAc等得到了很好的發(fā)展，而且出現(xiàn)了一個近百億美元的交易。反觀針對肝外的研究，還是一片尚待挖掘的藍(lán)海，因此，誰能突破肝外遞送，誰就有機會找到下一個百億美元藥物。彼時，國外市場對肝外遞送的研究僅處于起步階段，而國內(nèi)更是一片空白，這是中國創(chuàng)新藥實現(xiàn)“彎道超車”的絕佳機會。

| 引用資料

[1] 獵藥人俱樂部：掘金“偶聯(lián)藍(lán)海”--抗體寡核苷酸偶聯(lián)物（AOC）有望在MSD治療大展拳腳

[2] 各企業(yè)官網(wǎng)

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       原文標(biāo)題 : NucleoPro｜小核酸與抗體的雙人華爾茲