mRNA治療的基礎(chǔ)原理

mRNA治療目前主要的發(fā)展方向在治療性疫苗上，包括腫瘤mRNA疫苗、傳染病mRNA疫苗和其他疾病的mRNA疫苗。

從治療方式上，又可以分為基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞治療、單克隆抗體等不同方式。

mRNA本身不具有治療作用。外源的mRNA必須穿過(guò)由磷脂雙分子層構(gòu)成的細(xì)胞膜，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，才能翻譯出最終行使治療功能的蛋白。

與常見(jiàn)的預(yù)防性疫苗不同，mRNA疫苗更多的切入治療階段。mRNA在進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)之后會(huì)翻譯出特異性的抗原，并釋放到人體內(nèi)環(huán)境中。這些抗原與引起疾病的病原體、腫瘤等的表面抗原具有同樣的抗原決定簇。人體的免疫系統(tǒng)會(huì)識(shí)別這些特異性的抗原，從而引起機(jī)體對(duì)于病原體或腫瘤的免疫反應(yīng)。

除了免疫治療之外，mRNA還可以直接表達(dá)用于治療疾病的功能蛋白、靶向特定抗原的單克隆抗體、充當(dāng)細(xì)胞治療過(guò)程中的基因編輯手段等。

mRNA易降解的特點(diǎn)既帶來(lái)了應(yīng)用過(guò)程中的難題，也成為了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。如果直接將mRNA注射進(jìn)入體內(nèi)，mRNA會(huì)迅速被血液中的RNA酶降解。因此mRNA治療要解決的關(guān)鍵問(wèn)題在mRNA的遞送環(huán)節(jié)上。

目前在RNA遞送方面，納米脂質(zhì)體制劑是目前用途最廣的遞送方式。脂質(zhì)體外殼可以保護(hù)mRNA在遞送途中的安全性，并在抵達(dá)特定部位后，通過(guò)細(xì)胞的胞吞機(jī)制攜帶mRNA進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。正在進(jìn)行mRNA治療研究的企業(yè)，大多都建立起了自己專利性的ｍRNA遞送技術(shù)。

另一方面，mRNA的翻譯過(guò)程和易降解的特性使得mRNA治療可以以平滑的方式開始并最終不留痕跡的結(jié)束。注射類的藥物在進(jìn)入人體內(nèi)之后會(huì)有血藥濃度高峰出現(xiàn)，而在mRNA治療中，mRNA翻譯合成的蛋白會(huì)以平滑的曲線逐步向血液中釋放，更貼近人體正常的生理狀態(tài)。在達(dá)到高峰之后，mRNA會(huì)被細(xì)胞逐步降解，最終毫無(wú)殘留。

腫瘤新抗原為ｍRNA治療帶來(lái)新機(jī)會(huì)

近年來(lái)對(duì)于新抗原的研究讓mRNA腫瘤疫苗找到了最合適的的發(fā)展方向。新抗原是一類能被免疫系統(tǒng)識(shí)別的，由于癌細(xì)胞基因突變產(chǎn)生的異常蛋白質(zhì)，是目前腫瘤免疫領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)之一。每個(gè)腫瘤患者的突變情況都有細(xì)微的差別，這樣的差別使得每個(gè)患者都有特異性的新抗原。

針對(duì)新抗原的治療性疫苗研發(fā)除了mRNA途徑之外，還有多肽途徑，就是直接生產(chǎn)與新抗原類似的多肽制品來(lái)引起免疫反應(yīng)。但是實(shí)際上mRNA在有效性、安全性、覆蓋范圍和成本上，都比多肽疫苗更有優(yōu)勢(shì)。因此目前全球范圍內(nèi)mRNA治療的頭部企業(yè)，如Moderna、CureVac、BioNTech等都在向個(gè)性化mRNA腫瘤疫苗方向布局。

新抗原在治療上的應(yīng)用，關(guān)鍵難題在于每個(gè)患者的新抗原組都各不相同，需要為患者定制個(gè)性化治療藥物。

多肽疫苗在這一方面有很多應(yīng)用上的難點(diǎn)。第一，針對(duì)于每個(gè)患者的多肽抗原生產(chǎn)過(guò)程，其成本和生產(chǎn)周期都是腫瘤患者難以承受的；第二，每個(gè)患者可能會(huì)有數(shù)十個(gè)新抗原，多肽疫苗很難同時(shí)進(jìn)行多個(gè)抗原的免疫過(guò)程；第三，外源表達(dá)的抗原蛋白很大概率會(huì)引起患者自身的非特異性免疫反應(yīng)。

多肽疫苗在新抗原上的應(yīng)用難題，在mRNA疫苗身上都可以得到解決。

第一，對(duì)新抗原進(jìn)行分析之后，可以迅速通過(guò)其氨基酸序列設(shè)計(jì)相應(yīng)的mRNA序列，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的mRNA合成和脂質(zhì)體包裝技術(shù)完成藥物生產(chǎn)，Moderna已經(jīng)可以將這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度控制在4－6周；第二，mRNA疫苗可以一次表達(dá)20－50個(gè)抗原，完全足夠覆蓋單個(gè)患者的新抗原數(shù)量；第三，mRNA疫苗的抗原生產(chǎn)過(guò)程完全在患者體內(nèi)進(jìn)行，由患者自身的細(xì)胞生產(chǎn)的抗原蛋白基本不會(huì)引起非特異性的腫瘤免疫反應(yīng)。

Moderna在2019年ASCO上公布了自己個(gè)體化mRNA腫瘤疫苗的Ⅰ期臨床中期數(shù)據(jù)，單獨(dú)使用或與Keytruda聯(lián)用，在所有劑量中患者耐受性均表現(xiàn)良好，并且能引起新抗原－T細(xì)胞反應(yīng)。單一療法治療中沒(méi)有疫苗相關(guān)嚴(yán)重不良事件。

因此從目前的角度上看，針對(duì)新抗原的個(gè)性化mRNA腫瘤疫苗在腫瘤治療上的表現(xiàn)，非常值得期待。

mRNA治療三巨頭，上市前總?cè)谫Y近30億美元

在mRNA治療領(lǐng)域中，BioNTech與Moderna Therapeutics和CureVac AG并稱三大mRNA治療公司。三家中的兩家如今都已經(jīng)上市，僅這三家公司在上市前的融資總額就已經(jīng)接近30億美元。

Moderna Therapeutics

Moderna Therapeutics是三家中成立最晚的一個(gè)，成立于2010年的Moderna在估值上已經(jīng)甩開了另兩位先來(lái)者一大截。

在上市之前，Moderna的融資歷程一路走到了H輪，融資總額高達(dá)18億美元，投資者包括紅杉中國(guó)、阿斯利康、默沙東等知名投資機(jī)構(gòu)和藥企。

2018年12月，Moderna登陸納斯達(dá)克，籌集資金6．04億美元，IPO估值達(dá)到了76億美元。其峰值股價(jià)曾到達(dá)過(guò)29．79美元的高位，總市值接近100億美元。

藥企巨頭們同樣對(duì)Moderna充滿了興趣。阿斯利康早在2013年就與Moderna達(dá)成了合作關(guān)系，以獲得其在腫瘤和心血管上布局靶標(biāo)的優(yōu)先選擇券。該項(xiàng)合作預(yù)付金額高達(dá)2．4億美元，另外還有后續(xù)1．8億美元的里程碑付款。

默沙東在2015年1月與Moderna開始進(jìn)行傳染病mRNA疫苗方面的合作，用5000萬(wàn)美元的預(yù)付款和5000萬(wàn)美元的股權(quán)投資換取5種候選產(chǎn)品的商業(yè)化權(quán)力。2018年5月，默沙東也與Moderna達(dá)成了合作關(guān)系，共同開發(fā)針對(duì)KRAS的ｍRNA疫苗ｍRNA－5671，雙方將平分mRNA－5671的成本與獲益，并且默沙東還在Moderna的H輪中注資1．25億美元。

Moderna的產(chǎn)品管線

Moderna的產(chǎn)品布局比較廣泛，除腫瘤之外，傳染病和心血管疾病也是其重要的管線組成部分。Moderna同樣也只有一條管線進(jìn)入Ⅱ期臨床階段，是與阿斯利康合作開發(fā)的AZD8601，一種編碼VEGF－α（血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子）的局部mRNA療法，用于治療接受了心臟旁路移植（CABG）手術(shù)的心力衰竭患者。

在剛剛過(guò)去的今年8月，Moderna宣布自己的個(gè)體化mRNA腫瘤疫苗mRNA－4157即將進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)。這款產(chǎn)品與BioNTech的BNT122定位相仿，都是通過(guò)表達(dá)患者的特異性腫瘤新抗原來(lái)激活免疫系統(tǒng)。

mRNA－4157在Ⅰ期臨床試驗(yàn)上的表現(xiàn)相比BNT122也不遑多讓，13名手術(shù)切除腫瘤后接受mRNA－4157單藥治療的患者中，有11名患者尚未復(fù)發(fā)，其中部分患者無(wú)進(jìn)展時(shí)長(zhǎng)達(dá)到72周。

Moderna在傳染病上的布局更加深入，針對(duì)RSV（呼吸道合胞病毒）、CMV（巨細(xì)胞病毒）、流感病毒、寨卡病毒、基空肯亞熱病毒等的疫苗產(chǎn)品都已經(jīng)進(jìn)入了臨床階段，較快的幾條管線已經(jīng)完成了Ⅰ期臨床研究，準(zhǔn)備進(jìn)入Ⅱ期階段。2019年8月，美國(guó)FDA還授予Moderna的寨卡病毒mRNA－1893k快速通道資格。

CureVac AG

三家中唯一未上市的CureVac，是三家中成立最早，但卻是進(jìn)度最慢的。這家2000年就成立了的德國(guó)企業(yè)，融資歷程已經(jīng)進(jìn)行到了F輪，總共獲得了3．82億美元的融資總額。

CureVac憑借自己獨(dú)特的RNActive技術(shù)平臺(tái)研發(fā)的狂犬病疫苗，在2017年公布的Ⅰ期臨床試驗(yàn)是全球首個(gè)在人體中開展的 mRNA 預(yù)防性疫苗的概念驗(yàn)證性臨床試驗(yàn)。

賽諾菲一直與CureVac保持著緊密的合作關(guān)系。賽諾菲早在2011年11就與CureVac建立了合作關(guān)系，簽署了最高價(jià)值超過(guò)1．5億歐元的疫苗開發(fā)選擇權(quán)協(xié)議。二者后來(lái)在2014年7月宣布，CureVac已經(jīng)達(dá)成了此前協(xié)議的里程碑要求，并簽署了進(jìn)一步的擴(kuò)展協(xié)議。

2013年10月，CureVac與強(qiáng)生旗下的楊森制藥達(dá)成合作關(guān)系，共同開發(fā)mRNA流感疫苗。

2014年9月，勃林格殷格翰與CureVac達(dá)成合作，將對(duì)CureVac的治療性mRNA肺癌疫苗展開臨床試驗(yàn)。CureVac在此項(xiàng)合作中直接獲益3500萬(wàn)歐元，并將可能獲得最多4．3億歐元的里程碑付款和銷售分成。

與BioNTech達(dá)成了合作的禮來(lái)也與CureVac建立了合作關(guān)系。2017年10月，禮來(lái)與CureVac達(dá)成了一項(xiàng)全球免疫腫瘤學(xué)戰(zhàn)略合作，重點(diǎn)開發(fā)和商業(yè)化CureVac的5種腫瘤疫苗產(chǎn)品。CureVac通過(guò)此項(xiàng)合作獲得了5000萬(wàn)美元的預(yù)付款、4500萬(wàn)歐元的投資和最多17億美元的開發(fā)及商業(yè)化里程碑。

CureVac的產(chǎn)品管線

CureVac并不是沒(méi)有產(chǎn)品進(jìn)入過(guò)Ⅱ期臨床階段，反而是三者中最早的進(jìn)入Ⅱ期臨床的一個(gè)。其腫瘤疫苗項(xiàng)目CV9104在2017年1月宣布未能達(dá)到主要終點(diǎn)而中止研發(fā)，這也直接導(dǎo)致了其管線中的產(chǎn)品研發(fā)狀態(tài)上的相對(duì)滯后。

CureVac只有三條產(chǎn)品管線進(jìn)入了臨床階段，分別是自研的實(shí)體瘤候選藥物CV8102，和勃林格殷格翰合作研發(fā)的肺癌藥物CV9202，還有狂犬病疫苗CV7202。

其他國(guó)外mRNA治療企業(yè)

Translate Bio and Inc．

Translate Bio成立于2011年，目前已經(jīng)在納斯達(dá)克上市，上市前融資總額達(dá)到1．8億美元。Translate Bio曾與阿斯利康在2018年6月達(dá)成合作，共同開發(fā)mRNA傳染病疫苗。雖然也有少量疫苗產(chǎn)品，但是Translate Bio的主要產(chǎn)品布局并在免疫治療方面，而是直接將mRNA導(dǎo)入病灶部位，產(chǎn)生相應(yīng)的活性蛋白，從而達(dá)到治療疾病的目的。其治療囊性纖維化的產(chǎn)品目前已經(jīng)進(jìn)入了臨床階段。

eTheRNA Immunotherapies，

eTheRNA是一家比利時(shí)的生物技術(shù)公司，專注于mRNA免疫療法在腫瘤和傳染病上的應(yīng)用，總計(jì)獲得融資2500萬(wàn)歐元。eTheRNA的TriMix技術(shù)包括三個(gè)mRNA片段，分別表達(dá)caTLR4、CD40L和CD70。

TriMix通過(guò)在抗原呈遞細(xì)胞中表達(dá)這些組分起到增強(qiáng)抗原呈遞細(xì)胞活化和成熟，刺激和輔助T細(xì)胞激活過(guò)程，促進(jìn)毒性T細(xì)胞激活的作用，從而對(duì)腫瘤產(chǎn)生治療效果。目前其針對(duì)黑色素瘤的產(chǎn)品管線已經(jīng)進(jìn)行到Ⅱ期臨床階段，針對(duì)乳腺癌的產(chǎn)品也已經(jīng)進(jìn)入Ⅰ期臨床。

ethris GmbH

ethris成立于2009年，是一家專注于呼吸系統(tǒng)疾病的mRNA治療開發(fā)企業(yè)。ethris與Translate Bio的藥物機(jī)理類似，也是直接將mRNA導(dǎo)入病灶部位，產(chǎn)生相應(yīng)的活性蛋白，從而達(dá)到治療疾病的目的。目前該公司未披露融資情況，產(chǎn)品管線也均在臨床前階段。

2017年8月，阿斯利康宣布與ethris合作，開發(fā)呼吸系統(tǒng)藥物產(chǎn)品，用于治療哮喘、慢阻肺和特發(fā)性肺纖維化。阿斯利康為此支付了2500萬(wàn)歐元的預(yù)付款。

Argos Therapeutics， Inc

Argos是一家1997年就成立了的生物技術(shù)公司，甚至早于CureVac。其核心技術(shù)平臺(tái)Arcelis利用從患者腫瘤中分離的mRNA來(lái)對(duì)患者的抗原呈遞細(xì)胞進(jìn)行基因編輯，使抗原呈遞細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤特異性的抗體，以激活人體對(duì)腫瘤的免疫反映。Argos在公開發(fā)行之前已經(jīng)完成了超過(guò)1億美元的融資。其在2018年4月在納斯達(dá)克的場(chǎng)外交易所OTCQB上市，股價(jià)情況并不樂(lè)觀。

In－Cell－Art

比起創(chuàng)新藥企業(yè)，In－Cell－Art看起來(lái)更像是合同研發(fā)企業(yè)。其核心技術(shù)Nanotaxi是一種生物合成遞送系統(tǒng)，幫助藥物在人體中穩(wěn)定運(yùn)輸?shù)街付ú课弧Ｆ洚a(chǎn)品管線都基于與其他企業(yè)的合作。In－Cell－Art還參與了CureVac與賽諾菲之間的合作。

Tiba Biotech

Tiba Biotech是一家2018年才剛成立的mRNA疫苗企業(yè)，托生于麻省理工學(xué)院和波士頓兒童醫(yī)院之間的研究合作。Tiba已經(jīng)建立了自己的RNA疫苗平臺(tái)，并將其用于mRNA疫苗產(chǎn)品的研發(fā)。其正在研發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)在動(dòng)物模型中證實(shí)了對(duì)埃博拉病毒、H1N1病毒和其他致命性感染的保護(hù)作用。

國(guó)內(nèi)已有企業(yè)開始布局，產(chǎn)品已經(jīng)開展科研臨床

斯微生物

斯微（上海）生物科技有限公司成立于2016年，剛剛在今年8月完成了近億元的A輪融資。斯微生物的三位創(chuàng)始人在創(chuàng)業(yè)之前就已經(jīng)在科研機(jī)構(gòu)中將研發(fā)工作推進(jìn)到了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。

其自有的Core－Shell mRNA遞送系統(tǒng)將常用的單層脂質(zhì)體膜升級(jí)至雙層結(jié)構(gòu)，更好的保證mRNA在行使功能之前的安全性。第一個(gè)產(chǎn)品管線SM－Neo－Vac－1，是一款針對(duì)晚期消化系統(tǒng)腫瘤患者的新抗原個(gè)體化mRNA疫苗。

斯微生物目前已經(jīng)與上海長(zhǎng)海醫(yī)院、上海東方醫(yī)院、鄭大一附院、瑞金醫(yī)院等多家國(guó)內(nèi)三甲醫(yī)院建立了合作關(guān)系，并且已經(jīng)開展了部分科研臨床研究。

在上海長(zhǎng)海醫(yī)院，上海東方醫(yī)院鄭大一附院的臨床研究已經(jīng)通過(guò)了倫理審查并入組了病人，從迄今為止的臨床數(shù)據(jù)上看，接受治療的患者均初步顯示出良好的安全性及免疫響應(yīng)。

美諾恒康

太倉(cāng)美諾恒康生物技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱“美諾恒康”）成立于2013年，以外包服務(wù)起家。隨著腫瘤疫苗成為生物技術(shù)領(lǐng)域的新晉寵兒，美諾恒康轉(zhuǎn)戰(zhàn)腫瘤疫苗領(lǐng)域，著手研發(fā)mRNA腫瘤疫苗。短短1年多，美諾恒康的mRNA腫瘤疫苗便完成了概念驗(yàn)證（Proof of Concept）。

在臨床前動(dòng)物藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)中，美諾恒康的mRNA腫瘤疫苗在胰腺癌、直腸癌和肝癌等領(lǐng)域取得了良好的腫瘤抑制生長(zhǎng)效果。

與Moderna和BioNTech開發(fā)的個(gè)性化疫苗不同，美諾恒康是從腫瘤相關(guān)抗原（Tumor Associated Antigen，TAA）尋找靶點(diǎn)，開發(fā)通用治療型疫苗。

在直腸癌動(dòng)物試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校?9只小鼠中，有13只小鼠腫瘤體積縮小歸零，占比達(dá)到68％。腫瘤體積歸零小鼠重新接種癌細(xì)胞后，在未加任何處理的情況下這些腫瘤歸零小鼠不會(huì)結(jié)瘤，具有很好的抗腫瘤療效。

文 ｜ 郝翰

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