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和開放標簽擴展試驗MARINA-OLE中的積極結果。結果顯示，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，由其專有的靶向1型轉鐵蛋白受體（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)所構成。

圖1. AOC 1001結構

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（包括手部握力、肌力和患者報告結果）上均有改善，進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?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重?良事件，包括丘腦外側膝狀核區(qū)域的雙側缺血以及隨后的出血性轉化，被定義為丘腦出血。 而后，Avidity  進?的全面調查發(fā)現(xiàn)，該SAE與  AOC  1001、AOC  平臺、轉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。當前，Avidity正與FDA就解決部分臨床擱置問題進行討論，同時正在確定AOC 1001關鍵劑量和Ⅲ期設計。

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，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。

Entera的專有平臺技術旨在協(xié)同保護和運輸大分子，由兩個部分組成：保護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遞送技術是將小核酸藥物包裹在脂質納米顆粒(LNP)中，使被包裹的小核酸藥物免于降解和清除，并促進其跨細胞膜運輸?shù)侥繕税形弧?strong>LNP攜帶小核酸藥物通過載脂蛋白E(ApoE)介導的內吞作用富集在肝細胞中，適用于治療肝臟相關的疾病。

圖5. LNP遞送技術

第二代GalNAc遞送技術即N-乙酰半乳糖胺，通過敏感的化學linker與小核酸藥物相連，酸敏感的linker設計可使核酸偶聯(lián)物在通過內吞作用進入細胞之后與偶聯(lián)物脫離。GalNAc可與肝細胞表面的糖蛋白受體ASGPR特異性結合，形成的復合物通過胞吞作用進入肝細胞。此外，ASGPR能以較高的循環(huán)速率重復使用，并結合胞外其它GalNAc，最終減少給藥劑量。ASGPR僅在肝實質細胞高表達，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

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技術的有1款，其余為第二代GalNAc遞送技術。

表1.已上市siRNA藥物概況

目前小核酸藥物雖在靶向肝臟細胞/組織中已經取得了重大進展，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構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。其結構與ADC藥物結構相似，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藥物結構

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的結構具有更好的藥代動力學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合。

（1）直接偶聯(lián)

類似ADC的連接策略，將一個可連接的基團添加到寡核苷酸上，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。每個寡核苷酸結構必須包含一個連接基團，并經過化學修飾以連接該連接基團。

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）與魚精蛋白構建成融合蛋白，通過魚精蛋白的正電荷偶聯(lián)帶負電荷的寡核苷酸，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。寡核苷酸進入細胞，多陽離子復合物可充當溶酶體逃逸劑。在溶酶體中，多陽離子復合物充當質子海綿，氯離子在內部擴散以補償電荷不平衡，導致滲透膨脹，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，進一步與各種生物素化蛋白非共價連接。主要應用于免疫檢測方法開發(fā)。進一步發(fā)展，直接利用鏈霉親和素的四個生物素結合位點，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級結構。這種雜交技術在診斷方面非常有應用前景，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，使其能進入細胞內，靶向mRNA；同時利用抗體藥物的穩(wěn)定性結構，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，在分子設計上，AOC具有分子量大、親水、帶有負電荷等特性，會影響血漿半衰期、抗體與抗原的結合，不利于分子的成藥以及穩(wěn)定性；在工藝合成上，國內CRO公司沒有做過類似的項目，很難進行工藝的摸索，大部分原材料也依賴國外進口，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和迦進生物，管線藥物主要用于肌肉疾病、中樞神經系統(tǒng)(CNS)疾病和癌癥等疾病治療。

AOC藥物研發(fā)的關鍵在于平臺的搭建，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藥物領域的先驅，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 受體在肌肉細胞表面高度表達），通過將抗體與治療嚴重肌肉疾病的寡核苷酸連接來設計治療分子，其與Avidity專注的疾病領域相同，靶點也幾乎相同（DMPK、外顯子、DUX4），但藥物設計不同。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胞群。迦進生物搭建了獨有的設計篩選與脫靶評估平臺，與對標企業(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），是首個進入臨床的抗體-siRNA藥物，由3部分組成：靶向轉鐵蛋白受體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癥開發(fā)出臨床應用的藥物，驗證了AOC藥物在臨床中的有效性。

 結語

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

小核酸藥物經過幾十年的發(fā)展，通過修飾增加了其在體內的穩(wěn)定性，在肝內遞送技術如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

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       原文標題 : NucleoPro｜小核酸與抗體的雙人華爾茲