▲私人RNA治療公司的融資（a）上市RNA治療公司的市值（b）

圖片來源：（Nature Reviews Drug Discovery）

理論上，mRNA具有合成“任意一種蛋白”的潛力，利用它可以將細胞中的蛋白質制造引擎轉變?yōu)椤八幬锕�廠”，對治療各種疾病具有很大的希望。

對于mRNA疫苗和某些mRNA藥物，給藥相對簡單。手臂刺傷后，肌肉細胞吸收mRNA并產(chǎn)生病毒蛋白。免疫系統(tǒng)將蛋白質視為外來物質，并產(chǎn)生抗體和T細胞，使機體抵抗未來的入侵，在包括SARS－CoV－2在內(nèi)的各類病毒傳染性疾病中都相關候選產(chǎn)品正在進行臨床開發(fā)。

另外，基于mRNA的疫苗策略尤其在腫瘤免疫領域中獨具前景，這也是目前mRNA療法的一個主要探索方向。通過肌肉、皮下或腫瘤的局部注射提供的這些基于mRNA的療法，編碼腫瘤蛋白或免疫信號分子，幫助增強人體免疫系統(tǒng)對癌細胞的攻擊。值得一提的是，相比全球疫苗市場，全球癌癥疫苗市場規(guī)模似乎增長更快，2019年為46億美元，預計到2024年將達到101億美元，復合年增長率為17．28％。

相對而言，那些替代有益蛋白質治療慢性病的mRNA藥物比疫苗則更難進入臨床。這些藥物面臨著將mRNA靶向特定組織并提供強大而持久的益處而又沒有過度副作用的挑戰(zhàn)。因此一直以來，這類療法的開發(fā)相對較少。

無論如何，新興的mRNA療法領域至今的成果是令人興奮的，大量積累的相關臨床前數(shù)據(jù)以及已經(jīng)開始的一些早期臨床數(shù)據(jù)都共同推動了其此次在新冠疫情大環(huán)境中取得至關重要的勝利，隨著技術的進一步發(fā)展和成熟，基于mRNA的各類治療策略將逐步實現(xiàn)治療和預防人類疾病的設想。

遞送仍是主要挑戰(zhàn)

目前在基因治療領域，遞送系統(tǒng)的挑戰(zhàn)已經(jīng)是一個老生常談的問題，這類藥物最終在臨床發(fā)揮藥效的絕大部分取決于一個高效的遞送系統(tǒng)，mRNA療法也是如此。

雖然裸mRNA的有效性在包括肌肉注射、皮下注射或皮內(nèi)注射中已經(jīng)得到證實，并且可以避免其他與系統(tǒng)性施用mRNA相關的障礙（例如，通過肝臟、腎臟和脾臟從血流中清除）；但是，表皮最外層的角質層對局部給藥的吸收形成了嚴密的屏障，mRNA在不存在遞送系統(tǒng)的情況下，在細胞膜上的滲透非常低。

盡管微穿孔、微針、電穿孔、超生滲透等策略都被開發(fā)用于克服該障礙，但是mRNA的半衰期約為7小時，極易被降解。其固有的不穩(wěn)定性以及對酶促降解的高度敏感性，加之mRNA的超大尺寸和高負電荷等相關多種障礙，使得其遞送策略的開發(fā)壁壘進一步拔高，嚴重阻礙了這一策略的臨床轉化。

因此，進一步改進mRNA的遞送系統(tǒng)一直是該領域的重要瓶頸，目前，科學界在主要的病毒載體和非病毒載體兩個大方向上都有諸多嘗試，而介于病毒載體與非病毒載體之間的類病毒體（VLP）遞送策略無疑對目前的遞送現(xiàn)狀增添了更為新鮮的血液。

病毒載體中，慢病毒載體可以高效感染幾乎所有細胞，AAV載體的遞送效率也非常高，目前已經(jīng)被應用于臨床上的體內(nèi)外基因治療，是一個相對成熟的遞送技術。但是病毒載體具有與基因組整合相關的關鍵缺陷，以及可能的宿主排斥（免疫原性和細胞毒性）。此外， AAV用來遞送CRISPR等基因編輯工具時可能會面臨編輯工具長時間甚至終身表達的安全性問題，同時還可能造成潛在的脫靶以及免疫反應。因此，在mRNA遞送領域，對非病毒載體的需求也被激發(fā)。

基于脂類或類脂化合（lipidoids）的載體代表了目前最常用的非病毒載體。各種合成的和天然衍生的脂質已經(jīng)被用來形成脂質體或脂質納米顆粒（LNPs），兩者都被報道可以有效地遞送基于mRNA的疫苗，其中LNP是目前核酸藥物領域應用較廣泛的一種遞送類型，由于其比較容易被抗原呈遞細胞吸收，因此最常被用于疫苗，目前三大mRNA疫苗巨頭企業(yè)，Moderna、CureVac和BioNTech均采用了LNP遞送技術。但是，LNP在體內(nèi)基因治療應用方面，其遞送效率不高。

盡管這些遞送載體已經(jīng)廣泛應用于基因治療和mRNA疫苗的基礎研究和臨床研究，但在CRISPR等基因編輯技術這一特定細分領域，其臨床應用有著安全性和有效性的雙重標準，病毒載體的安全性問題和LNP等非病毒載體的效率上的挑戰(zhàn)使得遞送系統(tǒng)的需要進一步開發(fā)和探索。

VLP遞送系統(tǒng)利用mRNA莖環(huán)結構與噬菌體衣殼蛋白特異識別的原理，通過病毒工程技術，將病毒和mRNA兩者的優(yōu)點完美的結合起來，創(chuàng)造了新型遞送技術VLP－mRNA，其一方面借助了病毒的外殼，使得其感染細胞的效率特別高，另一方面，則基于mRNA的自身瞬時性的特點，能讓基因編輯治療更加安全可控，其在遞送CRISPR／Cas9的研究中表明，與長時間表達Cas9的病毒系統(tǒng)相比，通過VLP－mRNA遞送Cas9 mRNA， Cas9的存在時間只有72小時，同時，其可以顯著降低、甚至完全避免脫靶效應。

此外，在基因載荷方面，AAV 載體只能遞送4．7個kb大小的基因，而經(jīng)典的 CRISPR／Cas9編輯系統(tǒng)則較大，通常無法通過一個病毒載體來遞送整套的CRISPR／Cas9系統(tǒng)，而需要兩個病毒載體分開提遞送。VLP－mRNA則可以遞送整個CRISPR元件（Cas9與gRNA），克服了AAV載體運載能力小的限制。同時，隨著基因編輯技術的進一步發(fā)展，更大的堿基編輯工具也已逐步挺進基因編輯研發(fā)領域，VLP－mRNA則有望成為其有利的遞送工具。

結語

一類新型策略的出現(xiàn)并不是對以前傳統(tǒng)方法的否決，更多的是互相填補在整個潛在應用領域的空白。相信隨著越來越多的技術瓶頸被突破，mRNA疫苗和基于mRNA的其他治療策略，以及整個基因治療領域的潛力都將被進一步釋放，最終造福廣大患者。

作者：動脈網(wǎng)