综述:寡核苷酸疗法与递送系统的药物学视角

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Pharmacological Reviews 19.3

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  (编辑推荐)本综述系统探讨RNA疗法(包括mRNA疫苗、RNAi等)的临床转化进展,涵盖RNA结构功能、化学修饰(如磷酸骨架/核糖修饰)及递送系统挑战,并汇总已获批治疗杜氏肌营养不良、β-地中海贫血等遗传病的寡核苷酸药物,为基因治疗(Gene Therapy)领域提供前沿视角。

  

Abstract
基因治疗在疾病治疗中具有核心地位。继辉瑞-BioNTech和Moderna基于mRNA的COVID-19疫苗后,针对杜氏肌营养不良、家族性淀粉样变性、血友病A/B等致命遗传病的基因疗法陆续获批。本文综述了RNA疗法的分子机制,包括内源性RNA种类、结构功能关系,以及提升RNA稳定性和靶向性的化学修饰策略,并对已临床应用的基因疗法进行系统性总结。

Significance Statement
RNA疗法的临床转化近年取得突破性进展。本综述详述了RNA类型多样性、结构功能特性、化学修饰技术,以及截至撰稿时所有获批RNA药物的作用机制与应用。

Introduction and brief history
从孟德尔豌豆实验到现代基因治疗,遗传学认知的演变催生了核酸药物的诞生。1865年孟德尔提出遗传定律,1902年Archibald Garrod将其与人类疾病关联,为基因治疗奠定理论基础。

Structure and function of RNA
RNA的多级结构(一级序列至四级空间构象)决定其功能。核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接,碱基配对(如A-U、G-C)形成茎环结构,而非经典配对(如Hoogsteen键)调控RNA-蛋白质相互作用。tRNA的L型三级结构和核酶的催化活性位点均为功能关键。

Chemical modifications to RNAs
为提高RNA药物稳定性,常对磷酸骨架(硫代磷酸酯)、核糖2'-位(2'-O-甲基化)及碱基进行修饰。锁核酸(LNA)和肽核酸(PNA)可增强核酸酶抗性,而5'-端帽类似物(如m7
GpppN)能减少免疫原性。

Delivery systems for RNAs
RNA递送面临多重屏障:带负电的寡核苷酸需借助阳离子脂质体(LNP)或聚合物载体穿越细胞膜;聚乙二醇(PEG)修饰可延长循环时间;GalNAc偶联技术实现肝靶向递送。

Approved RNA therapeutics
全球寡核苷酸药物市场2023年达38.5亿美元,主要增长动力来自RNAi药物(如Patisiran)和mRNA疫苗。脊髓性肌萎缩症药物Nusinersen(反义寡核苷酸)和β-地中海贫血疗法Luspatercept均为代表性案例。

Discussion and future directions
当前挑战包括组织特异性递送精度、脱靶效应(Off-target effects)及免疫激活风险。新型纳米载体和碱基编辑技术(Base Editing)或将成为下一代RNA疗法的突破口。

Conflict of interest
作者声明无利益冲突。

Financial support
研究受美国国立卫生研究院(NIH R01DK135817、R56HL156806)及美国心脏协会(AHA 24PRE1181407)资助。

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