《Signal Transduction and Targeted Therapy》：RNA therapeutics: current status and future directions
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基于RNA的疗法（RNA-based therapeutics）通过引入一种与传统疗法截然不同的视角，推动了药物发现与设计。RNA不仅是蛋白质的上游分子（编码RNA），也是庞大而复杂调控网络（非编码RNA）的功能组分，参与维持多种生物学过程与机制。功能基因组学
基于RNA的疗法（RNA-based therapeutics）通过引入一种与传统疗法截然不同的视角，推动了药物发现与设计。RNA不仅是蛋白质的上游分子（编码RNA），也是庞大而复杂调控网络（非编码RNA）的功能组分，参与维持多种生物学过程与机制。功能基因组学（functional genomics）的最新进展加速了具有明确功能的RNA的鉴定，以及这些RNA在诊断和治疗策略中的应用，而这类应用此前颇具挑战性。RNA分子可通过其序列和/或结构动态调控基因功能。因此，RNA疗法为功能缺失性（loss-of-function）和功能获得性（gain-of-function）干预提供了不同策略。本综述聚焦可成药功能性RNA（druggable functional RNAs），讨论当前与新兴技术及其潜在临床应用和靶向治疗的范围；同时强调旨在增强RNA疗法疗效和组织特异性递送、以改善临床结局的最常用优化策略与递送系统。最后，研究人员提出了对该领域的理解与展望。近年来在提高这些分子体内稳定性方面的进展，进一步提升了基于RNA的方法的治疗潜力。
已获FDA批准的RNA疗法
反义寡核苷酸（ASO）
ASO是长度为13–30个核苷酸的单链寡核苷酸，通过Watson-Crick碱基互补配对与RNA靶标结合。RNase H依赖性ASO利用内源RNase H识别RNA-DNA杂交双链并切割靶RNA，从而下调异常高表达的致病基因；steric-blocker ASO则依靠完全化学修饰或类似物，在pre-mRNA剪接位点、3′ poly(A)信号、翻译起始区或miRNA结合位点等区域产生空间位阻，进而调控剪接模式、翻译效率或miRNA介导的抑制。常见化学优化包括磷酸硫代（PS）骨架、2′-氟（2′-F）、2′-O-甲基（2′-O-Me）、2′-O-甲氧乙基（2′-O-MOE）、锁核酸（LNA）、约束乙基（cEt）以及磷酰二胺吗啉寡核苷酸（PMO）等；gapmer设计结合中心DNA gap与两端RNA-like修饰，可在增强亲和力和核酸酶抗性的同时保留RNase H活性。FDA已批准多款ASO，如fomivirsen、mipomersen、inotersen、nusinersen、eteplirsen、golodirsen、viltolarsen、casimersen、tofersen、olezarsen、donidalorsen等，其中多款通过调控pre-mRNA剪接治疗罕见遗传病。
RNA干扰（RNAi）为基础的疗法
RNAi疗法利用双链小RNA通过Argonaute蛋白（Ago）和RNA诱导沉默复合物（RISC）介导靶基因沉默。微小RNA（miRNA）模拟物可恢复下调的抑癌或保护性miRNA功能；小干扰RNA（siRNA）则设计为与单一完全互补的靶mRNA配对，经Ago2切割实现靶向降解。化学修饰对siRNA和miRNA模拟物尤为关键，常用2′-F、2′-O-Me、PS及引导链5′端(E)-乙烯基膦酸酯（5′-E-VP）等，以提高稳定性、增强Ago2装载并减少脱靶效应。已批准siRNA药物包括patisiran、vutrisiran、givosiran、lumasiran、nedosiran、inclisiran、fitusiran和plozasiran等，多数采用N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）偶联实现肝靶向递送。
适配体（Aptamers）
适配体是单链DNA或RNA寡核苷酸，通过三维构象互补而非序列互补，以高亲和力和特异性结合蛋白质、代谢物等靶分子。适配体通常经指数富集的配体系统进化（SELEX）技术筛选获得，可作为拮抗剂、激动剂或中和剂。为提高血清稳定性和药代动力学性质，常采用2′-F嘧啶、2′-O-Me嘌呤、PS/PS2骨架修饰、3′-端倒置dT封端、PEG化及镜像核酸（Spiegelmer）等策略。FDA已批准两款RNA适配体药物pegaptanib和avacincaptad pegol，分别靶向VEGF-165和补体蛋白C5。
合成信使RNA（mRNA）
合成mRNA通过体外转录（IVT）产生，其结构包含5′帽、5′非翻译区（UTR）、编码序列（CDS）和3′ poly(A)尾。mRNA可作为蛋白替代疗法，向细胞内递送功能性蛋白的编码信息，以纠正遗传性酶或蛋白缺陷；也可作为疫苗，编码病原体或肿瘤相关抗原，诱导体液和细胞免疫应答。mRNA优化策略包括帽类似物设计（如cap 1、2S cap、AvantCap）、核苷修饰（特别是N1-甲基假尿苷（m1Ψ）和5-甲基胞苷（m5C））、UTR筛选、密码子优化和poly(A)尾长度控制。FDA已批准COVID-19 mRNA疫苗BNT162b2和mRNA-1273，以及呼吸道合胞病毒（RSV）疫苗mRNA-1345。
CRISPR/Cas
CRISPR/Cas系统利用单向导RNA（sgRNA）引导Cas核酸酶对基因组靶位点进行特异性切割。Cas9产生双链断裂（DSB），可通过非同源末端连接（NHEJ）实现基因敲除，或在供体模板存在时通过同源定向修复（HDR）实现基因敲入。Cas9 nickase（Cas9n）可减少脱靶indel，并被用于碱基编辑（BE）和先导编辑（PE）；催化失活的dCas9保留DNA结合能力，可融合转录激活或抑制结构域，也可用于RNA编辑。Cas12和Cas13系统进一步扩展了DNA和RNA靶向能力。sgRNA可通过化学合成、IVT或载体表达产生，并常通过末端2′-O-Me和PS修饰提高稳定性。首个FDA批准CRISPR疗法Casgevy利用Cas9-sgRNA核糖核蛋白（RNP）体外编辑自体CD34+造血干祖细胞（HSPCs），用于治疗镰状细胞病和输血依赖型β地中海贫血。
RNA疗法的递送系统
RNA药物的裸药递送主要依靠化学修饰增强细胞摄取，但多数治疗场景需要偶联物或载体系统。偶联策略包括PEG化、脂质偶联、细胞穿透肽（CPP）、抗体/配体偶联以及GalNAc肝靶向递送。载体系统主要包括脂质纳米颗粒（LNP）、聚合物纳米颗粒（PNP）、无机纳米颗粒和外泌体。LNP由可电离/阳离子脂质、胆固醇、PEG脂质和辅助磷脂组成，在mRNA疫苗和siRNA药物中广泛应用。GalNAc偶联通过肝细胞表面去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）实现高效肝靶向，已成为多个已批准siRNA药物的标准递送策略。
其他发展中的RNA疗法
长链非编码RNA（lncRNAs）
lncRNAs长度通常超过200 nt，可作为miRNA海绵、基因表达调控因子或分子支架参与疾病发生。靶向致病lncRNAs可采用ASO或RNAi介导的降解；具有保护功能的lncRNAs则可作为替代性RNA药物。临床研究中已有利用H19启动子驱动白喉毒素A链（DT-A）表达的DNA质粒BC-819用于肿瘤治疗。
环状RNA（circRNAs）
circRNAs通过反向剪接形成共价闭合环状结构，缺乏游离末端，因而对核酸外切酶具有较高稳定性。circRNAs既可作为非编码RNA发挥miRNA海绵、蛋白支架或基因表达调控功能，也可通过内部核糖体进入位点（IRES）或m6A修饰启动翻译，用于蛋白替代或疫苗应用。合成circRNA常采用连接酶或I型内含子核酶介导的环化策略，并经IRES和UTR优化提高翻译效率。
RNA激活（RNAa）
小激活RNA（saRNAs）为19–21 bp的双链RNA，通过Ago2和RNA诱导转录激活复合物（RITA）靶向基因启动子区域，在转录水平上调基因表达。该技术可用于激活肿瘤抑制基因或代谢保护基因。saRNA药物MTL-CEBPA和RAG-01已进入临床试验，其化学修饰和递送策略借鉴siRNA平台，如2′-O-Me、2′-F修饰以及脂质体或LNP递送。
对本领域的理解与讨论
RNA药物的临床有效性和耐受性取决于多个相互关联的因素，包括抗核酸酶稳定性、体内生物利用度、组织特异性递送、靶点选择性、内体逃逸效率以及免疫原性控制。RNA结构的动态性和环境敏感性影响药物与靶标的结合；内体逃逸是胞内递送的关键瓶颈之一。化学修饰如m5C、Ψ和2′-O-Me等天然RNA修饰可降低外源RNA的免疫原性。PEG化和LNP成分可能引起抗PEG抗体或炎症反应，提示需要更接近人体的模型评估安全性。组织特异性递送仍高度依赖GalNAc-ASGPR轴；发展和表征细胞表面标志物有助于实现更广泛的靶向递送。
结论与展望
RNA疗法的成功是多学科协作的结果，涵盖靶标发现、化学修饰、递送系统、免疫学评价和临床转化。未来可通过工程化生物材料、空间转录组学、膜融合递送策略、疾病相关表面标志物鉴定以及人工智能辅助序列设计，进一步提升RNA药物的特异性、安全性和可及性。个性化RNA药物和多种疗法联合应用也将成为重要方向。
