RNA 速递

近日，Avidity Biosciences宣布其用于治疗1型强直性肌营养不良（DM1）患者的在研抗体偶联寡核苷酸（Antibody Oligonucleotide Conjugates，AOC）药物AOC 1001在Ⅰ/Ⅱ期临床试验MARINA和开放标签扩展试验MARINA-OLE中的积极结果。结果显示，DM1患者的多个功能终点得到改善，AOC 1001的长期安全性和耐受性良好。

其中，AOC 1001是一种抗体偶联寡核苷酸药物，通过Avidity的AOC平台所生产，由其专有的靶向1型转铁蛋白受体（TfR1）单克隆抗体与靶向DMPK mRNA的siRNA通过不可裂解的接头（linker）偶联所构成。

图1.AOC 1001结构

临床前试验显示，AOC 1001能够成功递送siRNA至肌肉组织，在骨骼肌、心肌与平滑肌等组织中引起持续性、剂量相关的DMPK的mRNA水平下降。FDA与EMA皆授予AOC 1001孤儿药资格，FDA还授予此疗法快速通道资格。此前公布的结果显示，AOC 1001可有效递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数据显示，该疗法在其他功能性指标（包括手部握力、肌力和患者报告结果）上均有改善，进一步巩固了之前报告的肌张力、肌力和活动能力改善的积极数据。

图2.MARINA疗效数据

安全性方面，最常见的AE均为轻度或中度，包括手术疼痛(36%)、贫血（32%）、慢性阻塞性肺病(23%)、头痛(23%)、恶心(23%)；1名患者因SAE停药（8%）。

图3.MARINA安全性数据

2022-9，FDA 对新参与者的注册进?了部分临床暂停，原因是4 mg/kg 队列中出现了一名参与者报告的严重?良事件，包括丘脑外侧膝状核区域的双侧缺血以及随后的出血性转化，被定义为丘脑出血。而后，Avidity 进?的全面调查发现，该SAE与 AOC 1001、AOC 平台、转铁蛋白受体递送机制或 DMPK 减少的任何成分均无合?的生物学联系。因此，2023 -5，FDA同意部分保留放宽，允许以 2 mg/kg 剂量招募新参与者，并且12 名参与者的剂量从 2 mg/kg增加到 4 mg/kg。当前，Avidity正与FDA就解决部分临床搁置问题进行讨论，同时正在确定AOC 1001关键剂量和Ⅲ期设计。

有效解决小核酸递送问题—AOC药物

1．小核酸的递送问题

小核酸药物正在成为继小分子和抗体药物后的第三代创新制药技术，迎来了快速发展的阶段。目前，全球已有15款小核酸药物上市，除Fomivirsen、Mipomersen和Macugen由于病例数减少和安全性问题退市外，其他12款在售产品均在2016年后集中上市。2022年全球小核酸药物实现销售约$3.78Bn，过去五年CAGR约30%，过去三年CAGR 9.26%。

EnteraEntera是一家临床阶段的生物医药公司，专注于开发和推广大分子药物的口服递送技术。

Entera的专有平台技术旨在协同保护和运输大分子，由两个部分组成：保护多肽药物大分子免受胃肠道消化的成分（比如蛋白酶抑制剂）和增强大分子生物 制剂吸收的吸收增强剂或载体分子。该协同系统旨在增加大分子生物制剂的口服生物利用度，并降低口服药物吸收的多变性。

图4.小核酸药物销售额数据

小核酸药物是生物医药发展的前沿领域，而递送问题是限制小核酸药物开发（特别是siRNA药物）的关键问题，很长一段时间限制了小核酸药物的发展，直到LNP和GalNAc递送系统的成功研发才推动了小核酸药物的成功上市。

第一代LNP递送技术是将小核酸药物包裹在脂质纳米颗粒(LNP)中，使被包裹的小核酸药物免于降解和清除，并促进其跨细胞膜运输到目标靶位。LNP携带小核酸药物通过载脂蛋白E(ApoE)介导的内吞作用富集在肝细胞中，适用于治疗肝脏相关的疾病。

图5.LNP递送技术

第二代GalNAc递送技术即N-乙酰半乳糖胺，通过敏感的化学linker与小核酸药物相连，酸敏感的linker设计可使核酸偶联物在通过内吞作用进入细胞之后与偶联物脱离。GalNAc可与肝细胞表面的糖蛋白受体ASGPR特异性结合，形成的复合物通过胞吞作用进入肝细胞。此外，ASGPR能以较高的循环速率重复使用，并结合胞外其它GalNAc，最终减少给药剂量。ASGPR仅在肝实质细胞高表达，利用GalNAc递送可精确靶向肝脏，治疗肝部疾病。

图6.GalNAc递送技术

目前上市的5款siRNA药物都由龙头企业Alnylam开发，其中采用第一代LNP技术的有1款，其余为第二代GalNAc递送技术。

表1.已上市siRNA药物概况

目前小核酸药物虽在靶向肝脏细胞/组织中已经取得了重大进展，但仍无法解决肝外靶向递送的问题，对于肌肉疾病、中枢神经系统疾病（CNS）和癌症等疾病缺乏很好的靶向性，此外，还存在剂量、浓度、时间依赖性及稳定性等问题。因此，亟需新的递送方式或药物结构能够既具有靶向递送、又发挥小核酸药物的治疗优势。

2．AOC药物的发展

针对小核酸药物递送存在的问题，AOC药物（Antibody Oligonucleotide Conjugates）的出现提供了新的解决方案。抗体药物近年来呈现爆发式发展，在疾病市场中所占比重越来越高，各种单克隆抗体药物常年占据销售榜单前十的位置，如K药、修美乐等。

抗体-寡核苷酸偶联（AOC）药物是一类结合了单克隆抗体和寡核苷酸两种重要生物分子的嵌合分子。其结构与ADC药物结构相似，由发挥组织靶向作用的载体、连接子(linker)，作为payload的小核酸三个部分组成。在该系统中，抗体通常被用作目标识别单元，而寡核苷酸作为治疗性寡核苷酸发挥各种功能作用。

图8.AOC药物结构

AOC药物与传统递送方式的小核酸药物相比具有以下优点：第一，抗体具有对肿瘤细胞抗原高特异性亲和力的特点，是药物靶向递送的理想载体，可以将药物靶向递送至肿瘤病灶部位，解决了小核酸药物肝外靶向递送的问题。第二，AOC的结构具有更好的药代动力学特性和更具特异性的生物分布，增加生物利用度，与LNP相比减少了代谢物富集的毒作用。第三，提高稳定性，增加理想半衰期，提高有效性。第四，与抗体药物相比，AOC药物具有较低的耐药性和可调控性，能够最大化发挥寡核苷酸的作用。

小核酸药物通常比小分子药物具有更多的偶联方法，制备AOC药物的四种常用方法包括直接偶联、电荷相互作用、亲和性连接和核酸双链杂交结合。

（1）直接偶联

类似ADC的连接策略，将一个可连接的基团添加到寡核苷酸上，并直接偶联到抗体的赖氨酸、半胱氨酸或工程氨基酸上。连接子可以类似于ADC药物，使用可裂解，不可裂解，定点偶联等方式。这种偶联方式连接子更小，更稳定。每个寡核苷酸结构必须包含一个连接基团，并经过化学修饰以连接该连接基团。

缺点是连接子必须在DNA或RNA及其双链退火过程中兼容和稳定。不含溶酶体逃逸剂，因此可能会导致寡核苷酸从溶酶体中缓慢逃逸，从而影响AOC的活性。

图9.直接偶联

（2）电荷相互作用

寡核苷酸主链带负电荷，鱼精蛋白带正电荷。将抗体或抗体片段（Fab或scFv）与鱼精蛋白构建成融合蛋白，通过鱼精蛋白的正电荷偶联带负电荷的寡核苷酸，形成抗体偶联寡核苷酸(AOC)。

这种偶联方式优点是简单灵活。寡核苷酸进入细胞，多阳离子复合物可充当溶酶体逃逸剂。在溶酶体中，多阳离子复合物充当质子海绵，氯离子在内部扩散以补偿电荷不平衡，导致渗透膨胀，形成泄漏膜。这种溶酶体逃逸很重要，因为寡核苷酸没有强的膜通透性。缺点是离子相互作用是可逆的、不稳定的，难以确定OAR（oligonucleotide to antibody ratios）。

图10.电荷相互作用偶联

（3）亲和性连接

通过Avidin/Streptavidin−Biotin偶联：将硫醇修饰的DNA化学连接到马来酰亚胺激活的链霉亲和素上，生成链霉亲和素-DNA，进一步与各种生物素化蛋白非共价连接。主要应用于免疫检测方法开发。进一步发展，直接利用链霉亲和素的四个生物素结合位点，将生物素化的抗体和生物素化的寡核苷酸直接相连。

图11.亲和性连接

（4）核酸双链杂交结合

一条单链寡核苷酸首先偶联到抗体上，另一条互补链通过杂交方式偶联，形成一个双链AOC。双链杂交方法， 长度很重要。太短，形成的杂交链不稳定，太长则容易形成2级结构。这种杂交技术在诊断方面非常有应用前景，但用于治疗药物，工艺挑战大。

图12.核酸双链杂交结合

总的来说，AOC药物的意义在于利用抗体药物的特异性作用，解决小核酸药物无法肝外靶向递送的问题，使其能进入细胞内，靶向mRNA；同时利用抗体药物的稳定性结构，提高小核酸的稳定性和半衰期，属于强强联合的搭配；最终促进小核酸药物安全、有效、选择性地治疗疾病。

表2. AOC药物特性

但AOC药物的开发也面临着难题，在分子设计上，AOC具有分子量大、亲水、带有负电荷等特性，会影响血浆半衰期、抗体与抗原的结合，不利于分子的成药以及稳定性；在工艺合成上，国内CRO公司没有做过类似的项目，很难进行工艺的摸索，大部分原材料也依赖国外进口，加大了药物的工艺开发难度。

AOC药物全球研发格局

目前全球在研的AOC主要来自四家国外企业和一家中国企业，分别是Avidity Biosciences、Dyne Therapeutics、Tallac Therapeutics和迦进生物，管线药物主要用于肌肉疾病、中枢神经系统(CNS)疾病和癌症等疾病治疗。

AOC药物研发的关键在于平台的搭建，核心能力在于对抗体与siRNA的筛选和改造，以满足靶向性的要求。

Avidity Bio是AOC药物领域的先驱，其AOC平台的具有很强的灵活性，可递送siRNA和和磷酸二胺吗啉寡聚物（PMO）。Dyne Therapeutics专有的FORCE平台以TFR-1受体为靶点（TFR-1 受体在肌肉细胞表面高度表达），通过将抗体与治疗严重肌肉疾病的寡核苷酸连接来设计治疗分子，其与Avidity专注的疾病领域相同，靶点也几乎相同（DMPK、外显子、DUX4），但药物设计不同。Tallac Therapeutics搭建了新型Toll样受体激动剂抗体偶联物（TRAAC）平台，该平台可提供有效的Toll样受体（TLR9）激动剂（T-CpG），通过选择T-CpG偶联合适的细胞靶点和抗体，激活局部肿瘤微环境中或全身的特异性免疫细胞群。迦进生物搭建了独有的设计筛选与脱靶评估平台，与对标企业Avidity的随机偶联不同，其采用的定点偶联将帮助获得纯度更高、收率更高、亲和力更强、起效更快和药效更好的AOC分子。

管线开发方面，以上5家企业共计12个药物管线，其中临床前管线6个，占比50%；3个Ⅰ期管线，占比25%；3个Ⅱ期管线（含Ⅰ/Ⅱ期），占比25%。适应症方面，自研AOC管线集中在I型强直性肌营养不良DM1、杜氏肌营养不良DMD、面肩肱型肌营养不良FSHD三个遗传病适应症，共计8款药物，合计占比67%；此外，心脏疾病和实体瘤也是AOC研发的方向。

图14.AOC管线布局

Avidity所开发的AOC 1001是目前进展最快的AOC药物，用于治疗强直性肌营养不良型1型（DM1），是首个进入临床的抗体-siRNA药物，由3部分组成：靶向转铁蛋白受体1（TfR1）的全长单抗、linker、靶向DMPK mRNA的siRNA。2022-12，Avidity公开了该首发管线Ⅰ/Ⅱ期临床的最新数据。AOC 1001首次实现了将RNA递送到肌肉组织，100%的患者的致病基因DMPK都有所下降，下降的平均幅度为45%。此次Avidity再次公开的MARINA再次验证了AOC 1001的有效性和安全性。

表3.AOC管线概况

总的来说，AOC的研发由于需要同时搭建抗体和寡核苷酸筛选平台，技术壁垒较高，目前仍处于起步状态，在研管线较少，但有部分企业管线已针对遗传病适应症开发出临床应用的药物，验证了AOC药物在临床中的有效性。

结语

AOC将小核酸药物以抗体偶联的方式将其递送至特定细胞或组织，在肌肉骨骼遗传疾病、心脏疾病、肿瘤等适应症中具有巨大的治疗潜力。

小核酸药物经过几十年的发展，通过修饰增加了其在体内的稳定性，在肝内递送技术如LNP、GalNAc等得到了很好的发展，而且出现了一个近百亿美元的交易。反观针对肝外的研究，还是一片尚待挖掘的蓝海，因此，谁能突破肝外递送，谁就有机会找到下一个百亿美元药物。彼时，国外市场对肝外递送的研究仅处于起步阶段，而国内更是一片空白，这是中国创新药实现“弯道超车”的绝佳机会。

|引用资料

[1]猎药人俱乐部：掘金“偶联蓝海”--抗体寡核苷酸偶联物（AOC）有望在MSD治疗大展拳脚

[2]各企业官网

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原文标题:NucleoPro｜小核酸与抗体的双人华尔兹