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生物技术能否让 RNA 药物更安全

 2018/1/9 9:49:57 《最新论文》 作者:《细胞通讯》 我有话说(0人评论) 字体大小:+

现代疗法公司在测试信使 RNA 新药。图片来源:V. Altounian/Science

致力于罕见病研究的美国生物技术公司“现代疗法”的掌舵人 Paolo Martini 曾拜访过中东。他在那里遇到了一些治疗甲基丙二酸血症(MMA)患儿的医生。甲基丙二酸血症是一种罕见的代谢紊乱症,患者的血液中会产生有毒的酸,而该疾病在该地区很普遍,这与当地近亲结婚的习俗有关。

很快,Martini 团队希望能让这些患儿参与一项具有开创性的临床实验,该实验主要使用“信使 RNA”——将细胞 DNA 的指令传递给蛋白质制造器的分子。但是,已经筹集了数十亿美元资金、希望用这种 RNA 治疗一系列疾病的 Moderna,首先必须证明长期使用这些药物是安全的。

在近日发表在《细胞通讯》的一项研究中,该公司表示,在给老鼠重复使用了最新一代 mRNA 药物后,老鼠没有出现明显的健康问题。但这一发现还远远不能证明其安全性,但它是最早发表的支持 mRNA 作为 MMA 等疾病长期疗法的动物研究之一。“这对 mRNA 领域来说是个好消息,迈出了重要一步。”未参与该研究的宾夕法尼亚州卡内基·梅隆大学化学工程师 Kathryn Whitehead 说。

mRNA 的强大力量让科学家十分兴奋。如果你能把新 mRNA 放入细胞中,理论上你就可以告诉它制造任何蛋白质。Whitehead 说:“我对 mRNA 十分感兴趣,应该不会再有一种药物能超过它。”

但是当你试图把这些分子偷偷放进人体时,很多东西都会出错。人们的免疫系统已经进化到能够识别外来 RNA,并将其作为入侵病毒予以攻击。通常用于封装 mRNA 的脂质纳米保护颗粒也能引发免疫反应,并在高剂量下损害肝脏。如果你想要替换缺失的重要蛋白质,身体甚至可能会将新产生的蛋白质视为外来者。而且,这些反应中的任何一种都可能使 mRNA 药物在低于治疗所需剂量的情况下产生毒性。

现代疗法公司已经承诺要走出这些“陷阱”。该公司称,其研究人员已经改变了 mRNA 本身的化学性质,所以它不会在免疫细胞上释放受体。并且,该公司研发的心血管疾病和癌症 mRNA 药物,以及针对流感、寨卡病毒和基孔肯雅病毒的疫苗已经开始进入人体实验阶段。无独有偶,总部位于德国的生物技术公司 CureVac 和 BioNTech 也开始在临床试验中测试几种基于 mRNA 疫苗的癌症疫苗。

这些药物的设计方案是一剂或几剂即可见效。但为了治疗一种关键蛋白质缺失或有缺陷的基因疾病,人们需要一种能安全有效地反复使用的 mRNA 药物。一些人怀疑这难以实现。现代疗法公司董事长 Stephen Hoge 也承认,该公司的早期药物在动物实验中没有达到这一标准,随着时间的推移,肝脏毒性和免疫反应越来越严重。

但 Hoge 指出,该公司的新药物没有这些问题,而部分原因是对其运载工具(脂质纳米颗粒)的重新设计。一项关键的创新(即将发表的另一篇论文)是纳米颗粒进入人体后能迅速脱落其中一个关键的脂质成分,使其变得更隐秘、毒性更小。

在新研究中,现代疗法公司与美国国立卫生研究院的科学家,测试了新纳米颗粒将 mRNA 编码蛋白运送到 MMA 患者体内的效力。这种酶被称为甲基丙甲酰胺 - CoA 变位酶(MUT),主要在肝脏中制造,有助于分解食物中的蛋白质和脂肪。没有它,血液中甲基丙二酸的积累会导致人体虚弱和发育减缓,出现肾和肝损害,甚至癫痫和中风。被诊断为 MMA 的儿童必须限制饮食,一些人甚至要接受肝移植。

研究人员给缺乏 MUT 的小鼠静脉注射了 mRNA。结果显示,这种治疗降低了血液中 85% 的有毒酸。在持续注射 5 周后,老鼠体内的肝酶水平并没有升高,而炎症的某些标志物也没有增加,或者抗体中显示出免疫反应。

“我们看到这些老鼠不仅存活下来,而且体重增加,几乎变成了一只正常老鼠。”Martini 说,“我认为这些数据至少在动物模型中验证了这种 mRNA 疗法是可行的。”

其他研究人员希望看到更多的长期安全证据。“这是很好的第一步。”加州索尔克生物研究所遗传学家 Inder Verma 说,他很想看到长期使用且剂量更大时,老鼠会有何种反应。同样研究 mRNA 的转化生物公司的遗传学家 Michael Heartlein 说,要想让监管机构最终为该临床试验开绿灯,现代疗法公司必须得证明其药物在治疗所需量的 10 倍剂量下仍然安全。

Hoge 则表示,他已经确信药物的安全性可以超过这个标准。他提到,这些小鼠被跟踪了几个星期,没有任何中毒迹象,而 Moderna 的实验也有类似的结果,他们打算很快发表非人类灵长类动物的研究结果。Martini 注意到,他的中东之行让医生在焦急地等待着一种新药的出现。“看到这些医生眼中对新药实验充满希冀,令人难以置信。”