回顧小核酸藥物的發(fā)展史,GalNAc偶聯(lián)技術(shù)的成熟具有里程碑意義。通過特異性結(jié)合肝細(xì)胞表面的去唾液酸糖蛋白受體(ASGPR),GalNAc系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效的肝臟靶向遞送,并促成了Inclisiran、Vutrisiran等管線的成功。然而,隨著肝臟靶點(diǎn)研發(fā)競爭的加劇,如何將帶有強(qiáng)負(fù)電荷、大分子量且難以自主穿透細(xì)胞膜的寡核苷酸高效遞送至肝外組織,成為小核酸領(lǐng)域拓寬適應(yīng)癥邊界的核心痛點(diǎn)。
01
AOC已經(jīng)臨床驗(yàn)證,成藥在即
傳統(tǒng)的LNP在肝外遞送中面臨系統(tǒng)性暴露量大、靶向性較弱及潛在肝脾毒性的問題,難以滿足慢性病長期給藥的安全性要求。為解決這一瓶頸,抗體寡核苷酸偶聯(lián)物(Antibody-Oligonucleotide Conjugate, AOC)技術(shù)逐漸走向前臺。AOC利用單克隆抗體或其片段的組織特異性結(jié)合能力,攜帶siRNA、ASO、PMO等小核酸藥物進(jìn)入特定靶細(xì)胞,可實(shí)現(xiàn)小核酸對靶組織的精準(zhǔn)基因調(diào)控。
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AOC的結(jié)構(gòu)
以Avidity Biosciences和Dyne Therapeutics為代表的企業(yè)在強(qiáng)直性肌營養(yǎng)不良和面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥的早期臨床試驗(yàn)中公布了積極數(shù)據(jù),證實(shí)了AOC能夠?qū)崿F(xiàn)具有臨床意義的肌肉組織靶基因敲低。
根據(jù)Avidity發(fā)表在NEJM的del-desiran I/II期臨床數(shù)據(jù),與基線相比,1mg/kg、2mg/kg、4mg/kg組肌肉中DMPK mRNA水平分別下降46%、44%、37%,而安慰劑組微升0.9%;同時(shí)RNA剪接異常顯著改善:2mg/kg、4mg/kg組的剪接異常綜合評分分別降低17%、16%;此外,在代表患者實(shí)際生活能力的臨床指標(biāo)上,del-desiran的高劑量組也展現(xiàn)出明顯的改善趨勢。
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這標(biāo)志著AOC技術(shù)已完成初步的概念驗(yàn)證,Avidity的三款A(yù)OC藥物也均已進(jìn)入注冊臨床,其中del-zota、del-desiran均有望在今年遞交BLA。從所用的抗體來看,現(xiàn)在絕大部分還是通過轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1(TfR1)抗體作為遞送載體,無論是肌肉組織靶向還是需要跨越BBB的CNS靶向AOC,均采用這種方式;除此之外,Ionis和Talac則分別有1款CD29靶向的AOC,用于治療實(shí)體瘤。
表,部分在研的AOC管線
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02
AOC與ADC的異同
盡管在基本結(jié)構(gòu)(抗體-連接子-載荷)上高度相似,但由于有效載荷的作用機(jī)制存在本質(zhì)不同,AOC在分子設(shè)計(jì)與PK/ PD優(yōu)化上,遵循著與ADC截然不同的研發(fā)邏輯。ADC的載荷通常為高細(xì)胞毒性小分子(如微管蛋白抑制劑或Topi),其核心訴求是利用抗體的靶向性拓寬治療窗口,藥物進(jìn)入溶酶體釋放后誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡;而AOC的載荷(siRNA或ASO)本身無細(xì)胞毒性,其機(jī)制是在轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后水平沉默靶基因或調(diào)控RNA剪接,其有效性高度依賴于靶細(xì)胞內(nèi)部的高效攝取與長期滯留。
ADC發(fā)揮藥效的常規(guī)路徑是抗原-抗體復(fù)合物被內(nèi)吞入溶酶體后,在酸性或酶解環(huán)境下釋放小分子毒素。但對于AOC而言,富含核酸酶的溶酶體環(huán)境會導(dǎo)致寡核苷酸快速降解。因此,AOC設(shè)計(jì)的最大技術(shù)壁壘在于內(nèi)體逃逸。寡核苷酸必須在內(nèi)體/溶酶體完全降解前,突破內(nèi)體膜屏障進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)(siRNA的作用位點(diǎn))或細(xì)胞核(ASO的作用位點(diǎn))。這要求其Linker不僅需要具備在特定環(huán)境下斷裂的穩(wěn)定性,還需通過特定的化學(xué)修飾或空間構(gòu)象設(shè)計(jì),促進(jìn)內(nèi)體膜的失穩(wěn)與穿透。目前,內(nèi)體逃逸效率仍是決定各家AOC平臺臨床有效性的核心變量,目前逃逸效率普遍不足1%。
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小核酸的內(nèi)體逃逸
在ADC領(lǐng)域,提高DAR值以增加單位抗體攜帶的毒素量是提升殺傷力的常見策略,但該邏輯在AOC中面臨極大約束,一條典型的siRNA分子量約為13-14 kDa,且攜帶高密度的負(fù)電荷。若在單個抗體上偶聯(lián)過多核酸分子,會導(dǎo)致抗體表面等電點(diǎn)顯著改變,進(jìn)而增加網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的非特異性清除率,大幅縮短藥物半衰期。此外,高分子量核酸帶來的空間位阻會顯著降低抗體對靶抗原的親和力。基于臨床前與早期臨床的驗(yàn)證,當(dāng)前主流AOC分子的DAR值通常被嚴(yán)格控制在1至3的低水平區(qū)間,以在載藥量和體內(nèi)循環(huán)穩(wěn)定性之間取得平衡。
03
TfR1靶向AOC實(shí)現(xiàn)肌肉和CNS遞送
目前行業(yè)內(nèi)最成熟的AOC遞送靶點(diǎn)為TfR1,TfR1在骨骼肌、心肌和血腦屏障內(nèi)皮細(xì)胞上高表達(dá),且具備高頻的內(nèi)吞與膜回收循環(huán)機(jī)制,為跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)提供了天然通道,可以實(shí)現(xiàn)向肌肉和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的小核酸遞送。基于對藥物組織滲透性、半衰期和受體動力學(xué)的不同考量,全球頭部AOC企業(yè)在抗體形式和技術(shù)路線上呈現(xiàn)出明顯的分化。
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代表性AOC企業(yè)及核心技術(shù)平臺
Avidity與Dyne的技術(shù)路線差異,反映了行業(yè)對AOC藥代動力學(xué)(PK)與組織滲透效率的兩種評估標(biāo)準(zhǔn)。
Avidity選擇全長單抗,其策略側(cè)重于系統(tǒng)暴露量的維持。全長抗體分子量大,約150 kDa,擁有完整的Fc段,可通過FcRn介導(dǎo)的循環(huán)機(jī)制,在血液中維持長達(dá)數(shù)周的半衰期。由于人體骨骼肌總體量龐大,Avidity的假說在于,必須維持持久的高血藥濃度梯度,才能實(shí)現(xiàn)核酸分子向肌肉組織的有效分布。在現(xiàn)有AOC的基礎(chǔ)上,Avidity進(jìn)一步的對抗體和偶聯(lián)的siRNA進(jìn)行了修飾以開發(fā)下一代AOC藥物,猴體內(nèi)數(shù)據(jù)顯示,其遞送效率相比臨床在研分子提升超30倍。
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Avidity的AOC平臺
Dyne的FORCE平臺則采用Fab片段,其策略側(cè)重于受體動力學(xué)優(yōu)化與組織穿透性。首先,全長單抗呈二價(jià)結(jié)構(gòu),與細(xì)胞表面的TfR1結(jié)合時(shí)易引發(fā)受體交聯(lián),這通常會導(dǎo)致TfR1被引導(dǎo)至溶酶體降解,而非循環(huán)回細(xì)胞表面。Dyne的單價(jià)Fab設(shè)計(jì)旨在避免受體交聯(lián),保證TfR1在完成遞送后能持續(xù)回到膜表面執(zhí)行內(nèi)吞功能。其次,F(xiàn)ab片段去除了Fc段,分子量降至約50 kDa,理論上能更有效地穿透肌肉纖維間的物理屏障。盡管其半衰期短于全長單抗,但Dyne的早期臨床數(shù)據(jù)證明了其在組織敲低率上的效率。
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Dyne的單價(jià)Fab遞送平臺
Denali的TransportVehicle平臺則另辟蹊徑,保留了全長抗體的骨架,但在其Fc段工程化改造出了一個針對遞送受體(如TfR1或新一代的CD98hc)的中/低親和力結(jié)合位點(diǎn)。這種對親和力的精確調(diào)控使得分子既能在血液腔側(cè)有效捕獲轉(zhuǎn)運(yùn)受體,又能在穿透內(nèi)皮細(xì)胞到達(dá)腦實(shí)質(zhì)側(cè)后順利解離,實(shí)現(xiàn)真正的跨屏障遞送,保證了受體的持續(xù)循環(huán)利用。
盡管這種全長雙價(jià)結(jié)構(gòu)分子量較大,但Denali憑借對受體結(jié)合動力學(xué)的重塑,成功打破了腦遞送的物理屏障。其臨床及猴體內(nèi)數(shù)據(jù)顯示,TV平臺能將大分子的腦暴露量較傳統(tǒng)單抗提升10至30倍以上,在Hunter綜合征、阿爾茨海默病等CNS疾病中實(shí)現(xiàn)了顯著的中樞靶點(diǎn)敲低和底物清除。
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Denali的TransportVehicle平臺
長遠(yuǎn)來看,全長單抗與片段化抗體孰優(yōu)孰劣,還需通過大樣本的III期臨床試驗(yàn)在長期療效、給藥頻率依從性及免疫原性等方面進(jìn)行最終驗(yàn)證。
04
從局部罕見病向系統(tǒng)性慢病的演進(jìn)
AOC技術(shù)的商業(yè)價(jià)值在于其作為平臺型技術(shù)的延展性。隨著遞送效率的驗(yàn)證,AOC的適應(yīng)癥開發(fā)正呈現(xiàn)出由淺入深、由罕見病向大病種慢病拓展的清晰階梯路徑。
骨骼肌是AOC首個肝外遞送靶組織,原因在于TfR1受體豐度高且肌肉血管通透性相對較好。以強(qiáng)直性肌營養(yǎng)不良1型(DM1)為例,該疾病由DMPK基因發(fā)生異常CTG三核苷酸重復(fù)引起,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生毒性RNA,螯合了關(guān)鍵的RNA剪接蛋白,導(dǎo)致多系統(tǒng)肌肉功能障礙。傳統(tǒng)小分子和生物藥難以在轉(zhuǎn)錄水平清除毒性RNA,而早期的裸露核酸藥物也因無法被肌肉組織有效攝取而療效微弱。
AOC通過靶向遞送siRNA,能夠直接降解突變的DMPK mRNA,從源頭解除RNA毒性。Avidity的在研藥物Del-desiran和Dyne的DYNE-101均在臨床試驗(yàn)中觀察到了DMPK mRNA水平的顯著下降以及受累RNA剪接變異的逆轉(zhuǎn),并在患者的肌力、握力及客觀功能測試中體現(xiàn)出改善趨勢。
跨越BBB則是核酸藥領(lǐng)域的另一大技術(shù)難點(diǎn)。阿爾茨海默癥、肌萎縮側(cè)索硬化和亨廷頓舞蹈癥等中樞神經(jīng)退行性疾病,多與特定致病蛋白的突變或異常聚集相關(guān),小核酸具備精確調(diào)控致病基因表達(dá)的潛力。
以往,針對CNS的寡核苷酸療法(如渤健的Spinraza或Ionis的早期管線)高度依賴鞘內(nèi)注射給藥,操作復(fù)雜、患者依從性差且藥物在中樞內(nèi)的分布不均一。新一代AOC平臺通過特異性結(jié)合BBB內(nèi)皮細(xì)胞上的TfR1或其他受體,利用受體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)胞吞作用,使藥物由靜脈血液循環(huán)進(jìn)入腦實(shí)質(zhì)。一旦靜脈給藥的中樞靶向核酸遞送在臨床后期得到證實(shí),將極大改善患者依從性,拓寬小核酸在CNS疾病的應(yīng)用。
如果說攻克神經(jīng)肌肉與中樞罕見病是AOC技術(shù)成熟的試金石,那么跨越這道門檻后,更廣闊的星辰大海將是千億級別的慢病市場,如慢性代謝疾病與心血管疾病。在這些領(lǐng)域,AOC憑借組織特異性攝取和長效基因沉默的特點(diǎn),有望提供長周期的疾病管理方案。比如通過AOC技術(shù)精準(zhǔn)靶向心肌組織,遞送抑制受磷蛋白(PLN)表達(dá)的siRNA,可恢復(fù)心肌鈣穩(wěn)態(tài),延緩心衰。相比于缺乏組織特異性的小分子藥物,AOC能避免全身廣泛敲除帶來的脫靶風(fēng)險(xiǎn),并在心衰這種需要終身管理的慢病中實(shí)現(xiàn)季度或半年度的長效給藥。此外,如果AOC技術(shù)能夠?qū)邢騇yostatin或Activin受體通路的siRNA載荷高選擇性地遞送至骨骼肌,實(shí)現(xiàn)局部的肌肉生成通路激活,將有望在代謝綜合征治療中提供更為精準(zhǔn)的減脂保肌方案,避免系統(tǒng)的毒性反應(yīng),并與現(xiàn)有的降糖/減重類分子形成聯(lián)合用藥。
AOC通過將抗體的靶向引導(dǎo)與小核酸的mRNA調(diào)控能力結(jié)合,系統(tǒng)性擴(kuò)張了小核酸藥物的可及靶點(diǎn)池和適應(yīng)癥覆蓋范圍。其本質(zhì)上是一種具備高度可延展性的底層遞送平臺,理論上可通過更換核酸序列,快速針對同一組織的不同靶點(diǎn)進(jìn)行管線擴(kuò)充。
然而,作為一種新興的復(fù)雜偶聯(lián)分子,AOC在走向大規(guī)模商業(yè)化及慢病應(yīng)用的過程中仍面臨客觀的技術(shù)限制。首先是CMC的挑戰(zhàn),AOC涉及抗體與核酸的精準(zhǔn)偶聯(lián),連接和純化工藝復(fù)雜,導(dǎo)致現(xiàn)階段AOC成本較高,用于慢病領(lǐng)域可能面臨支付壓力。其次是免疫原性風(fēng)險(xiǎn),以及長期占用或干預(yù)具有正常生理功能的受體(如TfR1)的潛在靶點(diǎn)毒性,安全性的風(fēng)險(xiǎn)仍需要更長隨訪周期的觀察驗(yàn)證。
盡管挑戰(zhàn)猶存,但AOC靶向遞送的底層邏輯已獲堅(jiān)實(shí)的臨床數(shù)據(jù)驗(yàn)證。相信隨著偶聯(lián)工藝的迭代與新型遞送靶點(diǎn)的持續(xù)發(fā)掘,AOC有望在心血管、代謝等千億慢病中大放異彩,全面開啟小核酸肝外遞送的新紀(jì)元。
參考
New England Journal of Medicine, 2026, 394(8): 763-772.
Nature Reviews Drug Discovery, 2020, 19(10): 673-694.
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《小核酸行業(yè)專題:從罕見病到慢性病,打開千億市場空間》
https://doi.org/10.1016/j.ejps.2025.107292.
https://www.dyne-tx.com/
https://www.denalitherapeutics.com/
https://www.aviditybiosciences.com/
Advanced Drug Delivery Reviews, 2024, 208: 115286.
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