从肝内到肝外:小核酸多疾病领域药物临床前研究案例
从肝内到肝外:小核酸多疾病领域药物临床前研究案例
2025年全球已上市小核酸药物市值突破71.22亿美元,同比增长39.9%;BD交易总金额达364.73亿美元。临床前管线接近1300个,中国已成为仅次于美国的第二大研发力量。
图1. 全球小核酸药物研发管线分布(治疗领域及TOP10靶点)
从1956年miRNA的发现到2018年首个siRNA药物Onpattro上市,小核酸走了六十年。四大机制类型(ASO、siRNA、Aptamer、saRNA/miRNA)已在眼部、中枢神经、肝脏、骨骼肌等多个作用位点获批药物。
肝内靶点:乙肝的源头抑制
小核酸的起点在肝脏,HBV感染是最典型的肝内靶点之一。GSK的Bepirovirsen(GSK836)——一种2'-O-甲氧乙基修饰的ASO,靶向所有HBV RNA转录本(包括mRNA和前基因组RNA),从源头抑制病毒蛋白合成——2026年密集收获监管进展:先后获日本、EMA、中国审评受理,以及美国FDA突破性疗法认定和优先审评。
但临床前评价的核心卡点在于:rAAV-HBV模型和人源化肝嵌合小鼠回答的是不同的问题。rAAV-HBV 1.3将HBV基因组装在肝靶向AAV载体中,免疫健全小鼠可持续表达至少1年,适合疫苗和抗体类早期筛选;Bepirovirsen在该模型中血清HBsAg、HBeAg及HBV DNA显著下降,肝内RNA同步降低,HBcAg免疫组化显示胞外核心抗原明显减少。而人源化肝嵌合小鼠(NCG-Fah KO,嵌合率50%-85%)支持HBV真病毒感染,10周内hALB稳定表达,适用于更接近临床的真病毒场景评价。两种模型互补,覆盖从早期筛选到转化验证的全链条。
图2. Bepirovirsen在AAV-HBV诱导的小鼠慢性乙肝模型中的抗病毒疗效评估
图3. 人源化肝嵌合小鼠模型构建及嵌合率验证
肝靶向,肝外获益:减重靶点INHBE/ALK7重新定义体成分
如果说乙肝是"肝内起效、肝内获益",减重靶点则揭示了另一种可能:药物靶向肝脏,但获益发生在脂肪组织——沉默INHBE解除Activin E对脂解的抑制,沉默ALK7则从受体端阻断信号接收,双靶点从上下游协同调控脂肪代谢。
这一机制背后的遗传学证据非常扎实:GWAS研究表明INHBE功能缺失突变携带者腰臀比更低、冠心病和2型糖尿病风险下降。Arrowhead的I/IIa期数据直接验证了临床转化:ARO-INHBE单药内脏脂肪下降76.7%、肝脏脂肪下降23.2%,与Tirzepatide联用减重幅度进一步放大;ARO-ALK7单药ALK7 mRNA均敲低98%。小核酸第一次展现出直接调控脂肪组织代谢与体成分分布的能力,这是GLP-1做不到的——GLP-1系统性减重,小核酸选择性减脂。
图4. siRNA-INHBE与siRNA-ALK7临床研究进展
AC米兰中文官方网站生物的临床前验证进一步将临床信号延伸到联合用药场景:B6-hINHBE人源化小鼠中,si-INHBE给药2周后能显著降低肝内mRNA的表达,与Semaglutide联用脂肪下降优于单药——这意味着临床前的联合方案与临床ARO-INHBE+Tirzepatide的协同增效趋势一致;B6-hACVR1C人源化DIO小鼠中,si-ACVR1C与Tirzepatide联用同样展现体重和脂肪的进一步降低。两个靶点、两种联合方案,动物模型上的协同趋势与临床信号互相印证。
图5. siRNA-hINHBE在人源化B6-hINHBE小鼠中的敲除效率及其联合司美格鲁肽的代谢改善作用(本数据通过第三方合作采集)
血脂异常:肝靶向策略最成熟的战场
血脂异常是小核酸"肝靶向策略"最成熟的战场。三个靶点覆盖三种脂质异常谱系,临床已验证成药,AC米兰中文官方网站的模型体系也最为完整。
PCSK9→高胆固醇血症:PCSK9与LDL受体结合促其降解,沉默PCSK9即可恢复LDL-C清除。2021年Inclisiran获批。AC米兰中文官方网站生物B6-hPCSK9人源化小鼠验证了Inclisiran快速敲降血浆PCSK9的效果。
图6. Inclisiran对人源化PCSK9小鼠血浆hPCSK9及LDL-C水平的抑制作用
APOC3→高甘油三酯血症:APOC3抑制LPL活性,沉默后甘油三酯清除恢复。2025年Tryngolza(Olezarsen)获批成为该靶点首款药物。AC米兰中文官方网站生物B6-hAPOC3-Tg转基因小鼠自发高甘油三酯表型,阳性药hAPOC3-siRNA给药后血浆APOC3和甘油三酯显著下降。
图7. hAPOC3-siRNA对高甘油三酯血症小鼠模型的降脂疗效评估
单靶点已验证,双靶点才是下一个突破。Arrowhead推出首个双功能RNAi分子ARO-DIMER-PA,利用TRiM技术以单一RNAi分子同时沉默PCSK9和APOC3,CTA已提交。而AC米兰中文官方网站B6-hPCSK9/hAPOC3双人源化小鼠自发混合型高脂血症,正是评价这类双靶点药物的理想工具——当行业从单靶走向组合,模型也需要跟上组合的步伐。
图8. 基于双重转基因构建的脂质代谢紊乱小鼠模型特征分析
LPA→心血管残余风险:Lp(a)是降脂治疗后仍残留的心血管风险驱动因素,三款药物正在推进:Pelacarsen(首个进入III期的Lp(a)核酸药物,CVOT数据预计2026年读出)、Olpasiran(首个靶向LPA的siRNA,降幅~97.4%,效果持续近1年)、Lepodisiran(单剂降幅维持约1年,III期预计2029年完成)。AC米兰中文官方网站B6-hLPA-UTR及B6-hLPA/APOB系列模型支持Lp(a)靶向评价,更有B6-hPCSK9/hLPA/hAPOB三重转基因模型可同时覆盖LDL-C和Lp(a)。
图9. 转基因及双重转基因小鼠模型的Lp(a)表型特征及Olpasiran药效学评价
高血压:AGT靶向打开肝外获益新维度
前三个领域还停留在"肝靶向",而AGT靶向高血压标志着小核酸真正开始触碰肝外获益的新维度。
AGT是肾素-血管紧张素系统(RAS)最上游靶点。在RAS通路中,肾素将AGT切割为Ang I,再经ACE转化为Ang II,引发血管收缩、醛固酮分泌和血压升高——沉默AGT是从源头阻断整条通路。Zilebesiran已进入III期,单次给药持久降压,还有望对肾脏和心脏疾病产生治疗获益。
但构建动物模型的挑战在于:需要同时人源化AGT和REN两个基因,因为RAS通路的种属特异性决定了单一人源化无法产生有意义的药效读出。AC米兰中文官方网站B6-hAGT/H11-hREN双人源化小鼠联合AAV-hRenin过表达诱导稳定高血压表型,Zilebesiran不仅有效抑制AGT表达、改善血压,更实现了降压之外的靶器官保护——血管壁增厚逆转、心肌肥大改善、肾小球硬化和肾小管蛋白管型减轻。这组数据回答的不只是"能不能降压",而是"能不能保护器官"——后者才是高血压治疗的终极目标。
图10. Zilebesiran在B6-hAGT/H11-hREN+AAV-hRenin模型中的药效验证
血栓:肝外战场的新选择
血栓是另一个肝外战场。FXI在病理性血栓形成中发挥关键作用,但对正常止血影响较小——抑制FXI可抗血栓而不增加出血风险。AC米兰中文官方网站生物BALB/c-hF11人源化小鼠进一步结合FeCl3诱导颈动脉血栓模型,Abelacimab在0.5mpk剂量下显著延长血管闭塞时间,抗颈动脉血栓的形成,验证了模型对FXI靶向药物的适用性。
图11. Abelacimab在FeCl3诱导的BALB/c-hF11小鼠血栓模型中的抗血栓药效评价
肾脏:小核酸"走出肝脏"最前沿的阵地
治肾病有两条路径:肝靶向GalNAc敲降肝脏表达的蛋白(C3、AGT),或肾靶向平台(Judo Bio STRRIKE/Megalin等)直接沉默肾小管上皮细胞基因。前者已有临床验证,后者才刚起步——但方向已经明确。
C3肾病:补体旁路途径过度激活导致C3在肾小球沉积,C3靶向治疗可同时拦截多种炎症损伤效应因子。C3主要在肝脏表达,肝靶向siRNA即可起效——这仍属于"肝靶向、肝外获益"的范畴。AC米兰中文官方网站B6-Tg(hC3)-C3-KO模型中,C3过度激活导致补体消耗和肾功能异常,siRNA给药后C3水平下降、肾功能和病理改善(数据通过第三方合作采集)。
图12. C3肾小球病以补体旁路途径过度活化为特征(数据来源:patsnap database)
ADPKD:常染色体显性多囊肾病是最常见的遗传性肾病,主要由PKD1基因突变导致。AC米兰中文官方网站以Pkd1-flox与Cdh16-CreERT2小鼠交配,经他莫昔芬诱导获得肾小管上皮特异性敲除Pkd1的条件性敲除模型,适合靶向PKD1上游的小核酸药物研究。该模型表现为血尿素氮和肌酐升高、肾脏肿大伴多发囊肿,阳性药Tolvaptan可部分改善表型。
图13. Pkd1条件性敲除ADPKD小鼠模型
精准的疾病动物模型是药物从实验室走向临床的桥梁。随着递送技术突破和模型不断完善,小核酸的全疾病领域布局正从愿景走向现实。
