迄今為止，基于核酸的藥物研發(fā)和應(yīng)用最先進(jìn)的領(lǐng)域應(yīng)該是治療由特定基因突變引起的罕見病，多款藥品已經(jīng)獲批上市，如渤?。˙iogen）治療脊髓性肌肉萎縮癥的Spinraza，以及賽諾菲/Alnylam治療hATTR淀粉樣變性疾病的Onpattro等。但寡核苷酸和基因療法的成熟，以及基因編輯革命的誕生，正在刺激心血管和代謝疾病領(lǐng)域的創(chuàng)新。

最近的生物技術(shù)交易流表明，以核酸為基礎(chǔ)的藥物開發(fā)正在通過靶向與疾病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的基因靶點(diǎn)（如PCSK9、脂蛋白（a）[Lp（a）]和ANGPTL3）轉(zhuǎn)向心血管和代謝疾病領(lǐng)域，面向更廣泛的患者群體。目前可見的趨勢是，制藥企業(yè)和投資者越來越關(guān)注以反義寡核苷酸（ASOs）和小干擾RNA（siRNAs）為關(guān)鍵基礎(chǔ)的平臺(tái)技術(shù)。諾華、輝瑞、阿斯利康、諾和諾德和禮來都與該領(lǐng)域的生物技術(shù)公司有著積極的合作，其中包括過去兩年簽署的6次合作交易（表1）。同時(shí)，在心血管和代謝疾病領(lǐng)域利用病毒載體和基因編輯技術(shù)（如CRISPR）進(jìn)行基因治療的勢頭也正在逐漸形成。

心血管領(lǐng)域近期最大的一筆交易是諾華在2019年11月斥資210億美元收購了The Medicines Company，從而諾華獲得了一種靶向PCSK9的siRNA藥物inclisran。這款候選物當(dāng)時(shí)正處于雜合子家族性高膽固醇血癥和動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病的3期試驗(yàn)中。2019年2月，諾華還在1.5億美元投資Ionis Pharmaceuticals的子公司Akcea Therapeutics后獲得了一種正在2期試驗(yàn)中的降低Lp（a）水平的ASO候選療法。同年10月，輝瑞出資2.5億美元也從Akcea獲得了一種正在2期試驗(yàn)中的ASO療法，該候選療法靶向心血管病的第三大關(guān)鍵靶點(diǎn)——ANGTL3。

今年核酸藥物領(lǐng)域兩筆大交易都來自阿斯利康。2020年3月，阿斯利康與Silence Therapeutics合作針對心血管、代謝和其他疾病領(lǐng)域開發(fā)siRNA療法，這家合作伙伴將主要專注于肝臟靶點(diǎn)，但也會(huì)探索其它組織的靶點(diǎn)。2020年1月，阿斯利康宣布與MiNA Therapeutics合作開發(fā)用于代謝性疾病的小激活RNA（saRNA）療法。但具體財(cái)務(wù)條款未披露（表1）。

表1：2018-2020年部分代謝和心血管疾病基因藥物合作交易

雖然大部分合作交易都是與擁有ASOs或siRNAs候選物的生物技術(shù)公司達(dá)成的，但投資者也通過其他方式支持核酸藥物的研發(fā)（表2）。如心血管基因編輯公司Verve Therapeutics自2019年以來已在兩輪A輪融資中籌集到1.23億美元，最近的一次A2輪融資由前谷歌風(fēng)投（GV）牽頭。正在開發(fā)代謝和其他疾病的表觀基因控制藥物的Omega Therapeutics在2019年7月的一輪風(fēng)險(xiǎn)投資中籌集了8500萬美元。

表2：2019-2020年部分代謝和心血管疾病基因藥物企業(yè)融資情況

如何靶向心臟

盡管罕見的心血管疾病患者人數(shù)較少，但這些人非常適合核酸藥物，因其能夠直接針對明確界定的病因，幫助有重大醫(yī)療需求未得到滿足的患者。而且在某些情況下，罕見病的治療方法也可以開啟治療更大患者量疾病的門戶。過去十年，針對肝臟調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝機(jī)制的一系列大規(guī)模遺傳學(xué)研究為心血管治療奠定了基礎(chǔ)，因?yàn)橹|(zhì)代謝問題是導(dǎo)致心臟病發(fā)作的原因。生物技術(shù)公司Verve Therapeutics正在研發(fā)一種靶向肝細(xì)胞脂質(zhì)代謝的心臟病療法。

Verve的研究已經(jīng)識(shí)別出了8個(gè)具有三種特征的基因，這些特征標(biāo)志著它們有潛力作為治療靶點(diǎn)（圖1）。首先，每一個(gè)基因都與心血管疾病循環(huán)中的低密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯或脂蛋白（a）這三種危險(xiǎn)因素中的至少一種有關(guān)。第二，研究人員在基因研究中發(fā)現(xiàn)了抗藥性突變，可以降低心肌梗死和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)，而不會(huì)對健康造成負(fù)面影響，這表明抑制它們的功能是安全的。

圖1：來自人類遺傳學(xué)的心血管藥物靶點(diǎn)。8個(gè)基因的“抗性突變”與降低心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，同時(shí)展示了相關(guān)的危險(xiǎn)因素途徑。（來自Verve Therapeutics改編）

ApoA/B，載脂蛋白A/B；IDL，中密度脂蛋白；LDL，低密度脂蛋白；Lp（A），脂蛋白（A）；TRL，甘油三酯；VLDL，極低密度脂蛋白。

第三是可及性?；虔煼ㄐ枰诩?xì)胞內(nèi)進(jìn)行，且它們不能有效地到達(dá)每一個(gè)組織，特別是心臟。但在肝細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了8個(gè)潛在靶點(diǎn)。肝臟是膽固醇代謝和合成的關(guān)鍵部位。重要的是，將siRNAs和ASOs特異性地輸送到肝臟也是可行的，主要的方法是與來自Alnylam首創(chuàng)的N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）結(jié)合。Alnylam的Givlaari（givosiran）就是首個(gè)被批準(zhǔn)的肝靶向寡核苷酸藥物，是一種治療急性肝卟啉病的GalNAc-siRNA結(jié)合物。

Verve首席執(zhí)行官、哈佛醫(yī)學(xué)院相關(guān)研究的合著者Sekar Kathiresan指出：“我們的研究結(jié)果表明，基于基因突變的人群患疾病的風(fēng)險(xiǎn)更高，但也有具有保護(hù)性突變的人群，這些突變會(huì)降低基因功能。這為開發(fā)針對特定遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子患者的治療方法開辟了可能，可在更廣泛的人群中使用未突變的基因?qū)ζ溥M(jìn)行測試。”

靶向mRNA的兩種途徑

寡核苷酸藥物被設(shè)計(jì)為可以自行到達(dá)肝臟。目前唯一被認(rèn)可的治療心血管疾病的寡核苷酸療法是Kynamro（mipomersen），其直接針對肝臟中編碼載脂蛋白（Apo）B-100的基因，降低血液中LDL膽固醇和Lp（a）水平。Kynamro最初由Ionis Pharmaceuticals開發(fā)，后由賽諾菲Genzyme獲得授權(quán)，是一個(gè)ASO藥物。但是由于這款藥物需要大劑量才能達(dá)到治療效果，因此具有肝毒性的風(fēng)險(xiǎn)，并且僅在美國獲得批準(zhǔn)用于患有罕見疾病的純合家族性高膽固醇血癥的患者。

Ionis心血管藥物研發(fā)副總裁Adam Mullick介紹：“公司的下一代ASO療法是通過一個(gè)連接體與GalNAc配體結(jié)合。配體將其引導(dǎo)到一個(gè)特定的細(xì)胞表面受體上，這樣能使藥物劑量降低（大約20倍），并獲得同樣的治療效果。具體情況為，一旦治療藥物進(jìn)入肝細(xì)胞，連接體就會(huì)被切割，單鏈ASO隨后以特定信使RNA（mRNA）為靶點(diǎn)，吸引RNase H1來降解它。這種方法類似于RNA干擾（RNAi）療法如siRNA，除此之外，雙鏈siRNA還會(huì)利用一種不同的途徑，涉及RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物來降解靶向mRNA。

以siRNA為基礎(chǔ)的心血管疾病治療方案最領(lǐng)先的是GalNAc偶聯(lián)siRNA療法inclisran，目前正處于美國食品和藥物管理局（FDA）和歐洲藥物管理局（EMA）的審查中。這款藥物通過靶向PCSK9來降低LDL膽固醇水平，PCSK9是參與脂質(zhì)代謝的蛋白質(zhì)，也是一種重要的基因驗(yàn)證的藥物靶點(diǎn)——PCSK9的功能獲得性突變導(dǎo)致家族性高膽固醇血癥，而PCSK9的功能缺失突變可降低LDL膽固醇，并可預(yù)防冠心病。

這一令人信服的基因證據(jù)推動(dòng)了多種平臺(tái)以PCSK9為靶點(diǎn)的藥物研發(fā)，包括第一代非結(jié)合siRNA技術(shù)的早期研究。但該技術(shù)平臺(tái)的候選物率先被兩種單克隆抗體——再生元Praluent（alirocumab）和安進(jìn)Repata（evolocumab）趕超，這兩種藥物于2015年獲得美國FDA批準(zhǔn)上市。然而，這些抗體的缺點(diǎn)是需要比siRNAs更頻繁地給藥。Arrowhead Pharmaceuticals首席執(zhí)行官Chris Anzolone指出：“RNA干擾藥物通常比抗體好，因?yàn)橥ǔ？梢允褂么呋^程。”像inclisran這樣的藥物每年只需注射兩次，就能將LDL膽固醇降低一半，而Praluent和Repatha則需要每2到4周注射一次。

抗體比ASO療法作用更快，但其藥物濃度水平的要求也極高，而且如果你服用了一種能阻斷蛋白質(zhì)的抗體，那么這種抗體會(huì)無處不在。反之，ASO藥物是一個(gè)非常精確的方法，這也是其具有吸引力的原因。

兩種針對PCSK9的ASO藥物也正在潛在的競爭狀態(tài)下；羅氏投資CiVi Biopharma正在開發(fā)一種GalNAc結(jié)合的ASO療法CiVi-007，目前處于2期試驗(yàn)階段；11月13日，Ionis宣布與阿斯利康合作開發(fā)一種PCSK9反義療法ION449，正在1期試驗(yàn)中。

與此同時(shí)，另一場靶向ANGPTL3的技術(shù)平臺(tái)之戰(zhàn)也正在醞釀中，再生元正在研發(fā)抗體evinacumab。降低ANGPTL3可改善血脂異?；颊叩母吒视腿ズ蚅DL膽固醇水平，美國有數(shù)以千萬計(jì)的患者受到血脂異常影響。在3期試驗(yàn)呈現(xiàn)積極數(shù)據(jù)后，再生元已經(jīng)申請evinacumab治療純合家族性高膽固醇血癥的監(jiān)管批準(zhǔn)，美國FDA和EMA在未來幾個(gè)月將做出決定。2019年，Ionis旗下Akcea將其抗ANGPTL3的GalNAc共軛ASO療法vupanorsen授權(quán)給輝瑞，這款候選藥物正處于多個(gè)心血管疾病的2期試驗(yàn)階段。

永久性的變革

ANGPTL3可能是下一代基因藥物“基因編輯療法”的立足點(diǎn)。在美國心臟病學(xué)院2017年的一篇論文中，Verve公司Kathiresan和賓夕法尼亞大學(xué)的心臟病專家和遺傳學(xué)研究員Kiran Musunuru等人發(fā)現(xiàn)了一個(gè)健康的家庭攜帶兩個(gè)破碎的ANGPTL3基因拷貝，顯示他們的LDL膽固醇水平和總體心血管風(fēng)險(xiǎn)較低。Kathiresan表示：“這項(xiàng)研究暗示ANGPTL3是一個(gè)“備用基因”，那么一次性的治療方法消除它可能會(huì)獲益。

2018年，美國賓夕法尼亞大學(xué)的Musunuru等人利用CRISPR基因編輯技術(shù)將一個(gè)類似斷裂的ANGPTL3插入純合家族性高膽固醇血癥小鼠模型中，導(dǎo)致甘油三酯和LDL膽固醇水平顯著降低。這項(xiàng)研究發(fā)表在《循環(huán)》雜志上。此后不久，針對ANGPTL3和其他靶點(diǎn)可以降低LDL膽固醇、Lp（a）或甘油三酯的基因編輯技術(shù)出現(xiàn)。

Verve針對猴子體內(nèi)ANGPTL3的研究顯示了基因療法一次性治療的益處，其主要候選藥物將包括一個(gè)基因編輯器的特定配置，以及一個(gè)引導(dǎo)RNA。藥物將被包裹在脂質(zhì)納米粒中，通過受體介導(dǎo)的攝取向肝細(xì)胞進(jìn)行特異性傳遞。納米顆粒的優(yōu)點(diǎn)是比典型的腺相關(guān)病毒（AAV）載體載體遞送系統(tǒng)更為快速。遞送停留的時(shí)間越長，越有可能偏離目標(biāo)編輯。

基因編輯是“恢復(fù)患者體內(nèi)失去的酶”的一個(gè)很好的方法，一旦這項(xiàng)技術(shù)建立起來，風(fēng)險(xiǎn)效益比的優(yōu)勢將保證其在罕見的遺傳病中使用。但是，其他有更多安全驗(yàn)證的藥物似乎也能有效地減少肝臟中某些的基因表達(dá)，因此用基因編輯藥物靶向如PCSK9或ANGPTL3這樣的心血管靶點(diǎn)可能并不值得。但目前的研發(fā)思路是從罕見病向常見病擴(kuò)展。如最初的患者群是一小部分家族性高膽固醇血癥心臟病發(fā)作患者，而不會(huì)從美國1250萬心臟病患者開始。為一種遺傳疾病提供一種基因藥物，此后擴(kuò)大到更大的人群，并針對影響每種風(fēng)險(xiǎn)途徑的靶點(diǎn)如LDL膽固醇、Lp（a）和甘油三酯開發(fā)治療方法。因?yàn)楹锰幨抢奂有缘摹?/p>

探索其它方法

即使這一波新的基因藥物符合預(yù)期，也不是所有心血管疾病都能通過肝臟調(diào)節(jié)得到治療。例如心肌病或心律失常的基因治療可能需要直接接觸心肌細(xì)胞。而這比使用基因藥物到達(dá)肝細(xì)胞要困難得多。

但是治療方法的匱乏并不是因?yàn)槿狈L試，不少基因療法在臨床試驗(yàn)中失敗了，也仍有新方法在嘗試。今年5月，BioMarin宣布與DiNAQOR達(dá)成合作伙伴關(guān)系，開發(fā)因MYBPC3基因罕見突變導(dǎo)致的肥厚性心肌病患者療法，這種療法將通過AAV載體直接遞送到心肌細(xì)胞。BioMarin介紹，某些衣殼能夠到達(dá)骨骼肌組織，比如輝瑞正在3期試驗(yàn)中的杜氏肌營養(yǎng)不良藥物PF-06939926使用的就是AAV9載體。而且據(jù)觀察，AAV9實(shí)際上可能更適合心肌。心臟特異性啟動(dòng)子更適合精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)方法。

2020年2月，Asklepios生物制藥公司啟動(dòng)了在充血性心力衰竭患者中使用基因治療的1期試驗(yàn)。療法NAN-101由AAV載體遞送，通過心導(dǎo)管經(jīng)冠狀動(dòng)脈內(nèi)輸注，類似于血管成形術(shù)。NAN-101將激活心肌細(xì)胞中的蛋白磷酸酶抑制劑1。

另一家開發(fā)基于AAV的基因療法公司Tenaya theraproutics在2019年的B輪融資中籌集到9200萬美元。這家公司也正在研究嚴(yán)重遺傳性心肌病的治療方法。

這些可謂是目前心血管醫(yī)學(xué)新時(shí)代的“尖端”，心血管治療正在引進(jìn)一些在其他治療領(lǐng)域越來越成熟的方法和技術(shù)，而基因療法領(lǐng)域?qū)樾呐K病專家提供一套全新的工具，并實(shí)現(xiàn)一個(gè)巨大的飛躍。

參考：

https://www.nature.com/articles/d43747-020-01180-3

https://www.nature.com/articles/d43747-020-00914-7