siRNA：从基因开关到双靶点药物设计

1998年，RNA干扰（RNAi）现象的发现为基因调控打开了全新的大门。二十余年后，小干扰RNA（siRNA）已从基础研究走向临床，六款药物相继获批，从罕见病拓展至常见慢性病。siRNA已从小分子化合物和抗体难以触及的“不可成药”靶点中突围，成为一类可编程、可逆、长效的核酸药物。

 

一、什么是siRNA？

siRNA（small interfering RNA，小干扰RNA）是一类长度约21–23个核苷酸的双链RNA。它并非人工发明，而是生物体内RNAi通路的核心“执行者”。当细胞中出现长双链 RNA 时，Dicer 等酶会把它剪切成短小的 siRNA，随后装载进 RISC（RNA 诱导沉默复合体）。RISC中的AGO2蛋白会挑选其中一条链作为“引导链”，按序列互补原则寻找目标mRNA，并在引导链第10–11位核苷酸之间切断mRNA，使目标蛋白无法翻译。

 

简而言之：siRNA是一段“按序列寻址、把mRNA销毁”的指令。

 

二、siRNA的作用机制——精准的“基因剪刀”

siRNA成药的核心在于把“体外合成的双链RNA”成功送入细胞内并加载到RISC。整个过程可分为四步：

1.进入细胞：siRNA需要通过脂质纳米颗粒（LNP）或偶联物（如GalNAc）等方式递送进入靶细胞。

2.形成RISC复合物：进入细胞后，siRNA的双链解开，引导链与AGO2蛋白等组装成RISC。

3.识别并切割靶mRNA：RISC中的引导链通过碱基互补配对识别靶标mRNA，AGO2蛋白在引导链第10-11位核苷酸对应位置切割mRNA。

4.基因沉默：被切割的mRNA迅速降解，该基因的蛋白表达被阻断。

 

这种机制的优势在于高度特异性（由序列决定靶标）和催化效率（一个RISC可以切割多个mRNA分子）。

 

将siRNA开发为药物，主要面临以下三大核心挑战（如图）：

1.脱靶效应：引导链可能与序列不完全匹配的非靶标mRNA结合，导致非预期的基因沉默。

2.稳定性差：RNA分子在体内极易被核酸酶降解和水解，导致药物快速失效。

3.免疫原性：双链RNA结构易被免疫系统识别（如Toll样受体），诱发先天免疫反应，引起毒副作用。

 

三、siRNA 能做什么？

理论上，只要能确定致病基因的序列，就能设计相应的siRNA来沉默它。这使得siRNA可以靶向传统“不可成药”的靶点，包括那些缺乏小分子结合位点的蛋白质和调控性RNA。

 

siRNA应用价值体现在三方面：

遗传病与罕见病：如转甲状腺素蛋白淀粉样变性（hATTR）、急性肝卟啉病、原发性高草酸尿症等；

慢病管理：代表药物 Inclisiran 靶向肝脏 PCSK9，长效降低 LDL-C，标志着 siRNA 从罕见病进入心血管等大众疾病；

联合与多靶点治疗：siRNA 可与小分子、抗体或另一种 siRNA 联用，也可被设计成单分子同时沉默两个甚至多个基因。

 

四、双靶点siRNA——一个分子、两个靶点

很多疾病并非单一基因驱动。肿瘤、神经退行性疾病、代谢综合征等往往涉及多条通路。单靶点 siRNA 即便做到极一致，有时也难以获得足够疗效；而同时使用两种独立 siRNA 药物，会面临配伍、PK/PD 差异、给药负担等问题。于是，“一个分子、同时沉默两个基因”的双靶点 siRNA 应运而生。

 

单分子双靶点的优势

药代动力学一致性：两个 siRNA 序列共享同一递送骨架，组织分布和半衰期天然一致，避免了复方制剂中不同组分PK参数不匹配的问题。

简化开发与生产：只需对一个分子进行CMC（化学、制造和控制）、毒理及PK表征，无需分别处理多个化合物，大幅降低了研发成本和复杂度。

可编程性强：通过共价连接子把两条不同靶序列整合在同一支架中，理论上可任意组合靶点，以满足多种疾病或协同调控的需求。

 

目前主要有两种思路：

1. 线性合成：将靶向基因 A 和基因 B 的两条 siRNA 序列用共价连接子串联；

2. 正交合成：分步合成两条序列，通过保护/脱保护策略控制连接位点。

 

最一新临床进展（截至2025-2026年）：

SA1211（时安生物）：全球首一个进入临床试验的单分子双靶siRNA，同时靶向乙肝病毒HBx基因和肝实质细胞PD-L1基因，用于慢性乙型肝炎治疗。2025年10月获NMPA临床试验许可，11月完成首例给药。

RN5681（大睿生物）：GalNAc偶联双靶向siRNA，同时沉默PCSK9和LPA两个动脉粥样硬化性心血管疾病驱动因子。2025年12月向澳大利亚HREC递交I期临床申请。

MWX205（民为生物/乐普医疗）：全球首一个进入临床的PCSK9/ANGPTL3双靶点siRNA，用于高脂血症及ASCVD。非临床研究显示在恒河猴中LDL-C最大下降74.28%、TG下降82.30%。

 

总体而言，双靶点 siRNA 已完成早期概念验证，更多针对三靶点乃至多靶点的复杂骨架正在探索中。

 

五、挑战与展望

目前所有获批siRNA 药物均靶向肝脏，肝外递送是下一步关键战场。

siRNA 的优选递送器官与策略见下图。

肝（GalNAc-ASGPR）、眼（局部滴眼/玻璃体腔注射）、皮肤（微针、化学促渗、超声、纳米载体）是目前临床推进较快的三大器官。

 

难靶向器官的递送屏障见下图。

肺（吸入粒径决定沉积位置）、肾（肾小球滤过屏障与多种细胞类型）、脑（血脑屏障）仍是 siRNA 药物需要攻克的堡垒。

 

从1998年RNAi现象的发现，到2018年首一款siRNA药物获批，再到今天双靶点siRNA进入临床——25年的技术积累正在释放惊人的临床价值。Alnylam的数据显示，从IND到III期阳性的成功率超过60%，远高于行业平均的14%。

 

siRNA的优势在于可编程性——改变序列即可靶向新基因；长效性——数月一次给药；可逆性——不改变基因组。随着肝外递送技术的突破和多靶点设计的成熟，siRNA正从“肝独占”走向“全身覆盖”， 有望成为小分子和生物药之外另一重要治疗工具。

 

格宁生物相关实验

格宁生物可提供从高通量siRNA筛选、跨物种原代细胞递送验证，到mRNA与蛋白水平双维度药效评价的全流程药物早期发现服务。

 

siRNA Transfection and RT-qPCR Assay (Primary Screen)

 

siRNA Transfection and RT-qPCR Assay (Hit Follow-up, DRC)

 

Delivery-related screening (Free-uptake in Primary Hepatocyte cells)