早期临床试验中非编码RNA疗法的系统 评价：抗癌新视角

基于非编码RNA（ncRNA）的治疗剂是指利用ncRNA分子作为靶向蛋白质编码或非编码基因的药物的治疗工具， 由非编码区产生的RNA分子构成了基因组的大部分 （约98%），尽管以前被认为是无功能的“垃圾” DNA，现在被认为是内源性过程 的关键调节者。它们的改变可以引起病理效应，适合 于临床靶向。正因如此，靶向非编码RNA（ncRNA），包括microRNA（miRNA）和长链非编码RNA（lncRNA），最近已成为治疗 恶性肿瘤和其他疾病的一种很有前途的策略。

ncRNA分子的失调与几种疾病有关，包括癌症.ncRNAs可以通过调节细胞增殖、凋亡、侵袭和转移等 细胞过程中的关键信号通路来影响癌症的发展。尽管ncRNA疗法的临床发展仍处于初级阶段，但通过不同的方法，ncRNA的调节已成为一种很有前途的抗癌 策略.

主要包括：

I）小干扰RNA（siRNA）: 其可以通过靶向和降解相应的mRNA分子来沉默特定的 编码和非编码基因.

II）miRNA模拟物或抑制剂:取决于替代肿瘤抑制miRNA或抑制致癌miRNA（癌miR） 的需要.

III）反义寡核苷酸（ASO）: ASO作为一种短的、 合成的单链核酸，其可以与特定的RNA分子结合并通过 阻断翻译或促进靶RNA的降解来调节基因表达；

IV）lncRNA靶向药物：通过CRISPR-Cas9编辑技术或通过在其3D形状内结合的具有稳定或不稳定作用 的小分子药物。

V）环状RNA：环状RNA是 一类形成共价闭合连续环的ncRNA。

RNA疗法的研究正在迅速发展并为治疗多种疾 病带来了巨大的希望，包括血管疾病，神经退行 性疾病和癌症.此外，miRNAs和lncRNAs正在 成为几种癌症类型的生物标志物.然而，需要进一 步解决有效递送、脱靶效应风险和安全性问题等挑战， 以成功转化为更先进的临床开发路径. 在此，我们回顾了ncRNA疗法的最新进展和靶向 ncRNA的临床应用策略，包括早期临床试验中安全性和 临床活性的初步证据。

非编码RNA干预的分子基础

基于ncRNA的治疗方法的临床应用仍然是一个重大挑战，包括功效、特异性和递送的问题。促使医学和科学界关采取不同的策略，以促进向细胞的 递送。包括使用基于脂质的载体，例如脂质纳 米颗粒或脂质体（由脂质双层组成的囊泡，设计用于生物活性小ncRNA的最佳包封和保护以及修饰基于 ncRNAs的药物的化学结构以提高其稳定性和生物利用度。了临床试验中使用的ncRNA药物的化 学和生物学特征，包括siRNA、saRNA（小激活RNA）、 miRNA模拟物和抑制剂以及基于ASO的策略, 开发 特异性ncRNA疗法的基本原理取决于特异性靶点,

例如：

I）siRNA用于靶向细胞质RNA或通过组蛋白修饰和染色 质重塑（通过结合到启动子区）来触发转录沉默;

II） 优选saRNAs用于对抗沉默肿瘤抑制基因的下调和通过靶 向启动子序列触发基因产生;

III）当需要多重靶向时，可给用miRNA模拟物或抑制剂，因为它们可以结合关 键途径中的不同效应物；

IV）由于RNase H1的普遍分布，ASO有效地靶向细胞核或细胞质mRNA，其促进 ASO介导的转录物降解。ASO还可以通过占据介导的机 制调节基因表达，使用剪接转换ASO改变RNA剪接以诱 导外显子跳跃或包含，抑制miRNA与靶mRNA的结合， 导致无义介导的衰变，以及抑制或激活翻译. 如下图1示意所示：

 图1临床试验中使用的ncRNA治疗剂 

基于小干扰RNA的疗法

基于siRNA的疗法包括使用合成的siRNA，其是特异性靶 向并在转录后沉默基因表达的互补RNA寡核苷酸的双链 体. 它 们 也 被 广泛开发用于沉默lncRNA和 circRNA.由于其高度可降解的结构，用于治疗用途的 siRNA需要被包封到脂质纳米颗粒（LNPs）中以实现向 细胞中的特异性递送. 已经用不同的化学物质开发了 各种纳米颗粒，并且目前通过不同的给药途径使用，例 如鼻、皮肤、皮下等。尽管许多靶向癌基因mRNA的 siRNA正在癌症中进行研究，但只有少数LNP-siRNA最 近获得了FDA批准.期待该策略未来会有更多的新药上市。

例如以下代表性药物包括：靶向lncRNA LINC01257的siRNA-LNP其 被提议作为儿童急性髓系白血病的新的和安 全的治疗方法.最近批准的另一种LNP-siRNA有效地 靶向HSA_CIRC_0136666，其被鉴定为DNA-PK催化亚单 位（PRKDC）表达的竞争性上调调节因子，通过分泌 miR-375-3p。PRKDC结合并磷酸化PD-L1，促进其稳定 性和从而导致肿瘤免疫逃逸。LNP-siRNA有效地诱导 HSA_CIRC_0136666的敲除，在胃癌的体内模型中提高抗 PD-L1药物的效力。STP705（NCT04844983）利用双靶向抑制特性直接敲 低TGF-β1和Cox-2基因表达。基于多肽纳米颗粒（PNP） 增强递送和第二代GalNAc结合，该产品已获得美国食品 和药物管理局（FDA）和中国国家医药产品管理局 （NMPA）的多项研究新药（IND）批准，用于治疗胆管 癌、非黑色素瘤皮肤癌和增生性瘢痕等。

siRNAG12D-Loder™是一种专有的微型生物可降解聚合 物基质，含有针对突变的KRAS癌基因KRAS G12D （SIG12D）的siRNA[69具有潜在的抗肿瘤活性。肿瘤内 注射后，SIG12D被局部释放，阻止KRAS蛋白的翻译， 并可能抑制过度表达KRAS的肿瘤细胞的生长，KRAS在 超过90%的人类胰腺导管腺癌中发生突变，并与肿瘤细胞 增殖和存活率降低有关。

基于小激活RNA的疗法

最具有代表性的Sarna MTL-CEBPA是第一类Sarna寡核苷酸药物，设计用于上调转录因子C/EBP-α。这种药物被包裹在Smarticles脂质体纳米颗粒中，作为肝脏和骨髓功能以及多种致癌过程的主要调节剂.

此外，一种独特的方法已用于开发TB1-1301。这是一种基因修饰的T细胞产品，含有通过MS3II-NY-ESO1-SITCR逆转录病毒载体引入的NYESO-1特异性T细胞受体（TCR）。该载体编码识别HLA-A*02:01和HLA-A*02:06分子中存在的NY-ESO-1衍生表位（氨基酸157–165:SLLMWITQC）的TCRα和β链。此外，该载体编码与内源性而非转导的TCRα和β链mRNA的恒定区序列同源的siRNA。这些siRNA增加转导的TCR的表达.

基于微小RNA的疗法

基于miRNA的治疗可以通过两种不同的策略来调 节miRNA的表达：一，替代下调的miRNA，二，抑制上调 的miRNA以重建其基础水平。与选择性抑制特定靶 mRNA表达的siRNA不同，miR-NAS具有靶向多个基因的 能力，从而有助于调控整个途径。

第一种策略包括设计合成的寡核苷酸，一旦它们到达细 胞，就可以模拟内源性miRNA。这需要优化它们的有效 性、特异性和递送方法。为了应对这些挑战，已经开发 了各种递送系统，包括聚合物载体、基于脂质的载体、 具有不同电荷（正、负或中性）的生物材料和无机材料。MRX34是一种 包裹在脂质体囊泡中的miR-34a。尽管该试验因严重的免 疫介导的不良事件而提前结束，但相关靶基因的剂量依赖性调节得到了证实. Targomirs是微细胞，装载了基于 miR-16的模拟物，以抵消损失间皮瘤细胞中的miR-15和miR-16家族miRNA。这些 Targomir靶向EGFR，其在44-97%的恶性胸膜间皮瘤细胞 中表达.具体来说，细菌微细胞是通过灭活控制正常 细菌细胞分裂的基因而产生的无核纳米颗粒，允许细胞 毒性药物的有效包装并内化到癌细胞中。

抑制上调的miRNAs的策略主要使用ASO，ASO已被证 明是靶向编码和ncRNAs的有效方法。

基于反义寡核苷酸的治疗剂

与miRNA模拟物一样，将ASO转化为临床成功需要不 断的技术进步，以克服配方、药理学和毒理学方面的挑 战。已经对ASO主链进行了几种化学修饰，包括硫代磷 酸酯（PS）、锁核酸（LNA）、吗啉、2 '-O-甲氧基乙基 （2 '-MOE）和肽核酸（PNA），以增强有效的核酸靶向。

PS改性涉及用硫原子取代磷酸酯主链中的一个非桥氧 原子。这种修饰改善了药代动力学（PK）并增加了体内 功效。PS修饰的ASO通常与其他结构变化（如LNA）一 起引入。LNA修饰涉及用2 '-O，4 '-C-亚甲基桥改变核苷 酸的核糖环，产生“锁定”构象。这增强了LNA寡核苷酸 对其互补RNA或DNA靶标的稳定性和结合亲和力。

ASO的设计包括Gapmer，其包含侧翼为LNA序列 的DNA核苷酸的中心块。Gapmer通过募集RNase H来刺 激RNA切割，从而用于基因沉默。LNA寡核苷酸的关键 特征包括增强的稳定性，因为当与其互补序列结合时， 锁定的构象增加了寡核苷酸的热熔点，以及高结合亲和 力，导致增加的特异性。具有完全PS修饰的主链的LNA ASO特别适用于治疗用途。LNA-寡核苷酸和靶双链体增 加的热稳定性使它们更能抵抗核酸酶降解，有助于延长 在生物系统中的半衰期。此外，更高的结合亲和力和稳 定性转化为LNA-PS修饰的ASO的增加的效力和功效，其 具有有效和特异性的靶标结合，这对于治疗成功至关重 要。值得注意的是，LNA修饰在错配和完全匹配的碱基对 之间提供了更好的区分。这种增加的特异性有利于防止 脱靶效应并使与非靶RNA序列的非预期相互作用最小化， 这是在治疗应用中使毒性最小化的基本考虑。

基于ncRNA疗法的癌症早期临床试验的新进展

在2016年至2023年期间，根据系统评价和荟萃分析的首选报告项目（PRISMA）汇总了23个试验（图2）:7项正在进 行的临床试验和1项暂停的临床试验，14项已完成的临床 试验，1项未知状态的临床试验。

PRISMA流程图显示了系统评价中讨论的研究的纳入和排除标准 

有几项研究是观察性的，但特别是在最近的研究中，有 一些干预性试验，几乎都是第一阶段，研究miRNA模拟 物、siRNA和LNA-ASO等分子的治疗作用。这些研究中 最常见的是ncRNA技术在难治性/复发性实体癌患者治疗 中的应用。

 基于 ncRNA 治疗学的正在进行和已完成的临床试验汇总表

** 与其他药物相关

基于ncRNA疗法的临床试验状态的饼状图来自我们的系统综述。直方图条显示每种肿瘤类型的研究数量

图3显示基于ncRNA疗法的临床试验状态的饼状图

总结

ncRNA疗法需要复杂的跨学科研究，以开发最佳的基于 RNA的药物用于临床评估，包括药代动力学、药效学、 生物调节活性、脱靶效应、安全性和抗肿瘤功效的评估。 重大的临床前进展正在转化为临床试验，这些转化的成 功与新药物的安全性、特异性和递送系统密切相关。miRNA的早期试验令人鼓舞，在主要终点实现方面显 示出有希望的结果，包括安全性、初步抗肿瘤活性和生 物调节活性的有效性。

另一个关键优势是可负担得起的扩大规模和快速生产增强的第二代疗法的潜力。这为 ncRNA疗法的发展开辟了一个令人兴奋的前景，无论是 作为单一药物还是与常规药物联合使用，以克服耐药性/ 难治性疾病。本综述提供了ncRNA药物研究新颖的信息和对当前形势的全面看法。这可以帮助理解ncRNA 疗法在临床应用中的优势和局限性。早期实验治疗的一 个主要挑战是研究设计、给药途径、生物监测和终点定 义的异质性，需要强有力的合作努力。然而，新出现的 情况是非常有希望的，预计在不久的将来，RNA疗法的 所有开创性领域都将取得重大进展。

参考：

Grillone et al. Journal of Translational Medicine https://doi.org/10.1186/s12967-024-05554-4 REVIEW (2024) 22:731