普华内参 /反义寡核苷酸之结构创新机会
作者
陈哲伟/竺宝琳
普华资本医疗投资团队
观 点
「几点看法」
1.ASO药物与小分子/抗体药相比有突出优点；
2.预期全球小核苷酸药物市场将在短期内快速增长；
3.国内专注于小核酸领域的研发进度较慢；
4.核心骨架专利即将到期，国内正是起航时；
5.机遇与挑战并存，预期更多使用ASO药物的机理会被发现，然而高额定价，以及未来基因疗法和RNA靶向小分子药物的快速发展也将带来挑战。
「生物医药投资思考」
1.我们关注热点，更追踪科学前沿，坚持科学第一性原理；
2.以靠谱团队为起点，探索科学发现通过技术转化的可能性；
3.我们看中每一位科学或者技术领域的先行者和长期坚持者，相信在科学的指导下，任何一个细分赛道的工匠企业都会跨过热浪后的低谷期迎来新的上扬。
今年以来，mRNA相关研究如火如荼展开。疫情带动下，该赛道在资本市场也屡创新高。回望来路，三类主要RNA药物（ASO、RNA干扰、mRNA）中目前最热的mRNA只有辉瑞/BioNTech的新冠疫苗于前不久获紧急使用授权（EUA）。而小核酸领域已有多款药物上市。
我们今天就先简单聊聊小核酸药中的反义寡核苷酸。
小核酸药物概述
小核酸药物目前主要分为反义寡核苷酸药物（ASO药物）、RNA干扰药物（siRNA药物，miRNA药物）、RNA适配体药物。其中反义寡核苷酸药物通常是由20个/对以内短链核苷酸（脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸及衍生物）构成。
人们早前就发现细胞体中天然存在能起到调控基因表达作用的反义RNA（一种ASO）（Simons, 1988）。而早在1978年，人们便提出基于此原理开发药物的可能性（Zamechik and Stephenson, 1978）：ASO通过Watson-Crick碱基互补配对原理与RNA或pre-mRNA配对而实现以高选择性靶向某些基因，调控蛋白质表达。
从而实现对下述诸多疾病异常蛋白的调控：
1. 重症及罕见病：如肿瘤、肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)、杜氏肌营养不良(DMD)、脊髓性肌萎缩(SMA)等；
2. 心血管疾病：如凝血功能不足、血脂异常、高Lp(a)的心血管病等；
3. 炎症类疾病：如哮喘、关节炎、结肠炎等；
4. 感染性疾病：如细菌感染、乙型肝炎、丙型肝炎等；
5. 代谢类疾病：如糖尿病、非酒精性脂肪性肝炎等。
目前小核苷酸领域除了miRNA均已有药物上市。公开资料显示2019年全球小核酸药物的市场规模约在30亿美元， 2019年至2025年间预计将以16.7%的年复合成长率增长至79亿美元（DataIntelo, 2018）。
反义寡核苷酸领域自首个小核酸药物获批的20多年来，已经有9种ASO药物上市，并且在商业上也取得了一定的成功。代表药物是Nusinersen，该药用于治疗脊髓性肌萎缩症（SMA），截至2019年底，其累计销售额达47亿美元。
除了有成功的药物，也有专注于ASO领域历久弥新的上市公司：虽然国内尚无药物上市也无公司上市，纳斯达克上市的Ionis Pharma目前市值约71.5亿美元，是ASO领域的先行者。公司于1991年上市，其首个反义寡核苷酸新药在1998年上市，此后经历了很长一段时间的蛰伏期，于2013年上市第二款产品。此后随着产品的不断推出，公司股价逐步往上。
图1（来源谷歌财经）. Ionis Pharma（原名：Isis Pharma）上市以来的股价走势。
小核酸药物会是新的浪潮么？
目前能够通过小分子药和抗体药干预的靶点只占人体蛋白很小一部分，大约有80-90%的蛋白是传统药物研发手段无法进行有效干预的。而反义寡核苷酸技术靶向于RNA不是蛋白质，能够极大的拓展临床可应用靶点的数量及类型。可设计结合于支架蛋白、转录因子这类难以靶向蛋白的编码RNA上，或与非编码RNA及一些对细胞存在直接毒性的RNA分子结合。此外，该技术很好的利用了人类遗传学及基因组学的进步，还能够对单基因及多基因疾病进行药物治疗。不同类型药物分子的具体对比如下：
表1. 小分子药物、单抗药物、小核酸药物多方位的比较。
图2. 抗体药物在爆发增长前经历了一个十年的铺垫期。
从图2中，我们可以看到抗体药物从1986年上市以来，也经历了10来年的基础铺垫期。从2000年起的第一个10年间，每年保持2个左右的抗体药物上市。2010年起的第二个10年迎来蓬勃发展，每年平均8个左右的抗体药上市。
与此相较，反义寡核苷酸药物的发展目前和抗体的第一个10年非常相似，即20世纪初的10年。此时基础技术逐步成熟，每年都有少数产品上市。下一个10年，期待反义寡核苷酸的表现。
小核酸药物的结构基础
一级结构基团差异：RNA特有的羟基形成与DNA的性质差异
核酸由环糖、磷酸、氮杂芳香烃三个基本结构单元有规律重复交替组合而成（一个这样的单元叫做核苷酸）。在脱氧核糖核酸（DNA）中，核糖和磷酸依次交替连接形成一条长度不定的、有方向性的主链，而不同氮杂芳香烃（碱基）与核糖连接在主链上的顺序则包含了可读取信息。核糖核酸（RNA）与DNA相比在环糖部分具有一个额外的羟基（OH），在碱基部分使用U代替T。这个羟基能参与氢键的形成，具有较大极性，能够参与酸碱反应，能够作为亲核基团参与化学反应，能够与金属配位。这使得RNA更容易发生水解（断裂）也具有更丰富的化学性质，能形成各种二级结构。在最基本的性质上，DNA/RNA分子就像是一条直径一纳米的半水半油的带电荷绳子。
二级结构的性质差异：RNA比DNA有更为复杂的构象和结合潜力
核酸既亲水又疏水的性质和磷酸带负电荷的互排性使得核酸倾向于采取一种扭曲的构象，进而形成我们目前熟知的、互补配对的DNA双螺旋构象（一种二级结构）而RNA由于具有的额外羟基，使其在没有互补核酸时也能形成其它二级结构保持一个相对稳定的构象。例如rRNA和蛋白结合组成复杂的核糖核蛋白（RNP），很难想象DNA也能形成这样复杂的复合体。又例如tRNA在局部具与自身碱基配对形成一系列扭曲的双螺旋组成的三叶草状分子。这种特点要求与小核酸药物结合的目标RNA序列不能处于稳定的二级结构中，且药物核酸分子自身也不能形成稳定的二级结构。同样，由于RNA 2’羟基的存在，RNA也具有蛋白质具有的除硫羟基外的所有化学单元（在局部化学环境中氮杂芳香烃的互变异构是必须考虑的）。
功能差异：RNA在原始生命出现前承担了目前蛋白质的部分功能
与DNA相比，RNA在生命机制中也具有更大的复杂性。1) 从前认为RNA主要通过mRNA传递编码在DNA中的信息，2) 然而现在已经有大量非编码RNA被发现起到调控基因表达的作用（Mattick and Makunin, 2006）。3) RNA的复杂性更突出表现在RNA不仅被蛋白质识别，还参与到核糖核蛋白（RNP）的结构中起到结构和催化功能。研究发现核糖体作为最重要的RNP，其功能上在所有生命中高度保守，表明原始核糖体很可能出现在最后共同细胞祖先（LUCA）前（Fox, 2010），也就是说，类RNA分子很可能是最早的自复制因子，且在原始核糖体出现前，类RNA分子承担了所有目前由蛋白质承担的自复制所必须的功能（Gilbert, 1986; Szostak, 2017）。目前关于生命起源的理论认为，出现在LUCA前的最初细胞就具有复杂的生化系统，而直到现在我们身上仍能发现众多LUCA的遗迹（Glansdorff et al., 2008）。基于这样的理论，现在不断发现的非编码RNA作用机制一部分可能源于LUCA以前。这也解释了RNA作用机制的多样性和复杂性——在LUCA前，类RNA分子需要承担原始的结构、调控、催化、信息存储等等功能。就目前已知的信息而言，RNA在细胞中起到编码信息、催化反应、调控基因表达、介导信号传导等作用（Kruger et al., 1982; Inouge, 1988; Ye et al., 2020）。然而，我们仍然不清楚有哪些氮杂芳香烃出现在天然RNA中（Harcourt et al., 2017），不清楚还有哪些类型的非编码小RNA没有被发现（Costa, 2010），也不清楚一些长至十万核苷酸的非编码RNA的作用（Quinn and Chang, 2015）。RNA的复杂性为研究其生物机制带来了困难，但这种复杂性也为针对RNA开发药物带来了不可估量的前景。
图3. 小核酸药物中常见的改造和它们的缩写。P = 磷酸，PS = 硫代磷酸，PMO = 磷酸二胺吗啉，OMe = 2’-O-甲基，MOE = 2’-O-甲氧基乙基， cEt = 受束乙基，LNA = 锁核酸，tcDNA = 三环DNA，5MeC = 5-甲基胞嘧啶，c7Gua = 7-脱氮鸟嘌呤。cET和LNA也被称为桥连核酸（BNA）。
三代反义寡核苷酸药物技术
经过上世纪七十年代以来的发展，目前以成药为目的开发的反义寡核苷酸一般有18-21个核苷酸长，4-10kDa大，在碱基、磷酸、环糖部分均经过修饰/改造以增加其稳定性、特异性并降低其免疫激活作用。最新的一代ASO为了实现靶向性还常常在两端连有细胞穿透肽（CPP）。ASO因为分子量大不能直接渗透细胞膜，不过大部分ASO药物不依赖载体进入目标细胞而通过受体介导的胞吞进入（Roberts, 2020）。
ASO主要的作用机理有：
1. 阻止mRNA翻译成蛋白：与mRNA 5’ 端结合阻止蛋白质合成启动。
2. 促进mRNA降解：用类似DNA的ASO与RNA结合引发RNase H催化的目标mRNA链水解断裂（分解蛋白质合成模板 ）。
3. 改变蛋白表达：与正在进行剪切的pre-mRNA结合干预剪切以改变蛋白质的表达 。
4. 调高蛋白表达：与pre-mRNA 3’端多腺苷酸化位点 结合增加成熟mRNA表达，增加目标蛋白表达。
5. miRNA调节。
技术的迭代历程
1、延长半衰期的第一代技术
简单PS-ASO（一款药物上市）。在ASO技术发展中遇到的第一个问题是未经改造的小RNA单链在注射进入实验动物血液中后会快速被游离的RNA酶降解，半衰期只有不到30分钟（Dagle et al., 1990）。不过很快人们发现使用硫代磷酸（PS）结构取代RNA中的磷酸结构能够大大增加其稳定性：在35-50小时后仍有约1/4未被降解（Angrawal et al., 1995）。这一方面是因为核酸酶不能有效切断PS-ASO，另一方面是因为PS-ASO仍然带有负电荷因而可与血浆蛋白相互作用减少由肾排出体外的速度。
2、解决毒性问题、进一步延长半衰期的第二代技术
ASO毒性一般表现为炎症、肝肾毒性、血小板减少症，一般认为是通过ASO引起的免疫反应、累积效应、与蛋白质非特异性结合、脱靶与非目标核酸结合造成的（Frazier, 2015）。
1）在引起免疫反应上（炎症），主要的原因是CpG结构能被Toll样受体识别从而引起炎症反应。次要的原因是ASO与蛋白的非特异性相互作用。在系统性给药的情况下炎症可能十分严重。由于这一相互作用是由负电荷主导的，ASO碱基序列和脱靶效应的关联性差，难以在开发过程中预测。这种缺点主要和第一代PS-ASO骨架相关，在临床中往往表现为炎症和其它副作用。不过由于这种第一代ASO在体内较快分解，副作用有限但是临床效果不明显（Frazier, 2015）。第一个ASO的临床试验就是使用第一代PS-ASO产品（Bayever et al., 1993）, 而第一个上市的第一代ASO药物为1998年获批的Formivirsen。
2）肝肾毒性主要是因为ASO在这两个器官中富集，具体原因不确定。
3）血小板减少症原因不明。与对照组相比不同程度的血小板减少症在Volanesorsen（2019年获批治疗FCS）三期临床中出现在了48%的实验对象中（Witztum et al., 2019）。
改进方法：
在PS-ASO的基础上人们通过改造碱基的方式降低了免疫抗原性（5MeC等），通过在局部采用脱氧核糖的方式增加了稳定性，通过改造环糖增加了ASO与目标结合的亲和力和ASO的稳定性，通过改造磷酸连接的方式降低了与蛋白质的非特异性作用。在简单重复核苷酸单元构造的基础上，人们还发现将不同类型的核苷酸混合使用能够进一步提高亲和力、稳定性等重要属性。其中最突出的两个例子是PMO-ASO和MOE-PS-ASO间隔体（gapmer）。
1）PMO-ASO技术（三款药物上市）：是除了肽核酸（PNA）外对环糖改造程度最大的一类骨架也是现在最先进的第二代技术之一（Summerton, 1999, 2017）。由于PMO-ASO用吗啉这种含氮六元环代替DNA/RNA中的五元环核糖，RNase H等核酸酶都无法识别、降解它。因此PMO-ASO不能通过RNase H机理起作用，并具有很好的稳定性。（Hudziak et al., 1996）。PMO-ASO的另一个特点是骨架不带电荷，因而减少了与蛋白结合造成的副作用，但却因此加快了从血液中经肾排出的速度（McMahon et al., 2002; Amantana et al., 2007; Frazier, 2015）。PMO-ASO的另一个突出优点在于与RNA模板的高亲和力结合（Summerton, 2004）。虽然在这方面PNA性质明显更突出，由于在进入细胞方面的困难，PNA-ASO的研究开发已不是热点（Larsen et al., 1999）。
2）MOE-PS-ASO间隔体（四款药物上市）：也是突出的第二代技术之一（Altmann et al., 1996）。这种PS-ASO一般采取5-10-5的构造：5个含有MOE环糖的核苷酸-10个类似DNA的2’脱氧核糖核苷酸-5个含有MOE环糖的核苷酸。这种类似5-10-5的构造我们称之为间隔体（gapmer）。这种设计是因为RNase H对达到10个碱基对的DNA/RNA双链活性最大（Monia et al., 1993）而DNA/RNA双链较不稳定：两端的五个MOE核苷酸主要作用是提高ASO对RNA的亲和力。由于MOE是一个对环糖2’ OH的修饰，使用这种结构还能减少ASO由于与其它蛋白相互作用造成的副作用（Doxakis, 2020）。从类似的考虑出发人们还设计了cEt/LNA这类锁定环糖构象以增加ASO对RNA亲和力的结构。我们称这类结构为桥连核酸（BNA）。不过BNA这种受束环糖被发现与原理不明的严重肝毒性相关（Swayze et al., 2007; Burdick et al., 2014）。目前暂无BNA-ASO药物获批。
我们在下表中总结了第一/二代改造对ASO性质的影响：
表2. 主要结构改造对ASO性质的改变（Frazier, 2015; Swayze et al., 2007; Burdick et al., 2014; Larsen et al., 1999; Koshkin et al, 1998; Summerton, 2004; Eckstein, 2014; Wan and Seth, 2016; Roberts et al., 2020）。“/”—无明显效果， “?”—效果不明，“( )”—很弱。
3、解决靶向递送问题的第三代技术1）第一代和第二代ASO都面临过高的肝肾吸收而难以有效作用于其它组织的问题。由于ASO基本上都小于6nm，它们可以通过细胞间隙运输穿过上皮细胞层进入组织（Doxakis, 2020）。通过血液给药的ASO主要通过受体介导胞吞的方式18-40%进入肾细胞而40-50%进入肝脏细胞（Godfrey et al., 2017）。这主要是由于肝肾在结构上高度脉管化且含有合适的膜受体。
2）然而从治疗的角度，肝脏主要的功能细胞肝细胞吸收ASO的能力却低于其他肝脏细胞（Butler et al., 1997）。
3）ASO在肝脏的富集很可能是ASO肝脏毒性的来源（Godfrey et al., 2017）。
4）不带电荷的ASO容易经肾直接排出（McMahon et al., 2002）。
改进方法：
1）肽。针对上述情况，目前最受关注的解决方案是细胞穿透肽（CPP）ASO复合物（Diet and Bahr, 2004; Vives et al., 1997）。研究表明CPP-PMO-ASO复合物（PPMO）比PMO-ASO进入目标细胞的效率高8-20倍（Alonso et al., 2005）。不过目前为了实现这样的效率提升需要在局部实现高ASO浓度，而在这种浓度下PPMO（一种肽-ASO）的细胞毒性明显（Abes et al., 2008; Heald et al., 2004）。在siRNA药物领域已经有此类药物获批，不过目标还是局限在肝细胞。
2）胞内体。在进入细胞后ASO面对的更大挑战在于逃离胞内体。事实上目前技术上决定ASO效率的就是这一步骤（El-Sayed et al., 2009）。在这个问题上Sarepta发明了PMOplus™—在酸性环境下获得正电荷从而逃离胞内体，不过目前不清楚效果如何。
3）特殊组织。目前在应用上能够通过针对被封闭在组织结构内的细胞，规避肝肾吸收和经肾排出体外的问题。例如Nusinersen就是通过直接注射至有血脑屏障类似上皮组织保护的髓鞘中后被锁定在脊髓中。这样便实现了一年三次给药的效果。另一个类似的器官是被BRB保护的眼球—Formivirsen便是通过这种方式留存于眼球中的。特别的，由于眼球和脊髓（不完全）都是免疫特权器官，ASO在这些区域不引起免疫反应相关的副作用。在治疗癌症方面，由于癌变局部炎症和上调的胞吞作用，癌症组织比一般组织更快吸收ASO。目前有基于这个原理进行的临床试验（Ionis管线）。
4）脂质体/纳米载体。另一种热门的递送方式是将ASO与脂质体/纳米载体结合，不过在ASO药物中这种方法不是主流。
我们在下表中总结了三代ASO技术的成药情况：
表3（根据G-SRS数据库整理）. 已上市/三期临床/部分二期临床中的反义寡核苷酸药物的结构特征。5Me—5-甲基C/U，dO—2’脱氧（DNA），MOE—2’-O-甲氧基乙基，PMO— 磷酸二胺吗啉，P—指一般核酸中的磷酸链接，PS—硫代磷酸连接，肽—指将肽与ASO偶联，EG—乙二醇保护基，gap—间隔体。填色表包含。
ASO技术上的期待
1、ASO现有技术已经/即将实现：目前ASO药物已经实现通过对某些封闭器官数月一次局部给药或对一般组织每周系统给药缓解某些严重的、无其它治疗方法的、由机理清晰的蛋白质表达异常造成的疾病。我们认为2-3年内能与抗体、小分子药竞争的对自然富集ASO组织（肝）每周给药的 ASO药物会出现。
2、ASO待攻克：
ASO药物目前面临的主要挑战是其在组织中自然的分布—目前技术被局限在封闭器官或肝/肾的特定细胞类型中。由于ASO药物在生产上的瓶颈是能够克服的，如果能够克服组织分布的困难ASO药物可能成为一种主流的药物形式。
我们认为有以下三种方式最有希望：
实现靶向性给药提高细胞对ASO的利用率降低ASO药物毒性。
第一种方式则将依赖于载体（纳米颗粒、脂质体等）和靶向性肽偶联技术。从短期来看由于ASO进入细胞的主要机理—受体介导的胞吞—在细节上是不清楚的（Butler et al., 1997），故1）在肽-ASO药物的研发中很可能会遇到众多意料以外的困难。同时因为将肽连接至ASO或将很大的改变其性质，我们认为在短期内这个技术路线面临的困难太多。而2）脂质体/纳米载体技术方面ASO药物可能会得益于基因疗法方面的投入，因为基因疗法对这种递送载体的需求更大。
第二/三种方式是通过降低发挥药效需要的有效浓度解决挑战的，从中短期看将依赖于对核酸骨架的进一步改造。细胞利用率目前主要取决于ASO逃离胞内体的效率（El-Sayed et al., 2009）。药物毒性降低能够通过a. 提高ASO对目标RNA的亲和力 b. 降低其免疫抗原性 c. 减少与非特异性蛋白质的相互作用实现。1）由于目前成药的ASO不存在为了逃离胞内体特别设计的结构，我们认为针对这一点在MOE间隔体/PMO这类性质优秀已经成药的骨架上进行的小幅改进或能够提升药效。目前Sarepta和Ionis正在进行这方面的工作。2）相比而言重新设计骨架是更为困难的因为在ASO药物设计中一个主要矛盾在于骨架需要和RNA足够类似以实现高亲和力的结合（增加结合部分长度是行不通的，因为ASO分子长度被递送方面的技术瓶颈限制在约25nt以下）又要和RNA/DNA足够不类似以避免引起免疫反应或发生与蛋白质的结合。需要谨慎考虑的是新骨架可能存在意料之外的副作用—例如桥连核酸的肝毒性。更需要慎重考虑的是引入非天然碱基，因为我们现在对这些分子知之甚少。
ASO药物
截至2020年11月共有9种ASO药物获得FDA/EMA批准。由于Milasen是为一名患者特别开发，FDA特别批准的，我们不在此讨论Milasen。在其它8种药物中有1种通过阻止翻译机理起作用（Fomivirsen），3种通过RNase H机理起作用（Volanesorsen，Inotersen, Mipomersen），4种通过剪切干预机理起作用（Viltolarsen, Golodirsen, Nusinersen, Eteplirsen）。除Viltolarsen是由NS Pharma自主研发，其它7种药物均来自Ionis和Sarepta的管线。目前上市的六种药物均用于治疗罕见病。一年治疗平均成本从30万美元到45万美元不等。Ionis和Sarepta这两家上世纪八十年代创建的企业正在引领ASO药物的研发。
表4. 八种上市ASO药物的简要信息。DMD = 杜兴肌肉营养不良症， FCS = 家族性高乳糜微粒血症， hATTR = 与TTR蛋白淀粉化相关的遗传性淀粉样多发性神经病变， SMA = 脊髓性肌肉萎缩症， HoFH = 同合子家族性高胆固醇血症， CMV = 巨细胞病毒（眼部感染）。括号内价格是指30千克体重病人一年用药成本，其它价格为平均每人每年费用。*为2019年Inotersen和Volanesorsen（于2019年底上市）总和。
Ionis Pharma（原名Isis Pharma，见图4.）在80年代就开始研究含有硫代磷酸（PS）结构的ASO，于1989年成立公司，1992年开始第一项ASO药物临床，并成功在1998年推出第一个ASO药物Fomivirsen，同时以600万美元购买了Gilead在小核酸药领域专利。不过由于高效抗逆转录疗法的出现该药的需求几乎不再存在，2002年该产品从欧洲退市，Ionis遭受了首个商业上的滑铁卢，此后Ionis采取了联合开发的策略并与Genzyme在2013年推出了第二个ASO药物Mipomersen。尽管Mipomersen也因为竞争销量惨淡并退市，但Ionis与百健合作在2016年推出的治疗脊髓性肌肉萎缩症（SMA）的ASO药物Nusinersen获得巨大成功，在2020年前三季度就完成21亿美元的销售。目前Ionis正在进行约30项ASO药物的2期/3期临床试验。
图4（Ionis公司网站）. Ionis Pharma披露的正在进行的三期临床项目。
Sarepta Therapeutics（原名AVI Biopharma）在1985年获得PMO专利（US5034506A）后一度专注于基因疗法和抗病毒药物的开发，直到2005年左右转向投入杜兴肌肉营养不良症（DMD）药物的研发。在2016年Sarepta推出了其第一款ASO药物Eteplirsen。尽管疗效有限，DMD无其它治疗选项。该产品在2019年实现销售3.81亿美元。Sarepta现在仍然在不断推出新的DMD药物，例如2019年上市的Golodirsen和正在进行临床的Casimersen和SRP-5051。与Ionis不同，Sarepta同时也在开展基因疗法的研发，目前Sarepta共披露有8项产品处于临床阶段，市值超过130亿美元。Sarepta 2019年实现收入3.8亿美元（主要来自DMD药销售）。
图5（Sarepta网站，谷歌财经）. Sarepta Therapeutics正在进行临床的项目和股价变动情况。
其它药企也有开发ASO药物的尝试，不过取得的成果有限。在表5中我们总结了几个代表性的失败。有过临床试验的其它结构改造包括2’ F（Suvodirsen,Wexler, 2019）。
表5. 几个在临床中失败的反义寡核苷酸药物的结构特征。c7Gua—7-脱氮鸟嘌呤，5MeC—5-甲基胞嘧啶，dO—2’脱氧（DNA），OMe—2’-O-甲基，LNA— 锁核酸，cET—受束乙基，P—指一般核酸中的磷酸连接，PS—硫代磷酸连接，mix—混合体（mixmer）。填色表包含。BioMarin和Idera也是在ASO领域耕耘多年的企业。
总结展望
1、与小分子/抗体药相比有突出优点我们认为ASO药物的重要优势一方面在于能够对体内传统技术尚无法靶向的80-90%蛋白质起作用，另一方面在于ASO碱基序列变化较少影响其成药性。这一性质则意味着一旦发现一种优秀的ASO骨架-构造组合，就可以形成有绝对优势的平台型技术，通过序列改动就能展开对大量不同疾病的研究。而Ionis/Sarepta正是这么做的。这样和传统药物开发相比，需要的研发成本大大降低，而成功率则大大提高。
2、预期市场将在短期内快速增长
有市场分析指出全球小核苷酸药物市场2025年将增长至79亿美元（DataIntelo, 2018）。在小核酸生产方面市场分析认为中国小核苷酸合成市场将以12.6%的年复合增长率从2020年的3.09亿美元增长至2027年的7.10亿美元（ReportLinker, 2020）。
3、国内研发相对空白
国内专注于小核酸领域的进度较快的产品管线主要如下表所示。其中瑞博生物官网公开资料显示，其主要的技术平台是RNA干扰，现已进入II/III的产品（包括反义寡核苷酸）主要是与海外公司合作，自研产品刚获批临床，进度相对落后，但依然是国内进度最快的。（注：今年4月3日，瑞博生物宣布完成4.7亿元人民币C2轮融资，累计融资10.7亿。本轮融资由中国国有资本风险投资基金领投，中金启德基金、高瓴创投联合领投，恒旭资本、朗玛峰创投、国药中金基金、深圳众汇、上海自贸区基金和弘陶资本等知名投资机构共同跟投完成。）
表6. 国内小核酸药物临床项目，来源于瑞博生物公开资料。
4、核心骨架专利即将到期，国内正是起航时
截至2020年，MOE-PS间隔体（Ionis）和PMO-ASO（Sarepta）是已获得临床应用的最先进的两种ASO技术路线。除了第一个ASO药物采用第一代ASO技术外，目前上市的所有ASO药物均采用Ionis/Sarepta发明且拥有知识产权的技术路线。但我们通过专利初步检索发现已获批上市的几个产品的核心骨架专利将在不久到期（MOE；间隔体），国内企业可以提前合理布局，同时也可以根据上述提到的结构优化率先突破胞内体的规避，实现弯道超车。
下图是我们检索到的相关骨架专利：
表7. 在临床上获得应用的ASO技术被Ionis和Sarepta垄断。不仅如此，这两家药企在下一代技术上也拥有专利技术，如Ionis的BNA和LICA（肽）技术和Sarepta的PMOplus™和PPMO技术。
5、机遇与挑战并存
ASO药物的另一个发展趋势在于拓展其作用机理—例如目前处于3期临床阶段的miRNA调节ASO药物。由于RNA在细胞中普遍的作用，我们预期更多使用ASO药物的机理会被发现。然而与现有药物相比的高额定价，以及未来基因疗法和RNA靶向小分子药物的快速发展也将会给ASO药物带来挑战，毕竟这一趋势已经在SMA的治疗上初见端倪。
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