小核酸行业系列报告（一）：小核酸成药之路——Listening to the Sound of Silence:The Road to RNA Therapeutics

小核酸行业系列报告（一）：小核酸成药之路——Listeningto the Sound of Silence:The Road to RNA Therapeutics 戎晓婕S1190525070001证券分析师：分析师登记编号：周豫S1190523060002证券分析师：分析师登记编号： 摘要 核心观点 ◼小核酸药物通过RNA层面调控打开传统药物难以触达的靶点空间，已完成从技术验证到商业兑现的跨越。2025年主要ASO、siRNA上市药物销售额分别约31亿美元、42亿美元。 ◼机制差异塑造了两条发展路径。ASO为单链结构，可通过鞘内给药/Gymnosis机制实现裸ASO进入目标组织细胞，率先突破CNS、肌肉等领域，疗效提升依赖于化学修饰对分子稳定性与亲和力的优化；siRNA为双链形式，结构相对稳定但分子量较大且带强负电荷，需要依托载体实现有效递送；RISC介导的催化切割赋予更强沉默效率，GalNAc技术成熟后，siRNA在肝靶向实现弯道超越。 ◼化学修饰历经四代迭代，与递送平台（NakedASO/LNP/偶联）协同演进，持续提高稳定性、靶向性、安全性与给药便利性，推动小核酸药物应用从罕见病延伸至心血管代谢等慢病治疗场景。GapmerASO毒性管控、siRNAESC+种子区脱靶改善、REVERSIR解毒剂等创新，进一步夯实长期用药基础。 ◼当前肝靶向技术趋于完善，CNS、肌肉、脂肪、肺部、心脏、肾脏等肝外组织/器官递送是下一阶段行业技术分水岭，未来小核酸企业价值判断将围绕平台能力、慢病拓展与肝外扩张。 目录 ◼小核酸解锁基因表达调控，打破不可成药靶点桎梏 ◼小核酸成药之路： ◼机制博弈，ASO与siRNA差异化技术路径◼化学修饰，稳定性与特异性的代际演进◼递送突破，跨越组织与细胞的双重屏障◼安全性优化，支撑长期用药与慢病布局 ◼商业化兑现与边界扩张，从肝靶向成熟到肝外拓展 ◼风险提示 小核酸实现治疗范式的迁移，将干预节点由蛋白水平转向基因层面 ◼在传统药物研发范式中，治疗的核心是干预蛋白功能。无论是小分子抑制剂，还是单抗药物，靶点都位于蛋白层面。然而，大量疾病的根源并非蛋白功能异常，而是基因表达本身的失调。◼核酸药物能够从源头进行干预，抑制疾病相关基因表达为病理性蛋白，或引入能够表达正常蛋白的基因弥补功能蛋白的不足，主要分为小核酸药物和mRNA两大类。◼小核酸药物，即寡核苷酸药物，是由十几个到几十个核苷酸串联组成的短链核酸，主要作用于pre-mRNA或mRNA，通过碱基配对机制干预基因表达，实现疾病治疗目的。 小核酸重构不可成药靶点边界 ‣小核酸药物作用于蛋白质合成上游，这意味着理论上可应用于任何治疗靶点，能够克服靶向蛋白质药物的成药靶点少的问题（人类基因组中只有1.5%可编码蛋白质，其中80%为传统药物不可成药的靶点）。一旦开发出针对特定细胞类型或组织的递送方式，该细胞/组织中所有致病基因都极有可能成为靶点。 ‣知道靶基因的碱基序列，设计与之结合的核酸药物相对容易，一旦化学修饰和递送方式得到优化，针对新靶点设计和生产先导化合物就相对简单。这意味着，从靶点识别到动物模型中的临床前概念验证，再到先导化合物准备就绪并进入临床试验，整个过程可显著缩短。 ‣低频给药，并且化学修饰技术的发展进一步提升疗效的持久性，有助于减轻医疗负担，提升患者依从性。 图表2：人类基因组中只有1.5%可编码蛋白质，其中80%为传统药物不可成药的靶点 小核酸发展由ASO与siRNA双路径主导 图表3：主要小核酸疗法作用机制 ‣ASO（反义寡核苷酸，antisenseoligonucleotides）通过RNase H1依赖性RNA降解、或RNA剪接机制来抑制蛋白质表达。 ‣siRNA（小干扰RNA，smallinterfering RNAs）通过RISC机制降解目标mRNA。 小核酸开发挑战在于序列优化、化学修饰及递送载体 图表4：小核酸药物开发思路 ◼在对疾病机理进行充分了解后，研发人员进行核酸序列的设计及优化，以确定最有效的候选分子。 ◼一旦筛选出最佳序列，经过化学修饰提高稳定性并降低毒性，常见的修饰可分为三类：骨架修饰、核糖修饰、碱基修饰。 ◼化学修饰后的核酸药物通过递送载体抵达靶组织/器官，已获批准的小核酸疗法依赖于三种递送技术：化学修饰naked ASO、脂质纳米颗粒（LNP）、GalNAc-siRNA。 ◼研究人员进行大量临床前体外和体内评价，以检测药物的疗效、安全性及药效学，旨在在临床试验之前进一步优化药物候选。 ◼候选药物进入临床试验阶段。 目录 ◼小核酸解锁基因表达调控，打破不可成药靶点桎梏 ◼机制博弈，ASO与siRNA差异化技术路径◼化学修饰，稳定性与特异性的代际演进◼递送突破，跨越组织与细胞的双重屏障◼安全性优化，支撑长期用药与慢病布局 ◼商业化兑现与边界扩张，从肝靶向成熟到肝外拓展 ◼风险提示 ASO通过酶促RNA降解、RNA剪接调控实现基因表达干预 ◼反义寡核苷酸（ASO）是一类长度为13-30个核苷酸组成的单链DNA/RNA，通过碱基配对原则与靶标序列形成双链结构，影响靶基因的表达。 ◼ASO两种常用的作用模式为： ①RNaseH1介导的靶mRNA降解。RNase H1是一种高选择性的核酸内切酶，能够裂解异源RNA-DNA双链。ASO与靶mRNA结合后，该双链会被RNase H1识别并进行切割。这类酶促RNA降解发生细胞质和细胞核内。 ②剪接调控。ASO可以通过靶向剪接调控顺式元件来改变剪接模式。剪接调控主要发生在细胞核中，是ASO独有的，使其成为治疗各种遗传性疾病的重要手段。•ASO与剪接增强子序列互补配对时，会阻 断激活因子与该增强子结合位点的相互作用，导致对应外显子无法被剪接体识别，发生外显子跳跃（exonskipping）。•ASO与剪接沉默子序列互补配对时，会阻 断抑制因子的结合与募集，解除对剪接位点的抑制，使对应外显子被剪接体识别并保留，发生外显子纳入（exon inclusion）。 资料来源：PubMed，太平洋证券整理 siRNA通过RISC途径介导靶mRNA沉默 ◼siRNA是一类长度为20–25个核苷酸的双链RNA，可形成RNA诱导的沉默复合物（RISC），与靶mRNA结合后，RISC中的核心蛋白Ago2会切割靶mRNA，导致其降解，沉默基因表达。 •siRNA有两条链，一条是引导链（guide strand，也称反义链antisense strand），可引导核酸酶切割靶基因；另一条是乘客链（passengerstrand，也称正义链sensestrand），主要维持双链结构的构象稳定，并协助引导链高效装配至沉默复合物（RISC），并在后续激活过程中被解离。 •核糖核酸酶Dicer将外源的长dsRNA切割成20-23nt左右的双链RNA（即siRNA），siRNA与Ago2等形成RISC后，乘客链从RISC中移除；引导链结合靶序列，Ago2介导在配对序列5‘端约第10与第11个核苷酸之间切割目标mRNA。靶mRNA被切割后，RISC本身没有被消耗，可循环复用，因此siRNA药物具有剂量低，给药频率少的优势。 殊途同归：ASO与siRNA应对成药挑战的差异化策略 ◼尽管机制路径不同，ASO与siRNA在成药过程中面临高度相似的挑战：如何在体内稳定存在、如何避免免疫激活、如何实现高特异性结合、以及如何进入目标细胞发挥作用。 ‣ASO单链与靶序列结合，其疗效高度依赖化学修饰对稳定性、亲和力与免疫刺激的优化。 ‣siRNA双链结构通过RISC机制，由核心蛋白Ago2介导序列特异性切割，具有更强的沉默效率，对递送载体的要求程度更高。 ASO化学修饰四代演进，从稳定性提升到安全长效 ASO化学修饰方式与作用机制高度相关 ◼如果发挥剪接调控作用，ASO化学修饰主要为：1）2′-OMe+PS骨架；2）吗啉代寡核苷酸（PMO）。 ◼如果发挥RNase H降解mRNA机制，则它们被称为Gapmer（间隙体），其中心部分仅由PS修饰的DNA组成，两侧的“翼”则包含PS和2′位点的修饰，通常使用2′-OMe/2′-MOE。 ‣大多数第二代和第三代化学修饰会显著降低甚至完全阻碍RNase H对靶RNA的切割，通过间隙体（Gapmer）设计可以恢复RNase H活性。‣Gapmer设计：PS-DNA窗口促进RNase H的切割，而2′-O-修饰的侧翼则赋予其稳定性。整个ASO链长均采用硫代磷酸酯骨架以提供核酸酶抗性，而2'-糖修饰仅用于前5个和后5个核苷酸，中间10个核苷酸的2'-糖位点未进行修饰。这提高了ASO外侧部分与靶RNA的结合亲和力，同时仍允许RNase H在ASO的中心区域进行切割。 图表10：Gapmer-ASO药物Mipomersen（APOB）结构 siRNA化学修饰策略借鉴ASO技术路径 ◼未经修饰的siRNA易被核酸酶降解、药代动力学较差、易产生脱靶效应等，借鉴ASO药物成熟的化学修饰经验，siRNA可通过磷酸骨架、核糖、碱基的联合修饰，显著提升成药性与安全性。 组织和细胞屏障：小核酸递送的核心瓶颈 ◼递送难题始终是小核酸药物的关键挑战，需要克服几十亿年来进化形成的防御机制。约40亿年前，地球生命起源于原始RNA与大分子复合物，这些物质被脂质双层包裹形成原始细胞结构，使胞内化学反应得以在不受外界干扰的环境中进行。在此基础之上，进一步进化出多重防御体系，包括核糖核酸酶（RNase）、先天免疫模式识别受体Toll样受体（TLR）等。此外，裸露的带电RNA分子会被肾脏及肝细胞表面的清道夫受体快速从血液循环中清除。 ◼小核酸药物难以穿过细胞膜脂质双层障碍。多数小分子药物具有分子量低（1–3kDa）、电荷中性或弱极性、亲脂性的特征，可经被动扩散穿越细胞膜。相比之下，小核酸药物为分子量较大（4–14kDa）和/或带高电荷的大分子，难以穿过脂质双层膜。 ◼小核酸药物内体逃逸效率低下，RNA药物是经由内吞作用进入细胞中的生物大分子，被包裹于内体囊泡后，需跨越内体脂质双层膜才能释放至细胞质/细胞核中。研究显示，siRNA的内体逃逸效率不足1%。 ASO生物利用度有限，siRNA高度依赖递送载体 ◼ASO具有有限的生物利用度，可以在没有递送载体的情况下进入细胞中。由于硫代磷酸酯骨架修饰增加的疏水性，naked（unconjugated）ASO可通过一种称为Gymnosis的机制缓慢穿过脂质双层进入细胞中。此外，尽管ASO无法穿过血脑屏障，但通过鞘内给药方式将ASO注入脑脊液，可使药物广泛分布于脑实质内，被神经元及其他细胞类型摄取，经内体逃逸进入细胞体中。 ◼若无递送载体，siRNA药物基本无效。siRNA是分子量约为14kDa的大分子，生物利用度低，无法穿过脂质双层进入细胞。裸siRNA在血液中容易被核酸酶快速降解、因尺寸和电荷特性会经肾小球滤过被快速清除、易被肝脏非实质细胞通过清道夫受体介导的内吞作用摄取。此外，部分siRNA序列或结构可能通过模式识别受体激活先天免疫反应。 图表14：ASO和siRNA面临细胞摄取和内吞逃逸难题 三类主流递送载体：naked ASO、LNP、偶联 ◼常见的六类非病毒递送载体包括化学修饰naked ASO、脂质基纳米颗粒（LNPs）、偶联（诸如GalNAc、抗体、多肽、脂质等）、无机纳米颗粒、外泌体以及聚合物。 ◼目前已获批准的小核酸疗法依赖于三种递送技术：化学修饰naked ASO、LNP以及GalNAc。脂质偶联、多肽偶联以及抗体偶联等处于临床验证阶段。 naked ASO率先成药，适应症集中罕见病领域，应用场景受限 ◼naked ASO通过鞘内注射绕过BBB递送至CNS，或基于gymnosis机制进入肌肉和肝脏组织细胞，无需递送载体，这些优势使得ASO可以率先成药。但是，naked ASO适应症集中在罕见病领域，适用人群规模有限