小核酸肝外递送新浪潮!药明康德一体化平台助力客户这类偶联药物开发
编者按:
肝外递送正成为寡核苷酸药物开发领域的新趋势,有望将这类疗法拓展至更广泛的疾病领域。脂质偶联作为实现这一路径的关键技术,正处于产业转化的关键阶段。然而,这类偶联药物在从实验室走向临床,仍面临诸多挑战。
药明康德凭借多年在化学领域的深厚积累,在寡核苷酸技术兴起初期即进行能力布局,并逐步搭建了专注于寡核苷酸、多肽及相关化学偶联药物的WuXi TIDES平台,为复杂偶联药物提供一体化解决方案。
在寡核苷酸脂质偶联药物领域,WuXi TIDES团队全面掌握多种偶联位点与修饰技术,针对siRNA、ASO等不同类型开发出超过20种可供偶联的脂质类型,并在酰胺偶联、点击化学等多种偶联技术上积累了丰富实操经验。公开数据显示,仅2025年,平台已合成并交付超过7000个寡核苷酸脂质偶联化合物。
过去十年,寡核苷酸药物的成功高度集中在肝脏适应症。N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)偶联技术实现了对肝细胞的高效靶向递送,推动了多款寡核苷酸疗法的获批上市。而当治疗靶点转向肌肉、心脏、中枢神经系统(CNS)、脂肪等组织时,如何实现寡核苷酸的肝外递送,已成为该领域新的挑战。
目前,寡核苷酸肝外递送的研究围绕多种技术路线展开,寡核苷酸脂质偶联药物(oligonucleotide-lipid conjugate)则是近年来受到广泛关注的新兴方向之一。通过选用具有不同化学结构的脂质分子与寡核苷酸偶联,可调控其在血液中的蛋白结合特性,从而实现肝外组织的靶向递送。

行业对于肝外递送的需求愈发迫切,不断推动寡核苷酸脂质偶联药物从学术探索走向临床转化。近一年来,多款寡核苷酸脂质偶联药物在研管线也披露了新的进展,显示这一领域的应用潜力。例如,在CNS递送方向,Alnylam公司在研的mivelsiran(ALN-APP)是一款C16(棕榈酸)偶联siRNA,靶向淀粉样前体蛋白(APP)mRNA。该产品采用鞘内注射给药,尽管其递送主要依赖脑脊液(CSF)途径,但脂质偶联有助于改善siRNA在中枢神经系统中的组织分布与细胞摄取。在1期临床试验中,每6个月注射一次该产品持续降低受试者脑脊液中的APP蛋白水平,在12个月时可将蛋白水平平均降低73.3%。该公司的另一款在研siRNA管线ALN-HTT02同样采用C16偶联,在临床前动物模型中可使广泛脑区的HTT蛋白水平降低80%至90%,显示出其在亨廷顿舞蹈病中的开发潜力。这些进展证明了脂质偶联siRNA有可能在CNS中实现更广泛的组织分布,而不仅局限于局部暴露。
再比如,Arrowhead Pharmaceuticals开发的ARO-ALK7代表了另一类探索路径。该产品是一种siRNA-双脂质偶联药物,在siRNA正义链的3'和5'端分别连接脂质基团,以增强脂肪组织递送。其设计机制则在于沉默脂肪细胞中ACVR1C基因表达,以减少激活素受体样激酶7(ALK7)的生成。今年1月公布的临床1/2a期研究结果显示,在第8周时,200 mg剂量的ARO-ALK7可实现脂肪组织ALK7 mRNA平均降低88%,最大降低94%。

脂质偶联:寡核苷酸递送领域的重要“拓荒者”
在寡核苷酸药物递送发展史中,GalNAc偶联虽是当下的主流平台,但真正率先打开“共价化学偶联递送”这扇门的,正是脂质偶联。它不仅在时间上更早,更在技术路径上为此后的递送策略提供了原型。
早在2000年前后,有科学家就已将胆固醇共价连接至反义寡核苷酸(ASO),通过静脉注射在小鼠体内实现了肝脏靶基因的沉默。这一系列工作虽然主要聚焦于肝脏,但实现了在动物体内证明了“共价脂质-ASO偶联物可系统给药并发挥基因沉默活性”。

2004年,发表于《自然》(Nature)上的一项研究进一步将脂质偶联推至聚光灯下。研究者将胆固醇连接至siRNA,通过静脉注射在小鼠肝脏中实现APOB基因沉默,血清ApoB蛋白水平下降约40%。这一研究被公认为寡核苷酸药物研发领域的重要里程碑。它打破了此前“siRNA必须依赖病毒载体或纳米包裹才能实现系统递送”的认知壁垒,证明单分子偶联物即可独立完成递送。同时,该项研究也验证了共价偶联的可行性,为行业提供了可供迭代的设计原型。随后,GalNAc偶联沿用了这一技术路径,只是将配体由脂质换为N-乙酰半乳糖胺,受体由低密度脂蛋白受体(LDLR)换为去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)。
在上述研究中,胆固醇-siRNA/ASO偶联物发挥作用的部位依然是肝脏。随后数年间,研究者持续在探索这类偶联物向肝外拓展。
多项研究陆续提供了重要思路。比如,2019年,发表于Nucleic Acids Research的一项系统研究比较了15种不同脂质偶联siRNA的体内行为。该研究发现,随着脂质分子的不同,siRNA与LDL、高密度脂蛋白(HDL)及白蛋白等血浆蛋白的结合偏好发生显著改变,进而影响其在不同组织的分布偏好,比如肠道、脂肪、肾脏等。这给研究者带来了新启发:通过对脂质偶联寡核苷酸药物的理性设计,可以调控其组织分布,使其“去到该去的地方”。
同年,该期刊的另一项研究将焦点对准肌肉递送:将ASO与链长C16至C22的脂肪酸连接,可显著增强与白蛋白的结合,使ASO在小鼠肌肉中的沉默活性提升3至7倍。这一研究系统阐明了“链长-白蛋白结合-肌肉活性”之间的量化关系,同样为后续理性优化提供了框架。
“去到该去的地方”:寡核苷酸脂质偶联药物的理性设计
随着研究的深入,产业界发现,通过调整脂质的物理化学性质——包括疏水性、链长、饱和度及头基类型等,可以引导寡核苷酸分子选择性分布于不同器官,如肝、肾、脑、肌肉等等,从而突破寡核苷酸天然聚集于肝脏的局限,实现肝外组织的递送。
基于这些发现,研究者开始系统探索脂质偶联的设计,比如通过调整脂肪酸的碳链长度和不饱和度,可以改变偶联物与血浆蛋白的结合亲和力,进而调控组织分布偏好;再如头基修饰——例如引入磷酸胆碱等极性头基,可改变偶联物的亲疏水平衡,从而影响其与不同血浆蛋白的相互作用谱;通过多价设计如构建二聚体或三聚体脂质结构,可显著延长偶联物的循环半衰期并拓宽组织暴露范围。再如在siRNA正义链的3'和5'端同时连接脂质基团,形成“双脂质”结构,以增强脂肪等特定组织的摄取效率,等等。

由于单一递送工具的局限性,产业界也开始探索联合技术路线。比如,一个重要方向是将脂质偶联与抗体或肽段结合,利用抗体的高特异性识别能力,弥补脂质偶联本身选择性不足的短板。
一体化CRDMO平台助力寡核苷酸脂质偶联药物研发
尽管寡核苷酸脂质偶联药物的概念较早得到验证,但目前相关管线大多处于早期研发阶段。与此同时,肝脏递送领域已出现发展相对更成熟的递送体系,而肝外递送——尤其是肌肉、脂肪与中枢神经系统等领域的临床转化目前仍处于早期阶段,合适的受体、细胞摄取机制以及内吞后转运路径等递送生物学仍在探索之中。值得关注的是,肝外递送领域正是脂质偶联策略有望发挥潜力之处。
寡核苷酸脂质偶联药物本身的开发也仍面临多方面挑战。一个核心的挑战在于工艺开发——脂质基团通常具有较强疏水性,而寡核苷酸则呈高度亲水特征,两者在理化性质上的显著差异,使得这类偶联物在化学设计、合成纯化、分析表征、制剂开发等环节均面临相应的技术挑战。
此外,该领域的研发还涉及小分子、寡核苷酸、偶联化学等多领域的技术能力,对技术深度、跨学科能力,以及全链条整合能力要求高。此外,核酸药物在杂质控制与遗传毒性评估等方面面临更严格的监管,对质量管控提出更高要求。
面对上述产业挑战,药明康德通过一体化、端到端的CRDMO平台,助力全球客户加速这类新型寡核苷酸偶联药物的开发。
多年来,药明康德在化学领域持续深耕,为解决偶联化学的复杂性奠定了坚实基础。在寡核苷酸浪潮兴起初期,公司就开始进行能力布局,逐步搭建起专注于寡核苷酸、多肽及相关化学偶联药物的WuXi TIDES平台。通过建立全面的能力,该平台能够为复杂的寡核苷酸偶联药物提供一体化解决方案。
针对寡核苷酸脂质偶联药物这一细分领域,团队同样在技术兴起之初便积极投入,通过持续的项目经验积累,已形成了成熟的技术体系和复杂问题解决能力。
公开数据显示,仅在2025年,WuXi TIDES就合成并交付了超过7000个寡核苷酸脂质偶联化合物。这背后是团队对多种偶联位点(如寡核苷酸链的3′端和5′端)以及各类修饰(包括核苷酸的碱基、糖骨架和磷骨架)的全面掌握。针对siRNA、双靶点siRNA、ASO等不同类型的脂质偶联,平台已开发出超过20种可供偶联的脂质类型。
在工艺开发层面,WuXi TIDES平台对酰胺偶联、酰胺缩合、点击化学、氧化磷酰胺化等多种偶联技术均积累了丰富的实操经验。此外,公司的原料药及制剂基地空间距离近,且遵守统一的质量体系,也为高质量、快速交付项目奠定了重要基础。
随着递送生物学、偶联化学与脂质工程的持续进步,脂质偶联有望成为寡核苷酸疗法向肝外组织递送的主要工具之一,并成为连接RNA药物与更多复杂疾病的重要桥梁。作为全球医药创新的赋能者,药明康德也将依托一体化、端到端的CRDMO平台,持续支持全球合作伙伴加速寡核苷酸等各类创新疗法研发进程,致力于将更多突破性治疗方案带给患者。
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