迄今为止，基于核酸的药物研发和应用最 先 进的领域应该是治疗由特定基因突变引起的罕见病，多款药品已经获批上市，如渤健（Biogen）治疗脊髓性肌肉萎缩症的Spinraza，以及赛诺菲/Alnylam治疗hATTR淀粉样变性疾病的Onpattro等。但寡核苷酸和基因疗法的成熟，以及基因编辑革命的诞生，正在刺激心血管和代谢疾病领域的创新。

       最近的生物技术交易流表明，以核酸为基础的药物开发正在通过靶向与疾病风险相关的基因靶点（如PCSK9、脂蛋白（a）[Lp（a）]和ANGPTL3）转向心血管和代谢疾病领域，面向更广泛的患者群体。目前可见的趋势是，制药企业和投资者越来越关注以反义寡核苷酸（ASOs）和小干扰RNA（siRNAs）为关键基础的平台技术。诺华、辉瑞、阿斯利康、诺和诺德和礼来都与该领域的生物技术公司有着积极的合作，其中包括过去两年签署的6次合作交易（表1）。同时，在心血管和代谢疾病领域利用病毒载体和基因编辑技术（如CRISPR）进行基因治疗的势头也正在逐渐形成。

       心血管领域近期最大的一笔交易是诺华在2019年11月斥资210亿美元收购了The Medicines Company，从而诺华获得了一种靶向PCSK9的siRNA药物inclisran。这款候选物当时正处于杂合子家族性高胆固醇血症和动脉粥样硬化性心血管疾病的3期试验中。2019年2月，诺华还在1.5亿美元投资Ionis Pharmaceuticals的子公司Akcea Therapeutics后获得了一种正在2期试验中的降低Lp（a）水平的ASO候选疗法。同年10月，辉瑞出资2.5亿美元也从Akcea获得了一种正在2期试验中的ASO疗法，该候选疗法靶向心血管病的第三大关键靶点——ANGTL3。

       今年核酸药物领域两笔大交易都来自阿斯利康。2020年3月，阿斯利康与Silence Therapeutics合作针对心血管、代谢和其他疾病领域开发siRNA疗法，这家合作伙伴将主要专注于肝 脏靶点，但也会探索其它组织的靶点。2020年1月，阿斯利康宣布与MiNA Therapeutics合作开发用于代谢性疾病的小激活RNA（saRNA）疗法。但具体财务条款未披露。

       虽然大部分合作交易都是与拥有ASOs或siRNAs候选物的生物技术公司达成的，但投资者也通过其他方式支持核酸药物的研发。如心血管基因编辑公司Verve Therapeutics自2019年以来已在两轮A轮融资中筹集到1.23亿美元，最近的一次A2轮融资由前谷歌风投（GV）牵头。正在开发代谢和其他疾病的表观基因控制药物的Omega Therapeutics在2019年7月的一轮风险投资中筹集了8500万美元。

       如何靶向心脏

       尽管罕见的心血管疾病患者人数较少，但这些人非常适合核酸药物，因其能够直接针对明确界定的病因，帮助有重大医疗需求未得到满足的患者。而且在某些情况下，罕见病的治疗方法也可以开启治疗更大患者量疾病的门户。过去十年，针对肝 脏调节脂质代谢机制的一系列大规模遗传学研究为心血管治疗奠定了基础，因为脂质代谢问题是导致心脏病发作的原因。生物技术公司Verve Therapeutics正在研发一种靶向肝细胞脂质代谢的心脏病疗法。

       Verve的研究已经识别出了8个具有三种特征的基因，这些特征标志着它们有潜力作为治疗靶点（图1）。首先，每一个基因都与心血管疾病循环中的低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯或脂蛋白（a）这三种危险因素中的至少一种有关。第二，研究人员在基因研究中发现了抗药性突变，可以降低心肌梗死和心血管疾病的风险，而不会对健康造成负面影响，这表明抑制它们的功能是安全的。

       ApoA/B，载脂蛋白A/B；IDL，中密度脂蛋白；LDL，低密度脂蛋白；Lp（A），脂蛋白（A）；TRL，甘油三酯；VLDL，极低密度脂蛋白。

       第三是可及性。基因疗法需要在细胞内进行，且它们不能有效地到达每一个组织，特别是心脏。但在肝细胞中发现了8个潜在靶点。肝 脏是胆固醇代谢和合成的关键部位。重要的是，将siRNAs和ASOs特异性地输送到肝 脏也是可行的，主要的方法是与来自Alnylam首创的N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）结合。Alnylam的Givlaari（givosiran）就是首 个被批准的肝靶向寡核苷酸药物，是一种治疗急性肝卟啉病的GalNAc-siRNA结合物。 

       Verve首席执行官、哈佛医学院相关研究的合著者Sekar Kathiresan指出：“我们的研究结果表明，基于基因突变的人群患疾病的风险更高，但也有具有保护性突变的人群，这些突变会降低基因功能。这为开发针对特定遗传风险因子患者的治疗方法开辟了可能，可在更广泛的人群中使用未突变的基因对其进行测试。”

       靶向mRNA的两种途径

       寡核苷酸药物被设计为可以自行到达肝 脏。目前唯一被认可的治疗心血管疾病的寡核苷酸疗法是Kynamro（mipomersen），其直接针对肝 脏中编码载脂蛋白（Apo）B-100的基因，降低血液中LDL胆固醇和Lp（a）水平。Kynamro最初由Ionis Pharmaceuticals开发，后由赛诺菲Genzyme获得授权，是一个ASO药物。但是由于这款药物需要大剂量才能达到治疗效果，因此具有肝**的风险，并且仅在美国获得批准用于患有罕见疾病的纯合家族性高胆固醇血症的患者。

       Ionis心血管药物研发副总裁Adam Mullick介绍：“公司的下一代ASO疗法是通过一个连接体与GalNAc配体结合。配体将其引导到一个特定的细胞表面受体上，这样能使药物剂量降低（大约20倍），并获得同样的治疗效果。具体情况为，一旦治疗药物进入肝细胞，连接体就会被切割，单链ASO随后以特定信使RNA（mRNA）为靶点，吸引RNase H1来降解它。这种方法类似于RNA干扰（RNAi）疗法如siRNA，除此之外，双链siRNA还会利用一种不同的途径，涉及RNA诱导的沉默复合物来降解靶向mRNA。

       以siRNA为基础的心血管疾病治疗方案的是GalNAc偶联siRNA疗法inclisran，目前正处于美国食品和药物管理局（FDA）和欧洲药物管理局（EMA）的审查中。这款药物通过靶向PCSK9来降低LDL胆固醇水平，PCSK9是参与脂质代谢的蛋白质，也是一种重要的基因验证的药物靶点——PCSK9的功能获得性突变导致家族性高胆固醇血症，而PCSK9的功能缺失突变可降低LDL胆固醇，并可预防冠心病。

       这一令人信服的基因证据推动了多种平台以PCSK9为靶点的药物研发，包括第一代非结合siRNA技术的早期研究。但该技术平台的候选物率先被两种单克隆抗体——再生元Praluent（alirocumab）和安进Repata（evolocumab）赶超，这两种药物于2015年获得美国FDA批准上市。然而，这些抗体的缺点是需要比siRNAs更频繁地给药。Arrowhead Pharmaceuticals首席执行官Chris Anzolone指出：“RNA干扰药物通常比抗体好，因为通常可以使用催化过程。”像inclisran这样的药物每年只需注射两次，就能将LDL胆固醇降低一半，而Praluent和Repatha则需要每2到4周注射一次。

       抗体比ASO疗法作用更快，但其药物浓度水平的要求也极高，而且如果你服用了一种能阻断蛋白质的抗体，那么这种抗体会无处不在。反之，ASO药物是一个非常精确的方法，这也是其具有吸引力的原因。

       两种针对PCSK9的ASO药物也正在潜在的竞争状态下；罗氏投资CiVi Biopharma正在开发一种GalNAc结合的ASO疗法CiVi-007，目前处于2期试验阶段；11月13日，Ionis宣布与阿斯利康合作开发一种PCSK9反义疗法ION449，正在1期试验中。

       与此同时，另一场靶向ANGPTL3的技术平台之战也正在酝酿中，再生元正在研发抗体evinacumab。降低ANGPTL3可改善血脂异常患者的高甘油三酯和LDL胆固醇水平，美国有数以千万计的患者受到血脂异常影响。在3期试验呈现积极数据后，再生元已经申请evinacumab治疗纯合家族性高胆固醇血症的监管批准，美国FDA和EMA在未来几个月将做出决定。2019年，Ionis旗下Akcea将其抗ANGPTL3的GalNAc共轭ASO疗法vupanorsen授权给辉瑞，这款候选药物正处于多个心血管疾病的2期试验阶段。

       永 久性的变革

       ANGPTL3可能是下一代基因药物“基因编辑疗法”的立足点。在美国心脏病学院2017年的一篇论文中，Verve公司Kathiresan和宾夕法尼亚大学的心脏病专家和遗传学研究员Kiran Musunuru等人发现了一个健康的家庭携带两个破碎的ANGPTL3基因拷贝，显示他们的LDL胆固醇水平和总体心血管风险较低。Kathiresan表示：“这项研究暗示ANGPTL3是一个“备用基因”，那么一次性的治疗方法消除它可能会获益。

       2018年，美国宾夕法尼亚大学的Musunuru等人利用CRISPR基因编辑技术将一个类似断裂的ANGPTL3插入纯合家族性高胆固醇血症小鼠模型中，导致甘油三酯和LDL胆固醇水平显著降低。这项研究发表在《循环》杂志上。此后不久，针对ANGPTL3和其他靶点可以降低LDL胆固醇、Lp（a）或甘油三酯的基因编辑技术出现。

       Verve针对猴子体内ANGPTL3的研究显示了基因疗法一次性治疗的益处，其主要候选药物将包括一个基因编辑器的特定配置，以及一个引导RNA。药物将被包裹在脂质纳米粒中，通过受体介导的摄取向肝细胞进行特异性传递。纳米颗粒的优点是比典型的腺相关病毒（AAV）载体载体递送系统更为快速。递送停留的时间越长，越有可能偏离目标编辑。

       基因编辑是“恢复患者体内失去的酶”的一个很好的方法，一旦这项技术建立起来，风险效益比的优势将保证其在罕见的遗传病中使用。但是，其他有更多安全验证的药物似乎也能有效地减少肝 脏中某些的基因表达，因此用基因编辑药物靶向如PCSK9或ANGPTL3这样的心血管靶点可能并不值得。但目前的研发思路是从罕见病向常见病扩展。如最初的患者群是一小部分家族性高胆固醇血症心脏病发作患者，而不会从美国1250万心脏病患者开始。为一种遗传疾病提供一种基因药物，此后扩大到更大的人群，并针对影响每种风险途径的靶点如LDL胆固醇、Lp（a）和甘油三酯开发治疗方法。因为好处是累加性的。

       探索其它方法

       即使这一波新的基因药物符合预期，也不是所有心血管疾病都能通过肝 脏调节得到治疗。例如心肌病或心律失常的基因治疗可能需要直接接触心肌细胞。而这比使用基因药物到达肝细胞要困难得多。

       但是治疗方法的匮乏并不是因为缺乏尝试，不少基因疗法在临床试验中失败了，也仍有新方法在尝试。今年5月，BioMarin宣布与DiNAQOR达成合作伙伴关系，开发因MYBPC3基因罕见突变导致的肥厚性心肌病患者疗法，这种疗法将通过AAV载体直接递送到心肌细胞。BioMarin介绍，某些衣壳能够到达骨骼肌组织，比如辉瑞正在3期试验中的杜氏肌营养不良药物PF-06939926使用的就是AAV9载体。而且据观察，AAV9实际上可能更适合心肌。心脏特异性启动子更适合精准医学方法。

       2020年2月，Asklepios生物制药公司启动了在充血性心力衰竭患者中使用基因治疗的1期试验。疗法NAN-101由AAV载体递送，通过心导管经冠状动脉内输注，类似于血管成形术。NAN-101将激活心肌细胞中的蛋白磷酸酶抑制剂1。

       另一家开发基于AAV的基因疗法公司Tenaya theraproutics在2019年的B轮融资中筹集到9200万美元。这家公司也正在研究严重遗传性心肌病的治疗方法。

       这些可谓是目前心血管医学新时代的“尖端”，心血管治疗正在引进一些在其他治疗领域越来越成熟的方法和技术，而基因疗法领域将为心脏病专家提供一套全新的工具，并实现一个巨大的飞跃。

       参考：

       https://www.nature.com/articles/d43747-020-01180-3

       https://www.nature.com/articles/d43747-020-00914-7