酶、受体和离子通道都是蛋白质药物靶点，整个制药行业都是由蛋白质调节剂建立起来的。然而，我们在靶向RNA方面缺乏经验。不久前，用小分子选择性靶向RNA的概念被认为是一个巨大的科学挑战。

       RNA作为治疗靶点实际上很有吸引力。我们发现，只有1.5%的基因组最终被翻译成蛋白质，而70-90%被转录成RNA！然而，使用小分子来靶向RNA也有其自身的风险。一方面，RNA本质上是动态的，化学多样性有限。另一方面，混乱的RNA结合配体经常在筛选活动中被识别。不同于由22种蛋白质组成的蛋白质，RNA只由腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）四个初级核苷酸单体组成，这可能是市场上靶向RNA的小分子药物稀少的原因。1

       碰巧的是，脊肌萎缩症（SMA）是靶向RNA剪接的完 美候选对象。

       SMA是最常见的遗传性神经肌肉疾病之一，每1万例活产儿中就有1例患有此病。SMA的主要病因是低水平的存活运动神经元（SMN）蛋白，它是由SMN1基因编码的。在RNA切片过程中，RNA可能有多个剪接异构体。人类携带两种普遍表达的同源SMN1和SMN2基因。SMN1全长mRNA编码SMN蛋白，SMN蛋白是所有物种正常发育和功能稳态的必要蛋白。SMN2基因几乎与SMN1基因完全相同，除了一个胞嘧啶（C）到酪氨酸（T）的替换，导致在85%的转录本中剪接前体信使RNA （pre-mRNA）时排除了第7外显子。

       从术语上讲，外显子是编码序列，内含子是RNA序列的非编码延伸。基因剪接是一种转录后的修饰，其中一个基因可以编码多个蛋白质。在mRNA翻译之前，通过区分包含或排除pre-mRNA来完成。如果我们找到能增加外显子7包含的SMN2剪接修饰药物，这些药物将是治疗SMA很有前途的药物。2

       20世纪50年代末，脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋结构的共同发现者弗朗西斯?克里克（Francis Crick）提出了基因信息流的中心法则。中心法则描述了基因信息流在单向矢量的转录和翻译两步过程中:DNA→mRNA→蛋白质。

       本质上，DNA被转录成mRNA后，mRNA被翻译成蛋白质（在这种特殊情况下是SMN蛋白质）。最近，辉瑞和Moderna的mRNA**已经取得了巨大的成功，可以产生针对SAR-CoV-2的刺突蛋白。基于RNA的**在COVID-19大流行期间挽救了局面。

       由于SMA以SMN蛋白缺乏为特征，所有现有的治疗方法都是通过提高SMN蛋白水平来发挥作用。这可以通过改变SMN2的剪接过程来增加外显子7的包含或通过重新表达SMN1来实现。虽然SMN1基因的缺失是疾病的根本原因，但SMN2基因是SMA的主要疾病修饰基因。

       百健的nusinersen（Spinaraza）自2016年起上市，是一种反义寡核苷酸（ASO）。它调节SMN2基因的选择性剪接，在功能上将其转化为SMN1基因，从而增加中枢神经系统（CNS）中SMN蛋白的水平。但nusinersen必须在鞘内注射(直接注射入脊柱)。这需要**，有报道称一些父母选择让患有SMA的孩子提前一个月离开学校，以防止任何可能影响手术的疾病。2

       另一种治疗SMA的方法是诺华基于腺相关病毒9（AAV9）的基因疗法onasemnogene（Zolgensma）。这是一种编码全长SMN蛋白的重组腺病毒载体，于2019年获得批准。这种方法理论上并不依赖于SMN2基因。Onasemnogene是一次性静脉注射至少两个月的皮质类固醇，以保护肝 脏。由于2019年每次治疗的成本为215万美元，Zolgensma赢得了世界上最昂贵药物的荣誉！2

       2020年，小分子SMA2导向RNA剪切修饰剂risdiplam（Evrysdi, 1）获得FDA批准用于治疗SMA。该药物是由PTC Therapeutics与罗氏以及SMA基金会合作发现的。

       在SMN2 pre-mRNA剪接过程中，PTC通过与剪接机制的RNA成分相互作用，开展了表型高通量筛选（HTS）活动，以识别有利于包含外显子7的小分子。香豆素2被认为是一种很有前途的产品。遗憾的是，香豆素2及其异香豆素衍生物在Ames试验中呈阳性，表明其具有潜在的致突变性。更糟糕的是，香豆素和异香豆素在血浆蛋白质中都是不稳定的，而且众所周知，它们与光**有关。3

       在与罗氏和SMA基金会的合作中，PTC进行了他们的领 先优化。支架跳跃导致了核心结构吡啶嘧啶-4-1的发现。经过广泛的构效关系（SAR）研究，RG7800（3）成为第一个进入人类临床试验的小分子SMN2剪切修饰剂。4

       然而，RG7800（3）的临床研究由于在食蟹猴的长期**研究中发现安全问题而暂时搁置，作为预防措施。此外，RG7800（3）由于是人ether-a-go-go（hERG）钾离子通道的较弱底物，因此存在一些选择性问题和潜在的心脏**问题。此外，该药物还可能引起光**。5

       进一步优化RG7800（3）降低了对脱靶基因的活性，显著提高了靶上的效价，从而减少了有效剂量，改善了治疗窗口。最后，他们的成果是risdiplam（1）具有良好的药代动力学特性和理想的全身组织分布。6

       这是药物化学和药物设计的一件漂亮的作品。

       risdiplam（1）是一种完全符合Lipinski?s rule of 5的小分子药物，具有优良的理化性质。risdiplam（1）已被证明具有良好的生物利用度进入中枢神经系统（CNS）和外周组织口服。risdiplam（1）是一种高效的SMN2剪接修饰剂，在体外检测和SMA转基因小鼠模型中增加SMN2 mRNA转录的外显子7内含物。在临床试验中，risdiplam（1）已被证明以剂量和时间一致的方式增加SMN蛋白。暴露一个月后，给予最大剂量的患者SMN蛋白的中位比值增加约2。6

       Risdiplam（Evrysdi, 1）是药物发现的一个重要里程碑。随着合法的概念验证（PoC）的出现，越来越多以RNA为靶点的小分子药物肯定会随之而来，攻克许多我们迄今尚未攻克的药物靶点。事实上，包括Skyhawk和Arrakis在内的几家公司已经明确使用小分子作为RNA剪接修饰剂的平台成立。2

       参考文献

       1. Falese, J. P.; Donlic, A.; Hargrove, A. E. Targeting RNA with small molecules: from fundamental principles towards the clinic Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 2224–2243.

       2. Cormac, S. First small-molecule drug targeting RNA gains momentum Nat. Biotechnol. 2021, 39, 6–8.

       3. Woll, M. G.; Qi, H.; Turpoff, A.; Zhang, N.; Zhang, X.; Chen, G.; Li, C.; Huang, S.; Yang, T.; Moon, Y.-C.; et al. Discovery and Optimization of Small Molecule Splicing Modifiers of Survival Motor Neuron 2 as a Treatment for Spinal Muscular Atrophy J. Med. Chem. 2016, 59, 6070–6085.

       4. Ratni, H.; Karp, G. M.; Weetall, M.; Naryshkin, N. A.; Paushkin, S. V.; Chen, K. S.; McCarthy, K. D.; Qi, H.; Turpoff, A.; Woll, M. G.; et al. Specific Correction of Alternative Survival Motor Neuron 2 Splicing by Small Molecules: Discovery of a Potential Novel Medicine to Treat Spinal Muscular Atrophy J. Med. Chem. 2016, 59, 6086–6100.

       5. Pinard, E.; Green, L.; Reutlinger, M.; Weetall, M.; Naryshkin, N. A.; Baird, J.; Chen, K. S.; Paushkin, S. V.; Metzger, F.; Ratni, H. Discovery of a Novel Class of Survival Motor Neuron 2 Splicing Modifiers for the Treatment of Spinal Muscular Atrophy J. Med. Chem. 2017, 60, 4444–4457.

       6. Ratni, H.; Ebeling, M.; Baird, J.; Bendels, S.; Bylund, J.; Chen, K. S.; Denk, N.; Feng, Z.; Green, L.; Guerard, M. et al. Discovery of Risdiplam, a Selective Survival of Motor Neuron-2 (SMN2) Gene Splicing Modifier for the Treatment of Spinal Muscular Atrophy (SMA) J. Med. Chem. 2018, 61, 6501–6517.