▲私人RNA治療公司的融資（a）上市RNA治療公司的市值（b）

圖片來源：（Nature Reviews Drug Discovery）

理論上，mRNA具有合成“任意一種蛋白”的潛力，利用它可以將細(xì)胞中的蛋白質(zhì)制造引擎轉(zhuǎn)變?yōu)椤八幬锕�廠”，對治療各種疾病具有很大的希望。

對于mRNA疫苗和某些mRNA藥物，給藥相對簡單。手臂刺傷后，肌肉細(xì)胞吸收mRNA并產(chǎn)生病毒蛋白。免疫系統(tǒng)將蛋白質(zhì)視為外來物質(zhì)，并產(chǎn)生抗體和T細(xì)胞，使機體抵抗未來的入侵，在包括SARS－CoV－2在內(nèi)的各類病毒傳染性疾病中都相關(guān)候選產(chǎn)品正在進(jìn)行臨床開發(fā)。

另外，基于mRNA的疫苗策略尤其在腫瘤免疫領(lǐng)域中獨具前景，這也是目前mRNA療法的一個主要探索方向。通過肌肉、皮下或腫瘤的局部注射提供的這些基于mRNA的療法，編碼腫瘤蛋白或免疫信號分子，幫助增強人體免疫系統(tǒng)對癌細(xì)胞的攻擊。值得一提的是，相比全球疫苗市場，全球癌癥疫苗市場規(guī)模似乎增長更快，2019年為46億美元，預(yù)計到2024年將達(dá)到101億美元，復(fù)合年增長率為17．28％。

相對而言，那些替代有益蛋白質(zhì)治療慢性病的mRNA藥物比疫苗則更難進(jìn)入臨床。這些藥物面臨著將mRNA靶向特定組織并提供強大而持久的益處而又沒有過度副作用的挑戰(zhàn)。因此一直以來，這類療法的開發(fā)相對較少。

無論如何，新興的mRNA療法領(lǐng)域至今的成果是令人興奮的，大量積累的相關(guān)臨床前數(shù)據(jù)以及已經(jīng)開始的一些早期臨床數(shù)據(jù)都共同推動了其此次在新冠疫情大環(huán)境中取得至關(guān)重要的勝利，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和成熟，基于mRNA的各類治療策略將逐步實現(xiàn)治療和預(yù)防人類疾病的設(shè)想。

遞送仍是主要挑戰(zhàn)

目前在基因治療領(lǐng)域，遞送系統(tǒng)的挑戰(zhàn)已經(jīng)是一個老生常談的問題，這類藥物最終在臨床發(fā)揮藥效的絕大部分取決于一個高效的遞送系統(tǒng)，mRNA療法也是如此。

雖然裸mRNA的有效性在包括肌肉注射、皮下注射或皮內(nèi)注射中已經(jīng)得到證實，并且可以避免其他與系統(tǒng)性施用mRNA相關(guān)的障礙（例如，通過肝臟、腎臟和脾臟從血流中清除）；但是，表皮最外層的角質(zhì)層對局部給藥的吸收形成了嚴(yán)密的屏障，mRNA在不存在遞送系統(tǒng)的情況下，在細(xì)胞膜上的滲透非常低。

盡管微穿孔、微針、電穿孔、超生滲透等策略都被開發(fā)用于克服該障礙，但是mRNA的半衰期約為7小時，極易被降解。其固有的不穩(wěn)定性以及對酶促降解的高度敏感性，加之mRNA的超大尺寸和高負(fù)電荷等相關(guān)多種障礙，使得其遞送策略的開發(fā)壁壘進(jìn)一步拔高，嚴(yán)重阻礙了這一策略的臨床轉(zhuǎn)化。

因此，進(jìn)一步改進(jìn)mRNA的遞送系統(tǒng)一直是該領(lǐng)域的重要瓶頸，目前，科學(xué)界在主要的病毒載體和非病毒載體兩個大方向上都有諸多嘗試，而介于病毒載體與非病毒載體之間的類病毒體（VLP）遞送策略無疑對目前的遞送現(xiàn)狀增添了更為新鮮的血液。

病毒載體中，慢病毒載體可以高效感染幾乎所有細(xì)胞，AAV載體的遞送效率也非常高，目前已經(jīng)被應(yīng)用于臨床上的體內(nèi)外基因治療，是一個相對成熟的遞送技術(shù)。但是病毒載體具有與基因組整合相關(guān)的關(guān)鍵缺陷，以及可能的宿主排斥（免疫原性和細(xì)胞毒性）。此外， AAV用來遞送CRISPR等基因編輯工具時可能會面臨編輯工具長時間甚至終身表達(dá)的安全性問題，同時還可能造成潛在的脫靶以及免疫反應(yīng)。因此，在mRNA遞送領(lǐng)域，對非病毒載體的需求也被激發(fā)。

基于脂類或類脂化合（lipidoids）的載體代表了目前最常用的非病毒載體。各種合成的和天然衍生的脂質(zhì)已經(jīng)被用來形成脂質(zhì)體或脂質(zhì)納米顆粒（LNPs），兩者都被報道可以有效地遞送基于mRNA的疫苗，其中LNP是目前核酸藥物領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛的一種遞送類型，由于其比較容易被抗原呈遞細(xì)胞吸收，因此最常被用于疫苗，目前三大mRNA疫苗巨頭企業(yè)，Moderna、CureVac和BioNTech均采用了LNP遞送技術(shù)。但是，LNP在體內(nèi)基因治療應(yīng)用方面，其遞送效率不高。

盡管這些遞送載體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于基因治療和mRNA疫苗的基礎(chǔ)研究和臨床研究，但在CRISPR等基因編輯技術(shù)這一特定細(xì)分領(lǐng)域，其臨床應(yīng)用有著安全性和有效性的雙重標(biāo)準(zhǔn)，病毒載體的安全性問題和LNP等非病毒載體的效率上的挑戰(zhàn)使得遞送系統(tǒng)的需要進(jìn)一步開發(fā)和探索。

VLP遞送系統(tǒng)利用mRNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)與噬菌體衣殼蛋白特異識別的原理，通過病毒工程技術(shù)，將病毒和mRNA兩者的優(yōu)點完美的結(jié)合起來，創(chuàng)造了新型遞送技術(shù)VLP－mRNA，其一方面借助了病毒的外殼，使得其感染細(xì)胞的效率特別高，另一方面，則基于mRNA的自身瞬時性的特點，能讓基因編輯治療更加安全可控，其在遞送CRISPR／Cas9的研究中表明，與長時間表達(dá)Cas9的病毒系統(tǒng)相比，通過VLP－mRNA遞送Cas9 mRNA， Cas9的存在時間只有72小時，同時，其可以顯著降低、甚至完全避免脫靶效應(yīng)。

此外，在基因載荷方面，AAV 載體只能遞送4．7個kb大小的基因，而經(jīng)典的 CRISPR／Cas9編輯系統(tǒng)則較大，通常無法通過一個病毒載體來遞送整套的CRISPR／Cas9系統(tǒng)，而需要兩個病毒載體分開提遞送。VLP－mRNA則可以遞送整個CRISPR元件（Cas9與gRNA），克服了AAV載體運載能力小的限制。同時，隨著基因編輯技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，更大的堿基編輯工具也已逐步挺進(jìn)基因編輯研發(fā)領(lǐng)域，VLP－mRNA則有望成為其有利的遞送工具。

結(jié)語

一類新型策略的出現(xiàn)并不是對以前傳統(tǒng)方法的否決，更多的是互相填補在整個潛在應(yīng)用領(lǐng)域的空白。相信隨著越來越多的技術(shù)瓶頸被突破，mRNA疫苗和基于mRNA的其他治療策略，以及整個基因治療領(lǐng)域的潛力都將被進(jìn)一步釋放，最終造福廣大患者。

作者：動脈網(wǎng)