制藥之道——RNA干擾技術

　　生物技術行業(yè)往往重復著這么一個個故事：將一種全新的技術從實驗室里帶出來，應用于新藥研發(fā)，并最終開發(fā)出全新的治療藥物。那些上個世紀70-80年代建立的公司已經(jīng)一次又一次地重復了這個故事，不管是建立最早的Genentech公司，還是現(xiàn)在規(guī)模最大的Amgen公司，或是被譽為“生物技術之星”的Biogen公司都是如此。只要是取得了成功的都重復了這個故事，而只要重復了這個故事，也便就成功了。許多通過這條途徑獲得的藥物都已經(jīng)成為“重磅炸彈”級的藥物了——年銷售額這10億美元以上的藥物被成為“重磅炸彈”級藥物。這些藥物與傳統(tǒng)的不一樣，他們都是蛋白，其原本就是是機體本身的組成部分。 這個故事的下一個主角將是一種正在浮現(xiàn)的能從遺傳水平使疾病“沉默”的技術，這就是RNA干擾技術(RNA interference，RNAi)。

　　哈佛大學的學者日前首次在活體動物中證明通過RNA干擾技術能治療肝病。這一研究將發(fā)表在Nature Medicine 雜志的2003年3月刊上。許多肝病都表現(xiàn)為肝細胞的死亡——細胞凋亡。而細胞的死亡往往是由Fas蛋白所導致的。如果能逆轉(zhuǎn)或阻止這種肝細胞死亡，將能治療許多種肝病，包括自身免疫性肝炎，病毒性肝炎，移植排斥性肝炎等等。哈佛大學血液研究中心的Judy Lieberman等人通過RNAi技術使Fas受體沉默，從而成功地在自身免疫性肝炎小鼠模型中預防了肝衰竭和肝纖維化。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)未接受RNAi治療的小鼠有40%在3天內(nèi)死亡，而40只接受RNAi治療的小鼠有33只活了下來，10天后研究人員檢查這些小鼠的肝臟，發(fā)現(xiàn)完全正常。

　　RNAi的最主要作用是可以特異性地使特定的基因沉默，從而起到控制細胞的各種高級生命活動。這為各種疾病如病毒病和腫瘤等的防治打開了一道全新的途徑。

　　RNAi的發(fā)現(xiàn)要追溯的1995年，當時康乃爾大學的Su Guo博士在實驗中想通過反義RNA阻斷美麗線蟲的par-1基因表達，同時她還在用正義RNA做了一個對照試驗，試圖觀察到對照試驗組基因表達增強的現(xiàn)象。但是結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)反義和正義RNA都阻斷了該基因的表達。Su Guo等人當時一直不能解釋這一現(xiàn)象。直到1998年，Andrew Fire等人的研究才發(fā)現(xiàn)這是由于Su Guo在試驗中污染了雙鏈RNA所致。并且還證明了雙鏈RNA能高效特異性地阻斷相應基因的表達。Andrew Fire將此稱為RNAi。雙鏈RNA進入細胞后，在酶的作用下被裂解成小RNA片段(siRNA，又稱小干擾RNA)，并擴增。 siRNA又在酶的作用下被解開變成單鏈，并和某些蛋白形成復合物。這種復合物與siRNA互補的mRNA結(jié)合。一方面使mRNA被RNA酶裂解，另一方面以siRNA作為引物，以mRNA為模板，在RNA合成的聚合酶作用下合成出mRNA的互補鏈。結(jié)果mRNA也變成了雙鏈RNA，它在酶的作用下也被裂解成siRNA。這些新生成的siRNA也具有誘發(fā)RNAi的作用。這樣就形成了一種聚合酶鏈式反應，而是特定的基因表達被阻止。

　　其作用機理是隨后的研究中發(fā)現(xiàn)，RNAi現(xiàn)象廣泛存在于線蟲，果蠅，斑馬魚，真菌以及植物等大多數(shù)真核生物，這些生物體利用RNAi來抵御病毒的感染，阻斷轉(zhuǎn)座子的作用。

　　由于RNAi的重要意義和近年來不斷取得研究進展，《科學》雜志(Science)在2001年將其列為十大科學成就之一，2002年又將其列為當年十大科學成就之首。同時《自然》雜志(Nature)也將小RNA評為2002年重大科技成果之一。

　　時至今日，風險投資對RNAi技術已經(jīng)表現(xiàn)得“垂涎三尺”了。“已經(jīng)有許多風險投資和我進行過非正式的接觸。”Lieberman說道。一家位于麻省劍橋的RNAi藥物開發(fā)公司Alnylam制藥公司成立之初就獲得了1750萬美元的風險投資——要知道，在過去兩年里風險投資對剛成立的生物技術公司簡直是滴水不施的，而Alnylam卻能獲得如此大筆投資。“毫無疑問，RNA干擾技術是過去幾年中所浮現(xiàn)出來的一項革命性突破，”Alnylam公司的首席執(zhí)行官John Maraganore說到。John Maraganore原先是千年制藥公司(Millennium Pharmaceuticals)一名主要科學家。“RNAi將成為繼重組蛋白和單克隆抗體之后的最主要藥物類別。”他說。

　　日前，Ribozyme公司也獲得了4800萬美元進行RNAi的商業(yè)化開發(fā)。Ribozyme希望到2005年能進行到一期臨床試驗。Ribozyme制藥公司的首席執(zhí)行官Howard Robin說，RNAi經(jīng)過近數(shù)年的化學和藥理學的研究，“給了公司極大的信心去從事這個最能令人興奮的醫(yī)藥領域商業(yè)化發(fā)展”。Robin還說公司在過去的18個月中也一直在進行RNAi研究，目前公司已經(jīng)申請了50多件RNAi技術專利。

　　當然，在取得最終成功之前，還有許多的問題需要一個個地解決。首先就是如何使RNAi進入人體。Lieberman及其同事在小鼠試驗中在能被肝細胞攝取的部位給小鼠注射了大量的RNAi。Lieberman指出她目前的這一試驗還無法應用到人體實驗中，因為如此大劑量的RNAi會對人體造成很大的危害。而動物實驗中之所以選取肝臟，其主要原因就是RNAi進入肝臟遠較進入其他器官容易。Lieberman說她的這一試驗只不過是在理論上證明了RNAi治療的可能性。同時Maraganore也指出，事實上Alnylam公司目前所從事的研究也大多集中在如何使RNAi進入人體上。

　　Maraganore對RNAi的前景充滿了信心。他說第一個抗體藥物從實驗室走到藥柜花了整整20年的時間。但是現(xiàn)在，無論是Amgen公司的Enbrel還是強生公司的Remicade都成為了重磅炸彈藥物(Enbrel和Remicade均是治療類風濕性關節(jié)炎的抗體藥物)。Maraganore稱他會使RNAi花比這少得多的時間進入藥柜。