關鍵詞： RNAi 生物技術 產業(yè)
市場比單克隆抗體還大,？療效比反義藥物更強,？生物技術投資者說：“或許……”
1 RNAi橫空出世
1995年,，康奈爾大學 Su Guo博士,，在試圖阻斷秀麗新小桿線蟲（C. elegans） par-1基因時,，發(fā)現了一個意想不到的現象：她們本來利用anti-sense RNA 技術,，可達到特異性阻斷 par-1基因的表達,，同時亦在其對照組試驗中，注射 sense RNA 到線蟲體內,，預期可能觀察到此基因表現的增強,。但得到的結果竟是二者都切斷了par-1基因的表達途徑。這與傳統上對 anti-sense RNA 技術的解釋竟是正好相反,。研究小組一直沒能把這個意外結果予以合理的解釋,。
直到1998年2月，華盛頓卡耐基研究院的 Andrew Fire 和馬薩諸塞大學醫(yī)學院的 Craig Mello才首次揭開這個懸疑之謎,。通過大量艱苦的工作,，他們證實，Su Guo 博士遇到的 sense RNA 抑制基因表達的現象，以及過去的 anti sense RNA 技術對基因表達的阻斷,，都是由于體外轉錄所得 RNA 中污染了微量雙鏈RNA而引起的,。當他們將體外轉錄得到的單鏈RNA純化后注射線蟲時發(fā)現，基因抑制效應變得十分微弱,，而經過純化的雙鏈RNA卻正好相反,，能夠高效特異性阻斷相應基因的表達。該小組將這一現象稱為RNA干擾（RNA interference,，簡稱 RNAi）,。
隨后，在短短一年中,，RNAi 現象被廣泛地發(fā)現于真菌,、阿拉伯芥、水螅,、渦蟲,、錐蟲、斑馬魚等多數真核生物中,。這種存在機制揭示了 RNAi 很可能出現在生命進化的早期階段,。隨著研究的不斷深入，RNAi 的機制正逐步地被闡明,，同時亦成為功能基因組研究領域中的有力工具,，RNAi也越來越為人們所重視。2001年,，它被《Science》雜志評為年度十大科學成就之一,。2002年RNAi的研究又有了新的突破，發(fā)現它在基因表達調控中發(fā)揮重要作用,，因此榮登2002年《Science》雜志評出的十大科學成就之首,。RNAi是細胞本身固有的對抗外源基因及其侵害的一種自我保護現象，是雙鏈RNA(double stranded RNA,，dsRNA)分子在mRNA水平關閉相應序列及基因的表達,，使其沉默的過程。RNAi技術的應用領域已經從基因組學研究逐步擴展到醫(yī)學領域并作為基因治療手段,。利用RNAi不僅能提供一種經濟,、快捷、高效的抑制基因表達的技術手段,，而且有可能在基因功能測定和基因治療等方面開辟一條新思路,，因此具有非常廣闊的應用前景。
2 研究基因功能的新工具
由于RNAi具有高度的序列專一性和有效的干擾活力,，可以特異地使特定基因沉默,，獲得功能喪失或降低突變,，因此可以作為功能基因組學的一種強有力的研究工具。已有研究表明RNAi能夠在哺乳動物中抑制特定基因的表達,，制作多種表型,，而且抑制基因表達的時間可以控制在發(fā)育的任何階段，產生類似基因敲除的效應,。與傳統的基因敲除技術相比,，這一技術具有投入少，周期短,，操作簡單等優(yōu)勢,，近來RNAi成功用于構建轉基因動物模型的報道日益增多，標志著RNAi將成為研究基因功能不可或缺的工具,。
有報道RNAi已經被用來探尋和癌癥相關的基因,。目前，英國最大的癌癥慈善機構和荷蘭一家研究機構聯手,，用RNAi對上千個基因展開調查,，試圖發(fā)現它們對癌癥是否有促進或抑制作用，并希望把課題拓展到整個人類基因組35000個基因中,。
3 阻擊疾病的多面手
自RNAi誕生以來，科學家紛紛以巨大的熱情投入研究,，其研究速度之迅捷,，研究成果之輝煌為世人矚目。
哈佛大學的學者首次在活體動物中證明通過RNAi能治療肝病,。許多肝病都表現為肝細胞的死亡——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,。研究結果發(fā)現未接受RNAi治療的小鼠有40%在3天內死亡,，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)現完全正常,。
加州大學洛杉磯分校和加州理工學院的研究人員用RNAi來阻止HIV病毒進入人體細胞。這個研究小組設計合成的lenti病毒載體引入siRNA,，激發(fā)RNAi使其抑制了HIV-1的coreceptor-CCR5進入人體外周Ｔ淋巴細胞,，而不影響另一種HIV-1主要的coreceptor-CCR4,，從而使以lenti病毒載體為媒介引導siRNA進入細胞內產生了免疫應答，由此治療HIV-1和其他病毒感染性疾病的可行性大大增加,。
RNAi還可應用于其它病毒感染如脊髓灰質炎病毒等,，siRNA已證實介導人類細胞的細胞間抗病毒免疫，用siRNA對Magi細胞進行預處理可使其對病毒的抵抗能力增強,。在最近全世界約30個國家和地區(qū)散發(fā)或流行的嚴重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome,，SARS)的防治研究中，RNAi也受到了重視,。siRNA在感染的早期階段能有效地抑制病毒的復制,，病毒感染能被針對病毒基因和相關宿主基因的siRNA所阻斷，這些結果提示RNAi能勝任許多病毒的基因治療,，RNAi將成為一種有效的抗病毒治療手段,。這對于許多嚴重的動物傳染病的防治具有十分重大的意義。
RNAi還可用于治療遺傳性疾病,。美國西北大學的Carthew R W和日本基因研究所的Ishizuka A等人發(fā)現RNAi同脆性Ｘ染色體綜合征（與FMR-1基因異常有關的導致智力低下的染色體?。┲g的關系密切，揭示了與RNAi相關機制的缺陷可能導致人類疾病的病理機制,。遺傳性疾病的RNAi治療成為當今研究RNAi的又一大熱點,。
基于RNAi技術的藥物有望治療癌癥。癌癥是多個基因相互作用的基因網絡調控的結果,，傳統技術誘發(fā)的單一癌基因的阻斷不可能完全抑制或逆轉腫瘤的生長,，而RNAi可以利用同一基因家族的多個基因具有一段同源性很高的保守序列這一特性，設計針對這一區(qū)段序列的dsRNA分子,，只注射一種dsRNA即可以產生多個基因同時剔除的表現,，也可以同時注射多種dsRNA而將多個序列不相關的基因同時剔除。Maen等應用RNAi技術成功地阻斷了MCF7乳腺癌細胞中一種異常表達的與細胞增殖分化相關的核轉錄因子基因Sp1的功能,。
如此等等,，不一而足……
面對眾多的應用選擇，致力于開發(fā)RNAi藥物的生物技術公司把主要的目光投向了肝炎病毒,。體外研究表明：轉染了靶向乙肝病毒mRNA的 RNAi可以使被感染的肝細胞中核殼體蛋白的生成量降低99%,。這一結果令RNAi公司為之振奮。最早的抗肝炎RNAi藥物有望于2004年晚期進入人體臨床研究階段（見表1）,。
其它研究得較多的RNAi應用靶標包括代謝疾病如肝功能低下（Sequitur公司）,、血液和骨髓疾病（Alnylam公司）以及視網膜病變（Acuity制藥公司,，Sirna公司）,，某些癌癥如乳腺癌、直腸癌,、胰腺癌和惡性黑素瘤等,。后兩種癌癥由于其高死亡率,，很有可能使靶向的RNAi藥物獲FDA的快速審批地位。Sequitur公司的主席Woolf補充說,，肺部可能也是一個非常合適的靶向部位,，如通過吸入RNAi藥物治療哮喘；藥物作用靶標可能是與傳統藥物相同的基因,，或者是小分子藥物所不能達到的靶標,。Cyclacel公司的首席執(zhí)行官Spiro Rombotis透露，其Polgen分公司正在探索以短鏈RNA作為抗有絲分裂藥以靶向治療初期癌癥,。
表1 有關RNAi藥物的研發(fā)狀況
公司
靶標
研究階段
Acuity Pharmaceuticals
VEGF相關的年齡有關的黃斑變性和糖尿病性視網膜病變
臨床前研究,，預計將于2004年進入I期臨床
Alnylam Pharmaceuticals
丙型肝炎，肝癌,，結直腸癌
臨床前研究,，預計將于2004～2005年進入I期臨床
Benitec
艾滋病，丙型肝炎,，癌癥
預計將于2004年早期進行首次臨床前研究
Ribopharma(2003年7月與Alnylam合并)
惡性黑素瘤,，胰腺癌，丙型肝炎
臨床前研究,，體外實驗已經完成,，預計將于2004年進入臨床研究
Sirna Therapeutics
丙型肝炎，年齡有關的黃斑變性
臨床前研究
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