關(guān)鍵詞： RNAi 生物技術(shù) 產(chǎn)業(yè)

市場比單克隆抗體還大,？療效比反義藥物更強(qiáng)？生物技術(shù)投資者說：“或許……”

1 RNAi橫空出世

1995年,，康奈爾大學(xué) Su Guo博士,，在試圖阻斷秀麗新小桿線蟲（C. elegans） par-1基因時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意想不到的現(xiàn)象：她們本來利用anti-sense RNA 技術(shù),，可達(dá)到特異性阻斷 par-1基因的表達(dá),，同時(shí)亦在其對照組試驗(yàn)中，注射  sense RNA 到線蟲體內(nèi),，預(yù)期可能觀察到此基因表現(xiàn)的增強(qiáng),。但得到的結(jié)果竟是二者都切斷了par-1基因的表達(dá)途徑。這與傳統(tǒng)上對 anti-sense RNA 技術(shù)的解釋竟是正好相反,。研究小組一直沒能把這個(gè)意外結(jié)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(xué)醫(yī)學(xué)院的 Craig Mello才首次揭開這個(gè)懸疑之謎,。通過大量艱苦的工作,，他們證實(shí)，Su Guo 博士遇到的 sense RNA 抑制基因表達(dá)的現(xiàn)象,，以及過去的 anti sense RNA 技術(shù)對基因表達(dá)的阻斷,，都是由于體外轉(zhuǎn)錄所得 RNA 中污染了微量雙鏈RNA而引起的。當(dāng)他們將體外轉(zhuǎn)錄得到的單鏈RNA純化后注射線蟲時(shí)發(fā)現(xiàn)，基因抑制效應(yīng)變得十分微弱,，而經(jīng)過純化的雙鏈RNA卻正好相反,，能夠高效特異性阻斷相應(yīng)基因的表達(dá)。該小組將這一現(xiàn)象稱為RNA干擾（RNA interference,，簡稱 RNAi）,。

隨后，在短短一年中,，RNAi 現(xiàn)象被廣泛地發(fā)現(xiàn)于真菌,、阿拉伯芥、水螅,、渦蟲,、錐蟲,、斑馬魚等多數(shù)真核生物中,。這種存在機(jī)制揭示了 RNAi 很可能出現(xiàn)在生命進(jìn)化的早期階段。隨著研究的不斷深入,，RNAi 的機(jī)制正逐步地被闡明,，同時(shí)亦成為功能基因組研究領(lǐng)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(xué)成就之一。2002年RNAi的研究又有了新的突破,，發(fā)現(xiàn)它在基因表達(dá)調(diào)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(xué)成就之首。RNAi是細(xì)胞本身固有的對抗外源基因及其侵害的一種自我保護(hù)現(xiàn)象,，是雙鏈RNA(double stranded  RNA,，dsRNA)分子在mRNA水平關(guān)閉相應(yīng)序列及基因的表達(dá)，使其沉默的過程,。RNAi技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從基因組學(xué)研究逐步擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域并作為基因治療手段,。利用RNAi不僅能提供一種經(jīng)濟(jì)、快捷,、高效的抑制基因表達(dá)的技術(shù)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(yīng)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(xué)的一種強(qiáng)有力的研究工具,。已有研究表明RNAi能夠在哺乳動(dòng)物中抑制特定基因的表達(dá)，制作多種表型,，而且抑制基因表達(dá)的時(shí)間可以控制在發(fā)育的任何階段,，產(chǎn)生類似基因敲除的效應(yīng),。與傳統(tǒng)的基因敲除技術(shù)相比，這一技術(shù)具有投入少,，周期短,，操作簡單等優(yōu)勢，近來RNAi成功用于構(gòu)建轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型的報(bào)道日益增多,，標(biāo)志著RNAi將成為研究基因功能不可或缺的工具,。

有報(bào)道RNAi已經(jīng)被用來探尋和癌癥相關(guān)的基因,。目前，英國最大的癌癥慈善機(jī)構(gòu)和荷蘭一家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)手,，用RNAi對上千個(gè)基因展開調(diào)查，試圖發(fā)現(xiàn)它們對癌癥是否有促進(jìn)或抑制作用,，并希望把課題拓展到整個(gè)人類基因組35000個(gè)基因中,。

3 阻擊疾病的多面手

自RNAi誕生以來,，科學(xué)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(xué)的學(xué)者首次在活體動(dòng)物中證明通過RNAi能治療肝病,。許多肝病都表現(xiàn)為肝細(xì)胞的死亡——細(xì)胞凋亡。而細(xì)胞的死亡往往是由Fas蛋白所導(dǎo)致的,。如果能逆轉(zhuǎn)或阻止這種肝細(xì)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(xué)血液研究中心的Judy Lieberman等人通過RNAi技術(shù)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(yù)防了肝衰竭和肝纖維化。研究結(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,。

加州大學(xué)洛杉磯分校和加州理工學(xué)院的研究人員用RNAi來阻止HIV病毒進(jìn)入人體細(xì)胞。這個(gè)研究小組設(shè)計(jì)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(jìn)入人體外周Ｔ淋巴細(xì)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(dǎo)siRNA進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了免疫應(yīng)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(yīng)用于其它病毒感染如脊髓灰質(zhì)炎病毒等,，siRNA已證實(shí)介導(dǎo)人類細(xì)胞的細(xì)胞間抗病毒免疫,，用siRNA對Magi細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理可使其對病毒的抵抗能力增強(qiáng)。在最近全世界約30個(gè)國家和地區(qū)散發(fā)或流行的嚴(yán)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(fù)制，病毒感染能被針對病毒基因和相關(guān)宿主基因的siRNA所阻斷,，這些結(jié)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(yán)重的動(dòng)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(xué)的Carthew  R  W和日本基因研究所的Ishizuka  A等人發(fā)現(xiàn)RNAi同脆性Ｘ染色體綜合征（與FMR-1基因異常有關(guān)的導(dǎo)致智力低下的染色體?。┲g的關(guān)系密切，揭示了與RNAi相關(guān)機(jī)制的缺陷可能導(dǎo)致人類疾病的病理機(jī)制,。遺傳性疾病的RNAi治療成為當(dāng)今研究RNAi的又一大熱點(diǎn),。

基于RNAi技術(shù)的藥物有望治療癌癥,。癌癥是多個(gè)基因相互作用的基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的結(jié)果,，傳統(tǒng)技術(shù)誘發(fā)的單一癌基因的阻斷不可能完全抑制或逆轉(zhuǎn)腫瘤的生長,，而RNAi可以利用同一基因家族的多個(gè)基因具有一段同源性很高的保守序列這一特性,，設(shè)計(jì)針對這一區(qū)段序列的dsRNA分子，只注射一種dsRNA即可以產(chǎn)生多個(gè)基因同時(shí)剔除的表現(xiàn),，也可以同時(shí)注射多種dsRNA而將多個(gè)序列不相關(guān)的基因同時(shí)剔除,。Maen等應(yīng)用RNAi技術(shù)成功地阻斷了MCF7乳腺癌細(xì)胞中一種異常表達(dá)的與細(xì)胞增殖分化相關(guān)的核轉(zhuǎn)錄因子基因Sp1的功能。

如此等等,，不一而足……

面對眾多的應(yīng)用選擇，致力于開發(fā)RNAi藥物的生物技術(shù)公司把主要的目光投向了肝炎病毒,。體外研究表明：轉(zhuǎn)染了靶向乙肝病毒mRNA的 RNAi可以使被感染的肝細(xì)胞中核殼體蛋白的生成量降低99%,。這一結(jié)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(jìn)入人體臨床研究階段（見表1）,。

其它研究得較多的RNAi應(yīng)用靶標(biāo)包括代謝疾病如肝功能低下（Sequitur公司）,、血液和骨髓疾?。ˋlnylam公司）以及視網(wǎng)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(bǔ)充說,，肺部可能也是一個(gè)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(biāo)可能是與傳統(tǒng)藥物相同的基因，或者是小分子藥物所不能達(dá)到的靶標(biāo),。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(guān)RNAi藥物的研發(fā)狀況

公司

 靶標(biāo)

 研究階段

 
Acuity Pharmaceuticals

 VEGF相關(guān)的年齡有關(guān)的黃斑變性和糖尿病性視網(wǎng)膜病變

 臨床前研究,，預(yù)計(jì)將于2004年進(jìn)入I期臨床

 
Alnylam Pharmaceuticals

 丙型肝炎,，肝癌,，結(jié)直腸癌

 臨床前研究，預(yù)計(jì)將于2004～2005年進(jìn)入I期臨床

 
Benitec

 艾滋病,，丙型肝炎,，癌癥

 預(yù)計(jì)將于2004年早期進(jìn)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(shí)驗(yàn)已經(jīng)完成，預(yù)計(jì)將于2004年進(jìn)入臨床研究

 
Sirna Therapeutics

 丙型肝炎,，年齡有關(guān)的黃斑變性

 臨床前研究

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