「理性的人改變自己來適應世界，那些非理性的人則不懈地試圖改變世界來順應自己。所以，所有進步依靠這些非理性的人。」
——蕭伯納
RNAi技術從曾經收穫諾貝爾獎的榮光，到被認為是醫藥行業的一大泡沫，再到催生四款獲得FDA批准的創新療法，建立起全新的治療模式，走過了一條艱辛而曲折的發展之路。近日，Alnylam公司的創始執行長John Maraganore博士在Nature Biotechnology上發表長文，回顧了自己如何將RNAi這一前沿技術轉化成為造福患者的產品，並將Alnylam打造成RNAi領域領先公司的經歷。他提供的經驗和教訓，值得任何致力於將創新技術開發為上市產品的創業者借鑑。藥明康德內容團隊將在本文中分享文章的精彩內容，點擊文末「閱讀全文/Read more」，即可閱讀英文全文。
不容錯過的機會
2001年，Maraganore博士接受諾貝爾獎得主，麻省理工學院（MIT）教授Phil Sharp博士的邀請，了解RNAi研究的最新進展。那時，他對RNAi技術知之甚少，只有一個印象這是只在無脊椎動物和植物中存在的生物機制。
不過當他看到人工合成的小干擾RNA（siRNA）能夠在哺乳動物細胞中，通過與互補序列結合，介導靶向基因沉默的研究數據之後，他立刻意識到了這一發現的重要性。隨著對RNAi技術的進一步了解，他清晰地認識到，這一技術具有建立創新治療模式的潛力，同時，他也很明確地發現將這一技術轉化成療法的關鍵性障礙——如何將siRNA遞送到細胞中。
2002年夏天，Maraganore博士接到投資人的邀請，請他擔任初創公司Alnylam的執行長。那時，生物技術領域正在經歷「基因組泡沫」破碎之後的寒冬，能否將RNAi技術轉化成為上市產品仍然存在著太多的不確定因素。然而Maraganore博士考慮再三，最終決定賭上一把。他表示，如果能夠克服siRNA遞送技術的障礙，RNAi療法的潛力之大，不容錯過。他表示，這好比在70年代末，80年代初的時候，擁有單克隆抗體開創性技術的同時獲得創建單克隆抗體療法公司的機會。
▲Alnylam創始執行長John Maraganore博士
攻克遞送挑戰
Alnylam公司成立初期，RNAi技術被認為是助力新藥開發的潛在顛覆性技術，在2003年，《科學》雜誌將「年度分子」的殊榮授予了siRNA。不過從一開始，Alnylam的團隊就意識到將siRNA從實驗工具轉化成為新藥並非易事。這是因為雙鏈siRNA分子的體積龐大，具有高度極性，容易被降解，並且在注入生物體內後容易激發免疫反應並且被機體排出。
因此，研發團隊進行了多個方向的探索，包括偶聯、脂質納米顆粒（LNP），和其它生物材料。在Alnylam公司成立初期，超過80%的研發投入專注於siRNA的遞送。
近在咫尺，失之交臂
最初，研究人員發現使用膽固醇偶聯可以完成siRNA分子的遞送。在2004年發表的論文描述了在小鼠模型中通過遞送siRNA，靶向敲低apoB蛋白表達，降低低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）的結果。然而，膽固醇偶聯siRNA藥物的效力始終無法提高，需要非常高的劑量才能達到沉默蛋白表達的效果。
在那時，研究人員由於擔心可能出現的毒性，沒有對siRNA的序列進行大幅度改造，因此偶聯的策略看起來像是一條「死胡同」。他們不知道的是，那時他們離將RNAi療法上市速度加快好幾年的技術已經近在咫尺。Maraganore博士回顧道，事後看來，當時研發團隊對siRNA的理解並不完備，並且犯了先入為主的錯誤（基於在反義寡核苷酸中的毒性先例，沒有探索對siRNA序列的改造）。這也是讓很多科學努力走彎路的常見原因。
藥明康德內容團隊製圖
隨後，研究人員將注意力集中到了脂質納米顆粒（LNP）上，與MIT著名學者Bob Langer和Dan Anderson的合作生成了包含可電離脂質（ionizable lipid）的LNP，這類LNP在非人靈長類中顯示出了可喜的效果。
然而，當時脂質納米顆粒的問題是治療指數（therapeutics index，衡量療效和安全性之間平衡的指標）非常狹窄，療法的劑量反應曲線非常陡，很快帶來致命毒性。在非人靈長類動物中進行的毒性研究無法找到可以支持進一步臨床研究的治療指數。
由於在siRNA遞送方面的連續挫折，RNAi療法開發領域的熱度顯著降低，很多大藥企決定退出這一領域。2010年，在Alnylam即將迎來10歲生日之際，首個人體概念驗證看起來仍然遙遙無期。該公司不得不做出痛苦的裁員決定。
「最後一個實驗」帶來的突破
不過在Alnylam公司內部，攻克遞送難關的努力一直沒有停止。在發現LNP治療指數欠佳的問題後，研究人員意識到想要改善LNP的效力和安全性，需要開發新的脂質分子，他們的努力最終帶來了名為MC3的脂質分子。基於這類脂質分子構建的LNP與此前的LNP相比，效力增強了100倍，並且大幅度擴展了治療指數。它被用於開發治療ATTR澱粉樣變性的siRNA療法，最終基於MC3的LNP技術開發的patisiran成為首款獲得FDA批准的RNAi療法。
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隨著MC3開發的成功，遞送RNAi療法的障礙似乎已經被解決了。不過在Alnylam公司，研究人員並未停止創新的努力。為了鼓勵創新，Alnylam設立了名為「20%的時間」的規則，鼓勵科學家們用五分之一的工作時間來探索自己的想法，而不是公司指定的目標。
在公司全力推動LNP作為RNAi遞送技術的同時，Alnylam的化學家Muthiah Manoharan力主並行探索基於偶聯的遞送技術。這時，團隊已經從基於脂質的偶聯技術轉向基於GalNAc的偶聯技術，旨在通過靶向肝細胞表面的受體來幫助siRNA進入肝細胞。
這一技術雖然獲得了一些可喜的初步結果，但是療法效力不足的問題再度出現。Alnylam已經在偶聯技術上長期投入卻仍未獲得突破，是否堅持下去也成為管理層思考的問題。Maraganore博士回顧道，他仍然記得在辦公室的一次會議中，Manoharan博士表示，再做「最後一個實驗」，探索通過改變siRNA本身的序列，提高其穩定性帶來的效果。「多年的經驗告訴我，應該聽取我的同事的意見，畢竟我們同處在科學的最前沿，沒有人擁有所有的答案。」Maraganore博士說。他允許了繼續探索GalNAc偶聯技術的努力，看看這「最後一個實驗」的結果如何。
這一把賭對了！2012年的春天，Manoharan博士分享了GalNAc偶聯與穩定化siRNA結合的初步成果，產生的siRNA療法的效力顯著提高。「那天，我比以往任何時候都確信，我們將成功帶來RNAi療法。」 Maraganore博士回顧道。
GalNAc偶聯隨後成為向肝臟遞送寡核苷酸的主要技術，被幾乎所有RNA療法領域的公司所使用。而對siRNA序列進行的不斷改造也催生了Alnylam公司的增強穩定化學技術（ESC）和隨後出現的ESC+技術。它們不但提高了GalNAc-siRNA的效力，而且降低了療法的脫靶毒性，並且讓間隔3個月甚至6個月給藥一次成為可能。最近，該公司對siRNA化學的進一步優化帶來了名為Ikaria的技術，讓每年一次用藥成為可能。
▲偶聯siRNA設計的演變（圖片來源：參考資料[1]）
Maraganore博士表示，這一經驗告訴我們，一直需要給研究團隊一些自由，讓他們能夠在推動管線項目進展的同時，不斷優化技術平台。
得益於「20%的時間」的原則和鼓勵創新的氛圍，Alnylam公司近日開發出靶向中樞神經系統（CNS）的C16偶聯siRNA遞送技術。Maraganore博士承認，自己曾經認為在針對肝臟的LNP和GalNAc技術獲得臨床成功的情況下，追求肝外組織遞送會分散團隊的注意力。然而團隊的努力在小鼠和非人靈長類動物模型中不斷取得成功，基於這些臨床前結果，Alnylam在2018年與再生元達成協議，開發治療CNS和眼科疾病的RNAi療法。而去年12月，靶向澱粉樣蛋白的首款RNAi療法進入臨床開發階段，用於治療阿爾茨海默病。這一技術有望拓展RNAi療法可以治療的疾病領域。
毫無疑問，攻克遞送難關是Alnylam成功的基石，它是將諾獎科學突破轉化成藥物的關鍵性技術。Maraganore博士回顧道，找到解決方案的道路從來不是一條直線，達到目標的關鍵在於韌性、遵循科學的引導，以及培育追求創新的環境。
▲Alnylam公司經歷的里程碑（圖片來源：參考資料[1]，點擊可見大圖）
致敬創新
從2011年秋天開始，Alnylam在RNAi療法開發方面的耕耘結出了一個又一個的果實。用於治療ATTR澱粉樣變性的patisiran，靶向PCSK9的RNAi療法，治療血友病的fitusiran，治療急性肝卟啉症的givosiran先後獲得臨床概念驗證。在2018年，patisiran成為首款FDA獲批的RNAi療法。如今，4款RNAi療法已經獲得FDA批准，還有一款RNAi療法正在接受監管審評。RNAi療法已經成為一種創新治療模式，有望為更多疾病患者造福。
Maraganore博士在回顧中表示，古希臘語中的創新（kainotomia）這個詞最初出現時，並不是一個褒義詞。阿里斯托芬用它來諷刺那些創新者，說他們是社會中的另類，這些「不理性」的人打亂了原有的秩序。Alnylam的團隊對此深有感觸，尤其是Alnylam成立早期時，很多人質疑RNAi療法成功的可能性，不過對於他們來說，創新的精神是鼓勵科學家和臨床醫師創造力的號角。
去年年底，Maraganore博士從Alnylam退休，不過他表示，雖然他在Alnylam的旅程告一段落，但是RNAi療法對科學、醫藥和患者的影響才剛剛開始。
參考資料：
[1] Maraganore, J. (2022) Reflections on Alnylam. Nat Biotechnol, https://doi.org/10.1038/s41587-022-01304-3
[2] 首款RNAi療法誕生記：等了12年的「諾獎新藥」. Retrieved May 11, 2022, from https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwMDA5NTIxNQ==&mid=2649975763&idx=1&sn=f7de671baee8d78d947a5e2f1f7e434c&chksm=82e9ed53b59e644566c5a5d706edb959df508947b063c5c8aecc5d14d81866ce5e5ed8b368cc#rd