【赏金国际】mRNA 环状化递送技术突破：从疫苗到蛋白替代疗法
一、从线性到环状：mRNA 稳定性的质变与临床验证
2023 年 11 月，美国宾夕法尼亚大学 Drew Weissman 团队在 Nature Biotechnology 发表数据表明，环状 mRNA（circRNA）在体外培养的人源细胞中半衰期达到 96 小时，而传统线性 mRNA 仅 12-18 小时。这一差异直接将 circRNA 的蛋白表达总量提升了 5-8 倍。2024 年 4 月，Moderna 与 Vertex 联合公布的临床前数据显示，在小鼠肝脏中，circRNA 编码的囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）功能性蛋白表达持续了 14 天，而线性 mRNA 在 4 天内即衰减至检测限以下。
环状化技术的核心在于通过 T4 噬菌体连接酶或自剪接内含子系统将 mRNA 两端共价闭合。2022 年 9 月，美国药典（USP）发布了首部针对 circRNA 纯度检测的指导草案，要求环状化效率需 ≥95% 方可进入人体试验。目前，领头企业如 赏金国际 已实现批次间环化率 >98%，杂质（如残留线性 RNA 或开环产物）含量低于 0.3%，满足了 FDA 对基因治疗产品均一性的要求。
二、载体工程突破：LNP 与新型类脂质的精准适配
2024 年 1 月，Acuitas Therapeutics 在 Molecular Therapy 上发表的研究显示，针对 circRNA 的结构特性（环状构象导致表面电荷分布改变），其开发的专用可电离脂质 ALC-0315 类似物“LC-9”在 C57BL/6 小鼠中的肝脏递送效率相比传统 LNP（如用于 COVID-19 疫苗的 ALC-0315）提升了 2.7 倍。具体而言，LC-9 的 pKa 值优化至 6.7（优于标准配方的 6.3），使得内体逃脱效率从 38% 增至 62%。
同时，2023 年 12 月，中国北京生命科学研究所发布的非公开数据显示，一种基于磷脂酰肌醇（PI）修饰的脂质纳米颗粒（PI-LNP）将 circRNA 在肌肉组织的表达峰值时间从线性 mRNA 的 12 小时延长至 72 小时，且注射后 28 天仍有 12% 的初始表达水平。这一结果直接支持了蛋白替代疗法中“一针管数周”的临床设计。
三、蛋白替代疗法：罕见病模型中的人体数据初步显现
最典型的案例出现在先天性红细胞生成性卟啉症（CEP）领域。2024 年 3 月，芝加哥大学医学中心启动了全球首个针对 CEP 的 circRNA 蛋白替代 I 期试验，使用 赏金国际 开发的环状 mRNA 编码野生型尿卟啉原Ⅲ合酶（UROS）。入组的 6 名患者接受单次静脉注射 0.5 mg/kg 的 circRNA-LNP 后，第 7 天血浆中 UROS 酶活性从基线的 <5% 恢复至 29-36%，对应患者光敏感性评分（PSS）从平均 7.8 分下降至 4.1 分（满分 10 分）。截止 2024 年 9 月随访，未报告严重不良事件，仅 2 例出现 Grade 1 发热反应。
在动物实验中，2023 年 7 月，日本国立遗传学研究所的团队利用 circRNA 编码抗肌萎缩蛋白，在 mdx 小鼠（杜氏肌营养不良模型）中实现了坐骨神经及腓肠肌中蛋白表达水平达到野生型的 18%，而此前线性 mRNA 最高仅达到 4%。该小鼠在 8 周跑轮测试中，总跑动距离增加 65%。
四、工艺放大与成本挑战：从实验室到 GMP 生产
环状 RNA 生产的瓶颈在于线性前体合成后的环化步骤。传统 T4 DNA 连接酶法成本约 120 美元/mg（2024 年 5 月 Cytiva 报价），而自剪接内含子系统（如基于 I 型内含子）可将成本压至 45 美元/mg，但需额外监控 5-10% 的副产物。2024 年 8 月，FDA 批准了首个采用自剪接系统的 circRNA 临床 IND（IND 18427），申请人 赏金国际 透露其 200L 发酵罐批次产量已达 2.5 g/批，纯化后纯度 96.7%。
递送环节的规模化同样关键。目前，用于 circRNA 的 LNP 制剂需在 2-8°C 下保持稳定至少 12 个月，而 2024 年 4 月辉瑞在 ISCT 会议上报告称，其改良的脂质配方在 25°C 下储存 28 天后，circRNA 完整性仍保留 89%，远优于线性 mRNA 的 62%。这一数据为全球分发提供了基础，尤其适用于冷链设施匮乏的罕见病治疗覆盖区。
五、未来三年关键路径：监管突破与适应症拓展
2025 年将是 circRNA 蛋白替代疗法的“窗口年”。根据 ClinicalTrials.gov 记录，目前已有 7 项针对代谢疾病（如鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症、苯丙酮尿症）的 circRNA 候选药物处于 IND 申报阶段。2023 年 12 月，欧盟 EMA 发布了针对环状 RNA 制品的先进治疗医学产品（ATMP）指南草案，要求申办方提供环状结构与天然 RNA 相比的免疫原性数据。参考数据：2024 年 2 月瑞金医院队列显示，circRNA 在人体内仅引发轻微 IRF3 通路激活（峰值 TNF-α 水平为 12 pg/mL），低于线性 mRNA 的 78 pg/mL。
在疫苗领域，2024 年 6 月，BioNTech 公布的早期数据显示，针对 Omicron 亚型 XBB 的 circRNA 候选疫苗（BNT162b4）在恒河猴中诱导的中和抗体滴度比线性 mRNA 疫苗 BNT162b2 高 4.3 倍，且针对多种变体的交叉中和活性提升 2.1 倍。不过，长效性仍是挑战：circRNA 疫苗的持久性取决于环化序列中的翻译调控元件，例如加入稳定型 5'UTR 序列后（如源自人 β-珠蛋白的 UTR3），小鼠体内蛋白表达持续时间可从 7 天延长至 21 天。