反義寡核苷酸（ASOs）領域是一個新興的藥物開發(fā)領域，自1978年ASOs概念出現(xiàn)，經(jīng)過20多年的發(fā)展，ASOs才被開發(fā)成可用于商業(yè)用途的藥物。ASOs可以與靶基因配對，通過特異性阻斷靶基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯過程來實現(xiàn)基因調(diào)控。ASOs藥物具有高特異性、高效率、低毒等優(yōu)點，廣泛應用于基因功能研究、藥物靶點驗證、和腫瘤治療等領域。

已上市的ASOs藥物

ASOs藥物主要作用機制

ASO藥物根據(jù)其作用機制可分為兩類：

RNase H介導的降解：在這種機制中，RNase H1酶識別并切割RNA-DNA樣的異雙鏈結構。為了激活RNase H，ASOs必須包含5到10個連續(xù)的脫氧核苷酸，PS連接也能激活RNase H。中心的PS-ODN間隙（8-10個核苷酸）兩側被2′-修飾的核苷酸（如MOE、LNA或cEt）所夾持，這些修飾增加了穩(wěn)定性和親和力，形成gapmer結構。PS連接和2′修飾會降低RNase H活性，導致這些反義寡核苷酸變?yōu)閮H占位寡核苷酸，從而調(diào)節(jié)剪接。

可變剪接：發(fā)生在僅占位的寡核苷酸（如nusinersen和PMO類藥物，如eteplirsen、golodirsen、viltolarsen和casimersen）中，這些寡核苷酸與前體mRNA結合并阻止剪接體，誘導外顯子包含或跳過。這一機制用于治療脊髓性肌萎縮癥（SMA）和杜氏肌營養(yǎng)不良癥（DMD）等疾病。

ASOs作用機制圖

ASOs藥物在研發(fā)過程中為了確保ASOs藥物的療效和穩(wěn)定性，可以對其進行ASOs設計、化學修飾等方法，最大限度地提高ASOs藥物的療效，確保其在臨床應用中的安全性和長期有效性。

ASOs設計

ASOs的設計是決定其療效和特異性的核心。設計時主要考慮以下因素：

序列特異性：確保ASOs僅與目標RNA結合，避免與其他基因的非特異性結合。

穩(wěn)定性與親和力：優(yōu)化ASOs的化學結構以提高其在體內(nèi)的穩(wěn)定性，避免快速降解，同時增強與靶RNA的結合親和力。

抗脫靶效應：確保ASOs對非靶RNA的干擾最小化，減少副作用。

ASOs化學修飾

ASOs主要有堿基修飾、糖修飾和linker修飾。不同修飾各自有助于優(yōu)化ASOs的治療潛力，可提高ASOs的穩(wěn)定性、療效和安全性。

Linker修飾：集中于穩(wěn)定ASOs的骨架，防止外切酶的降解，改善分子的藥代動力學性質(zhì)。

堿基修飾：影響ASOs與靶RNA的特異性結合，增強親和力和選擇性。

糖修飾：主要通過保護糖骨架不被降解來提高ASOs的穩(wěn)定性，從而延長其半衰期。

ASOs化學修飾

ASOs經(jīng)過化學修飾之后，大大地提高穩(wěn)定性、靶向性，減少降解產(chǎn)物，最大限度降低不良反應的可能性，提高 ASOs的整體安全性。

ASOs藥物的臨床應用

1. 脊髓性肌萎縮癥（SMA）

SMA是由于SMN1基因功能缺失引起的，SMN2基因雖然產(chǎn)生一定量的全長SMN蛋白，但由于外顯子7跳過，常常產(chǎn)生短小且不穩(wěn)定的蛋白。Nusinersen是一種2′-MOE修飾的PS ASO，通過促進SMN2前體mRNA的外顯子7包含，從而恢復全長SMN蛋白的產(chǎn)生。

2. 杜氏肌營養(yǎng)不良癥（DMD）

DMD是由于基因的突變導致其閱讀框破壞，產(chǎn)生提前的終止密碼子，導致基因表達中斷。Eteplirsen通過與DMD前體mRNA的外顯子51結合并使其跳過，從而恢復功能性，但較短的肌營養(yǎng)不良蛋白。同樣，golodirsen和viltolarsen通過與外顯子53結合，casimersen通過與外顯子45結合，促使這些外顯子跳過，恢復肌營養(yǎng)不良蛋白的表達。

3. 肌萎縮側索硬化癥（ALS）

ALS也稱漸凍癥，ALS患者常伴有進行性肌肉無力及消瘦癥狀，具有局灶性發(fā)作并擴散至身體不同區(qū)域，常因呼吸肌衰竭致死 。2023年4月，美國FDA加速批準治療SOD1相關ALS的ASOs藥物Tofersen（商品名：Qalsody）上市。Tofersen通過誘導RNase H介導SOD1 mRNA降解，以減少ALS 患者SOD1蛋白的合成，使患者腦脊液SOD1濃度以及血漿中受損神經(jīng)元釋放的神經(jīng)絲輕鏈濃度的顯著降低，患者呼吸功能和肌肉力量的下降速度得到改善 。

4. 遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白介導的淀粉樣變多發(fā)性神經(jīng)病變（ATTRv-PN）

轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白（transthyretin，TTR）是一種血漿載體蛋白，可運載甲狀腺素和維生素A至全身各個組織和細胞。ATTRv-PN是一種TTR突變引起的以周圍神經(jīng)損害為主的多系統(tǒng)疾病，其特征是TT不穩(wěn)定性水解、錯誤折疊并引起淀粉樣蛋白原纖維在細胞外沉積導致細胞被破壞，進而引起周圍神經(jīng)系統(tǒng)為主的損害，干擾組織的正常功能。Eplontersen通過3 個N-乙酰半乳糖胺（Nacetylgalactosamine，GalNAc）配體靶向肝臟組織，與野生型及突變型TTR mRNA結合并誘導RNase H介導其降解以減少循環(huán)TTR蛋白，從而降低患者淀粉樣蛋白的沉積水平。

泓迅生物ASOs合成服務

泓迅生物建立了符合ISO9001和ISO13485質(zhì)量管理要求的生產(chǎn)車間，擁有標準的生產(chǎn)流程，精湛的合成及純化工藝。合成的ASOs均嚴格執(zhí)行QC檢測標準，通過HPLC純度檢測，以確保高質(zhì)量的ASOs產(chǎn)品輸出。

服務優(yōu)勢

1. 豐富的修飾類型

2. μg-g合成規(guī)格

3. HPLC和LC-Mass分析

參考文獻：

1.Kim Yeonjoon. Drug Discovery Perspectives of Antisense Oligonucleotides[J]. Biomolecules & Therapeutics,2023,31(3):241-252. doi:10.4062/biomolther.2023.001

2.Echevarría Lucía, Aupy Philippine, Goyenvalle Aurélie. Exon-skipping advances for Duchenne muscular dystrophy[J]. Human Molecular Genetics,2018,27(R2):R163-R172. doi:10.1093/hmg/ddy171

3.胡祎瑄, 周子凱. 反義寡核苷酸藥物在神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療中的研究與應用[J]. 中國醫(yī)藥導刊,2024,(04):30-37.