制藥之道——RNA干擾技術(shù)

　　生物技術(shù)行業(yè)往往重復(fù)著這么一個(gè)個(gè)故事：將一種全新的技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室里帶出來(lái)，應(yīng)用于新藥研發(fā)，并最終開(kāi)發(fā)出全新的治療藥物。那些上個(gè)世紀(jì)70-80年代建立的公司已經(jīng)一次又一次地重復(fù)了這個(gè)故事，不管是建立最早的Genentech公司，還是現(xiàn)在規(guī)模最大的Amgen公司，或是被譽(yù)為“生物技術(shù)之星”的Biogen公司都是如此。只要是取得了成功的都重復(fù)了這個(gè)故事，而只要重復(fù)了這個(gè)故事，也便就成功了。許多通過(guò)這條途徑獲得的藥物都已經(jīng)成為“重磅炸彈”級(jí)的藥物了——年銷售額這10億美元以上的藥物被成為“重磅炸彈”級(jí)藥物。這些藥物與傳統(tǒng)的不一樣，他們都是蛋白，其原本就是是機(jī)體本身的組成部分。 這個(gè)故事的下一個(gè)主角將是一種正在浮現(xiàn)的能從遺傳水平使疾病“沉默”的技術(shù)，這就是RNA干擾技術(shù)(RNA interference，RNAi)。

　　哈佛大學(xué)的學(xué)者日前首次在活體動(dòng)物中證明通過(guò)RNA干擾技術(shù)能治療肝病。這一研究將發(fā)表在Nature Medicine 雜志的2003年3月刊上。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(guò)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。試驗(yàn)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(lái)，10天后研究人員檢查這些小鼠的肝臟，發(fā)現(xiàn)完全正常。

　　RNAi的最主要作用是可以特異性地使特定的基因沉默，從而起到控制細(xì)胞的各種高級(jí)生命活動(dòng)。這為各種疾病如病毒病和腫瘤等的防治打開(kāi)了一道全新的途徑。

　　RNAi的發(fā)現(xiàn)要追溯的1995年，當(dāng)時(shí)康乃爾大學(xué)的Su Guo博士在實(shí)驗(yàn)中想通過(guò)反義RNA阻斷美麗線蟲(chóng)的par-1基因表達(dá)，同時(shí)她還在用正義RNA做了一個(gè)對(duì)照試驗(yàn)，試圖觀察到對(duì)照試驗(yàn)組基因表達(dá)增強(qiáng)的現(xiàn)象。但是結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)反義和正義RNA都阻斷了該基因的表達(dá)。Su Guo等人當(dāng)時(shí)一直不能解釋這一現(xiàn)象。直到1998年，Andrew Fire等人的研究才發(fā)現(xiàn)這是由于Su Guo在試驗(yàn)中污染了雙鏈RNA所致。并且還證明了雙鏈RNA能高效特異性地阻斷相應(yīng)基因的表達(dá)。Andrew Fire將此稱為RNAi。雙鏈RNA進(jìn)入細(xì)胞后，在酶的作用下被裂解成小RNA片段(siRNA，又稱小干擾RNA)，并擴(kuò)增。 siRNA又在酶的作用下被解開(kāi)變成單鏈，并和某些蛋白形成復(fù)合物。這種復(fù)合物與siRNA互補(bǔ)的mRNA結(jié)合。一方面使mRNA被RNA酶裂解，另一方面以siRNA作為引物，以mRNA為模板，在RNA合成的聚合酶作用下合成出mRNA的互補(bǔ)鏈。結(jié)果mRNA也變成了雙鏈RNA，它在酶的作用下也被裂解成siRNA。這些新生成的siRNA也具有誘發(fā)RNAi的作用。這樣就形成了一種聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而是特定的基因表達(dá)被阻止。

　　其作用機(jī)理是隨后的研究中發(fā)現(xiàn)，RNAi現(xiàn)象廣泛存在于線蟲(chóng)，果蠅，斑馬魚(yú)，真菌以及植物等大多數(shù)真核生物，這些生物體利用RNAi來(lái)抵御病毒的感染，阻斷轉(zhuǎn)座子的作用。

　　由于RNAi的重要意義和近年來(lái)不斷取得研究進(jìn)展，《科學(xué)》雜志(Science)在2001年將其列為十大科學(xué)成就之一，2002年又將其列為當(dāng)年十大科學(xué)成就之首。同時(shí)《自然》雜志(Nature)也將小RNA評(píng)為2002年重大科技成果之一。

　　時(shí)至今日，風(fēng)險(xiǎn)投資對(duì)RNAi技術(shù)已經(jīng)表現(xiàn)得“垂涎三尺”了。“已經(jīng)有許多風(fēng)險(xiǎn)投資和我進(jìn)行過(guò)非正式的接觸。”Lieberman說(shuō)道。一家位于麻省劍橋的RNAi藥物開(kāi)發(fā)公司Alnylam制藥公司成立之初就獲得了1750萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資——要知道，在過(guò)去兩年里風(fēng)險(xiǎn)投資對(duì)剛成立的生物技術(shù)公司簡(jiǎn)直是滴水不施的，而Alnylam卻能獲得如此大筆投資。“毫無(wú)疑問(wèn)，RNA干擾技術(shù)是過(guò)去幾年中所浮現(xiàn)出來(lái)的一項(xiàng)革命性突破，”Alnylam公司的首席執(zhí)行官John Maraganore說(shuō)到。John Maraganore原先是千年制藥公司(Millennium Pharmaceuticals)一名主要科學(xué)家。“RNAi將成為繼重組蛋白和單克隆抗體之后的最主要藥物類別。”他說(shuō)。

　　日前，Ribozyme公司也獲得了4800萬(wàn)美元進(jìn)行RNAi的商業(yè)化開(kāi)發(fā)。Ribozyme希望到2005年能進(jìn)行到一期臨床試驗(yàn)。Ribozyme制藥公司的首席執(zhí)行官Howard Robin說(shuō)，RNAi經(jīng)過(guò)近數(shù)年的化學(xué)和藥理學(xué)的研究，“給了公司極大的信心去從事這個(gè)最能令人興奮的醫(yī)藥領(lǐng)域商業(yè)化發(fā)展”。Robin還說(shuō)公司在過(guò)去的18個(gè)月中也一直在進(jìn)行RNAi研究，目前公司已經(jīng)申請(qǐng)了50多件RNAi技術(shù)專利。

　　當(dāng)然，在取得最終成功之前，還有許多的問(wèn)題需要一個(gè)個(gè)地解決。首先就是如何使RNAi進(jìn)入人體。Lieberman及其同事在小鼠試驗(yàn)中在能被肝細(xì)胞攝取的部位給小鼠注射了大量的RNAi。Lieberman指出她目前的這一試驗(yàn)還無(wú)法應(yīng)用到人體實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)槿绱舜髣┝康腞NAi會(huì)對(duì)人體造成很大的危害。而動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中之所以選取肝臟，其主要原因就是RNAi進(jìn)入肝臟遠(yuǎn)較進(jìn)入其他器官容易。Lieberman說(shuō)她的這一試驗(yàn)只不過(guò)是在理論上證明了RNAi治療的可能性。同時(shí)Maraganore也指出，事實(shí)上Alnylam公司目前所從事的研究也大多集中在如何使RNAi進(jìn)入人體上。

　　Maraganore對(duì)RNAi的前景充滿了信心。他說(shuō)第一個(gè)抗體藥物從實(shí)驗(yàn)室走到藥柜花了整整20年的時(shí)間。但是現(xiàn)在，無(wú)論是Amgen公司的Enbrel還是強(qiáng)生公司的Remicade都成為了重磅炸彈藥物(Enbrel和Remicade均是治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的抗體藥物)。Maraganore稱他會(huì)使RNAi花比這少得多的時(shí)間進(jìn)入藥柜。