近日，Nature Biotechnology雜志（IF 36.558）online了一則news，報(bào)道了多家制藥公司正在押注外泌體和其他細(xì)胞外囊泡，作為核酸藥物遞送的一種手段。
一系列大型制藥公司的交易表明，該行業(yè)正在擁抱外泌體，以將核酸藥物遞送至難以到達(dá)的組織。僅在6月，禮來、武田和拜耳就宣布了外泌體公司相關(guān)的超過10億美元的交易（表1）。此外，近年來，一些新興公司如雨后春筍般涌現(xiàn)，專注于開發(fā)治療性外泌體或其他細(xì)胞外囊泡（EVs）作為基因和RNA藥物的遞送載體，因?yàn)樗鼈兊奶烊坏暮怂彷d體。
外泌體是內(nèi)體區(qū)室從細(xì)胞質(zhì)中捕獲多種分子（例如核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)）時(shí)形成的亞微米大小的囊泡。由于這些囊泡隨后被細(xì)胞排出，因此曾經(jīng)被認(rèn)為是細(xì)胞垃圾囊，但現(xiàn)在被認(rèn)為是細(xì)胞間通訊的機(jī)制。還可以工程化改造囊泡，即，通過離體加載特定分子或通過改造細(xì)胞以產(chǎn)生有效載荷來傳遞特定分子。
多項(xiàng)交易表明，選擇外泌體作為核酸載體的想法已受到制藥公司的深度關(guān)注，因?yàn)樽罱剂怂捻?xiàng)合作，包括兩項(xiàng)潛在價(jià)值近10億美元的合作。其中最大的一筆交易是，禮來公司與英國牛津的Evox Therapeutics公司建立了合作伙伴關(guān)系。這筆交易可能帶來高達(dá)12億美元的里程碑付款，由Evox開發(fā)的靶向中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的外泌體將被禮來公司（Lilly）裝載RNA干擾（RNAi）和反義寡核苷酸（ASO）藥物，用于五個(gè)未公開的靶點(diǎn)研究（相關(guān)報(bào)道：12億美元！專注外泌體的Evox公司與禮來達(dá)成交易）。根據(jù)Evox首席執(zhí)行官Antonin de Fougerolles的說法，外泌體已經(jīng)被證明可以穿越血腦屏障，但是該公司旨在通過將配體工程化到外泌體上來進(jìn)一步改善CNS靶向。另外，Sarepta Therapeutics宣布與Codiak BioSciences達(dá)成一項(xiàng)協(xié)議，開發(fā)可攜帶Sarepta的基因療法、基因編輯和RNA藥物的外泌體。Codiak將獲得研究資金，以及前期和短期許可付款，最高可達(dá)7250萬美元（相關(guān)報(bào)道：7250萬美元！Sarepta與Codiak合作開發(fā)外泌體治療罕見病）。Codiak也在今年10月份的首次公開募股中籌集了8300萬美元（相關(guān)報(bào)道：Codiak BioSciences正式在納斯達(dá)克IPO 上市）。Sarepta的Exondys 51（eteplirsen）和Vyondys 53（golodirsen）已獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的批準(zhǔn)，這兩種用于杜氏肌營養(yǎng)不良亞型的磷酸二胺嗎啉代ASO療法均通過靜脈內(nèi)輸注進(jìn)行。Sarepta公司首席醫(yī)學(xué)官兼執(zhí)行副總裁Gilmore O’Neill說，外泌體遞送可以改善其ASO穩(wěn)定劑以及其他基因療法和基因編輯平臺(tái)的收益/風(fēng)險(xiǎn)比。去年，F(xiàn)DA推遲了對Sarepta的Vyondys53的批準(zhǔn)，理由是存在靜脈輸液端口感染的風(fēng)險(xiǎn)；ASO最終在12月獲得批準(zhǔn)。
盡管在向眼睛、皮膚和肝臟輸送核酸治療劑方面取得了進(jìn)展，但事實(shí)證明，人體中的其他組織更加困難。Alnylam Pharmaceuticals的Onpattro（patisiran）已率先成功在臨床應(yīng)用。Onpattro是首個(gè)獲得FDA批準(zhǔn)的短干擾RNA（siRNA）治療藥物，可治療由運(yùn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性引起的多發(fā)性神經(jīng)病，并通過陽離子氨基MC3脂質(zhì)納米顆粒進(jìn)行遞送。但是，由于其潛在的免疫原性，Alnylam從那以后就不再使用納米顆粒運(yùn)載工具了。該公司獲批的用于急性肝卟啉癥的RNAi Givlaari（givosiran）是與N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）偶聯(lián)的，以靶向在肝臟中大量表達(dá)的去唾液酸糖蛋白受體。但是，Evox的de Fougerolles說，N-乙酰半乳糖胺結(jié)合物不會(huì)成為肝臟以外的解決方案。他說：“在每種組織中找到有效的定制分子或配體仍然是非常困難的情況。識(shí)別某些東西實(shí)在是一個(gè)艱巨的任務(wù)，到目前為止，肝臟之外還沒有什么東西真的走得很遠(yuǎn)?！?/span>結(jié)合物（conjugates）的另一個(gè)靶標(biāo)是運(yùn)鐵蛋白受體，其在腦、造血系統(tǒng)以及骨骼、心臟和平滑肌中高表達(dá)。由于轉(zhuǎn)鐵蛋白受體跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)激素，因此已被用于將藥物轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中。Dyne Therapeutics和Avidity Biosciences分別使用與ASO和siRNA偶聯(lián)的抗體Fab片段靶向轉(zhuǎn)鐵蛋白受體。兩家公司都于今年啟動(dòng)了首次公開募股，以推進(jìn)骨骼肌疾病的臨床前計(jì)劃。牛津大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授，Evox聯(lián)合創(chuàng)始人Matthew Wood表示，即使公司能夠克服尋找針對細(xì)胞類型的正確結(jié)合物和優(yōu)化治療方法的正確連接子的挑戰(zhàn)，結(jié)合物仍然受到限制——他們可以傳送的有效載荷的大小。O’Neill表示，除了已批準(zhǔn)的ASO藥物外，Sarepta還正在開發(fā)多種方法來減少其產(chǎn)品組合中的系統(tǒng)性暴露，這是該公司的首要任務(wù)。“所有反義化學(xué)物質(zhì)對腎臟和肝臟都有先天的向性，而對肌肉則有較小的向性。外泌體（以及我們與Codiak達(dá)成的協(xié)議）之所以有吸引力的原因之一是，除了增強(qiáng)分子的組織滲透性并因此減少總體全身暴露外，我們還希望提高靶向的精確度。外泌體有可能同時(shí)做這兩種事情。”Sarepta使用腺相關(guān)病毒（AAV）進(jìn)行基因治療。像脂質(zhì)納米顆粒一樣，AAV載體具有免疫原性，并且它們可以攜帶的治療性貨物也限于~5 kb。同樣，它們僅限于需要單劑量的治療，這可能會(huì)使患者在以后的生活中無法接受第二種基于AAV的基因治療。作為天然存在的納米粒子，諸如外泌體的EV可避免免疫識(shí)別。而且，根據(jù)de Fougerolles的說法，在非人類靈長類動(dòng)物中進(jìn)行的測試表明，重復(fù)給藥并不是外泌體的問題。Evox的數(shù)據(jù)顯示，外泌體比單獨(dú)注射寡核苷酸更可能在CNS中更好地遞送siRNA貨物?！叭绻麑⑵渑c基因療法進(jìn)行比較，我們不僅可以重復(fù)給藥，而且可以在第一時(shí)間到達(dá)更多的細(xì)胞?！?/span>然而，Carmine公司的Le說，外泌體并非沒有安全隱患。那些以遺傳方式操縱供體細(xì)胞以進(jìn)行治療或改善外泌體生產(chǎn)的公司會(huì)增加發(fā)生腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)?！爱?dāng)您將病毒載體引入細(xì)胞時(shí)，這些病毒成分就會(huì)進(jìn)入EVs。”Carmine的EV工程無需修飾供體細(xì)胞，而是使用酶將肽或單鏈抗體共價(jià)附于囊泡表面以修飾靶向性。Le說，Carmine的EV可以遞送長達(dá)10 kb的DNA，大于AAV可以容納的核酸。該公司尚未披露與武田公司合作探索的適應(yīng)癥，但Le的研究表明，源自紅細(xì)胞的EVs可通過全身給藥到達(dá)肝臟、脾臟、胃、腸、腎和肺。盡管行業(yè)興奮，但仍存在EVs難以觸及的組織，例如肺部。Le的論文顯示，腹膜內(nèi)注射的紅細(xì)胞衍生的EV可以到達(dá)肺部，還有其他一些報(bào)道也表明EV可能在肺部疾?。òㄏ?、特發(fā)性肺纖維化、肺動(dòng)脈高壓和肺癌）中發(fā)揮作用。尚未有公司公開針對肺部治療的EVs核酸療法計(jì)劃。Ludwig-Maximilians大學(xué)藥物遞送教授Olivia Merkel表示，EVs和其他納米顆粒已顯示在肺毛細(xì)血管中蓄積，這對于肺癌等適應(yīng)癥很有希望，但對于慢性阻塞性肺疾病或哮喘則較少?！叭绻⒘？ㄔ诿?xì)血管中，并且不能從血流中滲入肺組織，那么您可能看不到良好的治療效果?！?/span>肺病有望利用核酸治療，部分原因是肺組織中缺乏血清意味著核酸酶暴露率低，而且因?yàn)橥ㄟ^吸入制劑更容易進(jìn)入肺部。最先進(jìn)的核酸藥物之一是用于肺移植患者呼吸道合胞病毒感染的RNAi治療，Alnylam在2012年的2b期臨床試驗(yàn)中未達(dá)到閉塞性細(xì)支氣管炎綜合征的主要終點(diǎn)后放棄使用。Merkel說，這種療法是通過鼻腔給藥的，這對任何療法都是一個(gè)難題，主要是因?yàn)樗臄z入量而不是吸入量。但她補(bǔ)充說，任何通過EVs進(jìn)行的吸入式核酸療法也都由于肺液而面臨挑戰(zhàn)：下肺部的表面活性劑會(huì)破壞脂質(zhì)體和脂質(zhì)納米顆粒的穩(wěn)定性。此外，上肺中的粘液粘度也存在類似的困難。除了鼻內(nèi)給藥外，更直接的肺部給藥將需要霧化或干粉吸入器制劑，這兩種方法均存在物理問題。Merkel說，干粉很難開發(fā)并且繁瑣。她補(bǔ)充說：“許多這類納米載體在霧化過程中無法承受絕對力?！盡erkel預(yù)計(jì)病毒載體和外泌體也將面臨類似的困難，盡管有動(dòng)物數(shù)據(jù)顯示，吸入霧化的外泌體可能對肺纖維化具有治療作用。核酸療法的另一個(gè)潛在靶標(biāo)是心臟。Moderna和阿斯利康一直在研究使用編碼血管內(nèi)皮生長因子A的修飾RNA直接注射入心肌以治療心肌梗死損傷的療法。主要候選藥物AZD8601正在芬蘭、德國、瑞典和荷蘭的心力衰竭早期2期試驗(yàn)中。迄今為止，自第一次CUPID試驗(yàn)以來，很少有針對心臟的臨床核酸項(xiàng)目實(shí)例，該試驗(yàn)使用AAV-1通過冠狀動(dòng)脈內(nèi)灌注向心力衰竭患者遞送編碼SERCA2a（肌漿/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+ATPase 2a）的基因。法蘭克福歌德大學(xué)分子醫(yī)學(xué)中心心血管再生研究所所長Stefanie Dimmeler表示，心臟組織并不是進(jìn)行核酸治療的一個(gè)特別具有挑戰(zhàn)性的地方。但Wood說，鑒于有證據(jù)表明外泌體被心臟細(xì)胞吸收，因此有很強(qiáng)的動(dòng)力來發(fā)展罕見遺傳性冠心病的遞遞方式。到目前為止，該領(lǐng)域在探索EVs療法方面一直是保守的，部分原因是學(xué)者和臨床醫(yī)生正在尋求針對高?；颊叩念A(yù)防性療法，因此首選一種對健康患者安全的行之有效的遞送方法。他指出：“人們從事基因治療病毒研究已有近40年的時(shí)間，而外泌體還不到10年。” 
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