基于 RNA 的疗法和疫苗的毒理学研究

基于 RNA 的疗法和疫苗有多种类型，如信使/mRNA、小干扰 RNA (siRNA)、微小 RNA (miR) 和反义寡核苷酸（ASO）¹。最著名的基于 RNA 的疫苗是新冠疫苗，含有封装在脂质纳米粒子 (LNP) 中的 SARS-CoV2 刺突蛋白的mRNA编码。 新冠 mRNA 疫苗的快速开发和批准凸显了对基于 RNA 的疗法和疫苗的强大毒理学计划的迫切需要，因此，全面的毒理学项目正被积极开发实施中。基于 RNA 的疗法可以通过多种方式制定。在某些情况下，可以直接在缓冲液中施用裸 mRNA；而大多数基于 RNA 的药物和疫苗则与基于脂质的 LNP 纳米颗粒相结合。此外，已经开发了几种使用复杂化学的寡核苷酸修饰，以提高递送效率并减少 RNA 降解²。在设计毒性研究时，重要的是要考虑配方，而疫苗和靶向治疗会带来不同的功效和毒理学挑战。

就疫苗而言，器官特异性炎症以及少量长期不良反应和急性不良反应均已被报导。在批准新冠疫苗之前，对大鼠进行的非 GLP 毒性研究显示出可以用科学解释的特定毒性³。例如，淋巴细胞计数增加归因于预期的免疫反应，而肝细胞空泡化则归因于肝脏中 LNP 的摄取³。由于检测到的毒性在可接受范围，因此新冠疫苗被认为是安全且可耐受的，可以对人体进行全身给药以诱导广泛的免疫反应。

相比之下，全身给药的靶向治疗存在组织特异性向性和递送效率的问题。通常，mRNA-LNP 疗法为局部施用，例如直接注射到眼睛中或注射到脑脊液 (CSF) 中以递送到中枢神经系统（CNS）²。当全身给药到血液中时，mRNA疗法往往会在高度血管化的肝脏中积聚，导致靶器官的治疗量减少，同时增加肝脏毒性的风险。此外，由于 RNA-LNP 复合物通过肾脏过滤被清除，因此需要监测肾脏毒性。有趣的是，基于 RNA 的疗法已经确定了特定的毒性作用，包括激活免疫反应⁴。寡核苷酸复合物与血清蛋白或细胞表面蛋白的结合可引发血管和细胞内毒性，包括补体级联的激活和血小板减少症的发生⁴。此外，据报道，通过寡核苷酸部分降解产生的核苷酸代谢物可以抑制中枢神经系统组织中的细胞增殖⁴。

由于大多数药物开发商都只专注于发现基于 RNA 的疗法，因此对基于 RNA 的疗法的临床前安全性评估的指导有限。 2023 年，位于欧盟的 DARTER（反义 RNA 疗法交付）组织发布了基于寡核苷酸的疗法的毒理学评估框架⁵。该小组建议药物开发商在发现阶段的早期考虑对不同寡核苷酸疗法进行临床前安全性测试。寡核苷酸疗法引起的毒性大致可分为三类：杂交和序列依赖性、杂交依赖性和主链依赖性⁵。杂交依赖性毒性可进一步分为寡核苷酸治疗的中靶效应和脱靶效应。靶向毒性的例子包括对靶组织或不需要的组织向性的过度功效。肝毒性和肾毒性被归类为脱靶毒性。有报道称，特定寡核苷酸序列可引起免疫系统激活，一些经过充分研究的核苷酸基序已被证明可触发 TLR（Toll 样受体）信号传导 ⁵。虽然血小板减少症已被报道为寡核苷酸治疗的毒性反应，但其潜在机制仍不清楚。

根据这些早期报告，很明显，虽然基于 RNA 的疗法开发相对较快且成本较低，但需要制定稳健的计划以根据序列、独特的化学成分、配方和递送路线来评估每种疗法的毒性。

参考文献:

¹https://www.fda.gov/drugs/investigational-new-drug-ind-application/drug-development-and-review-definitions#

²https://www.nature.com/articles/s41573-022-00633-x

³https://www.altex.org/index.php/altex/article/download/1163/1280/6097

⁴https://portlandpress.com/essaysbiochem/article/65/3/587/228946/Bioprinting-of-kidney-in-vitro-models-cells

⁵https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23644926/