RNA技术再迎重大突破。
现有的RNA疗法是让mRNA在体内短暂工作，制造抗原，激活免疫系统。任务完成后，mRNA便会逐渐消失。对于肥胖、糖尿病等需要长期管理的慢性疾病而言，如何让治疗效果维持得更久、减少反复给药，一直是药物研发的重要方向。
8月20日，日本名古屋大学与富士胶片公司合作开发出一种新型脂质纳米颗粒（LNP），首次将带帽环状RNA（Cap-cirRNA）高效递送入动物体内。这种LNP将模型mRNA的递送效率提高了超10倍，对带帽环状RNA的递送效率提高了2倍以上，且炎症反应很低。相关论文发表在新一期《细胞·生物材料》期刊上。
这项技术的潜在应用并不局限于疫苗。研究团队已在肥胖模型小鼠中尝试使用编码GLP-1的带帽环状RNA，并观察到较线性mRNA配方更好的血糖控制效果。
研究团队负责人、名古屋大学教授阿部洋（Hiroshi Abe）在接受《每日经济新闻》记者（以下简称NBD）专访时表示，环状RNA更耐降解，如果未来能够成功转化，有望实现更持久的蛋白表达、更低的RNA剂量以及更长的给药间隔，从而降低慢性病患者频繁注射和就医的负担。
不过，目前该研究仍处于小鼠临床前阶段，人体有效性和安全性尚未得到验证。
Hiroshi Abe（左）在实验室 图片来源：名古屋大学
新突破：对mRNA、带帽环状RNA递送效率分别提升超10倍和2倍，炎症反应更低
NBD：能否先以简单易懂的方式介绍一下这项研究？研究主要想解决什么问题？
阿部洋：RNA疗法的基本思路，是把一套制造蛋白质的指令送进细胞，让人体自身产生具有治疗作用的蛋白质。
但是，例如新冠疫苗中使用的线性mRNA，会在数小时到数天内被人体内的酶逐渐降解。因此，对于需要长期治疗的疾病来说，如果依赖这类RNA，就需要反复给药。
我们这项研究主要解决两个问题：
第一个问题，是让RNA本身更加耐降解。我们开发了一种“带帽环状RNA”（capped circular RNA，Cap-cirRNA）。这种RNA没有两端，同时引入了帽结构，因此更耐降解，能够在较长时间内持续产生蛋白质。
第二个问题，是如何把这种带帽环状RNA高效送进细胞。带帽环状RNA的结构相对刚性，而目前主要针对线性mRNA优化的脂质纳米颗粒，也就是LNP，并不能非常高效地递送它。
在这项研究中，我们发现，以富士胶片新型离子化脂质FL0445为基础构建的LNP，可以更加高效地把这种结构较为刚性的带帽环状RNA送入细胞。
因此，这项工作的核心，就是把一种更加耐降解的RNA，与一种更适合它的递送载体结合起来。
NBD：LNP在体内是如何运行的？相比现有的RNA递送技术，FL0445-LNP有哪些特点？
阿部洋：如果把RNA比作是一套送给细胞的“指令”，那么LNP就是把它运送到目的地的载体。
FL0445-LNP主要有三个优势：
第一，是较高的递送效率。在培养细胞实验中，与一种模拟目前临床使用产品的LNP配方相比，FL0445-LNP对模型mRNA的递送效率提高了10倍以上，对带帽环状RNA的递送效率提高了2倍以上。
在小鼠实验中，我们也确认，它的递送效率优于现有配方。
第二，是它对环状RNA具有较好的适配性。FL0445-LNP具有支链结构，我们认为这种结构可以让纳米颗粒内部具有适当的柔性，从而更加高效地包裹结构比较刚性的带帽环状RNA。
对于一段长度大约200个核苷酸的短RNA，我们观察到，其翻译产生的蛋白质水平超过了线性mRNA。
第三，是安全性方面的表现。我们对小鼠肝脏和脾脏进行了全面的基因表达分析，结果显示，与传统LNP相比，FL0445-LNP诱导的免疫和炎症反应明显更低。
这里比较重要的一点是，我们同时看到了较高的递送效率和较低的炎症反应。
新开发的脂质纳米颗粒FL0445-LNP的分支结构既可携带mRNA，也能携带更耐用的Cap-cirRNA治疗药物，同时在小鼠中施用时产生更低的炎症反应。
图片来源：《细胞·生物材料》期刊
NBD：这项技术与公众熟悉的新冠mRNA疫苗技术相比，最大的不同是什么？
阿部洋：主要有两个方面的不同，首先是RNA本身。mRNA疫苗使用的是具有两个末端的线性RNA，这种RNA会从两端受到酶的降解。
我们使用的是没有末端的带帽环状RNA，从而把环状RNA较高的稳定性，与较强的蛋白质生产能力结合起来。
第二个不同，是LNP。目前使用的LNP主要针对线性mRNA进行了优化，并不一定适合结构比较刚性的带帽环状RNA。
FL0445具有支链结构，可以让颗粒内部具有更好的柔性，从而缓解这种不匹配问题。
mRNA疫苗主要针对的是急性使用场景，而我们这项研究更多着眼于慢性疾病治疗，因此需要同时设计一种能够长期表达的RNA，以及一种适合递送这种RNA的载体。
新技术有望减少慢性病患者用药剂量和给药次数
NBD：这项研究对于普通人和患者来说，最实际的潜在意义是什么？
阿部洋：有三种可能性——作用时间更长、使用剂量更低，以及减少给药次数。不过，我必须强调，目前这些结果来自小鼠实验。
由于带帽环状RNA更加耐降解，在使用相同RNA剂量的情况下，它能够在更长时间内持续产生蛋白质。
在这项研究中，我们向肥胖模型小鼠给药时，使用的是编码GLP-1的带帽环状RNA。实验结果显示，与线性mRNA配方相比，我们观察到了更好的血糖控制效果。（编者注：GLP-1是一种人体自身会分泌的肠道激素，可以促进胰岛素分泌、延缓胃排空，并抑制食欲。当前多款主流降糖和减重药物，正是通过模拟或增强GLP-1相关作用来发挥效果。）
如果一种RNA的作用能够维持更长时间，那么未来理论上有可能延长两次给药之间的间隔。如果递送效率进一步提高，也能使用更少的RNA达到相同效果，同时，还有可能降低相关副作用。
对于需要长期治疗的慢性病患者来说，如果未来能够减少频繁注射和反复前往医院的负担，这将具有重要意义。
另外，这项技术（在医疗应用方面）从我个人的判断来看，有两个方向值得关注。
一是那些需要人体持续产生治疗性蛋白质的疾病。例如，我们这次所展示的代谢性疾病。在这类疾病中，带帽环状RNA能够持续表达蛋白质的特点，可以得到最直接的发挥。
二是疫苗。因为疫苗通常所需要的RNA剂量比较小，而且开发周期相对较短，所以也是比较有潜力的应用方向。
NBD：这项研究目前最大的局限性或者不确定性是什么？
阿部洋：目前仍然存在几个重要问题。第一，是物种之间的差异。我们不能保证在小鼠中观察到的递送效率和炎症反应，可以直接复制到人体。
第二，是靶器官的问题。静脉注射的LNP目前主要还是集中在肝脏。如何把RNA高效递送到其他器官和组织，仍然是一个需要解决的问题。
第三，在GLP-1实验中，我们目前主要关注的是葡萄糖耐量测试。对于长期体重变化、长期血糖控制，以及慢性给药条件下的安全性，目前还需要进一步验证。
第四，是环状RNA的生产。在真正实现实际应用之前，还需要解决纯度控制和规模化生产等工艺问题。
我希望特别强调一点：这是一项在临床前阶段展现出潜力的平台技术，并不是一种明天就可以给患者使用的药物。
胶片公司参与RNA研究，富士做了什么？
NBD：富士胶片在参与这项研究中具体发挥了什么作用，提供材料，还是参与了更广泛的研发工作？
阿部洋：双方的分工非常清晰。
富士胶片主要负责新型离子化脂质FL0445的设计、合成和供应，这是这项研究中的关键材料。
名古屋大学则负责利用这种脂质优化LNP的组成，包括脂质摩尔比例和制剂条件；同时负责带帽环状RNA的分子设计与合成，以及在培养细胞和动物模型中评价递送效率、蛋白质表达和安全性。
换句话说，富士胶片提供了关键的新型脂质材料，而我们负责把这种材料进一步设计成为适合环状RNA递送的纳米颗粒，同时完成RNA本身的设计和生物学评价。这是一次互补性的合作。
NBD：公众对富士胶片的印象集中在相机和胶片。一家以影像业务闻名的公司参与RNA递送研究，这种跨领域合作对您有哪些启发？
阿部洋：从一名研究人员的角度看，我认为两者之间确实存在真实的技术连续性。
摄影胶片本身，就是多种复杂技术的集合，包括高精度合成有机化合物、将材料稳定分散成纳米尺度颗粒，以及把这些材料均匀涂布成多层结构。
而脂质纳米颗粒的开发，同样需要对功能性有机分子进行高精度合成。在这一点上，两者拥有共同的技术基础。
在这项研究中，FL0445是一种全新的支链脂质。富士胶片能够完成这种材料的设计，以所需要的纯度进行合成，并持续提供给我们进一步优化，这是整个研究能够开始的重要前提。
因此，这项成果建立在两个方面的结合之上：一方面是企业的材料开发能力，另一方面是大学基础研究提出的新思路。如果未来进一步走向实际应用，还会更加需要产业界在生产工艺建立以及监管事务等方面的能力。
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