Prologue
2019年Alnylam和Regeneron达成了一项合作,其中包括一系列神经系统疾病的药物研发,特别是阿尔兹海默症、亨廷顿、ALS等等。Regeneron提供靶点,Alnylam用siRNA技术做成药。
这二位光是IP上的强强联合就足够甩开竞争对手一大截了。
2014年Regeneron建立了自己的基因中心RGC。RGC的ambition绝不仅仅只是测序和看看基因表达和疾病的关系这么简单,而是打算自己找到一些properietory可成药的靶点。
其中一条思路就是通过筛查健康人的基因找到一些“不易得病”的基因突变(风险预防)。比如携带HSD17B13 or CIDEB突变(LOF or missense)的人不容易得肝病,如NASH。以及携带GPR75突变的人属于“不易发胖”体质。这类基因突变被认为是一种“保护机制”。
确定了这些突变不会对人的健康造成负面影响,公司便可以通过“抑制”的方式“模拟LOF”开发药物,给那些没有这类mutation的人使用。比如2021年获批的Evkeeza (EVINACUMAB-DGNB) ,首个上市的抗高血脂ANGPTL3抗体药。
因为这些基因突变是在健康人身上发现的,这就意味着相关的药物最终是有可能用在健康人身上的。类似保健品,消费品,那这市场空间得多大呀。
针对基因开发药物,抗体整体成药性质(包括AMDE、PK、CMC等)并不是最理想的。比如抗体无法进入细胞内,或者是有些发病机制并不是蛋白结构出了问题,甚至还有些靶点并非会表达成蛋白。
降低基因表达还得靠核酸类药物(由内而外阻断发病机制),例如RNAi或基因疗法。相比之下RNAi的“可逆性”使这类药物的安全性优于基因疗法。毕竟大多在临床阶段,还没有完全POC的靶点,KD可能会带来一些未知的副作用。
补充小知识:Alnylam专门为此开发了一个可快速逆转KD效果的技术“ReversirTM”。要知道现在的RNAi疗法越来越长效,公司最新一代IKARIA技术可以将注射频率降低至一年一次。一旦出现毒副作用是没有“停药”的选项的。可见Reversir这种“后悔药”的必要性。
现在的Regeneron有了自己开发的代谢疾病相关靶点,与Alnylam的合作又使它拥有全球最领先的RNAi肝脏递送技术。不难理解为啥公司在临床转化方面选择“ALL-IN”肝病。且二者在自己擅长的领域都有超强的IP保护。
因此我非常看好这条研发思路:常见病、新靶点、差异化、强IP,这不正是Eylea和Dupixent的特点吗?比前几年在肿瘤领域“卷”的思路好多了。
CNS递送
OK,话题扯远了,今天主要讲RNAi的CNS递送。
去年Alnylam预告今年的4个常见病品种催化剂:
1)early 2023阿尔兹海默症:Ph1 CNS ALN-APP AZD topline readout
2)early 2023乙肝:ALN-HBV02 HBV Ph2 readout
4)mid~late 2023高血压:Zilebesiran Hypertension Ph2 KARDIA-1/2 Topline readout
3)late 2023糖尿病:Ph1 ALN-KHK(fructokinase) T2D topline readout
其中我个人认为ALN-APP看点最大,主要因为这将会是公司首次在人体验证siRNA的中枢神经系统CNS递送。即便ALN-APP最终临床效果一般或不及预期,亦或是A-beta靶点最终被证伪,只要公司能用这个品种证明C-16 conjugate能够将siRNA递送至CNS,那么想象空间直接打开!毕竟还有这么多的其他的CNS疾病可以探索。其中不少是基因层面验证过的靶点。
递送技术mini recap
作为第一个开发出LNP递送技术的公司,Alnylam在研发出patisiran之后就放弃了所有基于liposome递送技术的项目,转做靶向偶联conjugate递送。
GalNAc不管是药效、安全性、便捷性方面都优于LNP。叠加公司一直不断迭代对核酸本身的化学修饰和调整,现在可以做到不用包裹也能解决裸RNA的一系列问题。例如容易被降解、被排出体外、不易逃离endosome、脱靶毒性、RISC-saturation毒性、免疫原性毒性。
不过GalNAc对ASGPR的ligand-receptor靶向性使这项技术注定只能局限于病因在肝脏上的疾病。
另外,Alnylam对于GalNAc技术也做了充分的专利保护。因此,对于其他做小核酸的Biotech来说,突破肝脏以外的靶向递送才能开拓出一片新的天地。(下图发表于2020年,not up to date)
C16 Conjudate
不同于GalNAc,用于神经系统递送的偶联物C16是一条脂肪链,并非某个受体的特定ligand。
C16的递送效果如何呢?先上一张老鼠大脑图,左边是没有C16的siRNA,右边有C16的siRNA conjugate。给药方式是intrathecal。对比非常鲜明!
lipophilic siRNA
C16与GalNAc不同在于它并非ligand-receptor interaction,而是靠C16的物理化学性质,即作为lipid的高疏水性,来促进组织分布和细胞对它的吸取uptake。
其实这也不是什么新鲜思路,早在2010年就有相关的研究,用来递送ASO。而Alnylam的贡献主要是在lipid基础上继续做各种化学修饰,选择最适的脂肪链长度、偶联位点等,以最大限度优化siRNA的therapeutic index。
脂肪链长度
C16(2′-O-hexadecyl)其实就是指脂肪链长为16个碳原子。实验数据表明,脂肪链长在某个范围内越长,siRNA在脑部的活性就越强。这个点就是16,超过C16,比如C18,效果又开始下降。
其他修饰
研发人员在C16的基础上还加了一个RNA链上的VP(Vinylphosphonate)修饰,进一步促进RISC-binding。起到了1+1>2的协同效应。
偶联位点
怎么确定把这个C16偶联在哪个核酸上面效果最好呢?WALK!从3'到5',从左到右,从sense到antisense,挨个挨个试!最后确定了偶联在N6这个位置!看下面这张图,不同位点KD效果差异非常大。WALK在很多核酸研究中是比较常用的试验方法,简单直观。
Distribution
注意看下图肝脏和肾的mRNA几乎没有受影响,说明C16入脑是有特异性的,没有堆积在肾脏表明C16-siRNA不会被快速排出体外。
但是我依然希望公司能给我们看到更多的systemic distribution,因为毕竟C16并非是lock & key这种一对一的靶向方式,会让人担心系统性KD导致的毒性。公司表示动物实验确实是有一些跑到了systemic tissue中,但是非常少。
再来看看NHP的数据
注射后1周APP蛋白表达降至最低点,2.5m的时候KD效果>75%, 4.5m恢复至50%。在大多数动物模型中9个月蛋白表达完全恢复。
从APP蛋白KD的效果来看,用药后3个月spinal cord KD 70%,大脑80%,其中纹状体(Striatum)也有25%的KD。反正用公司的原话来讲结论就是:C16在CNS的递送效果与GalNAc在肝脏的递送效果相当!!!
Striatum应该是在大脑中很深的位置,或许用intracerebroventricular的注射方式可以提升递送效率?然而这种注射方式大概是因为安全性问题,不太适合给患者反复多次使用。大多时候仅在实验室里用于动物模型。(这边需要有相关经验的大神指点)
再来看看AD老鼠模型的“行为(临床表现)”数据
在“行动力”和“暴走率”这两项指标上,蓝色(AD老鼠用药)和灰色(WT不用药)是差不多的,“运动速度”差别倒是不大。
从老鼠到人的转化
不要着急,现在还没有人体数据,盲猜测还得等1个月左右。公司研发人员表示根据经验,目前老鼠这个数据转化到人身上可能足够支持一年两次的注射频率。
目前公司的目标是临床研究KD保持在50%左右,毕竟是第一次人体实验,刚开始不要来得太猛。而且KD APP的表达是从内到外的治疗思路(target所有细胞内的APP,,不止是A-beta),50%的KD大约等同于抗体药从外到内的一个治疗效果。
此外,因为siRNA是从细胞内解决问题,所以对于β-amyloidogenesis导致的Abnormalities of the endosomal-lysosomal network(ELN) 也有用(但这部分没有给我们看数据)。这也是抗体药没办法解决的问题。
此外,早有研究表明A-beta抗体会导致ARIA,不管是外源抗体药,还是自己脑袋里面产生的autoantibody都有这个风险。siRNA不是抗体,可以避开这个坑!
记住,这次的人体临床研究,公司主要目的是收集数据,是想看PK、安全性、AMDE等等。这些数据可能支持推进下一步临床研究,也有可能就此打住,继续做临床前的优化(即便是阳性数据)。
因为海外创新药研发没有那么卷,可以开发的疾病很多。所以不少做FIC的公司都并不着急将每个进临床的品种推成上市产品。进临床的品种即便获得了阳性数据也有可能就此打住,回过头去继续优化。最终确定一个各方面都非常令人满意的品种再推上市。这都是常规操作,不要以为不继续做了就是利空。
APP这个靶点是否可靠
你可以简单理解为APP就是A-beta的前体。APP表达出来后被各种切割,切割出来的片段其中就包括A-beta。所以靶向APP就是靶向A-beta最上游的机制,intra-、extracellular蛋白统统打下来。
由于不少研究表明即便消除了A-beta斑块也无法改善AD病情,所以学术圈对于A-beta这个靶点还是有不少的质疑。不过也有理论解释这是因为A-beta斑块对大脑的伤害是不可逆的。
如果“不可逆”的理论成立,那么Biogen/Eisai提出的越早治疗效果越好(预防)就符合逻辑。实际上我们在阿兹海默症:lecanemab不一样的视角一文中有讲过,NIA开了很早期的临床,早到患者脑袋里还没有斑块,也没有症状,只有血液中有A-beta biomarker。
而用siRNA KD也符合这一逻辑,属于事前预防。将APP扼杀在摇篮,蛋白都不让表达了,就不会有斑块。相比之下,现在的抗体药主要靶向已经开始聚集的A-beta,属于事后解决。
而且,确实也有研究证明一些降低APP转化为A-beta的突变是能降低患AD病的风险。这也是为什么大家一直没有放弃针对A-beta研发药物。
此外,前面FDA才批了Lecanemab,这意味着A-beta这个靶点在监管和未来医保支付这两方面的路已经被开辟出来了。
Q: lecanemab给Alnylam的启示?公司回答了很多,但我就听到了一句:“先看看他们卖得怎么样”
其他CNS适应症
ALN-APP临床1期“递送、安全性”数据我猜大概率今年3~4月读出。我猜如果这两个指标成功,那么公司便可放心大胆将ALN-SOD 渐冻症、ALN-HTT 亨廷顿等项目推进临床了。毕竟ALS和Huntington都是有确切的单基因致病机理,比AD明确很多。
说到HTT,今年Q2也请关注UniQure的miRNA AAV5基因疗法AMT-130美国研究的两年期follow-up update。除了Biomarker、安全性以外,还会包括Motor function这类的临床表现数据。