编者按

新冠病毒(SARS-CoV-2)变异株持续出现，改变了新冠肺炎大流行的趋势，也为疫苗策略的长期效益带来不确定性。解决之道，开发广效性抑制新冠变异株的新疗法至关重要。

有鉴于此，中天上海研发了一种吸入式小核酸新药SNS812 (C6G25S)，可涵盖目前99.8%的新冠病毒变异株，细胞试验显示，SNS812 能有效抑制包含Alpha,、Delta、Gamma 及Epsilon等主要变异株，且IC50达到皮摩尔(pico-molar)等级。

此外，在K18-hACE2转殖基因小鼠的实验中，SNS812 预防性投药，能完全抑制小鼠肺部活病毒的产生，治疗性投药亦可降低肺部96.2%的活病毒量，同时避免新冠导致的肺泡损伤、肺血管栓塞与肺脏免疫细胞浸润。 这些数据显示，SNS812 不仅是一种全新的治疗方式，也是对抗新冠肺炎疫情的有效手段。

PART.01新冠仍在肆虐，病毒持续突变小核酸药物被寄予希望

根据WHO及各国报道数据，截止2022年2月22日，严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2，后称新冠病毒）已经感染全球4亿多人，造成超过580万人死亡。疫苗虽已问世，但 Delta变异株导致的突破性感染仍带来了新一波的大流行。数据显示，疫苗在新冠疫情初期有效阻断了病毒的感染，其中辉瑞、阿斯利康和莫德纳的疫苗有效性分别达到70.4%、95%及 94.1%[1-3]。然而，令医学界忧心的是，在Beta、Delta与奥密克戎等变异株肆虐下，无论疫苗、治疗用中和抗体，或是康复期病人血清的有效性皆出现显著下降，也连带造成突破性感染的发生。一些新的技术手段开始在新冠领域得到探索探究，其中就包括极具有开发潜力的小核酸药物。

图1. 国外疫情数据，截止至2022年2月22日

利用RNAi技术对抗COVID-19具有得天独厚的优势——它靶向的是RNA，而新冠病毒恰恰是一种RNA病毒。但多数已发表研究都只透过细胞实验验证siRNA的设计与效果，唯有两个团队成功用动物模型中证明其疗效。其中来自澳洲及美国的团队利用脂奈米粒[4]，俄罗斯团队则使用正电荷树枝状聚合物[5]帮助递送，然而，这些使用了复杂递送系统的药物，其病毒抑制力皆远不如SNS812显著。此外，脂奈米粒与正电荷树枝状物都是可能诱发免疫或细胞毒性的巨分子结构，不仅影响用药的安全性，也加大药物生产的难度与成本。

早期的报告指出，经鼻腔直接滴入未经修饰的siRNA就能有效抑制小鼠呼吸道的病毒感染，且不需其他载体或转染试剂的帮助。这种借由鼻滴与气雾，直接传递siRNA到呼吸道的方式已被广泛研究与验证[6,7]，充分显示将siRNA药物直接传递到呼吸道的潜力。此外，这些早期研究皆使用未经修饰的siRNA，故容易被核酸酶降解，并诱发先天性免疫活化。这些缺点不仅影响了药物效果，也限制了临床用药的安全剂量。

有鉴于此，中天上海和台湾合一生技成功开发全修饰的siRNA新药 SNS812，修饰后不仅稳定性大幅提升，脱靶率显著下降，更显示出高度的安全性及低致免疫性。目前SNS812已经取得积极的临床前试验结果，也是首项成功将全修饰siRNA以鼻滴与雾化方式，用于动物新冠(包含Delta变异株)感染的研究。

图2. SNS812作用机制流程图

SARS-CoV-2与宿主细胞上的 ACE2 受体结合并诱导内吞作用。细胞膜上的TMPRSS2蛋白会对病毒刺突蛋白进行切割并触发膜融合反应，随后释放病毒(+) RNA基因组进入细胞。当病毒(+) RNA劫持宿主的核醣体后，会制造病毒RdRP聚合酶以开始病毒复制。同时，病毒亚基因组转录与蛋白翻译会产生大量的病毒结构蛋白，如核衣壳蛋白、刺蛋白、膜蛋白和包膜蛋白等，进一步组装成成熟的子代病毒透过胞吐作用释放出细胞。SNS812可以与RNA诱导的沉默复合物相互作用，通过RNAi作用切断病毒基因组的RNA和聚合酶mRNA。通过减少病毒基因组和聚合酶mRNA的拷贝数，抑制病毒复制并阻断后续感染。

PART.02SNS812特点与关键试验结果显示开发潜力

1.SNS812广效性，能抑制多种新冠病毒株的细胞感染

SNS812可覆盖目前99.8%的新冠病毒变异株，且IC50达到皮摩尔(pico-molar)等级。细胞试验显示，SNS812对Alpha变异株的IC50为0.46nM 、Gamma变异株为0.5nM、Delta变异株为0.09nM 、Epsilon为 0.73nM。

2.SNS812通过鼻滴与气雾的给药方式，能达到全面且稳定的抗新冠病毒效果

研究发现SNS812以气雾给药比鼻滴更能均匀，有效的分布在肺脏组织中（下图所示），肺脏测得的药物浓度为鼻腔的5.8倍。相反的，鼻滴给药下，肺部药物浓度只测得与鼻腔雷同，且不同小鼠间差异极大。分析不同的时间点SNS812于呼吸道组织的残留量，结果显示无论鼻滴或气雾给药，小鼠鼻腔及肺部的药物都会在24小时内快速减少。暗示结合鼻滴与气雾的给药方式，较能达到全面且稳定的预防性保护。

图3. SNS812经气雾及鼻滴给药之药物分布；K18-hACE2-转基因鼠以C6G25S气雾给药 (A)、鼻滴给药 (B) 或单纯给生理食盐水(C)。C6G25S药物于肺部的分布以原位杂交技术(in situ hybridization,ISH)配合针对C6G25S所设计的专一性探针进行染色(红色)。大支气管 (i) 及小支气管 (ii)以方框标示并放大于右侧。

为了确定SNS812在活体中是否有保护作用，本研究使用了K18-hACE2 转殖基因小鼠，并以预防性投药及同步给药的两种方式进行试验。结果显示预防性投药使病毒的RNA复制减少了99.95%，而同步给药组则减少了96.2%。预防给药组完全抑制了活病毒体的产出，而同步给药组中，活病毒体则减少达96% 。

而对于正在肆虐的Delta变异株的治疗研究发现，SNS812预防性投药，使感染小鼠上病毒RNA减少了98.3%、，且完全抑制了肺部活病毒的产出。同步给药组试验中，给两剂与三剂SNS812，分别显著抑制了病毒RNA达72%与88%，而活病毒则分别下降了90.5%与92.7%。这些结果证明SNS812在活体中具有强大的抗病毒活性，且能抑制包含Delta变异株在内的新冠病毒。

图4. 活体动物证实SNS812有效抑制新冠病毒原始株及印度株；A与B分别为K18-hACE2-转基因鼠于感染原始病毒株前投药或同时投药后，对病毒抑制之实验结果。C与D为印度株的结果。每张图的上方为实验设计，下方左图为病毒RNA定量结果，而右图为活病毒定量结果。

3.SNS812能防止肺泡损伤、肺血管栓塞与肺脏免疫细胞浸润等新冠并发症

免疫组化染色显示，未给药的K18-hACE2转殖基因小鼠，遭新冠病毒感染后，病毒棘蛋白在肺部支气管、细支气管与肺泡上皆呈现高度表现。不仅如此，还可观察到典型的新冠肺炎的病症，包括肺细胞增生、肺泡内空隙丧失、合胞多核细胞以及血栓的形成 。反之，经SNS812预防性投药的小鼠，其肺部的棘蛋白表现量与新冠肺炎的病征皆显著减少，SNS812治疗亦显著降低了新冠病毒在K18-hACE2转基因小鼠上造成的肺损伤。

图5. SNS812防止SARS-CoV-2感染导致K18-hACE2 转基因鼠之肺部损伤；显示K18-hACE2小鼠感染后，肺组织切片中病毒刺突蛋白的免疫组织化学(IHC)染色结果，图中病毒棘蛋白为染成棕色。（i和ii）与（iii和iv）分别代表对照组和SNS812给药组的支气管上皮图像，（v和vi）和（vii和viii）则是肺泡图像，(ix和x)和(xi和xii)则分别为细支气管和血管的图像。其中(xi)中的绿色箭头表示合胞细胞，而和(x)中则为血栓形成。

4.SNS812兼具非致免疫性与高度生物兼容性，安全性良好

SNS812并不会造成IL-1、IL-1、IL-6、IL-10、TNF与IFN等免疫激素的活化。而将人类支气管上皮细胞(BEAS-2B)暴露于极高浓度的SNS812，亦没有观察到细胞毒性产生。亦尝试以75mg/kg SNS812的高剂量对Sprague Dawley大鼠进行单剂量毒理试验，或是以每日50mg/kg的剂量对小鼠进行了14天的重复剂量毒理试验，皆未出现动物死亡或是体重降低等药物相关不良反应。除此之外，组织病理学、血液学和血液生化分析结果显示，无论是单剂量毒性研究还是14天重复剂量毒性研究，各数值皆未出现异常。

SNS812为针对新冠病毒不易变异区设计的小核酸新药，可以广效抑制包含Delta的新冠病毒变异株。研发成果在EMBO Molecular Medicine刊载，不仅是国际顶尖期刊对于小核酸类新药研发领域的认同，更是对于SNS812用于治疗新冠肺炎的科学实证与潜力给予高度肯定。基于新冠病毒逐渐流感化，治疗型药物发展将日益重要，SNS812为迄目前为止变种株覆盖率最高且兼具治疗与预防效果之药物，有机会对抗新冠病毒的快速演化及流感化，成为一劳永逸的治疗方式。

参考文献：

1.Baden LR, El Sahly HM, Essink B, Kotloff K, Frey S, Novak R, Diemert D,Spector SA, Rouphael N, Creech CB et al (2021) Efficacy and safety of the mRNA-1273 SARS-CoV-2 vaccine. N Engl J Med 384: 403 – 416

2.Knoll MD, Wonodi C (2021) Oxford-AstraZeneca COVID-19 vaccine efficacy. Lancet 397: 72 – 74

3.Wang X (2021) Safety and efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 vaccine. N Engl J Med 384: 1577 – 1578

4.Idris A, Davis A, Supramaniam A, Acharya D, Kelly G, Tayyar Y, West N, Zhang P, McMillan CLD, Soemardy C et al (2021) A SARS-CoV-2 targeted siRNAnanoparticle therapy for COVID-19. bioRxiv https://doi.org/10.1016/j.ymthe. 2021.05.004 [PREPRINT]

5.Khaitov M, Nikonova A, Shilovskiy I, Kozhikhova K, Kofiadi I, Vishnyakova L,Nikolskii A, Gattinger P, Kovchina V, Barvinskaia E et al (2021) Silencing of SARS-CoV-2 with modified siRNA-peptide dendrimer formulation. Allergy 76: 2840 – 2854

6.Kandil R, Merkel OM (2019) Pulmonary delivery of siRNA as a novel treatment for lung diseases. Ther Deliv 10: 203 – 206

7.Zafra MP, Mazzeo C, Gamez C, Rodriguez Marco A, de Zulueta A, Sanz V, Bilbao I, Ruiz-Cabello J, Zubeldia JM, del Pozo V (2014) Gene silencing of SOCS3 by siRNA intranasal delivery inhibits asthma phenotype in mice. PLoS One 9: e91996

（原文有删减）

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