siRNA藥物通過調(diào)控mRNA增加或減少疾病相關(guān)蛋白的產(chǎn)生而發(fā)揮藥理學(xué)活性。評價mRNA 和蛋白水平的變化，需建立合適的體外和體內(nèi)模型?除了已被業(yè)界所熟知的基于LNP遞送系統(tǒng)和GalNac偶聯(lián)技術(shù)以外，對于肝外靶向遞送、新型作用機制的siRNA藥物，藥效學(xué)研究或藥代動力學(xué)/藥效學(xué)(PK/PD)具有更為重要的意義。
與小分子藥物和蛋白類藥物不同， siRNA藥物 PK/PD 關(guān)系獨特：
血漿中暴露時間短、靶器官（如肝臟）中暴露時間長且藥效作用持久
圖1. Givosiran、Inclisiran 和 Vutrisiran：血漿中siRNA濃度和血清中PD標志物變化關(guān)系[1]
關(guān)鍵的藥效學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)是胞漿中siRNA和RISC復(fù)合物，而非血漿或靶器官中總的siRNA濃度
圖2. 肝臟中siRNA總濃度、siRNA-RISC濃度和PD標志物變化關(guān)系[1]
siRNA的內(nèi)體逃逸效率、siRNA與RISC的結(jié)合動力學(xué)也可能因平臺或遞送系統(tǒng)而異
圖3. GalNac siRNA進入細胞、細胞內(nèi)分布和發(fā)揮藥理學(xué)活性的過程和關(guān)鍵步驟[2]
圖4. 兩種方案可提高 siRNA 內(nèi)體逃逸效率[3]
上述特點使得siRNA藥物的藥效學(xué)評價和臨床轉(zhuǎn)化面臨較大的挑戰(zhàn)。未來需要開展更多關(guān)于siRNA藥物作用機制和PK過程（包括細胞內(nèi)PK）的定量研究，以獲得更加精準的用于提示臨床有效性和指導(dǎo)臨床試驗設(shè)計的非臨床藥效學(xué)數(shù)據(jù)。此外，整合已有的非臨床和臨床數(shù)據(jù)對模型進行改進和優(yōu)化同樣重要。
1、體外活性和脫靶效應(yīng)評價
體外試驗是siRNA藥物研發(fā)的重要環(huán)節(jié)，用于篩選靶向特異性強、活性高的siRNA序列。通常，選擇人或動物的原代細胞?細胞系或轉(zhuǎn)染的細胞系作為試驗體系，考察siRNA對細胞活性?功能?相關(guān)蛋白和靶mRNA 水平的影響?借助體外試驗，除了可考察對人體靶點的作用外，還能評估對不同種屬mRNA的影響，為毒理學(xué)試驗中相關(guān)種屬的選擇提供依據(jù)?根據(jù)FDA審評報告，已上市的6款siRNA藥物均可濃度依賴性地調(diào)控靶mRNA并改變蛋白表達水平，產(chǎn)生體外活性；均在猴體內(nèi)表現(xiàn)出藥理學(xué)活性?
表1. 已上市siRNA藥物相關(guān)種屬匯總
此外，借助在線工具（in silico）對不同種屬間靶mRNA的同源性進行比對或預(yù)測其與候選siRNA藥物的配對情況，為相關(guān)種屬的選擇提供參考；對人轉(zhuǎn)錄本中可能與候選siRNA藥物發(fā)生雜交的非目標序列（脫靶序列）進行初步篩選，然后進行進一步的體外試驗和/或更全面的風(fēng)險評估（siRNA候選分子多層級脫靶效應(yīng)評估策略，發(fā)表中）。
2、體內(nèi)藥效學(xué)
siRNA藥物與靶mRNA 的配對具有很高的特異性，只有與靶mRNA同源性高的序列才能配對成功。通常，通過1中所述手段進行相關(guān)種屬的選擇，然后在相關(guān)種屬動物中開展體內(nèi)藥效學(xué)研究；非人靈長類動物是評價siRNA藥物體內(nèi)藥效學(xué)的重要模型，可以確定有效劑量范圍并評估給藥方案。如沒有可產(chǎn)生藥理學(xué)活性的相關(guān)種屬，可選擇轉(zhuǎn)基因動物模型，或開展相應(yīng)的體外藥效學(xué)試驗?
通過體內(nèi)藥效學(xué)試驗，可對劑量-效應(yīng)關(guān)系、時間-效應(yīng)關(guān)系、療效相關(guān)生物標志物等進行探索。此外，從定量藥理的角度，PK/PD模型、劑量-效應(yīng)-時間模型、PK/PB模型等在siRNA藥物開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，可用于將藥物研發(fā)從臨床前到臨床各階段的數(shù)據(jù)進行模擬、外推和預(yù)測。對于研發(fā)者充分理解和利用siRNA藥物獨特的PK/PD關(guān)系、指導(dǎo)siRNA藥物的開發(fā)至關(guān)重要?？茖W(xué)合理地設(shè)計臨床前藥效學(xué)試驗，結(jié)合轉(zhuǎn)化角度的研究，可以更好地支持siRNA產(chǎn)品的臨床試驗設(shè)計和人體療效預(yù)測，有助于確定臨床首次人體試驗（FIH）及不同臨床階段的給藥方案，并用于NDA申請時作為支持臨床劑量選擇依據(jù)的描述。已上市siRNA藥物，如patisiran和givosiran的上市批準均采用了上述藥效學(xué)模型。
圖5. Givosiran劑量-尿ALA/PBG水平（上）、劑量-尿ALAS1 mRNA/ALA/RBG水平（中）、劑量-尿ALA/PBG水平（下）相關(guān)性分析[4]
參考資料：
[1] Guohua An. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of GalNAc-Conjugated siRNAs. The Journal of Clinical Pharmacology. 2024, 64(1) 45–57
[2] Jae Yoon Jeon, Vivaswath S. Ayyar. Amitava Mitra. Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Modeling of siRNA Therapeutics – a Minireview. Pharmaceutical Research (2022) 39:1749–1759
[3] Steven F. Dowdy. Endosomal escape of RNA therapeutics: How do we solve this rate-limiting problem? RNA. 2023 Apr; 29(4): 396–401.
[4] MULTI-DISCIPLINE REVIEW of Givosiran.
https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/nda/2019/212194Orig1s000MultidisciplineR.pdf
京公網(wǎng)安備11010802046783號
