近年来，RNA疗法凭借其独特的物理化学性质与生物学特性，在多种疾病的治疗中展现出积极的应用前景。目前，小干扰RNA（siRNA）、反义寡核苷酸（ASO）、适配体和信使RNA（mRNA）等多款RNA药物已相继获批，用于治疗各式疾病，进一步验证了RNA疗法在推动治疗模式变革中的重要价值。RNA疗法在临床上的成功应用，离不开核酸化学修饰技术的持续进步。近期，《自然》子刊Nature Reviews Drug Discovery对RNA疗法中的化学修饰研究进行了系统综述，进一步凸显其在RNA疗法开发中的关键作用。

RNA疗法所面临的挑战

RNA疗法在临床医学领域取得了显著进展。相比传统治疗手段，RNA疗法具备诸多优势，不仅能够针对新靶点实现快速设计与生产，还具有给药方式灵活、剂量调控便捷等特点。尽管发展迅速，RNA疗法在实际应用中仍面临不少挑战。

在大规模生产过程中，RNA分子的合成与纯化过程复杂，对精确度要求极高，以确保产品质量的一致性。目前，固相合成（solid-phase synthesis）是最常用的RNA合成方法之一，适用于合成长度不超过200个核苷酸、批量低于10公斤的RNA分子。然而，一旦引入特定化学修饰，产率和纯度往往显著下降，副产物增多，进一步增加了后续纯化的难度。另一方面，虽然酶合成（enzymatic synthesis）可适用于更长链RNA的制备，但在此过程中易出现碱基缺失或插入等错误，也为工艺开发带来了额外挑战。

在体内递送方面，RNA分子还需克服多重障碍。其易被内源性核酸酶降解，也容易被网状内皮系统（reticuloendothelial system）快速清除；此外，由于RNA带有负电荷、不稳定且难以穿透细胞膜，其进入靶细胞的效率受到限制。同时，脱靶效应与固有免疫激活所引发的免疫原性问题也影响疗效和安全性。因此，开发稳定、安全、有效的RNA药物仍需依赖更优化的分子设计和严格的安全验证。

化学修饰应对RNA疗法局限

为解决上述难题，科学界在RNA分子的化学修饰领域进行了深入探索。化学修饰已成为提升RNA药物稳定性、疗效和安全性的核心策略。通过改善核酸酶耐受性、提高靶向性、优化细胞摄取效率并降低免疫原性，RNA分子的治疗性能显著增强，所需剂量减少，副作用也得以控制。

RNA分子的多个结构区域均可引入化学修饰，包括核糖环、骨架结构以及碱基本身。以小RNA药物（如ASO和siRNA）为例，磷硫酯键（PS）可增强RNA分子核酸酶耐受性并改善药代动力学特性，现已被用于多款FDA批准的小RNA药物中；而磷酰胺吗啉寡聚物（PMO）则通过产生电中性核酸，提高体内稳定性，也被广泛用于ASO类药物。此外，修饰常用的核糖部分包括2’-O-甲基（2’-OMe）和锁核酸（LNA）等，则可显著提升分子对靶序列的亲和力与稳定性，并减少促炎反应发生。

除了基本结构修饰，RNA还可通过与配体、脂质或抗体等功能性分子的共价偶联，实现更高效的组织靶向与细胞递送。例如，siRNA与N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）偶联后可精准靶向肝细胞，用于治疗多种疾病；ASO与胆固醇偶联则有助于跨越血脑屏障，有望用于中枢神经系统疾病。这些策略显著拓展了RNA药物的临床应用空间。

在可翻译RNA方面，例如mRNA和自我扩增RNA（saRNA），化学修饰同样发挥着核心作用。例如，引入N1-甲基假尿苷（m1Ψ）可提高蛋白翻译效率并降低先天免疫激活风险。环状RNA（circRNA）则因其结构稳定，经修饰后可实现更持久的蛋白表达，也正逐渐成为增强RNA疗法持久表达的新兴手段。

RNA疗法的临床应用

目前，RNA疗法已在多类适应症中获得监管批准进入临床使用，涵盖神经、肝脏、眼科等多个治疗领域。例如，siRNA类药物如patisiran、vutrisiran和inclisiran主要用于遗传性疾病；ASO类药物如nusinersen与tofersen则广泛应用于神经系统疾病；而RNA适配体药物如pegaptanib已被批准用于治疗湿性年龄相关性黄斑变性。

具体来看，ASO药物多采用PS修饰，以增强抗核酸酶降解能力并延长体内循环时间，并常与2’-O-甲氧基乙基（2’-MOE）和核苷碱基修饰联用以平衡多项理化特性。例如，fomivirsen（用于巨细胞病毒视网膜炎）、mipomersen（用于纯合型家族性高胆固醇血症）、nusinersen（用于脊髓性肌萎缩症）、inotersen（用于转甲状腺素蛋白淀粉样变性）和tofersen（用于肌萎缩侧索硬化症）均采用PS、2'-MOE、5-甲基胞苷（m5C）和5-甲基尿苷（m5U）修饰。另一类ASO则采用PMO修饰，如eteplirsen、golodirsen、viltolarsen和casimersen，皆已用于治疗杜氏肌营养不良症（DMD）。

siRNA药物通常采用2'-氟（2'-F）、2'-OMe和PS修饰，并通过GalNAc偶联实现肝靶向递送。如用于遗传性转甲状腺素蛋白相关淀粉样变性多发性神经病治疗的patisiran采用2'-OMe修饰，并包裹于脂质纳米颗粒中；而givosiran、lumasiran、inclisiran、vutrisiran和nedosiran均结合2'-F、2'-OMe、PS及GalNAc修饰，应用于治疗急性肝卟啉病、家族性高胆固醇血症等疾病。

RNA适配体是一类通过特异性三维结构与靶标结合的合成寡核苷酸，通常通过2'-F和2'-OMe修饰及聚乙二醇（PEG）化以增强稳定性与结合能力。获批代表性药物包括pegaptanib，以及靶向补体C5的avacincaptad pegol。

这些已获批和在研的RNA疗法不仅体现出递送与结构优化技术的持续进步，也凸显了RNA药物在多个疾病领域中的广阔应用前景。尽管仍存在一些挑战，但随着技术不断进步，一些发展瓶颈正逐步被克服。RNA药物有望在更多疾病治疗中发挥核心作用，持续改善患者预后，也为医药创新注入持续动力。