編輯丨王多魚

排版丨水成文

基于 RNA 和靶向 RNA 的治療手段，已成為現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的重要組成部分。近日，Nature Chemical Biology期刊發(fā)表了題為：Challenges and opportunities in RNA-centered therapeutics 的 Q&A 專訪文章，采訪了Maria Duca（法國尼斯化學研究所）、Samie Jaffrey（美國威爾康奈爾醫(yī)學院）和陳玲玲（中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心），討論了新興技術(shù)、戰(zhàn)略性資金支持以及跨領(lǐng)域合作在克服當前瓶頸、推動以 RNA 為核心的藥物實現(xiàn)臨床應用方面所發(fā)揮的關(guān)鍵作用。

以下是文中陳玲玲研究員的回答。

1、近年來 RNA 療法領(lǐng)域最讓你震撼的進展是什么？你最關(guān)注哪些方法或技術(shù)？

陳玲玲： 作為研究環(huán)形 RNA（circRNA）的科學工作者，我認為最具有變革性的近期進展在于circRNA 療法的興起。其共價閉合的環(huán)狀結(jié)構(gòu)賦予固有的穩(wěn)定性和低免疫原性——且不需要核苷酸化學修飾——就能實現(xiàn)治療性蛋白的持續(xù)、放大表達。這一特點不僅對傳染病疫苗有利，對蛋白替代療法同樣關(guān)鍵，因為它能獲得更高的穩(wěn)態(tài)蛋白水平，并減少反復給藥的需要。此外，環(huán)化也為克服線性的RNA 適配體（aptamer）難以成藥的問題提供了有前景的策略。從制造角度看，酶促/無酶體系生成 circRNA（同樣無需核苷酸修飾）在化學、生產(chǎn)與控制（CMC）上可能比其它大型 RNA 療法更具競爭優(yōu)勢。

聚焦 circRNA 技術(shù)本身，最令人興奮的突破是：通過結(jié)構(gòu)導向的模塊化設計實現(xiàn)可規(guī)?；铣?。優(yōu)化后的 I/II 型內(nèi)含子環(huán)化體系允許可放大的無酶生產(chǎn)，且免疫原性低。同時，利用優(yōu)化后的 IRES 開展環(huán)化轉(zhuǎn)錄本翻譯的研究也極具吸引力——尤其是 IRES 與其所承載貨物之間的串擾（crosstalk）會影響 IRES 結(jié)構(gòu)完整性，而這正是決定蛋白表達的關(guān)鍵。最后，由于 circRNA 的構(gòu)象直接決定其穩(wěn)定性、免疫原性、翻譯效率和適配體親和力（對阻止異常病理蛋白激活或聚集至關(guān)重要），理解其獨特折疊規(guī)律是實現(xiàn)理性設計的關(guān)鍵。因此，我目前最感興趣的是：為設計好的 circRNA 建立化學探測數(shù)據(jù)集，并開發(fā)新的算法來預測 circRNA 結(jié)構(gòu)，目標是讓實驗室級別的設計在投入生產(chǎn)前就變得“用戶友好”、可預測。

2、未來五年 RNA 療法最大的機遇和挑戰(zhàn)是什么？如何解決？

陳玲玲： 未來五年，不同類型 RNA 療法面臨的機遇與挑戰(zhàn)各不相同。我最熟悉 circRNA，所以聚焦于它的獨特潛力。與 siRNA 或 ASO 不同，circRNA 在蛋白替代和拮抗致病蛋白方面優(yōu)勢更明顯。

對于“轉(zhuǎn)錄組上調(diào)”（transcriptome-up）類應用，circRNA 有望優(yōu)于線性 mRNA 和自擴增 mRNA——因為共價閉環(huán)結(jié)構(gòu)帶來固有代謝穩(wěn)定性和低免疫原性，從而支持持續(xù)蛋白表達。更重要的是，環(huán)化對 RNA 適配體也有獨特好處：拓撲約束能提升結(jié)合親和力、特異性和半衰期，使其可作為穩(wěn)健的“分子誘餌”。但將這些精巧模態(tài)推向臨床，面臨兩大核心障礙——制造精度（CMC 復雜性：大規(guī)模 RNA 合成 + 下游封裝進 LNP）、組織特異性遞送（超越肝臟的靶向遞送，或限制在特定細胞/區(qū)域以治療全身性/中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾?。?。

為此我們需要：

1. 完善制造與分析——擴大無酶環(huán)化規(guī)模；開發(fā)高分辨率分析方法評估 circRNA 純度，尤其要分辨與全長環(huán)狀產(chǎn)物共遷移的“缺口”（nicked）RNA 雜質(zhì)。

2. 優(yōu)化 LNP 生產(chǎn)工藝——在大尺度下精確控制粒徑、Zeta 電位和包封效率。

3. 推進遞送系統(tǒng)——開發(fā)下一代表面功能化 LNP 或工程化細胞外囊泡，實現(xiàn)細胞特異性靶向。

4. 整合 AI 與結(jié)構(gòu)生物學——用 AI 驅(qū)動的計算模型 + circRNA 專屬化學探測數(shù)據(jù)，從“只設計序列”升級為“理性工程復雜三維 RNA 折疊”。

只有系統(tǒng)性推進這些方向，才能把 circRNA 從一項有潛力的技術(shù)真正變成面向蛋白替代 + 靶向蛋白調(diào)控的多用途臨床平臺。

3、各種遞送策略中哪個最有前景？影響臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵挑戰(zhàn)和方向是什么？

陳玲玲： 對于瞬時干預（例如 mRNA 疫苗或 RNA 適配體療法），LNP 仍然是最經(jīng)臨床驗證的路線——相比裸 RNA 遞送，它對胞外 RNase 的保護能力更強。但對于慢性遺傳病，需要持續(xù)、局域表達時，載體平臺例如 AAV（腺相關(guān)病毒）和工程化 VLP（病毒樣顆粒）則有獨特優(yōu)勢。VLP 可被理性改造以利用病毒趨向性，卻沒有慢病毒那種基因組整合風險，因此對遞送 circRNA 等前沿模態(tài)非常有前景。

全領(lǐng)域最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)仍是跨越生物屏障：精準的肝外靶向 + 高效的內(nèi)體逃逸。目前內(nèi)體滯留嚴重限制了大片段 RNA 貨物的細胞質(zhì)生物利用度，迫使配方越來越復雜，又往往引發(fā)劑量限制性先天免疫反應。

未來方向可集中在三條線——

1. 開發(fā)主動靶向的表面功能化 LNP/工程化 VLP，實現(xiàn)超越肝臟的細胞特異性攝取。

2. 探索新型進入機制，比如融合性蛋白脂質(zhì)載體，嘗試繞過內(nèi)溶酶體通路、避免內(nèi)體滯留。

3. 按模態(tài)特性匹配載具設計——例如針對 circRNA 結(jié)構(gòu)更緊湊的特點量身定制遞送載體，實現(xiàn)低免疫原性 + 高效遞送。

最終，RNA 遞送需要一次范式轉(zhuǎn)變：把這些策略集成起來，才能實現(xiàn)安全、精準、有效的臨床轉(zhuǎn)化。

4、不同 RNA 模態(tài)（mRNA、適配體、siRNA、ASO、circRNA、RNA 編輯……）從基礎(chǔ)研究到臨床批準的主要瓶頸？如何取得系統(tǒng)性突破？

陳玲玲： 盡管 circRNA 和 RNA 編輯潛力巨大，它們臨床轉(zhuǎn)化的壁壘遠高于小 RNA（siRNA/ASO）。小 RNA 受益于非常成熟的固相合成；而大 RNA 模態(tài)在 CMC 和結(jié)構(gòu)不可預測性上吃盡苦頭——

• 生產(chǎn)臨床級、高純度、均一的大片段 RNA 產(chǎn)品極難；circRNA 制備中殘留的線性前體或剪接中間體可觸發(fā)強烈先天免疫反應，危及安全與藥效。

• 與小 RNA 相對明確的靶標結(jié)合不同，大 RNA 展現(xiàn)的是復雜、受拓撲動力學約束的折疊；circRNA 的拓撲約束直接左右翻譯效率和免疫原性，但現(xiàn)有算法根本無法可靠建模。

系統(tǒng)性突破需要一場從“經(jīng)驗試錯”到“多學科理性工程”的范式轉(zhuǎn)換——

1. 發(fā)展優(yōu)化合成工藝 + 放大高分辨率色譜純化，確保超純、低免疫原性產(chǎn)物。

2. 建立以模態(tài)專屬化學探測數(shù)據(jù)訓練的預測計算模型，理性設計序列，最大化翻譯效率與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3. 全行業(yè)急需標準化質(zhì)量控制指標，精確評估 RNA 拓撲、純度和殘余免疫原性，打通從臺面轉(zhuǎn)錄組學到監(jiān)管合規(guī)臨床制造的鴻溝。

5、與傳統(tǒng)蛋白靶向小分子相比，RNA 靶向小分子（rSM）的獨特優(yōu)勢和局限是什么？

陳玲玲： rSM 的比較優(yōu)勢在于大幅擴展可成藥范圍：傳統(tǒng)小分子被限縮在基因組中 ~2% 編碼蛋白、且有明確疏水口袋的那部分；而 rSM 作用于上游轉(zhuǎn)錄本層面，可觸及約 ~70% 的非編碼轉(zhuǎn)錄組，繞過經(jīng)典“不可成藥”靶點，通過調(diào)控其前體 mRNA 發(fā)揮作用。而且 rSM 能實現(xiàn)蛋白水平抑制劑做不到的機制干預——例如糾正異?？勺兗艚踊蛑苯诱{(diào)控 RNA 降解命運。

但 rSM 藥物發(fā)現(xiàn)也有傳統(tǒng)小分子未見的結(jié)構(gòu)性難題——

• RNA 高度動態(tài)柔性，缺乏像酶活性位點那樣的深層穩(wěn)定結(jié)合口袋，結(jié)構(gòu)導向理性設計困難。

• RNA 骨架密集負電，要讓小分子既形成強靜電親和又不喪失跨膜所需的脂溶性，構(gòu)成藥代矛盾。

• 特定二級結(jié)構(gòu)基序（發(fā)夾結(jié)構(gòu)、RNA 凸起等）在全轉(zhuǎn)錄組中廣泛重復，導致靶標選擇性難保證，存在脫靶毒性風險。

6、從 bulk 走向單細胞/亞細胞高分辨率工具后，如何理解 RNA 藥物在細胞內(nèi)的工作機制？這些數(shù)據(jù)如何反哺合成 RNA 或小分子設計？

陳玲玲： 從 bulk 轉(zhuǎn)錄組躍遷到單細胞、亞細胞的高分辨率分析，對揭示 circRNA 等復雜模態(tài)的“結(jié)構(gòu)–功能”關(guān)系至關(guān)重要。Bulk 測序會把細胞異質(zhì)性抹平、剝離空間背景，這對 circRNA / ASO 等而言是不夠的——因為它們的亞細胞定位本身就決定藥效。

借助先進化學探測 + 單分子成像，我們能實時觀察動態(tài) RNA-蛋白互作，揭示拓撲約束如何主導行為——例如一個 circRNA 適配體如何穩(wěn)健結(jié)合 PKR 等免疫傳感器，而這些全局平均法根本看不到。從化學生物學角度，這些空間/單分子數(shù)據(jù)提供了理性藥物設計的結(jié)構(gòu)藍圖：不再僅憑序列，而是映射到真實細胞環(huán)境中的精確三維構(gòu)象與互作界面，從而工程化出靶標親和力更高、脫靶更低的合成 RNA 或小分子。同時，理解 RNA 藥物的空間藥代動力學還能反過來指導調(diào)控元件的精細調(diào)優(yōu)，確保治療性 RNA 不僅遞送到位，還在病灶細胞的特定亞細胞區(qū)室里“真正干活”。

7、AI 和計算生物學將怎樣改變 RNA 藥物發(fā)現(xiàn)？還存在哪些關(guān)鍵局限？

陳玲玲： AI 和計算生物學正在觸發(fā) RNA 藥物發(fā)現(xiàn)的范式轉(zhuǎn)移，正如 AlphaFold 之于蛋白工程。

歷史上 RNA 結(jié)構(gòu)預測依賴熱力學自由能最小化，且?guī)缀踔挥镁€性轉(zhuǎn)錄本訓練——對 circRNA 這種帶拓撲約束的模態(tài)根本不準。但若把高通量化學探測數(shù)據(jù)喂進去，AI 就能破譯這些隱藏的構(gòu)象架構(gòu)，進而實現(xiàn)：快速計算篩選 RNA 靶向小分子、生成優(yōu)化的高特異性 RNA 適配體/調(diào)控元件，并對體內(nèi)翻譯效率和穩(wěn)定性做出更可預測的判斷。

不過當前最大瓶頸是嚴重的“數(shù)據(jù)荒”：與蛋白結(jié)構(gòu)的海量標注庫不同，實驗測定的高分辨率 3D RNA 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)極其稀缺；RNA 又是高度動態(tài)的構(gòu)象集合體，ground-truth 很難拿到。除非全領(lǐng)域協(xié)作補齊更廣、更模態(tài)專屬的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集（尤其是非典型折疊如 circRNA），否則 AI 對動態(tài) RNA 三級結(jié)構(gòu)的預測上限仍會被鎖死。補上這個數(shù)據(jù)缺口是最關(guān)鍵的下一個前沿。

8、你所在國家或地區(qū)如何支持基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化 RNA 研究？全球經(jīng)費格局平衡嗎？如何更好地支持高風險、長周期研究？

陳玲玲： 在中國，基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化 RNA 研究得到強有力的系統(tǒng)性支持——例如國家自然科學基金（NSFC）等政府舉措，以及上海等地活躍的生物科技孵化生態(tài)，能有效促成產(chǎn)學研合作；在全球?qū)用?，COVID-19 mRNA 疫苗的成功引發(fā)了資本不成比例地涌入線性 mRNA + LNP 平臺，這種“疫苗偏差”使得同樣關(guān)鍵卻更復雜的方向——RNA 表觀遺傳學、circRNA 適配體、罕見病療法——相對資金不足，造成管線戰(zhàn)略失衡。

要真正支持高風險、長周期轉(zhuǎn)化研究，資助模式必須結(jié)構(gòu)性進化——

• 傳統(tǒng)的 2–3 年學術(shù)資助周期會激勵安全的漸進式工作、懲罰冒險的基礎(chǔ)探索；

• 應轉(zhuǎn)向 5–10 年的延長期資助機制，以里程碑驅(qū)動而非即時論文產(chǎn)出為導向，并對新模態(tài)開發(fā)中固有的早期失敗保持容忍；

• 同時通過可持續(xù)的公私合作設立“橋接基金”，跨越從基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)到臨床轉(zhuǎn)化的“死亡之谷”，保證變革性 RNA 技術(shù)不斷糧。

9、學術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和醫(yī)院如何更好聯(lián)動，加速從基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)到真實世界應用？

陳玲玲： 加速 RNA 療法進臨床需要一個緊密集成的生態(tài)——

1. 共建共享研究中心——科學家、藥物開發(fā)者、臨床醫(yī)生近距離協(xié)作。臨床醫(yī)生能說清真實患者需求，產(chǎn)業(yè)能把實驗室發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為安全有效的療法。

2. 完善數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)設施——醫(yī)院與研究單位安全共享患者數(shù)據(jù)與生物樣本，才能更快驗證假設、精準匹配臨床試驗受試者。

3. 簡化監(jiān)管與法律框架——為知識產(chǎn)權(quán)共享與臨床試驗設立標準、易用的指引，減少法律瓶頸，讓新發(fā)現(xiàn)從“實驗臺”順暢進入“病床”。

貫穿始終的前提是：一切努力必須把患者獲益放在首位。

10、需要哪些共享分子標準或協(xié)作平臺，才能確保新 RNA 發(fā)現(xiàn)對整個領(lǐng)域都可靠、安全？

陳玲玲： 為確保 RNA 藥物安全可靠，全球科研圈可以采納共享質(zhì)量標準并開放數(shù)據(jù)交換：

首先建立嚴格的分子標準：包括評估 RNA 純度、穩(wěn)定性及遞送工具的通用指南，并提供標準化生物參考物質(zhì)，讓不同實驗室的結(jié)果可對齊、可比。

其次搭建開放平臺：例如一個面向 RNA 安全性報告的全球開放數(shù)據(jù)庫——某些序列或遞送方案引發(fā)的失敗/不良反應也能登記，防止重復踩坑；再輔以 RNA 結(jié)構(gòu)開放數(shù)據(jù)庫，讓大家從同一套生物藍本出發(fā)。

共同的質(zhì)量規(guī)則和開放數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，才能讓全球 RNA 共同體減少錯誤、建立公眾信任，并把拯救生命的治療安全地推向前方。

https://www.nature.com/articles/s41589-026-02227-9