近日，浙大二院眼科中心雙聘教授、浙江大學(xué)良渚實(shí)驗(yàn)室孔娜研究員，浙大二院眼科中心姚克教授與哈佛醫(yī)學(xué)院布萊根婦女醫(yī)院陶偉教授在Cell Press細(xì)胞出版社期刊Trends in Biotechnology（IF:17.3）發(fā)表了題為“Ocular RNA nanomedicine: engineered delivery nanoplatforms in treating eye diseases”的綜述。該論文系統(tǒng)總結(jié)了近年來(lái)RNA納米藥物在眼部疾病治療的最新進(jìn)展，重點(diǎn)探討了RNA遞送策略的發(fā)展脈絡(luò)、臨床進(jìn)展以及眼部疾病治療的現(xiàn)存挑戰(zhàn)。
眼部疾病仍然是全球重大的健康挑戰(zhàn)，許多患者的醫(yī)療需求尚未得到滿足。RNA納米藥物因其在治療基因相關(guān)眼病中的顯著療效和安全性，已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。然而，由于RNA的不穩(wěn)定性、靶向效應(yīng)以及眼部生理屏障，RNA在眼部疾病治療中的有效遞送面臨巨大挑戰(zhàn)。特定設(shè)計(jì)的RNA藥物結(jié)合精心設(shè)計(jì)的遞送平臺(tái)，能夠有效克服眼部疾病治療中的諸多障礙。具體而言，這些遞送平臺(tái)能夠保護(hù)RNA免受降解，增強(qiáng)其在靶組織中的穩(wěn)定性和遞送效率。例如，開(kāi)發(fā)的脂質(zhì)納米顆粒（LNPs）能夠成功遞送治療性mRNA到視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞和Müller膠質(zhì)細(xì)胞，顯著改善了視網(wǎng)膜疾病的治療效果。
圖1 . RNA納米藥物用于眼部疾病治療的發(fā)展
RNA納米藥物包括多種類型，如適體、微小RNA（miRNA）、小干擾RNA（siRNA）、反義寡核苷酸（ASO）、信使RNA（mRNA）和環(huán)狀RNA（circRNA），它們共同提供了多樣的策略來(lái)抑制或過(guò)表達(dá)某些眼病相關(guān)的特定基因。Iveric Bio的Izervay是一種適體治療藥物，靶向并抑制補(bǔ)體成分5，已被FDA批準(zhǔn)用于治療年齡相關(guān)性黃斑變性（AMD）的地理性萎縮和Stargardt病。QR-504a是一種反義寡核苷酸治療藥物，在臨床前表現(xiàn)出良好的效果，但其臨床試驗(yàn)發(fā)展仍面臨考驗(yàn)。另外多種RNA納米藥物目前正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，并且顯示出改善眼科疾病治療效果的巨大潛力。RNA靶向治療提供了一種有別于傳統(tǒng)基因組治療的新方法，允許進(jìn)行特定的、可逆的基因修飾，而不會(huì)對(duì)宿主的DNA造成永久性改變。未來(lái)，這一研究有望推動(dòng)RNA納米藥物在其他復(fù)雜疾病中的應(yīng)用，并為精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展提供重要支持。
圖2. 不同種類RNA療法的作用模式
RNA藥物的設(shè)計(jì)和優(yōu)化使其能夠更有效地穿透眼部屏障，并在靶細(xì)胞中發(fā)揮作用。例如，化學(xué)修飾的RNA分子不僅增強(qiáng)了其穩(wěn)定性和降低了免疫原性，還保護(hù)了其脆弱的糖-磷酸骨架，減少了脫靶效應(yīng)。此外，將RNA封裝在納米材料中進(jìn)一步提高了其生物相容性和降低了免疫原性。這些優(yōu)化措施顯著提升了RNA藥物在治療中的效果。遞送RNA到眼部的內(nèi)部挑戰(zhàn)在于眼睛的獨(dú)特解剖結(jié)構(gòu)和生理屏障，這些屏障限制了藥物在目標(biāo)部位的濃度。例如，淚膜屏障和角膜屏障都顯著降低了藥物的生物利用度。為了克服這些挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了多種創(chuàng)新的納米遞送平臺(tái)，包括脂質(zhì)納米顆粒（LNPs）、聚合物納米顆粒、生物納米載體等。
3.1
脂質(zhì)納米載體
脂質(zhì)納米顆粒（LNPs）作為一種非病毒平臺(tái)，已經(jīng)在臨床上成功用于mRNA遞送。LNPs具有配方簡(jiǎn)單、生物相容性好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其成為臨床眼科治療中極具前景的藥物遞送載體。例如，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的LNPs成功地將mRNA遞送到視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞和Müller膠質(zhì)細(xì)胞，顯著改善了視網(wǎng)膜疾病的治療效果。
3.2
聚合物納米載體
聚合物納米載體是由天然或合成材料生成的納米結(jié)構(gòu)，具有高度可控的性質(zhì)和表面修飾的簡(jiǎn)便性。例如，一項(xiàng)研究報(bào)告顯示，PEG化的脂質(zhì)-蛋白質(zhì)-透明質(zhì)酸納米顆粒（PEG-LPH-NP-S）在小鼠模型中有效減少了脈絡(luò)膜新生血管的面積。此外，設(shè)計(jì)成章魚(yú)狀結(jié)構(gòu)的多價(jià)穿透素（MVP）使用聚乙二醇（PEG）核，能夠高效遞送治療性siRNA，顯示了在非侵入性眼內(nèi)基因遞送中的巨大潛力。
3.3
生物納米載體
生物納米載體，特別是外泌體，在RNA藥物遞送中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。外泌體是一種由細(xì)胞釋放的微小胞外囊泡，具有天然的生物相容性和低免疫原性，能夠有效地穿越生物膜，將復(fù)雜的貨物遞送到目標(biāo)細(xì)胞。例如，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體的眼藥水（MSC-exo），裝載miR-204，為干眼病的治療提供了一種安全、非侵入性的治療策略。該外泌體眼藥水能夠調(diào)節(jié)眼表面M1和M2巨噬細(xì)胞之間的平衡，通過(guò)miR-204/IL-6/STAT3軸顯示了在Benzalkonium chloride (BAC) 誘導(dǎo)的小鼠模型和Graft-versus-host disease (GVHD) 相關(guān)干眼病中的有效治療結(jié)果。
3.4
無(wú)機(jī)/有機(jī)混合納米載體
無(wú)機(jī)/有機(jī)混合納米載體顯示出增強(qiáng)靶向遞送和提供多功能性的潛力。研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了基于刺激響應(yīng)的二氧化硅納米粒子（SNP）系統(tǒng)，這些納米粒子能夠高效遞送核酸（如DNA和mRNA）和CRISPR基因編輯器到小鼠視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞和肝細(xì)胞，促進(jìn)高效的基因組編輯。此外，抗體結(jié)合的PEI封蓋金納米顆粒加載siRNA分子，成功用于下調(diào)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（RB）細(xì)胞中的上皮細(xì)胞粘附分子（EpCAM）表達(dá)。這些混合納米載體通過(guò)提供獨(dú)特的電、磁和光學(xué)特性，進(jìn)一步拓寬了RNA遞送的范圍。
3.5
新型納米載體
病毒樣顆粒（VLPs）是一種創(chuàng)新的藥物遞送平臺(tái)，模仿病毒的外部結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有病毒的基因組，因而沒(méi)有感染性。VLPs結(jié)合了病毒載體和非病毒載體的優(yōu)點(diǎn)，能夠高效遞送RNA藥物。例如，研究團(tuán)隊(duì)利用病毒工程技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種新的VLP遞送技術(shù)，通過(guò)視網(wǎng)膜下注射遞送CRISPR到視網(wǎng)膜色素上皮（RPE）細(xì)胞，在AMD模型中實(shí)現(xiàn)了高達(dá)44%的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A（VEGFA）基因敲除，并減少了63%的新生血管面積。進(jìn)一步的發(fā)展包括基于VLP技術(shù)的單純皰疹病毒（HSV-1）擦除慢病毒顆粒（HELP）遞送系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了腺相關(guān)病毒（AAV）載體的載量限制和長(zhǎng)期Cas9表達(dá)的安全風(fēng)險(xiǎn)。
圖3. RNA納米藥物載體設(shè)計(jì)與眼部疾病治療
RNA納米藥物在眼科疾病治療中的應(yīng)用為精準(zhǔn)醫(yī)療提供了新的可能性。通過(guò)持續(xù)的研究和創(chuàng)新，研究團(tuán)隊(duì)有望開(kāi)發(fā)出更多安全、高效的RNA納米藥物，結(jié)合多樣的核酸藥物遞送平臺(tái)，為患者帶來(lái)更多治療選擇。此外，RNA納米藥物在癌癥、心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等領(lǐng)域也顯示出巨大的潛力，未來(lái)有望成為治療多種復(fù)雜疾病的重要工具。
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