关键词： RNAi 生物技术 产业
市场比单克隆抗体还大？疗效比反义药物更强？生物技术投资者说：“或许……”
1 RNAi横空出世
1995年，康奈尔大学 Su Guo博士，在试图阻断秀丽新小杆线虫（C. elegans） par-1基因时，发现了一个意想不到的现象：她们本来利用anti-sense RNA 技术，可达到特异性阻断 par-1基因的表达，同时亦在其对照组试验中，注射 sense RNA 到线虫体内，预期可能观察到此基因表现的增强。但得到的结果竟是二者都切断了par-1基因的表达途径。这与传统上对 anti-sense RNA 技术的解释竟是正好相反。研究小组一直没能把这个意外结果予以合理的解释。
直到1998年2月，华盛顿卡耐基研究院的 Andrew Fire 和马萨诸塞大学医学院的 Craig Mello才首次揭开这个悬疑之谜。通过大量艰苦的工作，他们证实，Su Guo 博士遇到的 sense RNA 抑制基因表达的现象，以及过去的 anti sense RNA 技术对基因表达的阻断，都是由于体外转录所得 RNA 中污染了微量双链RNA而引起的。当他们将体外转录得到的单链RNA纯化后注射线虫时发现，基因抑制效应变得十分微弱，而经过纯化的双链RNA却正好相反，能够高效特异性阻断相应基因的表达。该小组将这一现象称为RNA干扰（RNA interference，简称 RNAi）。
随后，在短短一年中，RNAi 现象被广泛地发现于真菌、阿拉伯芥、水螅、涡虫、锥虫、斑马鱼等多数真核生物中。这种存在机制揭示了 RNAi 很可能出现在生命进化的早期阶段。随着研究的不断深入，RNAi 的机制正逐步地被阐明，同时亦成为功能基因组研究领域中的有力工具，RNAi也越来越为人们所重视。2001年，它被《Science》杂志评为年度十大科学成就之一。2002年RNAi的研究又有了新的突破，发现它在基因表达调控中发挥重要作用，因此荣登2002年《Science》杂志评出的十大科学成就之首。RNAi是细胞本身固有的对抗外源基因及其侵害的一种自我保护现象，是双链RNA(double stranded RNA，dsRNA)分子在mRNA水平关闭相应序列及基因的表达，使其沉默的过程。RNAi技术的应用领域已经从基因组学研究逐步扩展到医学领域并作为基因治疗手段。利用RNAi不仅能提供一种经济、快捷、高效的抑制基因表达的技术手段，而且有可能在基因功能测定和基因治疗等方面开辟一条新思路，因此具有非常广阔的应用前景。
2 研究基因功能的新工具
由于RNAi具有高度的序列专一性和有效的干扰活力，可以特异地使特定基因沉默，获得功能丧失或降低突变，因此可以作为功能基因组学的一种强有力的研究工具。已有研究表明RNAi能够在哺乳动物中抑制特定基因的表达，制作多种表型，而且抑制基因表达的时间可以控制在发育的任何阶段，产生类似基因敲除的效应。与传统的基因敲除技术相比，这一技术具有投入少，周期短，操作简单等优势，近来RNAi成功用于构建转基因动物模型的报道日益增多，标志着RNAi将成为研究基因功能不可或缺的工具。
有报道RNAi已经被用来探寻和癌症相关的基因。目前，英国最大的癌症慈善机构和荷兰一家研究机构联手，用RNAi对上千个基因展开调查，试图发现它们对癌症是否有促进或抑制作用，并希望把课题拓展到整个人类基因组35000个基因中。
3 阻击疾病的多面手
自RNAi诞生以来，科学家纷纷以巨大的热情投入研究，其研究速度之迅捷，研究成果之辉煌为世人瞩目。
哈佛大学的学者首次在活体动物中证明通过RNAi能治疗肝病。许多肝病都表现为肝细胞的死亡——细胞凋亡。而细胞的死亡往往是由Fas蛋白所导致的。如果能逆转或阻止这种肝细胞死亡，将能治疗许多种肝病，包括自身免疫性肝炎，病毒性肝炎，移植排斥性肝炎等等。哈佛大学血液研究中心的Judy Lieberman等人通过RNAi技术使Fas受体沉默，从而成功地在自身免疫性肝炎小鼠模型中预防了肝衰竭和肝纤维化。研究结果发现未接受RNAi治疗的小鼠有40%在3天内死亡，而40只接受RNAi治疗的小鼠有33只活了下来，10天后研究人员检查这些小鼠的肝脏，发现完全正常。
加州大学洛杉矶分校和加州理工学院的研究人员用RNAi来阻止HIV病毒进入人体细胞。这个研究小组设计合成的lenti病毒载体引入siRNA，激发RNAi使其抑制了HIV-1的coreceptor-CCR5进入人体外周Ｔ淋巴细胞，而不影响另一种HIV-1主要的coreceptor-CCR4，从而使以lenti病毒载体为媒介引导siRNA进入细胞内产生了免疫应答，由此治疗HIV-1和其他病毒感染性疾病的可行性大大增加。
RNAi还可应用于其它病毒感染如脊髓灰质炎病毒等，siRNA已证实介导人类细胞的细胞间抗病毒免疫，用siRNA对Magi细胞进行预处理可使其对病毒的抵抗能力增强。在最近全世界约30个国家和地区散发或流行的严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)的防治研究中，RNAi也受到了重视。siRNA在感染的早期阶段能有效地抑制病毒的复制，病毒感染能被针对病毒基因和相关宿主基因的siRNA所阻断，这些结果提示RNAi能胜任许多病毒的基因治疗，RNAi将成为一种有效的抗病毒治疗手段。这对于许多严重的动物传染病的防治具有十分重大的意义。
RNAi还可用于治疗遗传性疾病。美国西北大学的Carthew R W和日本基因研究所的Ishizuka A等人发现RNAi同脆性Ｘ染色体综合征（与FMR-1基因异常有关的导致智力低下的染色体病）之间的关系密切，揭示了与RNAi相关机制的缺陷可能导致人类疾病的病理机制。遗传性疾病的RNAi治疗成为当今研究RNAi的又一大热点。
基于RNAi技术的药物有望治疗癌症。癌症是多个基因相互作用的基因网络调控的结果，传统技术诱发的单一癌基因的阻断不可能完全抑制或逆转肿瘤的生长，而RNAi可以利用同一基因家族的多个基因具有一段同源性很高的保守序列这一特性，设计针对这一区段序列的dsRNA分子，只注射一种dsRNA即可以产生多个基因同时剔除的表现，也可以同时注射多种dsRNA而将多个序列不相关的基因同时剔除。Maen等应用RNAi技术成功地阻断了MCF7乳腺癌细胞中一种异常表达的与细胞增殖分化相关的核转录因子基因Sp1的功能。
如此等等，不一而足……
面对众多的应用选择，致力于开发RNAi药物的生物技术公司把主要的目光投向了肝炎病毒。体外研究表明：转染了靶向乙肝病毒mRNA的 RNAi可以使被感染的肝细胞中核壳体蛋白的生成量降低99%。这一结果令RNAi公司为之振奋。最早的抗肝炎RNAi药物有望于2004年晚期进入人体临床研究阶段（见表1）。
其它研究得较多的RNAi应用靶标包括代谢疾病如肝功能低下（Sequitur公司）、血液和骨髓疾病（Alnylam公司）以及视网膜病变（Acuity制药公司，Sirna公司），某些癌症如乳腺癌、直肠癌、胰腺癌和恶性黑素瘤等。后两种癌症由于其高死亡率，很有可能使靶向的RNAi药物获FDA的快速审批地位。Sequitur公司的主席Woolf补充说，肺部可能也是一个非常合适的靶向部位，如通过吸入RNAi药物治疗哮喘；药物作用靶标可能是与传统药物相同的基因，或者是小分子药物所不能达到的靶标。Cyclacel公司的首席执行官Spiro Rombotis透露，其Polgen分公司正在探索以短链RNA作为抗有丝分裂药以靶向治疗初期癌症。
表1 有关RNAi药物的研发状况
公司
靶标
研究阶段
Acuity Pharmaceuticals
VEGF相关的年龄有关的黄斑变性和糖尿病性视网膜病变
临床前研究，预计将于2004年进入I期临床
Alnylam Pharmaceuticals
丙型肝炎，肝癌，结直肠癌
临床前研究，预计将于2004～2005年进入I期临床
Benitec
艾滋病，丙型肝炎，癌症
预计将于2004年早期进行首次临床前研究
Ribopharma(2003年7月与Alnylam合并)
恶性黑素瘤，胰腺癌，丙型肝炎
临床前研究，体外实验已经完成，预计将于2004年进入临床研究
Sirna Therapeutics
丙型肝炎，年龄有关的黄斑变性
临床前研究
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(责任编辑：产业编辑)
