反义寡核苷酸（ASOs）领域是一个新兴的药物开发领域，自1978年ASOs概念出现，经过20多年的发展，ASOs才被开发成可用于商业用途的药物。ASOs可以与靶基因配对，通过特异性阻断靶基因的转录或翻译过程来实现基因调控。ASOs药物具有高特异性、高效率、低毒等优点，广泛应用于基因功能研究、药物靶点验证、和肿瘤治疗等领域。

已上市的ASOs药物

ASOs药物主要作用机制

ASO药物根据其作用机制可分为两类：

RNase H介导的降解：在这种机制中，RNase H1酶识别并切割RNA-DNA样的异双链结构。为了激活RNase H，ASOs必须包含5到10个连续的脱氧核苷酸，PS连接也能激活RNase H。中心的PS-ODN间隙（8-10个核苷酸）两侧被2′-修饰的核苷酸（如MOE、LNA或cEt）所夹持，这些修饰增加了稳定性和亲和力，形成gapmer结构。PS连接和2′修饰会降低RNase H活性，导致这些反义寡核苷酸变为仅占位寡核苷酸，从而调节剪接。

可变剪接：发生在仅占位的寡核苷酸（如nusinersen和PMO类药物，如eteplirsen、golodirsen、viltolarsen和casimersen）中，这些寡核苷酸与前体mRNA结合并阻止剪接体，诱导外显子包含或跳过。这一机制用于治疗脊髓性肌萎缩症（SMA）和杜氏肌营养不良症（DMD）等疾病。

ASOs作用机制图

ASOs药物在研发过程中为了确保ASOs药物的疗效和稳定性，可以对其进行ASOs设计、化学修饰等方法，最大限度地提高ASOs药物的疗效，确保其在临床应用中的安全性和长期有效性。

ASOs设计

ASOs的设计是决定其疗效和特异性的核心。设计时主要考虑以下因素：

序列特异性：确保ASOs仅与目标RNA结合，避免与其他基因的非特异性结合。

稳定性与亲和力：优化ASOs的化学结构以提高其在体内的稳定性，避免快速降解，同时增强与靶RNA的结合亲和力。

抗脱靶效应：确保ASOs对非靶RNA的干扰最小化，减少副作用。

ASOs化学修饰

ASOs主要有碱基修饰、糖修饰和linker修饰。不同修饰各自有助于优化ASOs的治疗潜力，可提高ASOs的稳定性、疗效和安全性。

Linker修饰：集中于稳定ASOs的骨架，防止外切酶的降解，改善分子的药代动力学性质。

碱基修饰：影响ASOs与靶RNA的特异性结合，增强亲和力和选择性。

糖修饰：主要通过保护糖骨架不被降解来提高ASOs的稳定性，从而延长其半衰期。

ASOs化学修饰

ASOs经过化学修饰之后，大大地提高稳定性、靶向性，减少降解产物，最大限度降低不良反应的可能性，提高 ASOs的整体安全性。

ASOs药物的临床应用

1. 脊髓性肌萎缩症（SMA）

SMA是由于SMN1基因功能缺失引起的，SMN2基因虽然产生一定量的全长SMN蛋白，但由于外显子7跳过，常常产生短小且不稳定的蛋白。Nusinersen是一种2′-MOE修饰的PS ASO，通过促进SMN2前体mRNA的外显子7包含，从而恢复全长SMN蛋白的产生。

2. 杜氏肌营养不良症（DMD）

DMD是由于基因的突变导致其阅读框破坏，产生提前的终止密码子，导致基因表达中断。Eteplirsen通过与DMD前体mRNA的外显子51结合并使其跳过，从而恢复功能性，但较短的肌营养不良蛋白。同样，golodirsen和viltolarsen通过与外显子53结合，casimersen通过与外显子45结合，促使这些外显子跳过，恢复肌营养不良蛋白的表达。

3. 肌萎缩侧索硬化症（ALS）

ALS也称渐冻症，ALS患者常伴有进行性肌肉无力及消瘦症状，具有局灶性发作并扩散至身体不同区域，常因呼吸肌衰竭致死 。2023年4月，美国FDA加速批准治疗SOD1相关ALS的ASOs药物Tofersen（商品名：Qalsody）上市。Tofersen通过诱导RNase H介导SOD1 mRNA降解，以减少ALS 患者SOD1蛋白的合成，使患者脑脊液SOD1浓度以及血浆中受损神经元释放的神经丝轻链浓度的显著降低，患者呼吸功能和肌肉力量的下降速度得到改善 。

4. 遗传性转甲状腺素蛋白介导的淀粉样变多发性神经病变（ATTRv-PN）

转甲状腺素蛋白（transthyretin，TTR）是一种血浆载体蛋白，可运载甲状腺素和维生素A至全身各个组织和细胞。ATTRv-PN是一种TTR突变引起的以周围神经损害为主的多系统疾病，其特征是TT不稳定性水解、错误折叠并引起淀粉样蛋白原纤维在细胞外沉积导致细胞被破坏，进而引起周围神经系统为主的损害，干扰组织的正常功能。Eplontersen通过3 个N-乙酰半乳糖胺（Nacetylgalactosamine，GalNAc）配体靶向肝脏组织，与野生型及突变型TTR mRNA结合并诱导RNase H介导其降解以减少循环TTR蛋白，从而降低患者淀粉样蛋白的沉积水平。

必威生物ASOs合成服务

必威生物建立了符合ISO9001和ISO13485质量管理要求的生产车间，拥有标准的生产流程，精湛的合成及纯化工艺。合成的ASOs均严格执行QC检测标准，通过HPLC纯度检测，以确保高质量的ASOs产品输出。

服务优势

1. 丰富的修饰类型

2. μg-g合成规格

3. HPLC和LC-Mass分析

参考文献：

1.Kim Yeonjoon. Drug Discovery Perspectives of Antisense Oligonucleotides[J]. Biomolecules & Therapeutics,2023,31(3):241-252. doi:10.4062/biomolther.2023.001

2.Echevarría Lucía, Aupy Philippine, Goyenvalle Aurélie. Exon-skipping advances for Duchenne muscular dystrophy[J]. Human Molecular Genetics,2018,27(R2):R163-R172. doi:10.1093/hmg/ddy171

3.胡祎瑄, 周子凯. 反义寡核苷酸药物在神经系统疾病治疗中的研究与应用[J]. 中国医药导刊,2024,(04):30-37.