包括siRNA在内的小核酸药物被认为是继抗体药物之后最具战略前景的下一代制药技术平台。这类药物是一段核酸序列，主要包括：
小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）
反义核酸（Antisense Oligonucleotide, ASO）
微小RNA（microRNA，miRNA）
微小RNA拮抗物（anti-miR）
适配体（Aptamer）
CRISPR/Cas9基因编辑元件等
传统小分子药物或抗体药物的作用靶点主要是蛋白，利用药物分子本身的三维空间结构与靶基因表达的蛋白结合，由于很多靶蛋白空间结构未知，为了获得高亲和力与特异性的药物分子，就需要进行复杂的设计，和/或进行大量的实验筛选，以及多次反复的验证和修改。相比之下，小核酸药物的作用靶点主要是核酸（mRNA或DNA），而几乎所有基因的核酸序列目前均已知，人们可直接根据疾病相关基因的核酸序列，计算得到相应核酸药物分子的序列，生产时又可直接通过化学合成得到，这使得核酸药物在设计筛选、开发、生产等环节拥有明显的优势。
典
型的siRNA药物是一种双链的RNA分子，可通过碱基互补配对原则识别靶基因的mRNA、剪切mRNA，从而阻断靶基因的表达。siRNA的反义链与靶mRNA完全互补配对，这种特性使siRNA药物像一种可以编程的二维分子，作为一种信息来编码，使其在后基因组时代具有很大的应用潜力。研究人员理论上几乎可以对所有基因目标快速、合理的设计药物。
然而，20年过去了，只是在最近一两年，我们才看到了核酸药物的曙光。就像任何治疗方式一样，核酸药物的成功，都需要不仅达到足够活性，还需要合适的药代动力学行为，包括吸收，分布和代谢等行为。小分子药物的分子结构，即决定了其药物作用方式，也同时决定了其体内的分布和吸收。
siRNA药物除了具有二维分子、信息药物的特征，还具有高分子量、高电负性的特点，这使得以siRNA为代表的核酸药物分子本身，仅满足了作为药物的有效性，并没有解决药物递送问题。而且siRNA高分子量高电负性还给递送带来了重重挑战。
siRNA药物作用靶标是细胞质中的mRNA，要从体外经过体内循环系统，到达组织器官，进入目标细胞，最后与靶mRNA结合，要经历多重的屏障。注入体内的siRNA在循环系统中会遭遇核酸酶降解，并且核酸分子量大、高电负性，天然的核酸几乎不能透过细胞膜。循环系统内的核酸，要么被血浆中的核酸酶降解，要么被肾脏排除体外。不仅如此，血浆中的免疫因子还会识别外来的核酸，引起免疫识别。这些因素将使天然的核酸在循环系统中会迅速的被清除掉，根本不能到达目标细胞。
图片来源：Nature Reviews Genetics 16,543–552，(2015)
siRNA递送障碍：
1）给药方式
2）肾脏排泄作用
3）核酸酶降解作用
4）免疫识别
5) 穿过血管壁富集到靶组织
6）细胞膜障碍
7）内涵体逃逸障碍
一个解决siRNA药物递送问题的策略是将siRNA包裹在脂质体纳米颗粒中。脂质体是一种解决核酸药物递送的良好策略，脂质体是由磷脂、胆固醇等酯类分子形成的复杂体系，具有纳米尺寸。核酸被包裹于脂质体内部，一定程度阻止了核酸酶与其接触，从而一定程度的避免了被核酸酶快速降解。脂质体的纳米尺寸，特别是表面修饰聚乙二醇（PEG）的脂质体，可以避免被肾脏滤出，也可以有效降低免疫刺激，可以显著增加在循环系统中的保留时间，使其容易在肝脏、肿瘤等存在较大细胞间隙的组织中富集。脂质体的成分与细胞膜的成分类似，包裹siRNA的脂质体往往带有微弱的正电荷或呈电中性，这促使脂质体能够与细胞膜融合，被细胞内吞进入细胞，从而将siRNA带入细胞中。
图片来源：Arbutus 公司公开资料
脂质体技术有效促进了siRNA药物克服递送障碍的问题，然而也有其弱点。脂质体的组成非常复杂，并且与携带的药物相比，通常脂质成分的质量含量是药物质量含量的10倍以上，在这种情况下，作为辅助成分的脂质体本身的毒性往往要大于药物活性成分的毒性。
图片来源：Alnylam 公司公开资料
为了透过细胞膜，除了从组成细胞膜的主要成分考虑，另一个方向是从复杂多样的细胞膜表面受体蛋白入手，选择细胞膜表面高丰度、高结合力的受体蛋白，利用其对配体的结合和转运来递送药物。将这样的配体缀合到siRNA分子上，就可以通过受体-配体的结合，将siRNA带入细胞内。脱唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）就是这样一种细胞表面蛋白，在肝脏实质细胞中高表达，对N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）有高亲和力。将缀合GalNAc的siRNA经皮下注射，最终siRNA通过循环系统到达肝细胞。相比脂质体，更单一的组成结构使其更易于制备，更利于质量控制，潜在毒性更小，且皮下给药的方式相较于静脉给药的脂质体，在临床适用性与病人依从性上也拥有较大优势。然而早期使用这种配体分子的尝试并不成功，这是因为缀合GalNAc的siRNA仍然暴露于核酸酶的作用下，在siRNA实现mRNA干扰前即被降解。近年来核酸化学的发展使得修饰的siRNA在保持活性的前提下，极大地提高了稳定性，缀合载体的应用才有了爆发式地快速发展。
目前采用脂质体递送技术和GalNAc缀合递送技术均有多个siRNA药物处于临床研究。GalNAc的受体几乎只高表达于肝实质细胞，因此所缀合的siRNA药物只能应用于治疗肝脏相关疾病。脂质体载体也主要富集于肝脏，此外也有部分脂质体可靶向肿瘤或其他器官，例如肺。
siRNA具有治疗各类疾病的潜力，然而实际成为治疗疾病的药物，依赖于递送技术的突破。递送技术又与多种递送挑战相关，siRNA的递送是一个综合性的问题。就肝脏靶向来说，GalNAc缀合递送方式相比脂质体递送方式具有优势。但这种利用ASGPR受体的递送是否具有普适性，能否复制到其它配体-受体对中？ASGPR是一种特别的、高丰度表达并且快速循环的受体，在肝细胞表面的丰度为5×106-1×107，而循环时间约为15min。研究表明，成功进入细胞的siRNA中，只有千分之几到百分之几的量最后进入RNA诱导的沉默复合体（RISC）行使功能，意即绝大部分进入细胞的siRNA未能发挥作用，这是因为核酸进入细胞后还需要经历一个内涵体/溶酶体的过程，在内涵体/溶酶体中，高浓度的酶将绝大部分核酸都降解了。
因此，除了寻找开发其他递送技术，其他靶向配体，还有两个方向也对siRNA递送技术有至关重要的作用。其一是进一步的研究siRNA的化学修饰，如何在确保具有高活性等条件下，尽可能提高siRNA的稳定性，不仅降低siRNA在循环系统中的降解风险，更大程度的要提高siRNA在内涵体/溶酶体高浓度酶环境条件下的“存活率”。其二是考虑如何使siRNA尽快的从内涵体逃逸，在内涵体/溶酶体中的时间越短，siRNA被降解的越少。如此，在生物体细胞中，其他多种多样的配体-受体对，在丰度为105甚至104的情况下，也有希望开发成siRNA的递送途径。
肝靶向递送技术的突破，带来siRNA药物在肝脏相关疾病治疗上的大幅进展，首个siRNA药物有希望于2018年上市。未来的siRNA药物的开发，特别是在非肝靶向药物的开发，依赖于新的递送技术突破。纳米递送技术在肿瘤靶向、肺靶向等具有先发优势，靶向配体缀合递送方式有更好的药学优势。但是siRNA药物的递送并不是一个独立的问题，应该将递送与核酸的修饰（修饰同时与活性、稳定性、脱靶效应、免疫反应等相关）、跨越细胞膜、以及内涵体/溶酶体逃逸，都综合起来看待。
苏州瑞博生物技术有限公司
苏州瑞博生物技术有限公司经过多年核酸技术积累，拥有siRNA药物设计和核酸化学修饰方面的专业优势，并针对核酸药物建立了脂质体递送技术和GalNAc靶向缀合递送技术两种药物递送平台。目前公司除siRNA药物开发外，还在反义核酸和核酸适配体方面发力。反义核酸和核酸适配体由于结构和作用靶标的差异，在大多数情况下凭借核酸的化学修饰即可满足药物分布和药代动力学的要求，其品种的开发不受限于递送技术。
