2024年6月21日，復(fù)旦大學(xué)袁正宏/占昌友團(tuán)隊(duì)在期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》上發(fā)表題為" Optimized RNA interference therapeutics combined with interleukin-2 mRNA for treating hepatitis B virus infection "的研究論文。
文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)了一種針對(duì)HBV的siRNA序列組合(siHBV)，并利用艾特森微流控制備儀制備了一種改良脂質(zhì)納米粒(tLNP)，實(shí)現(xiàn)了siHBV體內(nèi)高效、安全、肝細(xì)胞靶向輸送。
研究背景
HBV感染所致慢性乙肝缺乏有效治療手段，現(xiàn)有藥物難以實(shí)現(xiàn)功能性治愈，RNAi技術(shù)雖具治療潛力，但受限于siRNA設(shè)計(jì)難度、遞送系統(tǒng)缺陷及無法激活抗病毒免疫，而IL-2可調(diào)控HBV特異性T細(xì)胞功能，為此本研究探索了優(yōu)化的RNAi療法聯(lián)合IL-2 mRNA的抗HBV 策略。
1. 全基因組篩選靶向HBV的多功能高保守siRNA
首先，研究團(tuán)隊(duì)通過分析超萬條HBV基因組序列篩選出保守基序，設(shè)計(jì)并合成20 條靶向全基因組的siRNA并分型，再利用不同HBV細(xì)胞模型進(jìn)行干擾效率驗(yàn)證，證明了僅HBV基因組特定區(qū)域的siRNA能同時(shí)靶向cccDNA和整合型HBV來源的轉(zhuǎn)錄本，且篩選出的候選siRNA干擾效果優(yōu)于經(jīng)典RNAi藥物ARC-520的靶向序列。
圖例1：全基因組篩選靶向HBV的多功能高保守siRNA
2. 篩選泛基因型多功能siRNA組合并完成化學(xué)修飾
在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)通過評(píng)估不同siRNA組合的保守性與抗HBV活性，選定基因型覆蓋率98.55%的si1260與si1848組合為siHBV，經(jīng)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其對(duì)不同基因型HBV的抑制作用后，對(duì)siHBV進(jìn)行2'-OMe、2'-F等化學(xué)修飾并篩選，證明了優(yōu)化修飾后的siHBV在保留高干擾活性的同時(shí)，血清穩(wěn)定性顯著提升且細(xì)胞毒性極低。
圖例2：篩選泛基因型多功能siRNA組合并完成化學(xué)修飾
3. 優(yōu)化低抗原性、肝靶向性的LNP遞送系統(tǒng)
隨后，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)siRNA遞送難題，通過替換傳統(tǒng)PEG脂質(zhì)為HO-PEG????-DMG并調(diào)整摩爾配比制備多款LNP，檢測(cè)其理化性質(zhì)后，以Cy5標(biāo)記siRNA和siApoB為模型開展體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，證明了3%HO-PEG????-DMG修飾的tLNP可減少免疫細(xì)胞脫靶攝取，實(shí)現(xiàn)siRNA的高效肝靶向遞送，且遞送效率優(yōu)于傳統(tǒng)mPEG-LNP。
圖例3：優(yōu)化低抗原性、肝靶向性的LNP遞送系統(tǒng)
4. 驗(yàn)證tLNP/siHBV 的體外抑制效果與生物安全性
接著，研究團(tuán)隊(duì)將優(yōu)化后的tLNP與siHBV結(jié)合制備tLNP/siHBV，先通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)檢測(cè)其對(duì)HBV抗原的抑制效果并計(jì)算IC50，再經(jīng)全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、細(xì)胞因子檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)評(píng)估其安全性，證明了tLNP/siHBV能劑量依賴性抑制HBV表達(dá)，且脫靶效應(yīng)極弱、無明顯免疫原性，生物安全性優(yōu)異。
圖例4：驗(yàn)證tLNP/siHBV的體外抑制效果與生物安全性
5.驗(yàn)證tLNP/siHBV在rAAV-HBV1.3小鼠模型中的抗HBV活性
在完成體外驗(yàn)證后，研究團(tuán)隊(duì)在rAAV-HBV1.3慢性HBV小鼠模型中開展tLNP/siHBV單次及多次給藥實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)血清病毒抗原、DNA水平，以恩替卡韋為陽性對(duì)照對(duì)比療效并監(jiān)測(cè)小鼠生理及病理指標(biāo)，證明了tLNP/siHBV能以劑量和時(shí)間依賴性顯著降低病毒載量和抗原水平，抗原抑制效果遠(yuǎn)優(yōu)于恩替卡韋，且動(dòng)物耐受度良好。
圖例5：驗(yàn)證tLNP/siHBV在rAAV-HBV1.3小鼠模型中的抗HBV活性
6. 驗(yàn)證tLNP共遞送siHBV與mIL-2 mRNA的協(xié)同抗HBV效果
最后，研究團(tuán)隊(duì)為進(jìn)一步提升抗病毒效果并實(shí)現(xiàn)持久控制，構(gòu)建mIL-2 mRNA并與siHBV共包封于tLNP制備聯(lián)合制劑tLNP/siHBVIL2，驗(yàn)證其理化性質(zhì)與mIL-2表達(dá)活性后，在HBV小鼠模型中開展給藥實(shí)驗(yàn)，結(jié)合病毒指標(biāo)檢測(cè)、流式細(xì)胞術(shù)及免疫組化分析肝臟免疫應(yīng)答，證明了該聯(lián)合制劑可實(shí)現(xiàn)RNAi介導(dǎo)的抗原清除與IL-2誘導(dǎo)的HBV特異性T細(xì)胞激活的協(xié)同作用，顯著提升持久病毒控制效果。
圖例6：.驗(yàn)證tLNP共遞送siHBV與mIL-2 mRNA的協(xié)同抗HBV效果
知識(shí)分享：研究亮點(diǎn)
1 篩選出基因型覆蓋率98.55%的泛基因型siHBV組合，可同時(shí)靶向cccDNA和整合型 HBV 來源轉(zhuǎn)錄本，經(jīng)化學(xué)修飾后兼具高活性與高穩(wěn)定性。
2 優(yōu)化出低抗原性的tLNP遞送系統(tǒng)，以HO-PEG????-DMG替代傳統(tǒng)PEG脂質(zhì)并調(diào)整配比，實(shí)現(xiàn)siRNA的高效肝靶向遞送，且生物安全性優(yōu)異。
3 構(gòu)建tLNP共遞送siHBV與mIL-2 mRNA的聯(lián)合療法，實(shí)現(xiàn)RNAi介導(dǎo)的病毒抗原清除與IL-2誘導(dǎo)的HBV特異性T細(xì)胞激活的協(xié)同作用，顯著提升抗HBV效果并實(shí)現(xiàn)持久病毒控制。
參考文獻(xiàn)：
Signal Transduction and Targeted Therapy ( IF 52.7 ) Pub Date : 2024-06-21 , DOI: 10.1038/s41392-024-01871-8
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