在药物研发的道路上，继小分子抑制剂和抗体药物之后，核酸类药物正引领着现代制药的“第三次浪潮”。然而，核酸类药物的有效应用依赖于合适的递送系统，以确保其能够顺利进入细胞内并发挥治疗作用。在众多递送系统中，GalNAc以其独特的优势脱颖而出，成为目前最常用的核酸偶联递送系统之一。GalNAc能够高度特异性地靶向肝基质细胞，精准地将核酸药物递送至肝脏病变组织，为肝病患者带来希望与福音。

早在半个世纪前，科学家就发现可以通过引入功能性基因拷贝，就可以治疗由于基因功能障碍而产生的遗传性疾病[1]，例如，当下大热的脂质体递送便是将RNA药物包裹在脂质体内。然而，这一技术包含了两个缺陷：其一，这些脂质体分子本身就具有免疫原性；其二，未加修饰的脂质体本身无法实现靶向递送。而新一代基于N-乙酰氨基半乳糖（GalNAc）修饰的RNA系统则是一种高效的递送技术（图1），完美避免了脂质体递送系统的缺点，能够做到直接递送以及靶向递送，避免了脂质分子的免疫原性，同时又增加了安全性[2]。

图1：不同种类的核酸药物递送系统（a：脂质体递送系统，b：GalNAc递送系统）[2]

GalNAc修饰的核酸药物

GalNAc-核酸是糖类化合物与核酸形成的单缀合物，将N-乙酰化的半乳糖胺以三价态的方式共价缀合到不同序列的RNA的正义链3′末端，形成多糖-RNA单缀合物，从而实现向肝细胞的特异性递送，并通过细胞内吞作用使药物进入细胞和发挥功能（图2）[3]。

图2：GalNAc修饰的核酸药物[3]

靶向递送原理

GalNAc对脱唾液酸糖蛋白（ASGPR）有很高的亲和力。ASGPR是一种数量众多的异源低聚物的内吞型受体，只存在于肝脏实质细胞，能特异性地识别并结合GalNAc。 GalNAc与肝脏实质细胞表面的ASGPR结合后，通过细胞内吞作用，进入到细胞内形成内涵体，从而将足够数量的siRNA带入细胞内，诱导选择性RNA沉默反应。GalNAc递送途径只在ASGPR表达的肝脏细胞上有效，其他细胞/组织中尚无有效的递送途径（图3）[4]。

图3：GalNAc递送RNA原理[4]

临床药物

高效的靶向配体、有针对性的基因沉默和方便的给药途径是实现GalNAc递送系统临床转化的关键因素。相比于脂质体，GalNAc递送系统则是利用其较高的肝脏选择性实现了精准递送。目前GalNAc修饰的药物主要有GalNAc-反义核酸（ASO）与GalNAc-siRNA，由于治疗上有效的ASO已经是经过大量修饰的，因此递送载体并不是必须的。而siRNA因为其本身容易降解，所以目前多采用载体递送技术。目前进入临床的相关药物主要是Alnylam公司研发的GalNAc-siRNA药物，包括Givlaari、inclisiran与lumasiran等，均是利用了GalNAc与ASGPR的高亲和力，从而提高其靶向性[3]（表1）。

表1：进入临床的GalNAc修饰的siRNA药物[3]

在当前的基因治疗领域，尽管基因编辑疗法备受瞩目，但RNAi（RNA干扰）技术以其无可比拟的安全性，成为了更为稳妥的靶向基因治疗工具。特别是经过化学修饰优化的GalNAc-siRNA，不仅展现出卓越的稳定性，还具备高效的干扰能力。这种siRNA缀合物在肝脏相关疾病的治疗中，特别是在基因异常高表达的情况下，展现出了巨大的应用潜力和前景。

参考文献:

1.Friedmann T, Roblin R. Gene therapy for humangenetic disease? Science. 1972 Mar 3;175(4025):949-55.

2.Subhan MA, Attia SA, Torchilin VP. Advances insiRNA delivery strategies for the treatment of MDR cancer. Life Sci. 2021 Jun1;274:119337.

3.Debacker AJ, Voutila J, Catley M, Blakey D,Habib N. Delivery of Oligonucleotides to the Liver with GalNAc: From Researchto Registered Therapeutic Drug. Mol Ther. 2020 Aug 5;28(8):1759-1771.

4.Springer AD, Dowdy SF. GalNAc-siRNA Conjugates:Leading the Way for Delivery of RNAi Therapeutics. Nucleic Acid Ther. 2018Jun;28(3):109-118.