
RNAi 的概念比上市早二十年——1998 年 Fire 和 Mello 在线虫中观察到双链 RNA 能高效沉默同源基因 [PMID:9486653],这一发现后来拿到诺贝尔奖。但递送一直是瓶颈:裸的 siRNA 在血液里不稳定,负电荷、亲水的双链分子也很难自己穿过细胞膜。2018 年 patisiran 上市证明了 RNA 干扰能在人身上稳定工作,但它的剂型形态——LNP 包裹、静脉输注、每三周一次——制药界很清楚不是终局 [FDA 公开批准信息]。
LNP 是第一个系统性解法的代表。核心组件是可电离脂质——在生理 pH 下近中性,进入内涵体后因酸性环境质子化带上正电荷,帮助核酸从内涵体逃逸到胞质。Jayaraman 等在 2012 年报道的 DLin-MC3-DMA 把这类脂质的效力推上一个台阶 [PMID:22782619],而 MC3 的前身正是更早期的可电离脂质 DODAP 家族——1,2-二油酰基-3-二甲铵基丙烷。这条化学脉络至今仍是 LNP 递送的基本盘,也在 2020 年前后的 mRNA 疫苗里被验证到了极致。
但 LNP 的代价同样明显:配方复杂、粒径与稳定性控制要求高、静脉给药依从性差。行业里有一句不算夸张的总结:LNP 解决的是「能不能递进去」,而下一问是「能不能递得更简单」。
答案在 2019 年到来的那一刻换了个形态。
为什么一支 siRNA 要做成三叉戟的形状?答案是 GalNAc。N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)是肝细胞表面去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)的高亲和配体,把三份 GalNAc 通过支链 linker 共价连到 siRNA 的正义链末端,递送就不再需要任何纳米颗粒——分子自己会「导航」到肝脏 [PMID:25434769]。
2014 年,Nair 等在 JACS 上报道多价 GalNAc 偶联的 siRNA 能在肝细胞中引发稳健的基因沉默 [PMID:25434769],这篇工作被普遍视为 GalNAc 偶联路线的里程碑。此后的演化速度明显加快:2019 年 11 月 givosiran 获批,成为第一个上市的 GalNAc-siRNA 偶联药物;2020 年 lumasiran 获批;2021 年 12 月,诺华的 inclisiran(Leqvio)获 FDA 批准,用于降低 LDL-C [FDA 公开批准信息]。2023 年,inclisiran 在中国获批上市 [据公开监管信息]。
inclisiran 的意义不只在 PCSK9 靶点本身,而在于它把给药频率从「每三周一次静脉」拉到了「一年两次皮下注射」[PMID:32187462]。能这样做的原因有三层叠加:GalNAc 偶联带来的肝细胞特异富集、2'-F 与 2'-OMe 等糖环修饰带来的血清稳定性、硫代磷酸酯(PS)骨架带来的核酸酶抵抗 [PMID:26281785]。三者缺一,长效就无从谈起。
这套「偶联物化学生产」的逻辑,恰好把行业注意力从递送装置拽回到分子化学本身。Springer 与 Dowdy 在 2018 年的一篇综述里把 GalNAc-siRNA 偶联称为 RNAi 疗法递送的领跑者 [PMID:29792572],其理由之一正是:偶联物可以像小分子药一样规模化生产,供应链更短,QC 更可控。
一个常被忽略的事实是:无论 GalNAc 偶联还是 LNP 包裹,寡核苷酸本身都来自同一条固相合成流水线,而固相合成的起点,是一瓶瓶 phosphoramidite 单体。
很多人以为寡核苷酸的核心壁垒在递送——LNP 还是 GalNAc,选对了就赢了。但真正决定你能不能做出来的,往往不是递送路线,而是你能不能买到对的修饰单体。把 GalNAc 偶联、LNP 递送和点击化学修饰放进同一张表,不是要分高下,而是看清各自管哪一段——前两者解决「到哪去、怎么进细胞」,后者解决「分子上怎么接东西」。
说明:对比表中数值与描述均为典型情况,来源于公开文献、监管公开信息与行业观察;不同技术路线不存在简单的优劣关系,选型取决于靶组织、给药途径与开发阶段。
点击化学的概念由 Sharpless 等在 2001 年正式提出:一类反应条件温和、选择性高、产率近乎定量的模块化偶联反应 [PMID:11433435]。对寡核苷酸化学来说,这个概念几乎是为它量身定做的——核酸在酸、碱、氧化剂面前都比较娇气,恰好需要这种「温和而可靠」的连接方式。
2004 年,Bertozzi 组报道了应变促进的叠氮-炔环加成(SPAAC,靠分子自身的环张力驱动反应,不需要加铜催化剂——对活体样品更安全)[PMID:15547999]。二苯并环辛炔(DBCO)就是这条路线里最常用的应变环炔之一,和叠氮(Azide)在无铜条件下即可反应。这条反应如今在寡核苷酸领域承担三件具体的工作:
第一件,引入报告基团。把荧光染料、生物素通过叠氮-炔点击连到寡核苷酸的 5' 端或内部位点,得到用于 qPCR、原位杂交、单分子成像的标记探针。这类探针是 GalNAc 偶联物药代动力学研究里的标准工具——想看清一支偶联 siRNA 在体内去了哪,最直接的办法就是给它挂一个点击化学接上去的荧光标签。
第二件,构建偶联物。GalNAc 配体、靶向肽、抗体片段乃至 PEG,都可以预先装上 Azide 或 Alkyne 手柄,再与另一端的互补基团完成偶联。相比传统 NHS 酯-氨基偶联,点击化学的选择性更好,副产物更可控,这在需要「在完整核酸上做一步修饰」的场景里优势明显。
第三件,在固相合成里直接嵌入。这一切的前提,是修饰单体本身能以 phosphoramidite 的形式进入合成仪——DBCO 修饰的亚磷酰胺、5' 端 Alkyne 亚磷酰胺、Alkyne dT 这类带炔基的碱基单体,让「先合成、后点击」成为流水线操作。固相合成按序延伸链长,修饰单体在指定位置进场,脱保护后整条链带着手柄出厂,下一步偶联只是加另一端的 Azide 或 DBCO 而已。
这套工作流的产业含义在 2024 年后变得明显。肝外递送的探索(C16 脂质偶联、肽偶联、抗体偶联寡核苷酸等,据公开信息)让「偶联物」的品类快速增加,而每一种偶联物都意味着新的修饰单体和接头需求。管线越多,供应链越靠近化学本身。
GalNAc 简化了递送,但没有消灭化学——恰恰相反,偶联物化学生产成了新的供应链战场。据行业观察,国产供应链的机会点大致落在四个位点上。
位点 1:标准 phosphoramidite 单体——规模化的基本盘
常规 A/C/G/T 单体、2'-OMe、2'-F、5-甲基胞苷等修饰单体,国内已有多家厂商稳定供应,纯度与批次一致性接近进口水平(据行业观察)。这一层拼的是产能、纯度和成本,属于「已卡到位」的位点。
位点 2:GalNAc 配体与 linker——从「能用」到「定制」
三叉 GalNAc 结构、不同链长 linker、可裂合连接子,国产已有供应,但高端定制仍集中在少数厂商(据行业观察)。国产 GalNAc-siRNA 管线进入临床后,这个位点的需求会从「买货」转向「按序列定制」。
位点 3:点击化学工具——差异化卡位点
DBCO/Alkyne/Azide 修饰单体、DBCO 类双功能接头、含 PEG 间隔臂的偶联试剂。这个位点的特点是品种多、单品种量不大、但毛利率与壁垒都高——荧光标记探针和偶联物管线都在消耗它。据行业观察,国产厂商在 Alkyne 与 DBCO 修饰单体上的供应能力正在快速补齐,是当前性价比最高的卡位机会。
位点 4:LNP 功能脂质——成熟赛道的稳定盘
可电离脂质(如 DODAP 及其衍生物)、PEG 脂质、辅助磷脂等已有国产稳定供应(据公开产品资料)。这个位点不会消失——肝外递送探索中的 LNP 复方、mRNA 平台的持续放量都在托底,但它更像「守盘」,不像前三个位点那样有增量想象力。
把四个位点连起来看,判断其实很直白:标准单体拼规模,GalNAc 拼定制,点击工具拼品种与壁垒,LNP 脂质拼稳定。对采购方来说,这四类产品的选型逻辑也完全不同——规模品看批次一致性,定制品看交期与 QC 文档,点击工具则要先看端基活性和副反应控制。
把时间线拉到 2026 年年中,寡核苷酸行业的位置大致是这样的:siRNA 已从罕见病走向慢病——高胆固醇之外,高血压、乙肝等适应症的后期管线持续推进(据公开信息);GalNAc 之外,肝外递送仍没有出现第二个被临床广泛验证的通用平台,但偶联策略(脂质偶联、肽偶联、抗体偶联寡核苷酸)的探索在 2024-2026 年明显升温(据公开信息)。中国一侧,多款国产小核酸管线进入临床阶段,CDMO 与原料供应链出海成为公开讨论的话题(据行业观察)。
三个判断,供下半年看盘时对照。更准确地说,这三条背后有一个共同的判断公式:供应链的成熟节奏快于靶向配体的成熟节奏——看寡核苷酸行业,先看化学工具的工程化进度,再看靶向配体的临床验证进度。下面三条是这个公式在三个具体场景里的展开。
判断一:肝外递送短期内等不来「第二个 GalNAc」,但偶联化学生产会先成熟。新靶向配体的临床验证周期以年计,而点击化学、酶法合成、修饰单体的工程化是当下就能推进的事。按上面的公式,化学工具的工程化进度领先于靶向配体的临床验证进度——所以偶联物供应链会先于肝外靶向配体落地。这在过去两年已被多次验证(据行业观察)。
判断二:phosphoramidite 国产化从「能用」走向「稳定」,高端修饰单体是下一个分水岭。标准单体的国产替代基本完成叙事,真正决定下一个五年份额的,是 5' 端修饰单体、双环核酸单体、点击工具类单体这类高附加品种的纯度与一致性。谁能把这类产品的 QC 做到「进口同款、批次可溯」,谁就拿到卡位(据行业观察)。
判断三:采购逻辑从「追货号」转向「追文档」。国产管线和出海项目对供应链的要求正在从「买得到」升级为「证据链完整」——批次 COA、杂质谱、稳定性数据、法规合规文档。对供应商而言,服务体系与文档能力将成为与纯度同等重要的竞争维度(据行业观察)。
2026 年下半年,值得跟踪的信号有三个:肝外递送偶联物的临床数据读出、国产 GalNAc 管线与进口产品的头对头进展、以及高端修饰单体的国产放量公告(据公开信息)。
冰合试剂的寡核苷酸相关产品线,恰好覆盖了上面四个位点里的后三个。固相合成阶段,点击化学偶联单体 - DBCO-TEG phosphoramidite 让 DBCO 手柄随合成直接进场;Alkyne-PEG4-phosphoramidite 提供带间隔臂的 5' 端炔基选项,间隔臂长短直接影响后续偶联的空间位阻,是标记实验里常被低估的一个参数;Alkyne dT phosphoramidite 则把炔基放到胸腺嘧啶位点上,适合需要在序列内部埋入标记位点的场景。
说完了合成端的工具,偶联端还有一类双功能接头。DBCO-PEG-NHS 是典型的代表:一头 DBCO 等叠氮点击,一头 NHS 酯等氨基,用来把蛋白、抗体或氨基化靶头接到点击手柄上。递送段,DODAP 作为可电离脂质,覆盖 LNP 配方里「内涵体逃逸」这一环的基础需求。
选型速记
· 末端接荧光/生物素做探针:优先 5' 端 Alkyne 或 DBCO 修饰单体 + 对应 Azide/DBCO 染料
· 序列内部埋标记点:Alkyne dT 类碱基修饰单体
· 蛋白/抗体/靶头偶联:DBCO 端 + NHS 端双功能接头
· LNP 配方打样:可电离脂质 + 辅助磷脂 + PEG 脂质组合
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Q1:GalNAc-siRNA 偶联药物和 LNP 递送的 siRNA 药物本质区别在哪?
GalNAc 偶联把靶向配体直接共价连在 siRNA 上,分子自己导航到肝细胞 [PMID:25434769],皮下注射即可;LNP 是把 siRNA 包进纳米颗粒,靠颗粒性质实现递送,代表药物 patisiran 为静脉输注 [FDA 公开批准信息]。前者结构简单、供应链短、给药频率低;后者载药灵活、在肝外递送探索中仍是重要选项。
Q2:为什么 inclisiran 一年两次给药就够了?
三层机制叠加:GalNAc 偶联让 siRNA 在肝细胞富集并持久驻留 [PMID:29792572],2'-F/2'-OMe 糖环修饰抵抗核酸酶降解,硫代磷酸酯骨架进一步延长半衰期 [PMID:26281785]。ORION 系列 III 期研究支持了这种低频给药方案的长期有效性 [PMID:32187462]。
Q3:点击化学在寡核苷酸领域主要解决什么问题?
三件事:引入报告基团(荧光、生物素标记探针)[PMID:11433435];构建偶联物(GalNAc、肽、抗体、PEG 的定点连接);在固相合成中嵌入修饰单体实现「先合成、后偶联」的流水线操作。SPAAC 反应无需铜催化,对完整核酸更温和 [PMID:15547999]。
Q4:做荧光标记寡核苷酸,端基选 Alkyne 还是 DBCO?
看另一头用什么。若染料是 Azide 标记,核酸端选 DBCO(无铜 SPAAC)或 Alkyne(需铜催化 CuAAC)均可;若染料本身是 DBCO 标记,核酸端应选 Alkyne 修饰单体。无铜体系对敏感样品更友好,但 DBCO 修饰单体成本通常更高。是否加 PEG 间隔臂取决于后续偶联物的空间位阻需求。
Q5:国产 phosphoramidite 单体供应商怎么选?
据行业观察,按四步看:一看纯度与杂质谱,HPLC 纯度与关键杂质(如水解副产物)要在 COA 里写清楚;二看水分控制,phosphoramidite 对水敏感,包装与开封后稳定性直接决定偶联效率;三看批次一致性,要求厂商提供多批次对比数据,这是「能用」和「稳定」的分水岭;四看文档能力,COA、稳定性数据、法规合规文档是否随货完整。另注意端基活性:Alkyne/DBCO 类修饰单体建议先做小试偶联验证再放量(据行业经验)。
Q6:phosphoramidite 单体纯度不高会出什么问题?
偶联效率下降、合成产物出现短链杂质(N-1 缺失),荧光标记实验里还会表现为背景信号升高。固相合成的每一步偶联都依赖单体活性,单体纯度与水分是合成产率的两大变量(据行业经验)。长链核酸(如 siRNA 21mer 或更长)对累积杂质更敏感。
Q7:DODAP 这类可电离脂质在 LNP 里起什么作用?
可电离脂质是 LNP 的内涵体逃逸引擎:循环中近中性减少毒性,进入内涵体后在酸性 pH 质子化,促进核酸释放到胞质。DODAP 是这一家族的代表成员之一,其衍生物 DLin-MC3-DMA 曾把肝靶向 siRNA 效力大幅提升 [PMID:22782619]。LNP 配方通常还需辅助磷脂、胆固醇与 PEG 脂质协同。
Q8:2026 年肝外递送有哪些值得关注的方向?
据公开信息,脂质偶联(如 C16 类)、靶向肽偶联、抗体偶联寡核苷酸(AOC)是三条主要探索路线,各自处在不同的临床阶段,尚无一条被临床广泛验证为通用平台。对供应链的短期影响集中在偶联试剂与修饰单体的品类扩张上,而非某一条路线的确定性胜出。
本文引用的核心研究
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[9] FDA 公开批准信息:patisiran(2018-08)、givosiran(2019-11)、lumasiran(2020-11)、inclisiran(2021-12);NMPA 批准 inclisiran(2023,中国商品名乐可为)——均为公开监管记录。
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① 本文内容仅面向科研与工业研发人员,所涉试剂均为科研用化学试剂,仅限实验室研究使用,不用于人、食品、药品或化妆品。
② 文中数据来源于同行评审文献、FDA/NMPA 公开监管信息及行业公开资料,正文引用均标注出处;行业判断以「据公开信息」「据行业观察」等限定语标明。
③ 「冰合试剂」为单体(重庆)生物科技有限公司注册商标,本文由该公司发布。