在过去的十年里，mRNA疗法相关技术蓬勃发展，特别是在新冠流行期间，mRNA疫苗的问世点燃了医药学界对mRNA疗法的兴趣。事实上，mRNA疗法不仅可以作为疫苗，还可以作为治疗肾病的终极武器。mRNA疗法的优势是可以靶向干预细胞内的所有遗传物质，而这是现行治疗方法无法做到的。干预遗传物质后，许多疾病都会因此受益，如免疫系统疾病（狼疮肾炎[LN]、免疫球蛋白A[IgA]肾病）或代谢系统疾病（如糖尿病、高血压）。
近期，Nature Biotechnology和CKJ相继发布了关于mRNA疗法与肾脏疾病的综述1-2。本文对上述综述进行整理，分为mRNA疗法的机制与治疗方式、mRNA疗法的其他临床应用与mRNA疗法和肾脏疾病。
mRNA疗法的机制与治疗方式
众所周知，RNA是合成蛋白质的蓝图。mRNA疗法机制便与此相关。将体外合成的mRNA递送到人体特定细胞，mRNA在细胞质/内网中被翻译成所需要的蛋白质。这些蛋白质不仅能影响细胞的细胞质、细胞膜或者细胞器（如线粒体），还能够外泌，影响其他细胞甚至器官（图1）1-2。
图1 mRNA治疗的机制1
mRNA疗法可以作为蛋白质替代疗法、疫苗接种、癌症治疗、基因治疗、细胞治疗等方法的重要实施手段2。
蛋白质替代疗法即引入治疗性抗体和功能蛋白，以替换异常蛋白质或补充缺乏的蛋白质，目前已在遗传代谢疾病、肿瘤、心血管疾病领域得到初步应用。
疫苗接种则是一种较为成熟的技术，以新冠疫苗为例，它可将编码新冠病毒S蛋白的mRNA直接注射入人体内，并在人体合成S蛋白，通过模拟病毒感染，刺激机体产生抗体。从而达到预防、控制新冠发生和流行的目的。
癌症治疗则与传统治疗方法有差异，它除了可以延缓或逆转肿瘤生长外，部分mRNA还可以抑制耐药性相关基因的激活，从而降低肿瘤的耐药性，有助于药物联合治疗。
基因疗法是将外源、正常的基因导入靶细胞，以补偿缺陷和异常基因引起的疾病。对于一些先天性肾病，可能有潜在治疗作用。
细胞治疗是指将正常或生物工程改造过的人体细胞移植或输入患者体内，新输入的细胞可以替代受损细胞，如干细胞疗法；或者输入更强的免疫细胞，从而达到治疗疾病的目的。
mRNA疗法的其他临床应用
来自瑞典的科学家Edurade等将目前mRNA潜在疗法的应用总结于下表（表1）。
表1 mRNA疗法的潜在应用1
备注：ERT为酶替代疗法
mRNA疗法与肾脏疾病2
既然mRNA疗法前景广阔，且已经在其他靶器官初见成效，那么mRNA疗法在肾脏疾病领域的应用前景如何呢？来自意大利的学者，Simona Granata等人发现，阻碍mRNA疗法在肾病领域的应用有一主要问题，即如何高效、安全地靶向导入mRNA至肾脏。值得注意的是，即便困难重重，现在的临床和临床前研究表明，mRNA疗法依然可以治疗一些与肾脏相关的疾病，值得大家关注。
如何高效、安全地靶向导入mRNA至肾脏？
肾脏是由多种类型细胞组成的器官，它可以防止大多数直径＞10nm或分子量＞50kDa物质的进入。因此，依靠血液或内循环将mRNA载体靶向导入至肾脏是存在困难的。
目前，已开发了多种mRNA治疗模式，其靶向导入方式如下：
①靶向肾小球或肾小管，可以通过输尿管或膀胱逆向灌注；
②直接注射mRNA载体于肾动脉；
③直接注射mRNA载体于肾间质；
④电穿孔后，输注mRNA载体；
⑤流体动力学注射（Hydrodynamic injection）mRNA载体。
在动物模型中，逆向灌注、直接注射于肾间质、电穿孔已经证实可以将mRNA靶向导入肾脏，并治疗肾小球肾炎。然而，电穿孔将破坏肾脏本身，其收益风险比较低。而逆向灌注和直接注射于肾间质，则使动物感受到急剧痛苦，预后不佳。在临床中，这可能导致患者的依从性较低，无法广泛推广。
在正常静脉注射后采用压力刺激（如推注或抽吸），可有效的将DNA或mRNA引入肾脏，且不会造成短期肾功能障碍，也不会产生较大痛苦。如果在压力的刺激下，再使用流体动力学注射，则可使mRNA进入特定的肾脏解剖区域，如肾孟。与其他靶向导入方式相比，这种方法可以在相同时间内诱导更多的肾小管上皮细胞表达特定蛋白。此外，肾活检发现，这种给药方法不会显著影响小鼠的肾脏结构，证明了其安全性。当然，为了有效地达到肾脏，并持续存在于特定肾脏细胞/结构，还需要对包含mRNA的纳米粒子进行改造，如在其表面加入特定的共轭配体（肽、抗体、核酸寡核苷酸等）。这样就可以靶向足细胞、近端肾小管细胞，增强疗效。
事实上，一些研究也表明，抗体片段可替代免疫球蛋白。与整体免疫球蛋白相比，抗体片段的免疫原性较低；相同分子量下，可负载更多。因此，抗体片段引起不良事件的风险较低，且疗效更高。据悉，抗体片段运载法已用于抗癌治疗和siRNA治疗。
较短的单链核酸寡核苷酸可以作为一种特定适配体，可以有效靶向结合细胞。事实上，在关于2型糖尿病相关蛋白尿的研究中，这种适配子可以将mRNA有效靶向结合肾脏细胞，改善蛋白尿，并且免疫原性较低。而且，由于较小的体积，它可以有效进入肾脏，直达痛点。
mRNA疗法在肾脏疾病的潜在应用
虽然，目前尚未有治疗肾脏疾病的mRNA疗法运用于临床，但是却有许多临床前和临床研究表明mRNA疗法可以用于治疗肾病。
近期，Zhu等人的一篇研究表明，体外合成编码人α -半乳糖苷酶A（h-a-Gal A）注射入Fabry小鼠可以减少鞘糖脂和脱酰基Gb3类似物的蓄积。上述两种物质是导致Fabry患者肾功能下降的重要因素。单次给药后，小鼠循环系统中的鞘糖脂持续减少，持续时间长达6周。每周或每月给药后，可降低肾脏组织中鞘糖脂和脱酰基Gb3类似物水平。此外，小鼠对于此类药物未见免疫反应，安全性较高。
胱氨酸病是一种溶酶体贮积病，特征为胱氨酸在不同器官和组织的细胞内蓄积，导致严重的器官功能障碍。它最先影响的器官即为肾脏，最初可引起尿排泄增加，形成尿路胱氨酸结石，进而影响肾小球、肾小管，并最终导致肾衰竭。斑马鱼胱氨酸病模型中直接注射CTNS mRNA (500 ng/mL)可改善近端肾小管的胱氨酸蓄积，并减少蛋白尿水平。
甲基丙二酸血症（MMA）是一种由甲基丙二酰辅酶a变位酶(MUT)部分或完全缺乏引起的罕见的常染色体隐性遗传病。MUT缺陷可致甲基丙二酸、丙酸等有机酸在体内蓄积，从而导致肾脏、神经系统损害。在MMA小鼠模型中，注射MUT mRNA（0.5mg/kg）则可降低甲基丙二酸达75%~85%，并显著改善小鼠的肾脏、神经系统损伤。
mRNA疗法也可以用于治疗慢性肾脏病（CKD）的合并症，如高血压。zilebesiran是一种靶向血管紧张素原（AGT）的皮下注射RNAi药物，目前正被开发用于治疗高血压。AGT是肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）中最上游的前体，RAAS是一个级联反应，在血压调节中发挥作用，其抑制具有公认的抗高血压作用。zilebesiran可抑制肝脏中AGT的合成，可能导致AGT蛋白的持续降低，最终导致血管收缩剂血管紧张素（Ang）II的持续降低。这种药物的优势有2点：①持续降低血压，最长有效时间为24周；②靶点在肝脏，从而避免了RAAS抑制剂相关的不良事件，如高钾血症。
此外，mRNA疗法也可以成为许多癌症的疫苗，可以避免患者罹患肾脏相关的癌症。
总的来说，mRNA疗法直达细胞和蛋白质，将改变细胞的生长、代谢，可以成为经典疗法的有效替代。此外，mRNA疗法或许对遗传相关和罕见肾病疗效更佳，如Fabry、Alport综合征。
参考文献：
1.EduardeRohner, Ran Yang, Kylie S.Foo, et al. Unlocking the promise of mRNA therapeutics.Nature Biotechnology. Nov 3, 2022.
2.Simona Granata, Giovanni Stallone, Gianluigi Zaza. mRNA as a medicine innephrology: the future is now. CKJ. Aug 17, 2023.
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