RNA领域吸金之王：circRNA

新冠疫情加速mRNA疫苗的研发进展，相关研究的热度前所未有。近期，环状RNA(circRNA)又开始掀起另一波关注。2022年6月21日，专注于circRNA技术开发新型疫苗及多个新型治疗领域的圆因生物(Therorna)，宣布顺利完成超过2.8亿元人民币A轮融资；2021年6月，上海环码生物宣布完成千万美元级别的天使轮融资，旨在开发基于circRNA的创新疗法；2021年5月和2021年8月，Laronde分别完成5000万美元的A轮融资以及4.4亿美元的B轮融资；2021年2月，Orna Therapeutics获8000万美元A轮融资，用于开发工程化circRNA药物。

circRNA为何如此深受资本青睐？与线性mRNA相比，circRNA的优势是什么？研发现状如何？目前还有哪些难题有待攻克？

一、RNA疗法领域冉冉升起的新星——circRNA

与传统的线性RNA（含5'和3'末端）不同，circRNA分子呈封闭环状结构，没有5'末端和3'端多聚A尾(Poly-A tail)的结构。circRNA是一类特殊的非编码RNA，虽然不能表达蛋白，但可以在细胞内行使各种调节作用。

1976年，Sanger等人在植物病毒中鉴定到了一类具有传染性的单链共价闭合环状RNA分子，并将其命名为环状RNA(Circular RNAs, circRNA)，自此开启了非编码RNA研究的新时代。

尽管发现得早，但circRNA分子由于其表达水平低、数量稀少总是被当做基因转录过程中的异常副产物，再加上传统的RNA分析方法很难对这类RNA进行检测，因此在之后的很长一段时间里circRNA都未得到足够的重视。

直到2012年以后，得益于高通量测序技术的发明、富集circRNA生化手段的出现以及计算方法的改进，研究人员才发现circRNA大量存在于真核生物体内，并被证明在多种生物过程中发挥重要作用。包括参与多种疾病的发生和进展过程，如癌症、心血管疾病、代谢性疾病、炎症和神经退行性疾病等。鉴于其广泛的生理学功能，circRNA已成为RNA疗法领域冉冉升起的新星。

二、RNA疗法领域新的吸金点——circRNA

circRNA是由mRNA前体(pre-mRNA)通过RNA聚合酶II合成的，并需要剪接体参与通过反向剪接的方式对前体mRNA的外显子进行加工而成。当其全部由外显子（单个或多个）组成时称为ecircRNA，仅由内含子组成时称为ciRNA，当外显子与内含子共同存在时则称为ElciRNA。

▲circRNAs生物发生和作用机制（参考1）

与mRNA相比，circRNA具有更加稳定的结构，可以耐受RNA酶的降解，大大降低了保存和运输成本；同时，由于circRNA具有天然的稳定结构，使其不需核苷酸修饰，避免机体内先天免疫的影响。另外，circRNA的特殊结构使其能够通过滚环翻译产生不同大小的蛋白质，也可以利用有限的核苷酸序列来翻译更大的蛋白质，这是mRNA药物所不能完成的。可以说，circRNA技术的出现完美避开了mRNA技术上的缺陷，相当于mRNA技术2.0版。

circRNA凭借以上诸多优点获得众多资本青睐。2021年以来，circRNA领域已获数亿美元融资，circRNA疗法已成为RNA领域新的吸金点。

三、circRNA技术布局概况

2018年，麻省理工学院(MIT)的Daneil Aderson等人在Nature Communications期刊发表论文，成功利用具有剪切活性的I型内含子构建circRNA用来表达外源蛋白，并且申请到构建circRNA的专利。2021年2月，Orna Therapeutics完成首轮融资，Daneil Aderson为其联合创始人。这也是全球首家利用circRNA开发新疗法的公司。

Orna公司的主打项目是原位CAR疗法(in situ CAR，isCAR)，它利用LNP递送circRNA，在患者体内对免疫细胞进行改造。在小鼠模型中，Orna公司的oRNA-LNP复合体能够达到清除癌症细胞的效果。此外，在啮齿类动物和非人灵长类动物中进行的其它研究让Orna有信心将这一成果转化到人体试验中。

2021年5月，circRNA公司Laronde带着4000万美元正式出道，时隔3个月后，该公司再次斩获4.4亿美元融资。Laronde与Moderna同为“资本的宠儿”，还师出同门——均由美国知名风险机构Flagship Pioneering孵化。

Laronde公司开发的环状RNA疗法被命名为eRNA(endless RNA)，意为“无尽的RNA”。由于无裸露的末端，先天免疫系统或核酸外切酶无法识别eRNA，使得eRNA高度稳定，延长治疗效果。Laronde公司宣称，他们的eRNA比mRNA坚持的时间更长，可以让细胞在很长一段时间里产生治疗性的蛋白质，但又不会像基因治疗那样造成永久性的改变。不过目前该公司还没有发表或公开分享任何有eRNA的数据。

在国内，环码生物一马当先，率先试水circRNA赛道，并在2021年6月获得了数千万美元的天使轮融资。科学创始人王泽峰教授在circRNA调控机制和工程化应用方面具备较高水平的研究成果和技术积累，公司共同创始人、首席技术官杨赟博士在RNA体外环化和环状RNA翻译效率调控等方面具有多年基础研究和技术开发经验，这家公司立志于早日将基于circRNA的新药推向市场，造福全球病患。

圆因生物成立于2021年4月，公司专注于利用circRNA技术开发新型疫苗及创新疗法，已经建立了丰富的预防性及治疗性新药产品管线，致力于解决临床上未被满足的疾病需求。公司此前已完成天使轮及Pre-A轮融资，三轮融资金额累计超4亿元人民币。6月21日，公司获得2.8亿元人民币A轮融资后，圆因生物表示，将加快推进技术平台建设、管线产品研发、临床试验和注册申报及国际合作等。

此外国内还有成立11年之久的circRNA产研服务公司——吉赛生物，公司最初以提供circRNA基因治疗的CRO和CDMO服务起家，现主要聚焦circRNA核心技术和完备的circRNA研究体系。

从发现至今，circRNA已有40余年的历史，从2012年左右，得益于高通量测序等技术的发展，circRNA研究速度加快，并逐渐成为RNA领域的研究热点。近两年，全球circRNA研究热情再上新高度，吸引了众多资本入局。

circRNA作为一种新的技术形态，有望进一步提升RNA药物在体内的蛋白表达效率和治疗窗口，真正将RNA技术的应用领域广泛扩展开来。不过目前来看，全球circRNA疗法的开发仍处于临床早期阶段，还有一些局限性尚待解决，如环化效率低、酶等试剂成本高。总之，circRNA距离真正的商业化仍有很长的路要走，但其发展前景值得期待。

【参考资料】

1.https://www.nature.com/articles/s41418-022-00948-7.pdf.

2.Westholm JO, Miura P, Olson S, Shenker S, Joseph B, Sanfilippo P, et al. Genome-wide analysis of drosophila circular RNAs reveals their structural and sequence properties and age-dependent neural accumulation. Cell Rep. 2014;9:1966–80.

3.Huang S, Yang B, Chen BJ, Bliim N, Ueberham U, Arendt T, et al. The emerging role of circular RNAs in transcriptome regulation. Genomics. 2017;109:401–7.

4.Orna Therapeutics Announces First-in-Class, Breakthrough Data Demonstrating Potential of Circular RNA Platform at ASGCT 2022. Retrieved May 17, 2022, from https://www.ornatx.com/news-and-media/?pag=1.