2025年5月13-17日,全球细胞与基因治疗领域最具影响力的学术盛会——第28届美国基因与细胞治疗学会年会(ASGCT)在美国新奥尔良市隆重举行。作为该领域规模最大的年度学术会议,每年吸引数千名来自全球的顶尖科学家、临床医生、研究人员及行业领袖齐聚探讨领域前沿技术的最新突破,分享临床转化成果及产业化实践经验。

会上呈现的最新研究数据显示,全球科研机构与药企正聚焦RNA疗法核心技术攻坚,尤其在RNA的体内基因编辑技术、CAR-T疗法,以及新型免疫细胞靶向递送系统的革新升级。RNA疗法正处黄金时代。

其中,环状RNA(circRNA)凭借其独特的共价闭合环状结构,能够有效抵抗核酸外切酶降解,在细胞内展现出显著更强的结构稳定性、更长效的表达特性,成为下一代RNA药物开发的新方向。从ASGCT 2025会呈现的多项突破性研究结果可见,circRNA疗法作为核酸药物领域的新兴赛道,在适应症拓展、工程化制备、质量分析及递送系统等方面取得重要进展。以下分享部分会议期间发布的circRNA相关研究(包括海报展示及口头报告)。

  • circRNA创新疗法

长效环状RNA CAR实现体内强效持久肿瘤清除

标题:Long-acting Circular RNA CAR Drives Potent and Durable Tumor Elimination In- vivo

作者:Tasuku Kitada

机构:Strand Therapeutics, Boston, MA

阶段:临床前研究

体内工程化mRNA细胞疗法突破传统基因整合型CAR-T细胞疗法的技术瓶颈,展现出显著临床优势:即用型药物特性提升患者可及性,模块化生产工艺增强可扩展性,无需基因整合和淋巴细胞清除预处理的低风险特征提高安全性。但受限于mRNA的瞬时表达特性,需通过工程化策略延长CAR蛋白表达周期及丰度,方能在治疗效能上对标基因修饰细胞疗法。

Strand Therapeutics团队此前开发了环状RNA(circRNA)IRES序列,在转染未激活的原代人T细胞时,其表达水平可达现有最优IRES技术的10倍,CAR表达可持续长达25天。circRNA CAR-T细胞在体外培养中驱动了超过15天的多轮强效重复肿瘤细胞杀伤。在过继转移至荷瘤小鼠体内后,circRNA CAR-T细胞能有效抑制肿瘤生长至移植后7天

进一步,团队通过脂质纳米颗粒(LNP)递送系统,将circRNA在Leukopaks新鲜白细胞单采样本的单核细胞(MNC)中以高达80%的效率转染T细胞。转染细胞过继转移至荷瘤小鼠后可完全清除肿瘤,与慢病毒转导的T细胞疗效相当,且肿瘤生长抑制效果可持续至移植后21天。此外,团队还展示了circRNA中基于miRNA的基因回路能高效实现非靶细胞中的表达去靶向化,同时保留靶细胞中的表达

通过整合专利的高特异性载荷表达基因回路平台、先进的circRNA合成工艺、表达时长与水平的优化技术,Strand Therapeutics正在开发一种体内工程化circRNA CAR平台,旨在实现强效且持久的CAR治疗。

利用环状RNA治疗自身免疫性疾病的体内panCAR™疗法

标题:In Vivo panCAR™ Therapy Using Circular RNA for the Treatment of Autoimmune Disease 

主讲人:Megan Hoban

机构:Orna Therapeutics

阶段:临床前研究

Orna 展示其体内panCAR疗法的潜力,该疗法通过其专利环化技术(oRNA®)和卓越的LNP 递送系统实现多剂量人源化小鼠模型和非人灵长类动物的稳健和持续的B细胞耗竭。

该研究的主要发现包括:

1.验证了其LNP技术肝外递送至小鼠和‌非人灵长类动物(NHP)中的疾病相关免疫细胞类型,包括T细胞,无需靶向配体。

2.在NHP中,lead panCAR LNP 实现了超过60%的外周血和脾T细胞递送。

3.CD19 panCAR剂量低至0.03mpk即导致强效的B细胞耗竭,多剂量可增加人源化小鼠的B细胞耗竭。

4.在人源化狼疮小鼠模型中,与利妥昔单抗相比,CD19 panCAR显示出强效的B细胞耗竭和显著的dsDNA减少

5.CD19 panCAR诱导NHP外周血、脾脏、淋巴结和骨髓中B细胞完全耗竭,外周B细胞在三周后开始恢复。

Orna Therapeutics 首席执行官Joseph Bolen博士说:“今天在ASGCT上展示的临床前数据凸显了我们实现体内CAR T疗法承诺的潜力,我们的CD19 panCAR计划不仅证明我们的lead panCAR LNP成功递送至疾病相关的免疫细胞类型,而且在非人灵长类动物(NHP)的外周血和淋巴组织中以低剂量实现稳健和持续的B细胞耗竭。这些令人信服的结果继续加强了我们将有前途的科学转化为对患者有意义的疗法的承诺,我们期待在2026年将我们的CD19 panCAR项目推向临床。”

  • circRNA合成平台

CircVec:一个强大的环状RNA表达平台,增强病毒和非病毒基因和细胞治疗

标题:CircVec: a powerful circular RNA expression platform to enhance viral and non- viral gene and cell therapies

作者:Eoghan O’Leary

机构:Circio AB, HASSELBY, Sweden

阶段:临床前研究

Circio技术平台circVec是一种新型的功能强大的模块化基因盒,可经病毒和非病毒DNA载体递送,进行剪接体介导的circRNA胞内有效和持久的表达。

体外研究表明,circVec在转染一周后的蛋白表达水平比传统的基于mRNA的载体高近10倍。在体内,与mRNA载体系统相比,肌肉注射circVec DNA载体显示出高达15倍的蛋白质表达,并且更持久,在低剂量下观察到最显著的效果,反映了最临床相关的条件。根据长期体内实验数据对RNA半衰期进行的生物信息学建模推断,circRNA的半衰期超过600小时,相比mRNA(9小时)耐久性提高近70倍

与mRNA表达载体和早期circVec相比,circVec基因盒的持续优化已经确定了几个关键的基因元件,使治疗蛋白表达显著增强。这些新的基因元件影响了目前对基因表达生物学的总体理解,并可能进一步修饰以增强病毒和非病毒基因治疗载体。使用AAV9病毒构建体和LNP包装的DNA载体在体内测试了circVec的全身递送,结果表明,circRNA表达呈组织特异性积累,特别是在肝外器官,如肌肉、心脏和脾脏。

Circio正进行的实验旨在进一步表征和量化最新优化的circRNA载体设计的表达谱,并确定最适合circRNA表达和积累的靶组织。Circio目前正在测试和优化用于基因和细胞治疗的circVec AAV和DNA载体,目的是将一种或多种候选药物推向临床开发。

图1 小鼠注射LNP-circVec后呈现持久脾脏特异性信号。[1]

图2 AAV9递送的circVec2.0表达显示出更高的肌肉/心脏特异性表达。[1]

下一代环状RNA:具有增强稳定性和治疗应用的有前途的mRNA替代品

标题:Next-Gen Circular RNA: A Promising mRNA Alternative with Enhanced Stability and Therapeutic Applications

作者:Minju Park

机构:ST Pharm, Ansan-si, Korea

阶段:临床前研究

团队开发了一种利用核酶和RNA连接酶高效合成circRNA的新方法。与传统的Ⅰ型排列内含子-外显子(PIE)系统相比,该技术显著提高了环化效率,特别是对于长序列。以萤火虫荧光素酶为模型,研究证明circRNA对该蛋白的活性在体外体内,分别比常规mRNA高80倍和7.6倍

团队的circRNA技术已成功应用于CRISPR/Cas9基因编辑Bio-PROTAC系统。此外,团队已经开发并建立了一种大规模生产GMP级环状RNA的工艺。综上,该环化技术产生的环状RNA作为一类新的治疗药物具有巨大的潜力,为各种疾病提供了传统的基于mRNA的治疗方法的有希望的替代方案。

  • 工程化circRNA质量分析

环状RNA纯度和完整性的质量控制方法评价:SEC- HPLC、CE和RP-HPLC

标题:Evaluation of Quality Control Methods for Circular RNA Purity and Integrity: SEC- HPLC, CE, and RP-HPLC

作者:Xiulian Sun

机构:Richmond, BC

阶段:未透露

circRNA的制备(通过酶或化学环化线性前体实现)在确保产物质量方面提出了挑战。残留的线性RNA、制备过程相关的杂质(如连接酶和化学副产物)和结构降解(如切口和断裂)会损害其功能和安全性。因此,严格的质量控制(QC)对于验证临床和工业应用的circRNA批次至关重要。色谱和电泳技术,包括粒径排除色谱高效液相色谱(SEC-HPLC)、毛细管电泳(CE)和反相高效液相色谱(RP- HPLC),提供了高精度的分析,但在分析优势和局限性方面各不相同。研究系统地评估了这三种方法,以建立适合circRNA表征的强大QC框架。

SEC-HPLC基于大小分布有效地分离了circRNA与小污染物和NTPs,但在区分线性RNA和相似大小的circRNA时分辨率有限。CE在检测circRNA样品中的小污染物和降解产物方面表现出高分辨率和灵敏度。电泳成功地从线性前体RNA和其他杂质中分离出环状RNA,提供更详细的纯度谱,但难以区分nicked RNA。RP-HPLC通过检测疏水杂质和降解产物提供了补充的分析见解,揭示了nicked RNA的存在。因此,由于各种分析方法的优势和局限性以及circRNA中污染物和杂质的复杂性,需要SEC-HPLC、CE和RP-HPLC相结合以全面表征circRNA产物。

  • circRNA递送策略

交联核支化聚合物实现纳米颗粒尺寸稳定、安全高效的非病毒基因递送新方法

标题:Branched Polymers with a Crosslinked Core Offer Nanoparticle Size Retention and a Novel Method of Safe and Effective Non-Viral Gene Delivery

作者:Andrea McCue

机构:Battelle Memorial Institute, Columbus, OH

阶段:临床前研究

腺相关病毒(AAV)具有有效载荷能力限制和无数脱靶效应的风险。非病毒传递载体,如聚合纳米颗粒(PNPs)和LNPs是有吸引力的基因递送解决方案。PNP的成分多样性,赋予其超越LNPs传统限制的微调物理特性的能力。这些物理性质包括大小、电荷和形状等特征,这些特征可能对生物分布、细胞摄取、有效载荷释放、免疫原性降低和排泄至关重要。

团队开发了HIT SCAN™(高通量合成、表征和评估纳米颗粒),为设计-构建-测试-学习的PNP筛选平台,用于指导PNP递送载体的快速发现。这些PNPs的核心是含有叔胺的阳离子丙烯酸单体的共聚物,与双烯功能单体交联,其中两个乙烯基通过环氧乙烷低聚物连接。支链PNPs的交联纳米结构可能使其尺寸更小,并在各种配方条件下保持尺寸。此外,交联核中包含的酯基使这些纳米颗粒具备的生物可降解性(大多数其他聚合物和脂质纳米颗粒不具备)。最后,PNP的冠面可以通过不同的官能团来调整纳米颗粒的半衰期,从而有可能产生持续作用的核酸药物。 

团队设计并合成了多种支链聚合物,装载eGFP环状RNA时形成小尺寸(<50nm)的多聚体。在HEK293T细胞的体外转染效率中,团队评估了整个文库装载相同eGFP环状RNA的支化聚合物PNPs。与RNA形成小多聚体的PNPs具有较高的体外转染效率。研究表明,PNP是有效的核酸(circRNA)递送系统。未来的工作将包括评估该PNP家族的体内递送效率。

通过非基因整合型LNP递送gRNA和CRISPR酶进行T细胞基因编辑

标题:T-Cell Gene Editing via Integration-Free LNP-Mediated Delivery of gRNA and CRISPR Enzyme

作者:Xiulian Sun

机构:Richmond, BC

阶段:临床前研究

研究通过优化的LNP平台,用于向原代人T细胞共递送引导RNA(gRNA)、RNA(mRNA或circRNA)编码的Cas9和DNA供体模板。通过将CRISPR工具封装在单一配方中,该平台确保了基因编辑组件的同步传递和时间协调,提高了编辑精度,同时减少了脱靶效应。为了最大限度地发挥功效,LNP配方通过合理的脂质选择、RNA负载优化和递送方案的改进进行了系统的设计。关键参数包括纳米颗粒大小、zeta电位、包封效率和生物相容性,以提高转染性能。使用从人外周血中分离的原代T细胞进行的体外验证,显示出较高的递送和编辑效率。

LNP介导的瞬时RNA表达显著降低脱靶风险,且不影响细胞活性,增强了CRISPR编辑的安全性。该平台具有开发下一代T细胞疗法的变革潜力,包括具有更高疗效和安全性的定制CAR-T产品。未来将进一步探索使LNP适应体内递送,实现多重基因编辑策略,以解决复杂的疾病模型。

Mobilize LNPs:一种体内靶向递送RNA疗法到T细胞的新平台

标题:Mobilize LNPs: A Novel Platform for In Vivo Targeted Delivery of RNA Therapeutics to T Cells

作者:Justin Fang

机构:Mote, Cambridge, MA

阶段:临床前研究

LNP在肝外组织输送方面的实用性仍面临技术挑战,需要进一步创新。Mobilize是一种多功能模块化肝外输送平台,旨在通过简单而独特的方法解决这些挑战。

研究将Mobilize作为平台技术,通过内联微混合作为单一步骤,使LNPs与组织特异性配体的表面功能化,以产生靶向递送系统(Mobilize LNPs)。作为概念验证,研究利用绿色荧光蛋白(GFP)编码circRNA作为靶向递送到T细胞的模型报告荷载物。

Mobilize LNPs在冷藏和冷冻条件下均表现出优异的物理化学性质(尺寸<100 nm, PDI <0.1, EE \>95%)和胶体稳定性。研究验证了这些LNPs在Jurkat、人PMBCs和人T细胞中的活性,分别达到~100%、~70%和35%的递送。然后,研究在人源化小鼠体内测试了Mobilize LNPs的体内递送效率,在非常低的剂量下获得了近55%的阳性静止T细胞。最后,研究在非人灵长类动物(NHPs)中注射了Mobilize LNPs,单次给药成功递送至20%的静止T细胞,在任何测试剂量下都没有明显的毒性。

在多种模型中,该平台始终显示出以下两方面的能力:(1)非肝靶向,(2)在体外和体内特异性递送到T细胞。Mobilize平台的固有设计解决了LNPs功能化与靶向配体肝外递送的挑战。Mobilize技术确保了LNP递送策略的多功能性、稳定性、强效性和递送效率。研究数据表明,Mobilize具有强大的潜力,作为RNA(circRNA)治疗肝外组织的体内递送平台。

 

从合成策略的构建、质量分析方法的建立、递送策略的优化到创新疗法的研发,circRNA疗法的技术路线日臻完善,临床应用未来可期!

参考资料

注:由于篇幅有限,本文描述可能与原文/原报告有一定偏差,如有需要请读者自行阅读原文确认。

[1]https://www.circio.com/en/circular-rna-innovator-circio-presents-strengthened-circvec-gene-therapy-data-at-asgct-2025/

[2] ASGCT 2025 Annual Meeting Abstract

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