1998年线虫基因组测序工作完成后，美国生物学家A.Z.法厄^[注]和C.C.梅洛^[注]首次提出了一项新技术——通过双链RNA诱导特异基因的沉默，即RNAi，并因此获得了2006年的诺贝尔生理学或医学奖。这些双链RNA是在体外转录正义RNA时生成的。1999年英国植物和遗传学家D.C.鲍尔库姆^[注]等首次在植物中发现参与转录后基因沉默（PTGS）的小分子双链RNA，称之为干扰小RNA（siRNA）。2001年，美国学者S.M.巴希尔^[注]等首次报道siRNA可特异性抑制哺乳动物细胞靶基因的表达。自此，siRNA作为新兴的基因沉默技术被广泛运用于生物学、医学研究和药物开发等领域。

siRNA的沉默机制是生物基因表达调控的重要手段之一。在RNAi中，利用siRNA的反义链靶向切割靶基因mRNA，达到基因沉默。siRNA与内切核酸酶、外切核酸酶、解旋酶等多种蛋白质结合形成RNA诱导沉默复合物（RISC），其中Argonaute蛋白家族成员在识别和切割靶信使RNA（mRNA）中起关键作用。siRNA的作用过程可以分为3个阶段：①起始阶段。双链RNA（dsRNA）被Dicer酶特异性识别，在腺苷三磷酸（ATP）的参与下将dsRNA切割成siRNA。②效应阶段。双链siRNA与蛋白质复合物结合后形成RISC，同时解链，反义链在ATP作用下通过碱基互补配对原则与同源靶mRNA结合，并引导核酸内切酶将其切割，从而阻断其翻译，导致转录后基因沉默。③倍增阶段。通过聚合酶链反应（PCR）提高siRNA的量，从而显著增加其对靶基因表达的抑制作用。

另外还有一些研究证明，siRNA还有其他沉默机制。例如，在几种生物中能够通过RNAi途径修饰细胞染色质，导致转录水平的基因沉默。

在基因沉默方面具有高效性和简单性，是研究基因功能、药物靶标及基因治疗方面的重要工具。RNAi在制药产业中是药物靶标确认的重要工具。同时，那些在靶标实验中证明有效的siRNA/短发夹RNA（shRNA）本身还可以被进一步开发成为RNAi药物。在药物标靶发现和确认方面，RNAi技术已获得了广泛应用。生物技术公司及制药公司通常利用建立好的RNAi文库来引入细胞，然后通过观察细胞的表型变化来发现具有功能的基因。例如，可通过RNAi文库介导的肿瘤细胞生长来发现能抑制肿瘤的基因。一旦所发现的基因属于可用药的靶标（如表达的蛋白质在细胞膜上或被分泌出细胞外），就可以针对此靶标进行大规模的药物筛选。此外，被发现的靶标还可用RNAi技术在细胞水平或动物体内作进一步确认。

在疾病治疗方面，双链小分子RNA及siRNA已被用于临床测试，用于一些疾病的治疗，如老年视黄斑退化、肌肉萎缩性侧索硬化症、类风湿性关节炎及肥胖症等。在抗病毒治疗方面，帕金森病等神经系统疾病已经开始初步采用RNA干扰疗法。在肿瘤治疗方面也已经取得了一些成果。在抗病毒治疗方面，病毒可以将自身遗传物质整合到宿主细胞核上，使一般药物难以直接发挥作用，而siRNA可通过特异性沉默与病毒入胞、增殖等相关的基因，抑制病毒的侵袭感染，同时对宿主细胞其他功能影响较小，所以siRNA很可能成为攻克病毒的工具之一。例如，有科学家报道了siRNA可通过作用于丙型肝炎病毒（HCV）特定序列抑制小鼠体内HCV的复制，有效缓解HCV感染。此外，在植物病毒的防治和选育抗病毒品种方面提供了1种方法。在肿瘤治疗方面，在靶向肿瘤发生和发展过程中起重要作用的基因设计siRNA，可通过特异的互补结合将其降解，以达到治疗目的。例如，p53抑癌基因与人体肿瘤的发生密切相关，利用siRNA阻断小鼠p53的下调作用后，肿瘤的生长得到抑制。siRNA技术可以用于抑制突变的基因，恢复正常基因的功能，逆转肿瘤细胞的耐药性，还能用于研究各种基因的功能，筛选基因治疗的靶点，是研究治疗肿瘤的强有力工具。在神经系统疾病治疗方面，科学家研究发现针对毒性亨廷顿蛋白（huntingtin）的基因设计的siRNA可通过沉默其mRNA减轻神经毒性，缓解舞蹈症状。

2004年，美国食品药品监督管理局（FDA）批准了第一个siRNA药物——贝伐西尼（Bevasiranib）的临床试验，用于治疗与年龄相关的黄斑退行性改变。2013年，第一个系统给药（皮下注射）的siRNA药物米泊美生（Mipomersen）被FDA批准上市，用于治疗纯合子型家族性高胆固醇血症。2015年，国家食品药品监督管理总局（CFDA，已并入国家市场监督管理总局）批准中国临床试验的第一例siRNA药物——QPI-1007用于治疗非动脉炎性前部缺血性视神经病变（见图）。

siRNA药物发展历程

自1998年被发现以来，RNAi已成为生命科学研究的一大热点，在短时间内从体外细胞、动物实验发展到临床试验，具有极大的优越性及广阔的应用前景。作为RNAi的关键，siRNA因为合成相对简单，生产成本较低，已逐渐成为非常吸引人的小分子药物家族。然而活性siRNA如何通过血脑屏障达到作用部位，即对其转运载体的研究和运用成为生物学和临床疾病治疗中的重要领域。