siRNA化学修饰技术的专利保护
在序中，我们根据化学修饰的位置，将化学修饰方法分为磷酸酯修饰、碱基修饰和核糖修饰，化学修饰技术对于siRNA的成功商业化奠定了技术基础。
siRNA领域的化学修饰技术大多数是借鉴反义寡核苷酸（ASO）领域的修饰方法，近年来，随着对于siRNA探究的深入，人们也开发了更适合应用于siRNA的新型化学修饰技术。
核糖修饰
核糖修饰主要包括取代基修饰和异构修饰，早期的专利修饰技术由ASO领域的龙头公司Ionis掌握，代表性专利包括Cook Patents和Crooke Patents。
Cook Patents主要涉及寡核苷酸的多种2’-核糖修饰，包括US6531584B1、US7138517B2和US6005087A等，这些专利的有效申请日均在1990年，目前已经到期。
其中，US7138517B2的权利要求1主要涉及到一种寡核苷酸类似物，包括多于一个2’-修饰的 2’-脱氧呋喃糖基部分，上述修饰包括卤素、叠氮基、氨基或烷氧基等取代，并且其中一个2’-修饰的不同于另一个2’-修饰，可以用于提升siRNA的亲和力和核酸酶抗性。即，该权利要求可以阻止他人使用包含2’-F或2’-OMe等至少两种修饰的寡核苷酸。
1.A mixed sequence oligonucleotide or oligonucleotide analog including more than one 2′-modified 2′-deoxyfuranosyl moiety wherein said modification comprises substitution by halo, azido, amino, alkoxy, thioalkoxy, alkylamino, or alkyl, and wherein one of said 2′-modified 2′-deoxyfuranosyl moieties is different from another of said 2′-modified 2′-deoxyfuranosyl moieties.
另一个涉及经修饰寡核苷酸的重要专利家族是PCT/US1997/009963，发明人为Stanley T. Crooke，称之为Crooke Patents 。Stanley T. Crooke在1989年辞去了在GSK的研发工作并创立了Ionis。
Crooke Patents主要涵盖使用经修饰的寡核苷酸以获得酶介导的靶标mRNA的裂解。在专利申请时并未出现RNAi技术，但因为ASO和siRNA的作用机理类似，因此其专利的保护范围涵盖了siRNA的应用。该专利家族已经于2017年之后到期。
其中代表性成员之一US7432250B2涉及使用寡聚化合物治疗疾病的方法，其中限定寡聚化合物可与靶RNA杂交，同时限定寡聚化合物的长度（15 至 25 个核苷亚基）和修饰（多个具有2’-羟基呋喃戊糖基的核苷亚基和提高核酸酶抗性的经修饰核苷亚基）。权利要求中对于寡核苷酸的修饰采用了功能性限定，范围较宽。也就是说，可以阻止竞争者使用满足上述限定条件的寡聚化合物（包括siRNA）治疗疾病。
Alnylam获得了上述专利的许可用于其开发基于RNAi的dsRNA。
LNA（Locked nucleic acid）修饰属于一种构象修饰，其核心技术来自于南丹麦大学的Jesper Wengel，LNA早在1997年首先合成出来，目前应用于siRNA设计以提高对靶标的亲和力和血清稳定性等。
Jesper Wengel作为发明人拥有一系列与LNA相关的专利家族，分别保护LNA的结构通式、合成方法以及在RNAi复合物中的应用。
早期专利家族（优先权日为1997年）涉及LNA的通式结构，比如，代表性专利US6794499B2保护一种包含LNA核苷的寡聚体，并限定了LNA的结构通式。
PCT/DK2003/000305家族涉及到优化后LNA的合成方法，使用一种新的合成中间体合成LNA，以提高LNA的产率并简化合成步骤。
PCT/DK2007/000146家族涉及一种可以介导的RNAi的RNA复合物，代表性专利US8329888B2的权利要求中限定了RNA复合物的长度、正义链和反义链的结构特征（正义链是不连续的，即1个核苷酸的缺口，包含第一RNA分子和第二RNA分子）和LNA的数量（正义链的第一和第二RNA分子各自包含至少一个LNA）。该权利要求限定了RNA复合物的结构特征和LNA修饰的特征，但未限定LNA的具体结构。如果他人使用的正义链是连续的正义链，则不会落入该权利要求的范围内。
因此，虽然保护LNA结构本身的专利保护已经到期，但LNA在寡核苷酸中应用的相关专利保护仍可能对想要使用该修饰的竞争者造成障碍。
另一种LNA的甲基化类似物(S)-cEt-BNA是由Ionis开发，其相关专利家族为PCT/US2007/061183，保护范围涵盖了cEt单体、不同形式的cEt修饰的寡核苷酸以及cEt的制备方法等，至少等到2027年之后才到期，其规避难度较大。
UNA（Unlocked nucleic acid，解锁核酸）为开环的核苷，也属于一种构象修饰，能够促进siRNA的反义链而不是正义链加载至RISC复合物并提高siRNA的核酸酶抗性，其核心技术同样来自于Jesper Wengel，Jesper Wengel于2006年创办了RiboTask。
PCT/US2008/064417专利家族涉及包含一个或多个2’-3’-开环核苷酸单体（即，UNA）的单链的寡核苷酸、双链寡核苷酸等，限定了2’-3’-开环核苷酸单体的具体结构，但未限定其数量和位置等特征，即涵盖了包含UNA修饰的siRNA分子，而不论其修饰的位置和数量。
该专利家族最初的申请人是RiboTask，后几经转手，目前Arcturus（一家开发RNA药物的公司）获得了相关专利权，不过目前Arcturus还没有公开的siRNA相关的管线。
磷酸酯修饰
硫代磷酸酯（PS）是目前最广泛使用的磷酸酯修饰，主要用于提高核酸酶抗性，但其修饰位置、数量或手性都会影响siRNA的功能。
PS技术本身已经没有宽泛的专利风险，比如，早期Ionis获得的专利US6476205B1已经涉及包含至少一个硫代或氨基取代的磷酸酯骨架修饰和至少一个2’-O-甲基修饰的寡核苷酸。该权利要求可以阻止他人使用至少一个PS修饰和至少一个2’-O-甲基修饰的寡核苷酸。但PS修饰在siRNA上的应用，比如我们上文提到的其修饰位置、数量或手性等特征（即涉及到具体的结构基序）大概率会存在风险。
5’-(E)-乙烯基膦酸酯 (5’-(E)-VP)是一种5’-磷酸盐的磷酸酶抗性类似物，当其引入siRNA的反义链时，提高了与AGO2蛋白之间的结合亲和力，促使其加载至RISC复合物中。
5’-(E)-VP最早由Ionis开发，Ionis于2011年递交了相关专利家族PCT/US2011/033968，涉及5’修饰核苷的结构通式，涵盖了5’-(E)-VP，因此，如果只是在5’-(E)-VP的结构上进行小的改构仍有可能会落入专利权利要求的通式范围内。
碱基修饰
目前使用的碱基修饰部分是天然存在的碱基结构，比如：m6A (在1974年发现)、m5C（可追溯至1950年代）和Ψ (假尿苷，Pseudouridine，最早于1951年发现)，因此，碱基修饰的相关专利风险主要来自于其在RNA上的应用方式。
Alnylam递交的PCT/US2005/025967专利家族涉及包含至少一个非天然核碱基的双链寡核苷酸，权利要求限定寡核苷酸的通式结构，其中碱基部分包含多种非天然碱基的类型。
化学修饰技术的专利保护特点
化学修饰技术涉及到众多技术类型，这些不同修饰技术产生的时间节点、所起到的作用和在siRNA的应用方式均不相同，因此其专利保护情况较为复杂。
从时间维度上看，对于2’-F、2’-OMe或PS等早期的核糖修饰和磷酸酯修饰来说，此类修饰技术没有特别宽泛的专利风险存在。对于像(S)-cEt-BNA、UNA、或5’-(E)-VP等新型修饰技术来说，这些技术本身就会存在一些专利风险。对于碱基修饰来说，因目前常用的碱基是较早期就发现的天然结构，所以来自碱基修饰本身的专利障碍也较小。
从技术应用角度来说，不管是核糖修饰、磷酸酯修饰或是碱基修饰，都需要考虑其在siRNA层面上的应用方式所带来的风险，比如，包括修饰类型、数量和/或位置等组成的结构基序，这部分我们将在下篇文章中展开。
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