最新数据显示,2024年1-11月,国内核酸药企共融资31家,累计近40亿元,其中多家企业募资过亿元,核酸药领域火热。 (艺迈科统计,文末附31家公司名单)。
小核酸药物作为核酸药物的代表,由于对疾病遗传靶点的直接作用,具有更高的靶向成药性、高特异性和长疗效,显示出巨大的潜力。 这种独特的优势也使其成为研发和投资领域的共同焦点。
小核酸药物的合成过程后,会出现多种杂质,其中短核苷酸(n-x)或长核苷酸(n+x)与目标产物的性质非常接近,难以去除。 在保持高产量的同时去除这些与产品相关的杂质是纯化过程的一大挑战。
在本文中,我们将介绍可用于商业生产的寡核苷酸纯化解决方案。
寡核苷酸基本概念
小核酸药物,英文寡核苷酸药物,又称寡核苷酸药物,是由十几个到几十个串联的核苷酸组成的短链核酸,可以通过干扰目的基因的表达来达到致病的目的。
狭义的小核酸药物是指siRNA(小RNA干扰药物);除siRNA外,广义的小核酸药物还包括ASO(反义寡核苷酸药物)、miRNA靶向(microRNA)、SRNA(小激活RNA)和适配体(RNA适配体)。
目前,全球药物研发的重点主要集中在siRNA和ASO上。
fig 1.小核酸药物的分类。
寡核苷酸生产流程
小核酸药物的生产通常采用化学合成,经过靶序列筛选、寡核苷酸合成、片段化脱保护、纯化、分离等步骤。 其中,寡核苷酸的合成更为关键,市场上多采用亚磷酰胺化学固相合成。 化学改性虽然可以提高药品的稳定性,但也会带来杂质种类增多、纯化难度大等问题,给最终药品的质量安全带来隐患。
fig 2.寡核苷酸药物制造工艺。
在寡核苷酸的固相合成中,会产生多种杂质,包括低聚物(短核苷酸N-X长核苷酸N+X)、修饰反应副产物、不完全保存基团产物、缺失嘌呤碱基的寡核苷酸等降解产物。 为了获得高纯度、高质量的寡核苷酸,必须使用色谱纯化来去除这些杂质。
由于这些杂质在电荷、分子大小、疏水性质等方面与目标产物非常相似,给寡核苷酸的纯化带来了一定的困难,需要采用高分辨率的色谱介质和层析工艺来完成从目的产物中分离杂质的目的。
寡核苷酸纯化工艺
使用正确的高分辨率色谱介质和层析工艺可确保寡核苷酸的质量和生产率。
在纯化工艺方面,常见的寡核苷酸纯化方法有反相色谱法(RP)和阴离子交换色谱法(AEX),其中,我们推荐阴离子交换色谱法(AEX),原因如下:一是避免使用含有机溶剂的高成本淋洗液,不需要配备防爆设备,还可以降低废液处理成本;其次,原理简单,易于放大,并能有效结合带负电荷的寡核苷酸。
fig3.寡核苷酸纯化工艺。
通常,使用一定浓度的盐去除杂质,无需DMT保护,然后在柱上用酸洗脱三苯基化,最后用不同盐浓度分离纯化目标寡核苷酸。 纯化的样品需要脱盐和浓缩(沉淀或TFF)。
04 层析介质的选择
通过阴离子交换色谱法纯化寡核苷酸
POLYGEL 15Q 和 Polygel 30Q 是基于聚合物 PS-DVB(聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物)的阴离子交换层析介质,粒径小至 15 m 和 30 m,采用特殊的官能团修饰方法,分辨率极高,操作空间大,容量大,即使在变性条件(pH 12)下,寡核苷酸样品仍可纯化, 有效避免了单链自互补或富含GC的寡核苷酸的聚集,特别适用于寡核苷酸的精纯。
fig 4.Polygel 15Q 纯化的寡核苷酸谱。
寡核苷酸采用Polygel 15Q阴离子交换色谱培养基纯化,一步纯化后纯度可达96%以上,**率85%90%,完全满足其质量要求。