2023年3月24号，JDB电子生化学部高级副总裁马兴泉博士在IDC2023第四届化学新药与改进型新药研发论坛中做了主题为《幼核酸药物研发中的药物化学》的汇报
。

嘉宾介绍

马兴泉 博士 JDB电子化学部高级副总裁

中国科学院上海有机化学钻研所性命有机国度沉点尝试室获得博士学位，美国国度卫生钻研总署(NIH)接见学者，曾担任美国斯克利普斯钻研所（TSRI） 副钻研员
。占有20多年企业药物研发经验
。马博士布景是糖化学，在糖化学与生物学领域有较为宽泛的钻研，对中草药活性成分皂甙的分离、提取以及化学合成堆集了较为丰硕的知识和经验，对前沿领域的多糖大分子缀合物例如糖脂、糖肽、糖蛋白的合成以及生物活性有多年的钻研与堆集
。在国内表主题期刊颁发20多篇学术论文，蕴含JACS, ANGEW, LANGMUIR, OBC, JMCL等
。马博士2018年参与JDB电子，搭建南汇研发中心团队，领衔创建了JDB电子PROTAC、ADC、幼核酸等药物研发平台， 对多个前沿药物研发领域有深刻的钻研和见解
。

01 幼核酸药物的汗青

幼核酸药物的发展基于1940年DNA的发现，在这八十多年的功夫里有以下几个关键的节点：

1998年FDA核准了首款ASO药物Fomivirsen，用于医治大幼胞病毒(CMV)视网膜炎；

2004年全球首款核酸适配体药物Macugen获批上市，靶向VEGFR，用于医治老年湿性黄斑变性；

2018年全球首款 siRNA药物Onpattro (Patisiran)由FDA核准上市,用于由 hATTR 引起的多发性精神病患者的医治
。

能够看到幼核酸药物的发展汗青称得上厚积薄发，并且最近幼核酸药物的火热已经超出了PROTAC和ADC，成为药物研发届的新宠儿
。由于幼核酸药物的机造是在遗传物质的底子层面解决问题，这一点对比传统幼分子药物和抗体药物拥有巨大的优势，所以随着对幼核酸药物的开发不休深刻，未来会有更多的已经以为不成成药的靶点被攻克
。

02 幼核酸药物的研发主题是药物化学

幼核酸药物蕴含siRNA, miRNA, Antisense oligo, CpG oligo, Aptamer等，其药物研发过程并不像我们设想的那么复杂，它其实是一个很单一向观的皆是能够通过药物化学步骤合成的化学药物，所以幼核酸药物的药物研发重要萦绕化学合成和化学建饰这两个沉心
。

截至目前，已经有16款幼核酸药物获批上市，重要以ASO为主，但近几年siRNA的数量有增长趋向，其中肝靶向的幼核酸药物比力多，利用领域也更宽泛
。

第一个幼核酸药物Fomivirsen，也就是之前说的1998年的第一个ASO药物，与天然核苷酸相比，对2位的羟基进行了脱氧，用硫取代了磷酸上的氧，这就是幼核酸药物中最基础的化学建饰，被称为第一代化学建饰的磷酸骨架建饰
。

2004年的第一个适配体药物Pegaptanib在核糖上加了一个甲氧基
。

2016年获批上市的PMO药物Eteplirsen中用以衔接的磷酸建饰成了磷-氮，与之类似的PMO已经有3个获批上市

2018年获批上市的Patisiran是第8个成功上市的核酸药物，也是第一个siRNA，由于它是双链的RNA结构，所以化学结构上显著比ASO和PMO要复杂得多
。

在这段功夫里，除了siRNA横空出世，用乙二醇对单体进行建饰刷新的幼核酸药物上市比力集中，这也是第二代化学建饰
。

2019年的Givosiran是第一个用到GalNAc递送系统的siRNA，对于整个核酸药物的研发拥有划时期的意思
。分歧于之前LNP脂质体递送系统，GalNAc的三个氨基半乳糖显示出了高度的选择性和靶向性，在肝脏中拥有靶点特异性
。

目前还有一种在研的是cEt Containing Gapmer，结构比力复杂，仍处在索求钻研阶段
。

对幼核酸药物进行化学建饰有利于提高药物的不变性、利用度，甚至对药效药代也有提升
。随着对化学建饰技术的更新换代，幼核酸药物的药物活性也得到了不休地提升，重要体此刻给药频率和剂量上
。

03 核酸药物的递送系统

此刻递送系统的种类也越来越多，这里统计展示了9种递送系统：

这里好多种类型还没有经过市场的成功检验，像第三种用抗体桥接做siRNA的递送系统目前还没有上市的药物，但已经有好多人在钻研了
。我们沉点还是讲讲LNP和GalNAc
。

LNP在人体内拥有免疫原性且为扭转性状的脂质体不能靶向递送药物，LNP中胆固醇占比力大，由于微观结构上看，胆固醇的骨架大，水溶性比力弱，能撑起球形、盘型的结构
。

GalNAc不阐发出免疫原性，所以越发安全
。GalNAc靶向肝细胞上的ASGPR位点，可通过内吞作用被吸收，副作用更幼
。

04 JDB电子核酸药物研发经验

JDB电子核酸药物研发服务平台是集成了药物发现、出产和临床前钻研的一体化综合性平台，能够实现核酸药物的化学合成和建饰、体内表pkpd的检测
。经过将近4年的研发过程，JDB电子核酸药物研发服务平台堆集了丰硕的经验，目前有超过10个的on going项目，超过50个致力于核酸药物研发的化学家组成科研团队，构建了超过100个可使用的单体
。

基于严谨的科学态度、盛开的技术平台、丰硕的研发经验和先进的仪器设备，我们能够满足行业对于前沿创新核酸药物的研发需要

05 寡核苷酸化学合成的流程

总体来说，每新增一个碱基必要经历一下4个步骤：DET、CPL、CAP、OXI
。

1. 脱；ぃ―eprotection, DET）：将预先衔接在固相载体CPG上的活性基团被；さ暮塑账嵊肴纫宜岱从，脱去其5'-羟基的；せ臘MT，获得游离的5'-羟基；

2. 缩合衔接（Coupling, CPL）：将亚磷酰胺；ず塑账岬ヌ逵牖罨了牡蚧旌，得到核苷亚磷酸活化中央体，与溶液中游离的5'-羟基产生缩合反映；

3. 加帽反映（Capping，CAP）：缩合反映中可能有极少数5'-羟基没有参与反映(少于2%)，可用乙酸酐和1-甲基咪唑终止合成，这种短片段能够在纯化时辰离掉；

4. 氧化不变（Oxidation, OXI）：在氧化剂的作用下，亚磷酰大局转变为更不变的磷酸三酯，使DNA磷酸骨架更不变
。

沉复以上循环直到必要合成的碱基全数衔接实现，而后进入Ammonolysis氨解反映
。

氨解反映通过分歧的仪器也有两种反映，一种是气相的，一种是液相的
。氨解后必要进行冻干或者超离心，用去离子水洗涤，再进行分析和纯化
。把稳，在这些步骤里，水的含量必要沉点关注
。由于水的含量若是过高，容易产生副反映，对于了局会产生不良影响
。

对于寡核苷酸的分析JDB电子重要使用UPLC和HPLC这两种仪器
。HPLC的检测了局纯度通常能够达到80%以上，UPLC和QTOF联用检测的纯度也是80%以上
。这里我们能够看到试验了局的峰值图谱，通常幼于500 ppm的了局都是正确的
。

纯化会用到造备HPLC，纯化后核酸药物样品的浓度能达到98%以上
。第二种步骤是是用AEX HPLC，阴离子互换高效液相色谱纯化的寡核苷酸必须没有有余的盐，这一点很容易通过使用脱盐柱实现
。

这是一个合成siRNA的例子：

能够看到经过造备HPLC纯化后siRNA的纯度达到了92%，图谱上的峰型没有那么敏感，事实上这跟最左边5’上的磷-硫键有关，可能出现的手性结构导致数据的了局不美满
。

06 JDB电子核酸药物研发服务平台

JDB电子能够提供单体合成、建饰；寡核苷酸合成；递送系统合成以及寡核苷酸偶联物的合成
。已经建成的siRNA库，不仅有丰硕的单体库存，并且占有重大的单体合成砌块库，能够急剧实现各类建饰单体的合成
。JDB电子占有专业的幼核酸药物的研发团队能够提供高效快捷地研发服务；已有多个siRNA药物FTE项目实现和进行中
。

在生物活性评价服务上能够进行：

1. siRNA-GALNAc与靶向肝细胞的结合评估（ELISA,SPR,FP,FACS,MSD,Confocal 显微镜）

2. 靶标mRNA/蛋白质水平降低评估（RT/Q-PCR,Western blot)

3. 细胞表型和职能性滋扰的评估（细胞增殖，迁徙，蛋白质建饰和互作）

4. 脱靶效应评估

07 幼结

核酸药物作为继幼分子化药和抗体药物后的第三大类型药物，在全球已经形成燎原之势，发展势头迅猛，成为生物医药企业研发的沉点和热点
。

核酸药物研发速度极快，靶向性高，有望突破传统药物无法解决的“不成成药”的靶点
。在研发过程中，药物化学是主题和沉点
。

JDB电子核酸药物研发服务平台占有丰硕的核酸药物研发经验，能够急剧实现各类建饰单体的合成，造订开发路线，满足行业对于前沿创新核酸药物的研发需要，为医药公司及科研单元提供核酸药物发现、筛选及临床前钻研服务
。

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