寡核苷酸药物(Oligonucleotide drug,又名小核酸药物)药物机理为直接作用于疾病的遗传物质(DNA/RNA)靶点发挥治疗作用,因其具有设计简便、研发周期短、靶点丰富、特异性强、药效持久等独特优势,被誉为继抗体后的第三代创新药。
截至2025年中,全球共有超过20款小核酸药物获批上市,主要集中在罕见病、遗传病等治疗领域,乙肝、糖尿病、高血脂、传染病、眼科、肿瘤等领域也获得较大突破。
随着国内核酸药物技术的不断开发和企业的不断成熟,我国的小核酸药物行业也将迎来快速发展期。预计到2030年我国小核酸药物市场也将达到100亿元。未来随着临床阶段小核酸药物的不断上市,尤其是针对患者群体较大的适应症药物,如乙型肝炎的潜在治愈性药物,将进一步驱动市场快速发展。
然而由于市场的快速发展,中国国内的小核酸药物的研发生产也面临着挑战:
由于在国内该领域刚起步,对于固相合成的经验较少。在合成中主要涉及脱保护参数设置、耦合步骤参数的优化、氧化盖帽、整体合成四个步骤的方法设计、试剂与载体的处理注意事项等。合成的关键参数设置可影响产物的产率和后续处理的纯化难度。
核酸应用中多以高通量小规模的核酸设备众多,其合成能力以nmol到umol级别,很难后续进行药物大规模放大生产,除规模要求以外,核酸药物因单体价格贵,化学试剂复杂,合成条件严苛等因素,需要合成设备满足GMP要求和高合成效率,降低成本。与此同时,在实验室摸索阶段的工艺条件,还需要具备可放大性的功能。
合成的后处理步骤有氨解和脱保护、高分辨率纯化、超滤换液等步骤。氨解和脱保护的工艺摸索,需要明确pH、温度、处理时间等因素;纯化因为杂质特性差异不大,所以往往需要梯度洗脱工艺,若考虑收集检测等,需要在研究阶段进行DoE试验探究,加大小试工艺开发的难度。超滤因为需要使用1/3 kD的膜包,其通量较低,换液去除小分子,至少需要6—10倍的换液,需要对所选膜包研究新性能。
整个合成过程对于水分控制要求极高,水分影响合成成败,如何考虑罐体和合成中的水分控制,成为重要注意点。氨解与脱保护的控温要求、整个合成中的防爆考虑、多产品共线的车间灵活设计考量、厂房自动化的考虑等,都成为工程设计中的困难之处。
此次研讨会于2025年6月18日在上海泰霁生物技术有限公司举办,并且特邀泰霁生物高级副总裁周凤儿,分享了小核酸药物CMC研究策略与质量控制的精彩内容,在现场引发了大家积极的讨论。
图1:泰霁生物高级副总裁周凤儿
分享小核酸药物CMC研究策略与质量控制
在本次Workshop活动中,Cytiva下游高级产品专家们分别从寡核苷酸合成工艺基本原理以及常见注意事项到寡核苷酸合成工艺放大策略,寡核苷酸纯化/超滤工艺基本原理和放大策略等方面,与现场各位专家进行了深入探讨和交流。除了硬件产品如合成仪,纯化超滤系统等使用的讲解,本次活动中也就工艺开发和放大过程中耗材的选择如填料、超滤膜包、除菌滤器等进行了详尽的讲解。
活动现场气氛热烈,大家不仅向讲师们提出了各种与法规、行业、市场、设备、应用等方方面面的问题,同时也在交流中相互熟识、积极探讨,形成了良好的行业互动。
图2:Cytiva ISPA(oligo Workshop)
下游生产强化研讨会与会者合影
为了加深大家对寡核苷酸合成以及纯化工艺的理解,本次Workshop还组织了寡核苷酸合成以及纯化的现场Hands on环节,分别就Cytiva平台如何能帮助客户快速拉通寡核苷酸合成以及纯化工艺在现场与各位专家进行演示和深入讨论。
图3:寡核苷酸合成Hands on演示和互动
参观了合成纯化的?KTA Oligosynt合成仪之后,与会的各位专家也一起参观了Cytiva的纯化设备和不锈钢超滤设备,就纯化设备的操作,不锈钢设备超滤设备的设计特点展开了交流,在互动中了解了合成后的纯化,超滤等工艺步骤对于小试以及工艺放大等工艺中的使用要点和关键控制因素。
图4:层析及超滤(Chromatography and TFF)
Hands on演示和互动
最后,由Cytiva中国核酸工艺流程经理阮乾坤针对本次活动做出总结,作为寡核苷酸领域的先行者,Cytiva拥有30多年的寡核苷酸行业经验,可以提供覆盖毫克级别实验室规模到每年数百公斤甚至数吨级别的商业化大规模寡核苷酸合成解决方案:
相同的设计理念和关键部件的一致性,保障了可线性放大;软件的简易操作,结合工艺的程序化编辑,让复杂的合成/纯化/超滤过程变得简易;
除合成以外,Cytiva还提供纯化和超滤相关设备,填料,超滤膜包,除菌滤器等,均可实现线性放大,满足不同阶段的需求,降低放大过程中的失败风险和生产成本;
基于工艺的理解和多年的项目经验,帮助客户梳理和协调整体项目平台搭建,加速项目产业化进程;
强大的技术团队和完善的售后服务体系,可以根据客户需求,定期组织不同工序的工艺/设备/维护等培训,快速提升客户行业内竞争力。
图5:Cytiva提供完善的寡核苷酸整体解决方案
更多精彩敬请期待!
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